浙大药学物理化学作业Word格式.docx
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如何用熵判据判断过程的方向?
熵表示体系混乱度的大小,在孤立体系中,或绝热过程:
△S>0表示自发过程
△S=0表示可逆过程△S<0表示不可能发生的过程
5.如何用吉布斯能判据判断过程的方向?
在封闭系统中的等温等压非体积功为零的过程:
△G<0表示自发过程
△G=0表示可逆过程△G>0表示不可能发生的过程
6.如何用亥姆霍兹能判据判断过程的方向?
在封闭系统中的等温等容非体积功为零的过程:
△F<0表示自发过程
△F=0表示可逆过程△F>0表示不可能发生的过程
7.空调可以把热从低温热源传递到高温热源,这是否与热力学第二定律矛盾?
答:
不矛盾,热力学第二定律指出“不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起其它变化
”而空调在制冷时,环境作了电功,同时得到了热,所以环境发生了变化。
8.一般情况下,温度升高,固体溶解度增大,气体溶解度减小,请用热力学原理解释之。
一般情况下,固体溶解是熵增加过程,而气体溶解是熵减小过程。
根据△G=△H-T△S
提高温度对固体溶解有利,而对气体溶解不利。
9.什么是热力学第三定律?
在绝对零度,任何纯物质完整结晶的熵等于零。
10.什么是标准摩尔熵答,根据热力学第三定律得到的一摩尔物质在标准压力,指定温度时的熵
1.什么是标准生成吉布斯能?
在标准压力下,由稳定单质生成一摩尔某化合物的标准吉布斯能变化,就是该化合物的标准生成吉布斯能。
2.化学反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)必须在高温下进行,请用热力学原理解释之。
化学反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)是吸热反应,提高反应温度可以增大平衡常数,
有利于反应正向进行
3.乙苯脱氢生成苯乙烯C6H5C2H5(g)=C6H5CH=CH2(g)+H2(g)是吸热反应,通入过热水蒸气(不参加反应)可以提高苯乙烯产率,为什么?
乙苯脱氢生成苯乙烯是吸热反应,提高反应温度有利;
该反应也是增加体积的反应,减小压力有利。
通入过热水蒸气既可以提供热量,维持较高的反应温度,同时还由于水蒸气不参加反应,起稀释作用,与减小压力的效果相同。
1.对于二组分系统相图,是否必须保持温度或压力恒定?
要在平面上绘制相图,变量数不能大于2,即自由度不能大于2。
根据相律:
f=K–Φ+n,当相数Φ最小时,自由度f最大。
将K=2和最小的Φ(Φ=1)代入相律,得f=2-1+n≤2n≤1因此,对于二组分系统相图,必须保持温度或压力恒定。
2.什么是恒沸混合物?
气-液平衡时两相组成相同的混合物叫做恒沸混合物。
3.什么是共轭溶液?
两个平衡共存的液相,互称为共轭溶液
4.什么是上临界溶解温度?
两种液体能够以任何比例完全互溶的最低温度
5.液体的饱和蒸气压越高,沸点就越低;
而由克劳修斯—克拉珀龙方程表明,液体温度越高,饱和蒸气压愈大。
两者是否矛盾?
两者并不矛盾。
因为沸点是指液体的饱和蒸气压等于外压时对应的温度。
在相同温度下,不同液体的饱和蒸气压一般不同,饱和蒸气压高的液体,其饱和蒸气压等于外压时,所需的温度较低,故沸点较低;
克劳修斯—克拉珀龙方程是用于计算同一液体在不同温度下的饱和蒸气压的,温度越高,液体越易蒸发,故饱和蒸气压越大。
1.什么是电导率?
1.相距1m、截面积为1m2的两平行电极间放置1m3电解质溶液时所具有的电导。
2.什么是摩尔电导率答:
是指相距1m的两平行电极间放置含有1mol电解质的溶液所具有的电导。
3.什么是可逆电池?
电池中进行的化学反应、能量转换和其它过程均可逆的电池。
4.什么是标准电极电势?
在标准状态下,标准氢电极作为负极,给定电极作为正极所组成
的电池的电动势称为该电极的标准电极电势
1.计量方程式H2+I2→2HI可以改写成½
H2+½
I2→HI吗?
可以。
计量方程式仅仅表示所有反应物和产物之间量的比例关系,在计量方程式中乘上一个常数不会改变原有的比例关系。
2.机理方程式H2+2I→2HI可以改写成½
H2+I→HI吗?
不可以。
机理方程式表示相应的基元反应是如何发生的。
在方程式中乘上一个常数,虽然不改变消耗的各种反应物粒子和生成的各种产物粒子之间的比例关系,但却改变了方程式所表示的机理。
而且,反应物和产物的粒子数只能是正整数,分数是没有意义的,机理方程式中的系数不可能是分数。
3.合成氨反应可能是基元反应吗?
不可能。
合成氨反应的化学方程式为3H2+N2→2NH3,方程式中反应物的系数之和等于4,四分子反应迄今还没有发现过。
4.速率常数的单位是什么?
4.速率常数的单位与反应级数有关。
对于n级反应,其单位是:
时间-1•浓度1-n。
5.如果把计量方程式2O3→3O2改写成⅔O3→O2,反应级数是否与原来相同?
反应级数反映反应物和产物的浓度对反应速率的影响程度,与计量方程式的写法无关。
计量方程式乘上一个常数后,反应级数不变。
6.什么是准一级反应?
有些反应实际上不是真正的一级反应,但由于其它反应物的浓度在反应过程中保持不变或变化很小,这些反应物的浓度项就可以并入速率常数中,使得反应速率只与某反应物的一次方成正比,其速率方程的形式与一级反应相同,这样的反应称为准
7.用活化分子的概念解释提高反应温度可以加快化学反应的原因。
根据波兹曼能量分布
定律,温度升高,高能量分子所占的比例增大,即活化分子增多,反应速率加快。
8.为什么光化反应的速率常数与温度关系不大?
在热化学反应中,活化分子是根据玻尔兹
曼能量分布反应物分子中能量大于阈能的部分。
温度升高,活化分子所占的比例明显增大,速
率常数增大。
而在光化反应中,活化分子主要来源于反应物分子吸收光子所形成,活化分子
数与温度关系不大,因此,速率常数也与温度关系不大。
9.催化反应是基元反应还是复杂反应?
催化反应一定是复杂反应。
在催化反应中,由于催化剂在反应前后的数量和化学性质都没有改变,催化剂至少参加了两步反应:
一步是作为反应物,一步是作为产物。
10.降低反应温度有利于提高合成氨反应的平衡转化率,但实际生产中为什么选取450~550℃的较高温度?
由于合成氨反应是放热反应,降低反应温度有利于提高合成氨反应的平衡转化率,但实际生产中,不仅要考虑平衡转化率,还要考虑反应速率,升高温度对提高反应速率有利。
实践的结果是选取450~550℃比较合适。
1.为什么气泡和小液滴总是呈球形?
对于体积相同的各种几何形状,球形的表面积最小,因此,当气泡和小液滴呈球形时,
表面积最小,表面吉布斯能最低,系统最稳定。
2.如图,水平放置的毛细管,装有少量湿润性液体.管内液体最后平衡位置在何处?
管中液体为凹液面,附加压力的方向指向液体外部。
根据附加压力公式ΔP=2σ/r,毛细管中的液体两侧表面张力相同,而左侧液面半径较小,因而向左的附加压力较大,使液体向左移动,直至两侧半径相同处为最后平衡的位置。
3.什么是溶液的表面吸附?
为什么会产生溶液的表面吸附?
溶液的表面层浓度与本体浓度不同的现象称为溶液的表面吸附。
由于溶液的表面张力与浓度有关,为了降低表面张力,使表面张力增大的溶质分子将自动从表面层向本体转移,而使表面张力减小的溶质分子将自动从本体向表面层转移,形成浓度差;
同时,为了使系统的熵值尽可能大,溶质将从高浓度向低浓度方向扩散,使表面层浓度与本体浓度趋于均一,这两种相反的作用达平衡时,就产生溶液的表面吸附
4.什么是表面活性剂?
其结构特征如何?
能显著降低溶液表面张力的物质称为表面活性剂。
表面活性剂都是两亲分子,即同时具有亲水的极性基团和亲油的非极性基团。
5.什么是胶束?
什么是临界胶束浓度?
当浓度增加到一定程度时,表面活性剂分子在溶液中形成疏水基向内,亲水基向外的多分子聚集体,称作胶束或胶团。
形成胶束的最低浓度被称作临界胶束浓度。
6.表面活性物质如何起增溶作用
表面活性物质是通过形成胶团使溶质溶解在胶团中而起增溶作用。
7.增溶作用与溶解作用有什么不同?
增溶作用是难溶性有机物“溶解”于浓度达到或超过
临界胶束浓度的表面活性剂水溶液中的现象它不同于溶解作用。
溶解作用是溶质以单个分子或
离子的形式完全分散到溶剂中,每个溶质分子或离子完全被溶剂分子所包围,而增溶作用是难
溶性有机物聚集在表面活性剂分子所形成的胶束中
8.表面活性剂有哪些重要作用?
表面活性剂的作用非常广泛,如增溶作用、润湿作用、乳化作用、发泡作用、洗涤作用等
9.什么是物理吸附?
什么是化学吸附?
固体和吸附质之间由于范德华引力所引起的吸附称为物理吸附,固体和吸附质之间由于化学键力所引起的吸附称为化学吸附。
10.固体吸附气体是吸热还是放热?
固体吸附气体通常是放热的。
因为气体被吸附到固体表面,运动的自由度减少,即熵减少,△S<
0。
根据△G=△H-T△S,当吸附自动发生时,△G<
0,可推知△H<
0,所以固体吸附气体通常是放热的。
1.什么是分散系统?
什么是分散相?
什么是分散介质?
分散系统是一种或几种物质被分散到另一种物质中所形成的系统,其中以非连续形式存在的被分散的物质称为分散相,另一种以连续相形式存在的物质称为分散介质。
2.为什么说溶胶是热力学不稳定系统?
溶胶为什么能稳定存在?
溶胶是高度分散的多相系统,有很大的表面积和表面吉布斯能,具有自动聚沉而使分散相颗粒变大、表面吉布斯能减小的趋势,因此,溶胶是热力学不稳定系统。
由于布朗运动、胶粒带电和溶剂化作用都能阻碍溶胶聚沉,因此溶胶能稳定存在。
3.与小分子溶液、大分子溶液以及粗分散系统相比,溶胶有哪些基本特性?
与小分子溶液,大分子溶液以及粗分散系统相比,溶胶具有特有的分散程度、相不均匀性和聚结不稳定性等基本特性。
4.什么是布朗运动?
它对溶胶的稳定性有何影响?
布朗运动是胶体分散系统中的悬浮粒子由于受到介质分子热运动撞击而产生的运动。
布朗运动使溶胶粒子具有扩散作用,减弱了溶胶粒子的沉降作用,使溶胶具有动力学稳定性。
5.与小分子溶液和粗分散系统相比,溶胶具有丁达尔现象,为什么?
产生丁达尔现象的两个基本条件是:
一、粒子直径小于入射光的波长;
二、光学不均匀性,即分散相与分散介质的折光率不同。
溶胶正好满足这两个条件,因此具有丁达尔现象,而粗分散系统由于粒子太大不满足粒子大小的条件,小分子溶液由于是均相系统不满足光学不均匀性条件
1.大分子化合物的平均摩尔质量通常有哪几种表示方法?
它们的相对大小关系如何?
大分子化合物的平均摩尔质量通常有4种表示方法:
数均摩尔质量,质均摩尔质量,粘均摩尔质量和z均摩尔质量,它们的相对大小关系:
数均摩尔质量<
粘均摩尔质量<
质均摩尔质量<
z均摩尔质量
2.大分子化合物的溶解有什么特点?
大分子化合物的溶解特点是溶解前有一个溶胀过程。
大分子化合物在溶剂中,首先是溶剂分子向大分子内部扩散、渗透,使大分子体积逐渐胀大,此过程称为溶胀;
溶胀后的大分子链间作用力减弱,能在溶剂中自由运动并充分伸展,形成溶液。
3.大分子溶液的渗透压(π,Pa)与大分子化合物的浓度(c,g/dm3)存在如下关系:
(2)2AcMπ=RTc+其中M是大分子化合物的平均摩尔质量,A2是维利系数,表示溶液的非理想程度。
如何用渗透压法测定大分子化合物的平均摩尔质量?
配制一组不同浓度的大分子化合物溶液,分别测得它们的渗透压,以π/c对c作图,从公式π/c=RT/M+RTA2c可知,得一直线,从直线截距RT/M求得大分子化合物的平均摩尔质量M。
4.什么是电粘效应?
如何消除电粘效应?
当大分子电解质溶液较稀时,电离度大,大分子链上电荷密度增大,链段间的斥力增加,分子链舒张伸展,溶液粘度迅速上升,这种现象称电粘效应,消除方法,加入足够量的小分子电解质
5.什么是唐南效应?
如何消除唐南效应?
由于大分子离子的存在引起小分子离子在膜内外分布不均的现象称为唐南效应。
消除方法:
在膜外加入足够量的小分子电解质。
二、判断题(正确打√,错误打×
)
1.由于p和V都是状态函数,则pave也是状态函数。
(√)
2.状态函数改变后,状态一定改变。
3.孤立系统内发生的一切变化过程,其ΔU必定为零。
4.温度越高,Q值越大。
(×
)
5.等压过程是指系统在变化过程中系统的压力等于环境的压力。
6.不做非体积功是指系统的始态和终态的体积相同。
7.在标准状态下,最稳定单质的焓值等于零。
8.O2(g)的标准摩尔燃烧焓等于零。
9.H2O(l)的标准摩尔燃烧焓等于零。
10.H2和O2在绝热钢瓶中发生反应的△U等于零。
1.根据热力学第二定律,热不能从低温物体传到高温物体。
2.功可以完全变为热而不发生其它变化。
3.只要不违反能量守恒,任何过程都有可能发生。
4.在常压下,0℃水结冰是熵增大过程。
5.非理想气体经过绝热可逆过程,熵保持不变。
6.最稳定单质的标准摩尔熵等于零。
7.金刚石的标准摩尔生成吉布斯能等于零。
8.某电解反应在等温等压下自发进行,该反应的△G一定小于零。
9.理想气体绝热可逆膨胀过程的△G等于零。
10.1mol25℃,101.3kPa液态水向真空膨胀成25℃,101.3kPa水蒸气的△G大于零。
1.对于合成氨反应3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)提高压力可以增大平衡常数从而提高产率(X)
2.增加反应物浓度,使△rGm减小,有利于反应正向进行。
3.某化学反应的ΔG0rmθ<
在等温等压不做非体积功的条件下,该反应将自发进行(×
4.标准平衡常数没有单位,而经验平衡常数一定有单位。
5.标准平衡常数和经验平衡常数都与反应物浓度无关。
6.温度越高,平衡常数越大。
7.θrmΔG表示化学反应达到平衡时产物与反应物的吉布斯能差。
8.加入催化剂虽然不能改变经验平衡常数,但可以改变标准平衡常数。
1.外压越大,沸点越高。
2.在适当的压力下,水蒸气可以直接凝结为冰。
3.水蒸气、液态水和冰有可能同时共存。
4.杠杆规则适用于任何两相平衡区。
5.在单相区,物系点与相点重合;
在多相区,物系点与相点不重合。
6.可以用精馏方法分离双组分系统的恒沸混合物。
7.温度越高,两种液体的相互溶解度越大。
8.两种固体混合后的熔点降低。
9.对于二组分系统,易挥发组分在气相中的浓度一定大于其在液相中的浓度。
10.溶液的沸点一定介于组成该溶液的纯组分沸点之间。
1.当浓度无限稀时,HAc完全电离成H+离子和Ac-离子。
2.浓度越大,弱电解质的电离度越小。
(√)
3.能斯特方程式可以计算任何电池的电动势。
4.Eө是电池反应达平衡时的电动势。
5.电池的正极发生还原反应。
6.电池反应一定是发生氧化-还原反应。
7.电化学中规定,阳极总是发生氧化反应。
1.测得反应ClHk2HCl22+⎯⎯→的反应级数等于3/2,该反应不可能是基元反应。
2.测得反应2k32O⎯⎯→3O的反应级数等于1,该反应可能是基元反应。
3.速率常数的单位与反应级数有关。
4.任何反应的反应速率与浓度的关系都符合质量作用定律。
5.阿仑尼乌斯公式不适用于光化反应。
6.催化剂改变速率常数,但不改变平衡常数。
7.反应温度既改变速率常数,也改变平衡常数。
8.速率常数与温度、催化剂、反应物浓度等因素有关。
1.粒子越小,比表面越大。
2.温度升高时,纯液体的表面张力增大。
3.HLB值越大,亲脂性越强。
4.表面活性剂的用途非常广泛,例如,既可以用表面活性剂起润湿,乳化,起泡等作用,
也可以用表面活性剂起去润湿,破乳,消泡等作用(√)
5.BET吸附等温式适用于多分子层吸附。
6.弗仑因德立希吸附等温式不适用于化学吸附。
7.只有表面张力较小的液体才可能在表面张力较大的液体表面铺展。
8.当接触角大于90°
时,液体能够润湿固体。
9.两性型表面活性剂是非离子型表面活性剂。
10.作为洗涤剂的表面活性剂的HLB值通常在12~15。
1.大分子溶液又称为亲液胶体,溶胶又称为憎液胶体。
2.光的波长越短,散射作用越强。
3.在稀砷酸溶液中通入过量H2S制备硫化砷溶胶,在直流电场中,该溶胶的胶粒向正极定向(√)
4.以FeCl3作为稳定剂制备得到的Fe(OH)3溶胶带负电。
5.电解质对溶胶的聚沉作用,主要取决于反离子的浓度。
6.溶胶粒子的大小通常可以用渗透压法测定。
7.ζ电势的绝对值越大,溶胶越稳定。
8.墨汁是碳黑分散在水中的悬浮液,可以加入适量的动物胶使墨汁稳定。
1.大分子溶液是热力学不稳定系统。
2.大分子的数均摩尔质量通常可以用沸点升高法测定。
3.用超离心沉降法测定得到大分子的质均摩尔质量。
4.数均摩尔质量大于质均摩尔质量。
5.大分子溶液由于溶剂的密度涨落和大分子的浓度涨落而引起折光率的瞬间差异,
也能产生光散射。
6.以苯为溶剂的聚苯乙烯溶液的浓度越稀,粘度越小。
7.果胶酸钠水溶液的浓度越稀,粘度越小。
三、选择题(选1个答案)
1.是状态函数。
A.G
2.不是状态函数.D.△G
3.具有广度性质。
B、U
4.具有强度性质。
D.η(粘度)
5.的标准摩尔生成焓等于零。
A.C(石墨)
6.的标准摩尔燃烧焓等于零。
C.CO2
7.理想气体在外压为101.325kPa下的等温膨胀,该过程的A.Q>
0
8.101.325kPa和273.15K的水等温等压变为冰,该过程的D.△H<
9.下列叙述中不属于状态函数特征的是。
C.状态函数均有加和性。
10.理想气体向真空膨胀,其体积从V1增大到V2,则系统做功为。
A.W=0
1.在等温等压不做非体积功的情况下,下列哪个过程肯定能自发进行?
C.△H<
0,△S>
2.1mol90℃、101.325kPa的过冷水蒸气在等温等压下变为水,该过程的D.△G<
0,△S<
3.1mol0℃、101.325kPa的水在等温等压下变为冰,该过程的。
A.△G=0,△H<
4.化学反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的。
A.△H>
5.反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的△rSmөA.大于零
6.当温度升高时,反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的△rGmөC.减小
7.下列说法正确的是。
C.孤立系统中熵不会减小
A.熵不会减小B.熵总是增大C.孤立系统中熵不会减小D.孤立系统中熵总是增大
8.下列说法正确的是。
B.绝热可逆过程的ΔS=0
A.绝热过程的ΔS=0B.绝热可逆过程的ΔS=0C.绝热过程的ΔS>
0D.绝热可逆过程的ΔS>
9.若N2(g)和O2(g)都视为理想气体,等温等压下,1molN2(g)和1molO2(g)混合后,
不发生变化的一组热力学性质是,A.U,H,V
10.1mol100℃、101.325kPa的水在等温等压下变为水蒸气,该过程的B.△G=0,△H>
1.改变反应物的浓度将影响化学平衡,这是由于发生改变所致。
B.△rGm
2.已知反应N2+3H2=2NH3的标准平衡常数为K1,反应H(g)NH(g)的标准平衡常数为K2,
两者的关系为D.K1=(K2
3.反应N2O5(g)=N2O4(g)+½
O2(g)的△rHm=41.84kJ·
mol-1,为了提高N2O4的产率,
可以采取的措施是B.降低压力、提高温度
4.若298K时反应N2O4(g)=2NO2(g)的K=0.1132则当N2O4和NO2的分压均为1.0kPa时,
该反应A.向生成NO2的方向进行
5.1000K时反应Fe(s)+CO2(g)=FeO(s)+CO(g)的K=1.84,当气相中CO2和CO的
摩尔数之比为65∶35时,则B.Fe将被氧化
6.某气态反应为放热反应,在727℃时的K=3.4×
10-5,已知△rHm=-189kJ·
mol-1,
则在827℃时的K=。
C.4.3×
10-6
1.关于克-克方程,下列说法正确的是。
(B)
A.适用于任何两相平衡B.适用于气-液平衡和气-固平衡
C.适用于固-液平衡和气-固平衡D.适用于气-液
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