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物化习题下参考答案
参考答案:
第七章 电解质溶液练习题答案
一、判断题答案:
1.错。
2.错。
3.对。
4.对。
5.错,电解质分子中正、负离子所带电荷不一定为1。
6.错,当电流通过电解池时,两极将发生电极反应,电解质浓度发生变化。
7. 错,强电解质也适用。
8. 错,只适用于强电解质。
9.错,适用于强电解质稀溶液。
10.错,a(CaF2)=a(Ca2+)·a2(F-)。
二、单选题答案:
1.B; 2.C; 3.B; 4.A; 5.A; 6.D;
7.B; 8.B;9.B; 10.A; 11.A; 12.A;
13.A; 14.C;15.B;16.D;17.A; 18.B;
19.D; 20.A。
三、简答题答案
1.柯尔拉乌希经验公式适用条件和范围是什么?
柯尔拉乌希离子独立运动定律的重要性何在?
答:
柯尔拉乌希经验公式:
,适用于强电解质水溶液,浓度低于0.01mol·dm-3的稀溶液。
根据离子独立移动定律,可以从相关的强电解质的Λ∞来计算弱电解质的Λ∞。
或由离子电导数值计算出电解质的无限稀释时摩尔电导。
2.电导率与摩尔电导概念有何不同?
它们各与哪些因素有关?
答:
电导率κ是:
两极面积各为1m2,并相距1m时,其间溶液所呈的电导;而摩尔电导是在相距1m的两电极间含有1mol溶质的溶液所呈的电导,摩尔电导用Λm表示Λm=κ/c,电导率κ与电解质本性有关,与温度有关,与电解质浓度有关;摩尔电导与电解质本性有关,与温度有关,与电解质浓度有关。
3.电解质在水溶液中时,作为溶剂的水电离为H+、OH-离子,为什么一般不考虑它们的迁移数?
影响离子迁移数的主要因素是什么?
答:
因为水中H+与OH-的浓度甚低,Ksp=10-14,其迁移数极小,不考虑不会影响测量结果。
离子迁移数与温度及浓度有关,但是更主要的是离子受溶剂化以及形成络离子的影响。
4.德拜-尤格尔公式为什么只能适用于稀溶液,提高适用范围怎么办?
答:
因浓度较大时,离子之间相互作用强,甚至会出现离子间的结合,按公式计算会产生较大误差。
提高适用范围的办法在极限公式后边加一项CI,可以扩大适用的浓度范围,CI项考虑了离子短程相互作用。
四、计算题答案
1.解:
2、解:
对于只含一种正离子和一种负离子的电解质溶液,只需求出其中任一种离子的迁移数即可。
由Ag电量计上析出的Ag计算通过电解池电荷的物质的量n=0.6136g/107.87g·mol-1=5.688x10-3mol
设阳极区水的量在电解前后不变。
W水(阳极区)=(117.51-0.6659)g=116.844g
电解前后Cl-的物质的量为
3、 解:
查表得
第八章可逆电池讨论题答案
一、判断题答案:
1.错。
2.错,恒温、恒压、W’=0时,ΔG>0的过程不能进行。
3.错,电极反应为:
Cl2+2e2C1-。
4.错,电池
(2)的E与Br-浓度有关。
5.错,电池对外放电时,电池内正离子向正极迁移,负离子向负极移动。
6.错,因Ag+与Cl-反应生成AgCl沉淀。
二、单选题答案:
1.A; 2.B; 3.D; 4.C; 5.B; 6.C;
7.B; 8.A;9.C; 10.D; 11.D; 12.C;
13.C; 14.C; 15.D; 16.D;17.A; 18.B;
19.D; 20.D;
三、简答题答案
1.同一反应如Cu2++Zn=Cu+Zn2+,化学反应的热效应和电化学反应的热效应是否相同?
为什么?
答:
对于同一反应,化学反应的等压热效应与电池反应的电化学热效应不相同,因为化学热效应是
等温等压下,无非体积功时的反应热,Qp=ΔH。
而电池反应热效应QR=TΔS,ΔH=-nFE+QR
两者之间相差电池与环境的电能传递的nEF。
2.在电势差计中AB线段为电阻,为什么能表示电势的数值呢?
答:
根据欧姆定律E=IRAB=IκAB,上式中I为通过回路的电流,κ为导线单位长度的电阻Ω/m,
当测定ES及Ex时,两值相比,I及κ均约去,便有ES=AB,Ex=AC,因此在电势差计中可以
用ES=AB,Ex=AC来表示,而其它情况下不能用导线长度来表示电势。
3.用电势差测定电池电动势时,若发现检流计始终偏向一方,可能的原因:
(1)检流计不灵;
(2)被测定的电池电动势太大;
(3)搅拌不充分,造成浓度不均匀;(4)被测电池的两个电极接反了。
答:
(4)
4.为什么选用韦斯登电池作为标准电池?
答:
因为韦斯登电池能保证在测量过程中处于可逆过程的条件,并且该电池的电动势稳定,
温度系数很小。
四、计算题答案
1.解:
从已知的电池反应式写电池式,必须写出该电池的正负极反应,然后按电池书写惯例写出电池式。
对于一些在反应式中有关元素的氧化态没有变化的反应(如(3)),则应先根据产物及反应物的种类确定出所用的一个电极,再用该电极反应与总反应之差确定另一电极反应,最后经核对并根据电池书写惯例写出电池式。
(1)中I-被氧化为I2,而Ce4+被还原为Ce3+,显然,两个电极反应不能共处一溶液,必须以盐桥隔开。
此外,因正、负极皆为氧化还原电极,必须用惰性电极作集流体。
电极反应为。
按书写惯例写出的电池式如下:
(2)中为铅酸蓄电池反应,其电极反应为:
在铅酸蓄电池中两个半电池共与一H2SO4(a)溶液保持平衡,放电时负极上Pb氧化所形成的Pb2+和正极上PbO2被还原所形成的Pb2+均受溶度积制约成为PbSO4沉淀。
对应于上述电池反应的电池式为:
(3)本反应中有关元素之氧化态无变化。
由产物中有AgI和反应物中有I-来看,可对应一个第二类电极Ag,AgI(s)|I-,其电极反应为:
此电极应为负极,而正极则为电池反应与负极反应之差,即
其电池式为
1、
3. 解:
电池反应为
第九章 电极极化讨论题答案
一、判断题答案:
1.对。
2.对。
3.错。
4.错。
5.错。
6.对。
7.对。
8.错。
9.错。
10。
对。
二、单选题答案:
1.C; 2.A;3.D;4.D;5.C;6.A;7.C; 8.A;9.A; 10.D;11.B;12.D;13.C;
14.B;15.B;16.D;17.C;18.C;19.B; 20.C;
三、简答题答案
1.你认为影响分散层厚度的因素有哪些?
答:
分散层厚度,主要受电极表面电荷密度和电解质溶液浓度的影响。
金属表面电荷
密度越大,溶液中离子浓度越大,分散层厚度越小,甚至可以忽略,只剩下紧密
层。
相反,当金属表面的电荷密度和溶液中离子浓度越小,分散层厚度越大。
2.试以铅—酸蓄电池为例,说明当其作为电源放电和电池充电时,哪个电极是阳极、
阴极、正极和负极?
答:
铅—酸蓄电池为:
pb,pbSO4|H2SO4|pbO2,pb;当作为原电池放电时:
负极pb+SO42-→pbSO4+2e发生氧化为阳极
正极pbO2+4H++SO42-+2e→2pbSO4发生还原为阴极
当充电时,作为电解池,上述负极反应逆转为还原过程,故成为阴极,而正极反
应逆转为氧化过程,故成为阳极。
3.在测定极化曲线时,为什么要使用另一参考电极?
对参考电极应该有什么要求?
答:
因为使用另一参考电极,应用对消法,可测出待测电极在无电流通过时的电势值。
测定方法:
先测出待测电极无电流通过时的平衡电势,再测出待测电极有电流通过
(与辅助电极组成回路)的非平衡电势值,由这两者之差,便得到某电流密度i时超电势。
参考电极要求电位稳定,数值巳知,可逆性大,即i0较大,例如饱和甘汞电极。
4.如何理解交换电流i0的物理意义并说明其数值的大小和极化的关系。
答:
交换电流i0是由于电极表面与溶液中的某金属离子在平衡条件下时,即氧化与还原
反应:
Mn++neM速率相等条件下,单位时间,单位表面上所交换的电量。
如果i0大,表明通过很大外电流,电极电势改变小,该电极反应可逆性大,不容易
发生极化。
反之,i0小,电极反应可逆性小,该电极很容易发生极化。
四、计算题答案
1、解:
2、解:
1阴极Sn2++2e-
Sn(S)
=
+
=-0.170V
阳极H2O-2e-
1/2O2(g)+2H+(
)]
=
+
+
=1.612V
E分解=
-
=1.612+0.170=1.782V
由于阳极上氧气析出,溶液中氢离子浓度增加,当Sn2+基本析出时,
=0.10
2+0.01=0.21
=
-
=-0.5V
=2.9
第十章 化学动力学
(1)练习题题答案
一、判断题答案:
1.错,同一化学反应各物质变化速率比等于计量系数比。
2.错,总反应速率与其他反应速率的关系与反应机理有关。
1.3. 对,只有基元反应才有反应分子数。
2.4. 对,只有基元反应才有反应分子数。
3.5. 对。
4.6. 对。
5.7. 错。
6.8. 错。
9.错,不一定是双分子反应。
10.错,若为可逆反应,温度升高则逆反应速率常数也增加。
二、单选题答案:
1.A;2.C;3.C;4.C;5.C;6.A;7.D;8.D;9.C;10.C;11.D;12.C;
13.B;14.B;15.A;16.B;17.B;18.B;19.D;20.B;
三、简答题答案
1.对恒容反应aA+bB→eE+fF,其反应速率可用其中任何一种物质的浓度随时间的
变化率表示,它们之间的关系是()。
(1)-a(dcA/dt)=-b(dcB/dt)=e(dcE/dt)=f(dcF/dt)
(2)-dcF/fdt=-dcE/edt=dcA/adt=dcB/bdt
(3)-fdcA/adt=-fdcB/bdt=fdcE/edt=dcF/dt
(4)dcA/dt=bdcB/adt=edcE/adt=fdcF/adt
答:
(3)
2.在描述一级反应的下述说法中,不正确的是()。
(1)lnc对时间t作图得一条直线;
(2)半衰期与反应物起始浓度成反比;
(3)同一反应消耗反应物的百分数相同时,所需的时间相等;
(4)速度常数的单位是(时间)-1。
答:
(2)
3.二级反应2A→B的半衰期是()。
(1)与A的起始浓度无关;
(2)与A的起始浓度成正比;
(3)与A的起始浓度成反比;(4)与A的起始浓度平方成反比。
答:
(3)
4.在基元反应中,正确的是()。
(1)反应级数与反应分子数总是一致;
(2)反应级数总是大于反应分子数;
(3)反应级数总是小于反应分子数;(4)反应级数不一定与反应分子数总是一致。
答:
(4)
四、计算题答案
1、
2、
第十一章 化学动力学
(2)练习题答案
一、判断题答案:
1.对。
2.错。
3.对。
4.错。
5.对。
6.对。
7.错。
8.错,催化剂在反应后物理性质可能改变。
9.错。
二、单选题答案:
1.A; 2.A; 3.C;4.A; 5.C;6.D;7.C;8.D;9.B;10.D;11.D;12.C;
13.A;14.C;15.D;16.B;17.A;18.C;19.D;20.D;
三、简答题答案
1.何为分子笼和偶遇?
据此设想的溶液反应模型怎样?
2.溶剂对反应速率的影响,有些属于物理作用,其具体内容是什么?
3.链反应和光反应有何特征?
激光化学反应有何特征?
4.Franck-Condon原理具体内容是什么?
对研究光化学反应有何意义?
四、计算题答案
1、
2、
第十二章 表面现象练习题答案
一、思考题答案:
1.错,表面张力产生的原因是处于表面层的分子与处于内部的分子受力情况不一样。
2.对。
3.错,二者既有区别,又有联系。
4.错,恒温、恒压,W’=0时,ΔG<0才是自发过程。
5.错,新生成的微小液滴有很高的比表面,因而有很高的表面吉布斯函数。
6.错,液体在毛细管内上升或下降决定于液体能否润湿管壁,润湿与否与σ(l-g)、
σ(l-s)和σ(g-s)的相对大小有关。
7.错。
8.错。
9.错,达到饱和吸附时,不一定达到饱和浓度。
10.错,溶质在表面层的浓度可以低于它在内部的浓度。
11.错,能显著降低溶液表面张力的物质才称为表面活性物质。
二、单选题答案:
1.D; 2.A; 3.D; 4.C; 5.B; 6.A;
7.A; 8.A;9.B; 10.D; 11.C; 12.A;
13.D; 14.C; 15.A; 16.B;17.B; 18.B;
19.C; 20.A;
三、简答题答案
1.表面能、表面自由能、比表面自由能、表面张力是否是一个概念?
相同否?
答:
总的说来四者都是描述表面的过剩能量,但概念上有区别,表面能为物质表面较其
内部多余的能量;若在T,p恒定时,这部分能量称为表面自由能(表面吉布斯自由
能);若在T,p恒定时,单位表面的自由能,便称为比表面自由能,其单位为J·m-2,
因J=N·m,故J·m-2也可化为N·m-1,这样表面自由能又转变为另一
概念,成为垂直作用于单位长度相表面上沿着相表面的切面方向的力,称为表面张
力。
虽然比表面自由能和表面张力的数值相同,也可混用,但概念有差别,前者是标
量,后者是矢量。
2.若在容器内只是油与水在一起,虽然用力振荡,但静止后仍自动分层,这是为什么?
答:
油与水是互不相溶的,当二者剧烈振荡时,可以相互分散成小液滴,这样一来,表
面能增大,这时又没有能降低表面能的第三种物质存在,因此这时为不稳定体系,
体系有自动降低能量的倾向,分层后,体系能量降低,因此会自动分层。
3.铅酸蓄电池的两个电极,一个是活性铅电极,另一个是活性氧化铅电极,你是怎样理
解这理解这“活性”两字?
答:
这里活性是指铅或氧化铅处于多孔性,即具有大的比表面积,具有较高比表面自由
能,处于化学活性状态。
这是在制备电极时经过特殊活化工序而形成的高分散状态,
根据热力学理论及表面性质,若铅蓄电池长期使用或者长期放置而未能及时充电,
电极的高分散状态会逐渐减低,这种活性也就消失。
4在化工生产中,固体原料的焙烧,目前很多采用沸腾焙烧,依表面现象来分析有哪些优点?
答:
沸腾焙烧是将固体原料碎成小颗粒,通入预热的空气或其它气体,使炉内固体颗粒在
气体中悬浮,状如沸腾,这样就增大了固气间的接触界面,增强了传质与传热,使体
系处于较高的化学活性状态。
四、计算题答案
1、 解 空气泡上的附加压力为Δp=2σ/R',当水沸腾时,空
气泡中的水蒸汽压至少等于
,应用克劳修斯-克
拉贝龙方程可求出蒸汽压为
时的平衡温度
,
此即沸腾温度。
2、解根据开尔文公式求在此饱和蒸汽压时液滴半径:
每个小液滴的质量为:
每个小液滴所含分子数为:
第十三章 胶体与大分子溶液讨论题答案
一、判断题答案:
1.错,溶胶在热力学上是不稳定的。
2.错,溶胶是多相系统。
3.错,高分子溶液也可产生丁达尔效应。
4.错,只能看到一个个的亮点,不能看清粒子的大小和形状。
5.错,反号离子可以进入紧密层。
6.错,加人适量电解质可以使胶体稳定,加人过量使ζ电势降低,胶体稳定性降低。
7.对。
8.错。
9.错。
10.对。
二、单选题答案:
1.B; 2.D; 3.C; 4.D; 5.C; 6.D;
7.C; 8.A;9.B; 10.D; 11.D; 12.C;
13.B; 14.C; 15.C; 16.A; 17.B; 18.D;
19.A; 20.A;
三、简答题答案
1.纯液体有无散射光?
为什么?
一般溶液如何?
溶胶具有乳光现象,但体系透明,为何?
答:
(1)对于纯液体或纯气体,其n1=n2,便应无散射现象,但实际上它们也都有微弱的乳
光,这是由于密度的涨落致使其折射率变化而引起的。
(2)对一般真溶液的散射光是很微弱的,一般低分子溶液,其分子体积很小,乳光很微弱,
远不如溶胶明显,因此丁铎尔效应是判别溶胶与真溶液的简单方法。
(3)溶胶胶粒较大,散射光较强,具有乳光,但溶胶是均匀分散体系,所以是透明。
2.超显微镜为何要用强的光源?
答:
因为根据Raylligh公式,对一个体系,其散射光的强度与入射光的强度成正比。
超
显微镜是观察胶粒的散射光,因此使用超显微镜,强光源于能有效地提高超显微镜的
观测能力。
3.为何说我们观察到的布朗运动,不是胶粒真实的运动情况?
答:
布朗运动是由于分散介质的分子热运动不断地由各个方向同时冲击胶粒,其合力未被
抵消,短时间向某一方向有一显著作用,而导致胶粒运动,因此布朗运动不是胶粒的
真实运动。
又因胶粒受不平衡的冲击引起振动,周期约为10-8秒,而人们的肉眼能分
辨的周期最低为0.1秒,因此我们所观察到的胶粒平均位移是胶粒在每秒钟内受各个
方向冲击百万次运动变化的宏观结果。
4.布朗运动扩散方程式,可以解决哪些问题?
答:
根据Δ=2Dt=RTt/3πrηL,解决列问题:
(1)证实原子、分子存在的真实性。
(2)分子运动学说的可靠性。
(3)测算阿佛加德罗常数的实验手段。
(4)运用该体系可研究分散体系的动力性质,胶粒扩散系数以及粒子大小等。
四、计算题答案
1、
2、
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