物理化学习题课-文档资料

1、.1物理化学习题课（二）物理化学习题课（二）朱传征朱传征 主编主编 物理化学习题精解物理化学习题精解，科学出版社，科学出版社，北京，北京，2001，pp171-374电化学电化学 动力学动力学 界面与胶体化学界面与胶体化学何荣桓何荣桓.21. 1. 已知碳已知碳-14（14C）的半衰期为）的半衰期为5730年，现有一出土文物的年，现有一出土文物的古代织物残片待鉴定，经测定其含古代织物残片待鉴定，经测定其含14C 的量为的量为72%，问该织物，问该织物为多少年以前所造？为多少年以前所造？一一级级反反应应。注注：放放射射性性元元素素蜕蜕变变为为而而言言：对对度度压压力力等等因因素素影影响响，一一级

2、级反反应应，蜕蜕变变不不受受温温解解：放放射射性性元元素素蜕蜕变变为为2716a72. 01ln102097. 1172. 01lnk1ta102097. 15730ln2tln2kC4142/114 时间的规范表示法时间的规范表示法国定符号：年国定符号：年 a；天；天 d；小时；小时 h；分；分 min国际符号：秒国际符号：秒 - s.32. 氯代甲酸三氯甲酯热分解为气相反应：氯代甲酸三氯甲酯热分解为气相反应：ClCOOCCl3 2COCl2 实验证明反应半衰期与反应物起始压力无关实验证明反应半衰期与反应物起始压力无关。若将一定压力的氯代甲酸三氯甲酯迅速引人一容器中，容若将一定压力的氯代甲酸

3、三氯甲酯迅速引人一容器中，容器始终保持器始终保持553K， 在第在第454s时测得容器压力为时测得容器压力为2476Pa，经极长时间后，压力为经极长时间后，压力为4008Pa。求：。求：1）反应速率常数）反应速率常数k与与半衰期；半衰期；2）10min后容器中各物质的分压。后容器中各物质的分压。A0,Applnt1k 代代替替浓浓度度比比：来来，可可用用反反应应物物的的压压力力比比定定温温定定压压下下的的气气相相反反应应。力力无无关关，故故为为一一级级反反应应解解：因因半半衰衰期期与与起起始始压压.4A,0AA,0AA,02p0t)pp(2ptt0p0 t2BA tA0AAA,0AA,0Atp

4、ppp2pptp2p)pp(2pppt 所所以以时时，时时刻刻，总总总总1172s10916.5ln2kln2ts10916.524764008400821ln4541kppp21lnt1pplnt1k42/114tA0A ，.53. 某反应某反应2A+3B=P为二级反应。为二级反应。1）请写出反应速率积分）请写出反应速率积分表达式；表达式；2）若知在）若知在298.2K时，时，k=2.0010-4 mol-1.dm3.s-1, 又知在反应开始时混合物总浓度为又知在反应开始时混合物总浓度为0.0817mol1.dm-3，其中，其中A与与B物质的量之比为物质的量之比为1：4，求，求1h后，后，A

5、，B，C三种物质量三种物质量之比为多少？之比为多少？)3xb(a)2xa(bln)2b3a( t1k kdt)3xb)(2xa(dx )3xb)(2xa(kdtdxr x 3x -b2x -at t 0 b a 0t P 3B 2A 1 t0 x0 积积分分）解解：.61:8 .87:6 .200719. 0:32. 6:48. 1C:B: Amol.dm1032. 6mol.dm107.193-0.06543x-b:B mol.dm1048. 1mol.dm107.192-0.01632x-a A mol.dm 107.19x .s.dmmol 102.00k 3600s,t dm.0654

6、mol. 00817. 0414b dm.0163mol. 00817. 0411a 2K.298 2)3-2-3-4-3-2-3-4-3-4-13-14-33 有有此此时时代代入入积积分分式式得得：时时，.74. 某化学反应从相同初浓度开始到转化率为某化学反应从相同初浓度开始到转化率为20%所需的所需的时间，在时间，在40为为15min，而在，而在60时为时为3min，求反应表，求反应表观活化能。观活化能。2112aTTTRT)TT(Ekkln 12 解：解：1aa21TTTT2T1T1nA01nA0AA0nAAmol.82kJ.69E 2 .3132 .333314. 8)2 .3132

7、.333(Eln52K.333602 .273T2K .313402 .273T5kk 3k15k tktk c1ktccc kcdtdc- 122121有相同时，初始浓度相同，转化率对任意级数的反应，当）（积分得：.8浓浓度度各各为为多多少少？和和后后，）浓浓度度相相等等？和和时时间间）需需要要多多少少试试求求浓浓度度为为，反反应应起起始始时时只只有有已已知知某某对对峙峙反反应应BA100min 2 BA 1 ,1mol.dm A ,002min. 0k ,006min. 0k,BA . 53-1-111kk11- 3A3BBee1e3AB3e11e0,Aecedm.587mol.0413.

8、01c dm.413mol.0c c75.075.0ln1006.075.0100 2) min5 .075.075.0ln10.0060.750 xxxlnakxt dm.5mol.0 xcc B A,)1 dm.75mol.0 x 3002.0006.0kkxcxK xB 同同理理浓浓度度相相等等时时，的的浓浓度度为为设设平平衡衡时时解解：.9-242-2822-3-3232242SOI2IOS 3 OHCHICHCOOCHOHCHCOOCHCH 2 NHCOCNONH 1 3 . 6 ）（）影影响响？个个反反应应的的速速率率常常数数有有何何时时，对对以以下下增增加加溶溶液液中中的的离离子

9、子强强度度增增大大）不不变变）减减小小）解解：k 3 k, 0Z 2 k1 IAZ2Zkklg ABA0 .107. 用电流强度为用电流强度为5A的直流电电解稀硫酸溶液，在的直流电电解稀硫酸溶液，在300K、101325Pa压力下，如欲获得氧气和氢气各压力下，如欲获得氧气和氢气各0.001m3，需分，需分别通电多少时间？已知该温度下水的蒸气压为别通电多少时间？已知该温度下水的蒸气压为3565Pa。1512s596500203919. 0I2Fnt 3025s596500403919. 0I4Fnt 03919mol. 0300314. 8001. 097760RTpVn 97760Pa3565

10、-101325p 氢氢氧氧气体的物质的量为气体的物质的量为放出气体的压力为放出气体的压力为解：解：.118. 第二类导体的电阻随温度的升高而第二类导体的电阻随温度的升高而 减少减少 9. 0.3mol.kg -1Na3PO4水溶液的离子强度（水溶液的离子强度（mol.kg -1）是）是 1.8 10. 电解质的摩尔电导率与其浓度的平方根成线形关系，电解质的摩尔电导率与其浓度的平方根成线形关系， 这一规律只是适用于这一规律只是适用于强电解质的稀溶液强电解质的稀溶液 11. 0.1 mol.kg -1的的CaCl2水溶液，其平均活度系数为水溶液，其平均活度系数为0.219，则离子平均活度为则离子平

11、均活度为3.47610-2 之之间间的的关关系系是是及及与与平平均均活活度度系系数数度度水水溶溶液液，其其离离子子平平均均活活的的质质量量摩摩尔尔浓浓度度为为ma SONam .1242 334131)mm(4a d) mm27a ) cmm4a b) mma )a b） .1213. 两个半电池之间使用盐桥测得电动势为0.059V，当盐桥拿走使两溶液接触，这时测得电动势为0.048V， 则液接电势为：（A）-0.011V （B）0.011V （C）0.107V （D）-0.107V A彼彼此此相相等等不不确确定定逐逐渐渐变变小小逐逐渐渐变变大大此此关关系系为为则则氢氢电电极极的的电电极极电电

12、势势彼彼，）有有三三种种电电极极表表示示式式， d) c) b) a) ),1a(H)p(H Pt Hg(l)Cu 3) ),1a(H)p(H PtCu 2) ),1a(H)p(H Pt 1 .14222 d15. 盐桥中的电解质，除了不能和电极溶液发生化学反应外，还盐桥中的电解质，除了不能和电极溶液发生化学反应外，还需满足的条件是：需满足的条件是：（A）阴阳离子的迁移速率很大阴阳离子的迁移速率很大 （B）阴阳离子的浓度很大阴阳离子的浓度很大 （C）阴阳离子迁移速率几乎相等（）阴阳离子迁移速率几乎相等（D）阴阳离子浓度很小阴阳离子浓度很小 B & C .13 8.02pH d) 7.1

13、0pH c) 2.72pH b) 2.07pH a) pH H)01. 0a(Zn 763V. 07V. 0H298K, .1622Zn/Zn22 值值至至少少应应控控制制在在：溶溶液液的的析析出出，的的溶溶液液，为为了了不不使使电电解解一一含含有有，在在锌锌上上的的超超电电势势为为 2.07pH -0.8220.7-0.059pH- -0.059pHH059lg.00 822V.001.lg02059.0763.0 HZn 电电极极电电位位高高的的优优先先析析出出解解：阴阴阴阴，可可逆逆阴阴.1417. 某肥皂水的表面张力为某肥皂水的表面张力为0.01N.m-1，若用此肥皂水吹，若用此肥皂水

14、吹成半径分别为成半径分别为510-3和和2.510-2m的肥皂泡，求每个肥的肥皂泡，求每个肥皂泡的内外压力差。皂泡的内外压力差。 1.6Pa102.501. 04p 8Pa10501. 04p r4p 2231 解：解：.1518. 293K时，水的表面张力为0.0728N.m-1，汞的表面张力为0.483 N.m-1，汞-水的界面张力为0.375N.m-1。判断水能否在汞的表面上铺展？汞能否在水的表面上铺展？ , 00.786N.m 0.483-0.375-0.0722 S , 00.0352N.m 0.0728-0.375-0.483 S -1-1-汞汞不不能能在在水水上上铺铺展展。水水能

15、能在在汞汞上上铺铺展展。解解：汞汞水水汞汞水水水水汞汞水水汞汞水水汞汞汞汞水水 .16）各各为为多多少少？设设和和、质质量量，计计算算各各平平均均相相对对分分子子的的分分子子有有，摩摩尔尔质质量量为为的的分分子子有有摩摩尔尔质质量量为为有有一一聚聚合合物物样样品品，其其中中5 . 0(MMMM5mol100kg.mol10mol10.0kg.mol .19zwn-1-1 nwz121.51.51ii1)(ii122332ii3iiz122ii2iiw1iiinM M M M mol.5kg.781005101010051010MnMnM mol.2kg.981005101010051010Mn

16、MnM mol.85kg1005101010051010MnMnM mol.40kg51010051010nMnM 解解：.1720. 有一有一Al(OH)3 溶胶，在加入溶胶，在加入KCl使其浓度为使其浓度为8.010-2 mol.dm-3 时，恰能聚沉；加入时，恰能聚沉；加入K2C2O4浓度为浓度为4.010-4 mol.dm-3 时恰能聚沉。时恰能聚沉。 1） Al(OH)3 溶胶的电荷是正还是负？溶胶的电荷是正还是负？ 2）为使溶胶聚沉，大约需要加入）为使溶胶聚沉，大约需要加入CaCl2的浓度是多少？的浓度是多少？解：解： K2C2O4的聚沉值是的聚沉值是KCl的的1/200，即聚沉值随阴离子，即聚沉值随阴离子 价数增加而显著降低，所以价数增加而显著降低，所以Al(OH)3 溶胶带正电荷。溶胶带正电荷。 2）Cl-的聚沉值为的聚沉值为8.010-2 mol.dm-3 ，则，则CaCl2的浓度的浓度应为应为4.010-2 mol.dm-3 。.18某溶胶中胶粒的平均直径为4.2 nm。设溶胶的粘度与纯水的相同，试用斯托克斯爱因斯坦方程计算25时的扩散系数。已知25时纯水的粘度为0.8904103 Pa s 。.19473 K 时研究O2在某催化剂上的吸附作用，当气态O2的平衡压力为0.1 及1 MPa 时，测得每克催化剂吸