物理化学第二版作业答案

物理化学作业题答案第六章相平衡思考题5．在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡，。指出该系统的独立组分数、相数和自由度？答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，没有浓度限制条件。所以独立组分数为2，相数为2，自由度为2。习题解析3．在高温下分解为和，根据相律解释下述实验事实。(1)在一定压力的中，将加热，实验证明在加热过程中，在一定的温度范围内不会分解。(2)在的分解过程中，若保持的压力恒定，实验证明达分解平衡时，温度有定值。解：(1)该系统中有两个物种，和，所以物种数。在没有发生反应时，组分数。现在是一个固相和一个气相两相共存，。当的压力有定值时，根据相律，条件自由度。这个自由度就是温度，即在一定的温度范围内，可维持两相平衡共存不变，所以不会分解。（2）该系统有三个物种，，和，所以物种数。有一个化学平衡，。没有浓度限制条件，因为产物不在同一个相，故。现在有三相共存（两个固相和一个气相），。若保持的压力恒定，条件自由度。也就是说，在保持的压力恒定时，温度不能发生变化，即的分解温度有定值。5．结霜后的早晨冷而干燥，在-5℃，当大气中的水蒸气分压降至266.6Pa时，霜会升华变为水蒸气吗?若要使霜不升华，空气中水蒸气的分压要有多大？已知水的三相点的温度和压力分别为273.16K和611Pa，水的摩尔气化焓，冰的摩尔融化焓。设相变时的摩尔焓变在这个温度区间内是常数。解：冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和，用Clausius-Clapeyron方程，计算268.15K（-5℃）时冰的饱和蒸气压解得而268.15K（-5℃）时，水蒸气的分压为266.6Pa，低于霜的水蒸气分压，所以这时霜要升华。当水蒸气分压等于或大于时，霜可以存在。9．根据的相图，回答如下问题。（1）说出，和三条曲线以及特殊点点与点的含义。（2）在常温、常压下，将高压钢瓶的阀门慢慢打开一点，喷出的呈什么相态？为什么？（3）在常温、常压下，将高压钢瓶的阀门迅速开大，喷出的呈什么相态？为什么？（4）为什么将称为“干冰”？在怎样的温度和压力范围内能存在？解：（1）线是的饱和蒸气压曲线。线是的饱和蒸气压曲线，也就是升华曲线。线是与的两相平衡曲线。点是的三相平衡共存的点，简称三相点，这时的自由度等于零，温度和压力由系统自定。点是的临界点，这时气-液界面消失，只有一个相。在点温度以上，不能用加压的方法将液化。（2）喷出时有一个膨胀做功的过程，是一个吸热的过程，由于阀门是被缓慢打开的，所以在常温、常压下，喷出的还是呈的相态。（3）高压钢瓶的阀门迅速被打开，是一个快速减压的过程，来不及从环境吸收热量，近似为绝热膨胀过程，系统温度迅速下降，少量会转化成，如雪花一样。实验室制备少量干冰就是利用这一原理。（4）由于三相点的温度很低，为，而压力很高，为。我们处在常温、常压下，只能见到，在常压低温下，可以见到，这时会直接升华，看不到由变成的过程，所以称为干冰。只有在温度为至，压力为至的范围内，才能存在。所以，生活在常压下的人们是见不到的。12．在大气压力下，液体与液体部分互溶，互溶程度随温度的升高而增大。液体和对Raoult定律发生很大的正偏差，在它们的的气-液相图上，在出现最低恒沸点，恒沸混合物的组成为。液体与液体的的气-液相图，与液体与部分互溶形成的帽形区在时重叠，在的水平线上有三相共存：液体中溶解了的溶液，其；液体中溶解了的溶液，其；以及组成为的气-液组成相同的恒沸混合物。根据这些数据：（1）画出液体与液体在等压下的的相图示意图。设液体的沸点为，液体的沸点为。（2）在各相区中，标明平衡共存的相态和自由度。（3）在大气压力下，将由液体和液体组成的物系缓缓加热，在加热到接近（而没有到达）时，分别计算和两个液体的质量。解：（1）根据题意，所画的相图示意图如下，（2）线以上，是和的混合气体单相区，对于二组分系统，根据相律，条件自由度；线以左，是液体中溶解了的溶液，单相区，；线之内，是气体与溶液的两相平衡共存区，；线以右，是液体中溶解了的溶液，单相区，；线之内，是气体与溶液的两相平衡共存区，；线以下，是溶液与溶液的两相平衡共存区，；（3）在由液体和液体组成的物系中，在的物系加热到接近时，还是两个溶液组成的两相区，近似利用时两液相的组成，以为支点，利用杠杆规则，计算和两个液相的质量解得，，第七章化学反应动力学思考题9．已知平行反应和，且，为提高B的产量，应采取什么措施？答：措施之一：选择合适的催化剂，只减小活化能，加快生成B的速率系数；措施之二：提高反应温度，使的增加量大于的增加量，使B的含量提高。习题解析3．已知物质A的分解反应是一级反应。在一定温度下，当A的起始浓度为时，分解20%的A需时。试计算(1)该反应的速率系数。(2)该反应的半衰期。(3)当A的起始浓度为时，分解20%的A所需的时间。解：(1)因为是一级反应，已知在内A的分解分数，可利用一级反应的定积分式，计算速率系数k。即（2）一级反应的半衰期与反应物的起始浓度无关，只要知道速率系数的值，就能计算一级反应的半衰期，即(3)对于一级反应，在达到各种转化分数时，所需的时间与半衰期一样，都与反应物的起始浓度无关。所以，只要转化分数相同，所需的时间也就相同。现在A的分解分数都是20%，所以(3)的答案与已知的条件相同，也是。11．在298K时，测定乙酸乙酯皂反应的速率。反应开始时，溶液中乙酸乙酯与碱的浓度都为，每隔一定时间，用标准酸溶液滴定其中的碱含量，实验所得结果如下：357101521257.406.345.504.643.632.882.54（1）证明该反应为二级反应，并求出速率系数的值。（2）若乙酸乙酯与碱的浓度都为，试计算该反应完成95%时所需的时间及该反应的半衰期。解：（1）假设反应是二级反应，代入二级反应（）的定积分式，，计算速率系数值。已知的是剩余碱的浓度，即的数值，所以同理，可以求出其他的速率系数值分别为：，，，。速率常数基本为一常数，说明该反应为二级反应，其平均值为：。也可以用作图法来确定反应的级数。假设反应为二级，以作图。若得一直线，说明是二级反应。从直线的斜率计算速率系数的值。（2）利用以转化分数表示的二级反应的定积分式，和的二级反应的半衰期公式，就可以计算出转化95%所需的时间和半衰期。14．某些农药的水解反应是一级反应。已知在293K时，敌敌畏在酸性介质中的水解反应也是一级反应，测得它的半衰期为61.5d，试求：在此条件下，敌敌畏的水解速率系数。若在343K时的速率系数为0.173h-1，求在343K时的半衰期及该反应的活化能Ea。解：一级反应的半衰期与反应物的起始浓度无关，从293K时的半衰期表示式，求出该温度下的反应速率系数再从343K时的速率系数值，求出该温度下的半衰期已知两个温度下的速率系数，根据Arrhenius公式的定积分公式，就可以计算反应的活化能。解得18．某一级反应，在40℃时，反应物转化20%需时15min，已知其活化能为。若要使反应在15min内，反应物转化50%，问反应温度应控制在多少？解：对于一级反应，已知反应完成20%所需的时间，就可以从它的积分式求出反应的速率系数对于一级反应，已知半衰期（完成50%所需的时间），就可以计算该温度下的速率系数根据Arrhenius公式的定积分公式，T2成了唯一的未知数解得：所以，反应温度应控制在323K。24．乙醛热分解反应的主要机理如下：CH3CHOCH3+CHO(1)CH3+CH3CHOCH4+CH3CO(2)CH3COCH3+CO(3)CH3+CH3C2H6(4)试推导：（1）用甲烷的生成速率表示的速率方程。（2）表观活化能Ea的表达式。解：（1）根据反应机理中的第二步，甲烷的生成速率为但是，这个速率方程是没有实际意义的，因为含有中间产物项，它的浓度无法用实验测定。利用稳态近似，将中间产物的浓度，改用反应物的浓度来代替。设反应达到稳态时，根据上面两个方程，解得代入甲烷的生成速率表示式，得这就是有效的用甲烷的生成速率表示的速率方程，式中，表观速率系数为（2）活化能的定义式为：。对表观速率系数表达式的等式双方取对数，得：然后对温度微分：等式双方都乘以因子，得对照活化能的定义式，得表观活化能与各基元反应活化能之间的关系为：第八章电化学16．将一根均匀的铁棒，部分插入水中，部分露在空气中。经若干时间后，哪一部分腐蚀最严重？为什么？答：在靠近水面的部分腐蚀最严重。因为在水下部分的铁棒，虽然有和等酸性氧化物溶于水中，使水略带酸性，但H+离子的浓度还是很低的，发生析氢腐蚀的趋势不大；铁棒露在空气中的部分，虽然与氧气接触，但无电解质溶液，构成微电池的机会较小；而在靠近水面的部分，既有氧气，又有微酸性的电解质溶液，所以很容易构成微电池，发生耗氧腐蚀，这样形成的原电池的电动势比在水中的析氢腐蚀的电动势大，因而这部分腐蚀最严重。五．习题解析4．在某电导池内，装有两个直径为并相互平行的圆形银电极，电极之间的距离为。若在电导池内盛满浓度为的溶液，施以20V的电压，则所得电流强度为0.1976A。试计算该电导池的电导池常数、溶液的电导、电导率和摩尔电导率。解：根据所要计算物理量的定义式，即可以进行计算，但都要严格使用SI的基本单位（即），才能得到正确的结果。5．在298K时，用同一电导池测得浓度为的KCl水溶液的电阻为24.69，浓度为的乙酸（HAc）水溶液的电阻为1982。试计算该HAc水溶液的解离平衡常数。已知：298K时，的KCl水溶液的电导率为，。解：用电导测定的方法计算弱电解质溶液的解离平衡常数，要使用Ostwald稀释定律，即计算达到解离平衡时HAc的摩尔电导率，将它代入Ostwald稀释定律公式就能计算得到解离平衡常数的值。也可以用摩尔电导率先计算出HAc的解离度，，代入解离平衡常数的计算公式也可以。要计算，必须先计算HAc水溶液的电导率。电导的测定实际是测定电阻，但计算时要用到电导池中电极的面积和电极间的距离，这又是不容易测定的数值，因为电极的表面一般都是镀了铂黑的。常用的方法是用已知电导率的标准KCl水溶液先测定电导池常数，然后用该电导池测定未知溶液的电阻，就可得到未知溶液的电导率数值。用已知电导率的KCl溶液测定电导池的电阻，主要是测定该电导池的电导池常数，相同的电导池，电导池常数也相同，则电导率之比就等于电阻的反比，即代入Ostwald稀释定律的公式，可得到解离平衡常数也可以先计算HAc的解离度HAc的解离平衡为11．有下列电池，写出各电池的电极反应和电池反应（1）（2）（3）（4）解：（1）负极正极净反应（2）负极正极净反应（3）负极正极净反应（4）负极正极净反应12．试将下述化学反应设计成合适的电池（1）（2）（3）（4）（5）解：（1）生成物是由氧化而来的，所以电极做阳极，难溶盐电极做阴极，所设计的电池为然后写出电极反应和电池反应进行验证。负极正极净反应说明设计的电池是正确的。同理，其余设计的电池为（2）（3）（4）（5）20．已知电极的还原电极电势，电极的还原电极电势。试计算电极的还原电极电势的值。解：首先写出电极反应，写出摩尔Gibbs自由能变化值与标准电极电势之间的关系。根据Hess定律，电极反应相加减，也是相加减的关系，但是电极电势不能相加减，而要从的数值和关系式得到。（1）（2）（3）因为（3）=（1）+（2），所以21．已知，。试计算(1)的值。(2)反应的标准平衡常数。解：首先写出电极反应，写出摩尔Gibbs自由能变化值与标准电极电势之间的关系。根据Hess定律，电极反应相加减，也是相加减的关系，但是电极电势不能相加减，而要从的数值得到。(1)①②③③＝①－②(2)需要设计一个电池，使电池反应就是这个反应。这里Fe氧化为Fe2+，把这个电极作负极。Fe3+还原为Fe2+，把这个氧化还原电极作正极，则所设计的电池为：Fe(s)│Fe2+(a=1)‖Fe3+(a=1),Fe2+(a=1)│Pt在电池反应中，有2个电子得失，该电池的标准电动势为：也可将电池设计为Fe(s)│Fe3+(a=1)‖Fe3+(a=1),Fe2+(a=1)│Pt电池反应也是Fe(s)＋2Fe3+＝3Fe2+，有3个电子得失.该电池的标准电动势为：27．有电池，已知298K时该电池的电动势，在308K时，，设电动势E随温度的变化是均匀的。又知298K时，，。（1）写出电极反应和电池反应。（2）当电池反应中电子的得失数为2时，求反应进度为1mol时的和。（3）求醋酸银AgAc(s)的活度积常数（设活度因子均为1）。解：是可溶性盐，不要误认为是难溶盐，将电极反应写错，这样就会一错到底。(1)负极，氧化正极，还原净反应（2）设电动势E随温度的变化是均匀的，意味着电动势的温度系数可以用电动势的差值除以温度的差值来求，得到的是平均值。计算时要注意的是，已规定电子的得失数为2。所以（3）要计算AgAc(s)的活度积，一般是要设计一个电池，使电池反应恰好是AgAc(s)的解离反应。也可以将二类电极反应写成一类电极反应的形式，直接将引入计算电动势的Nernst方程，使之成为唯一的未知数。解法1：首先设计一个电池，使电池反应就是AgAc(s)的解离反应，这样可从所设计电池的标准电动势，计算该电池反应的平衡常数，这就是AgAc(s)的活度积。所设计的电池为：电池反应为：现在要从已知电池的电动势，求出。已知电池电动势的计算式为解得：则所设计电池的标准电动势为：的活度积为：解法2：将电极反应和电池反应写成负极，氧化正极，还原净反应解得：30．在298K和标准压力时，电解一含溶液，希望当浓度降至时，仍不会有析出，试问溶液的pH应控制在多少为好？已知，在Zn(s)上的超电势为0.72V，并设此值与浓度无关。解：要使不析出，的实际析出电势应小于的析出电势。首先分别列出两个电极电势的计算式解得溶液的pH应控制在以上，才不会与Zn(s)同时析出。

小学美术教学改革应立足于理性思考随着教育改革的不断深化,美育对培养全方面发展的素质人才的作用越发重要,美育

具有开发智力,陶冶情操,培养美感和愉悦身心的作用。美育的基本特征是具有示之以形的形象性,动之以情的情感性和寓教于乐的愉悦性,它的这一特性是其它学科教育所不能取代的。因此如何提高小美术课的教学质量,迫切需要我们美术教师去研究和探讨。现如今在轰轰烈烈的教学改革潮流中,我们更应该立足于理性的思考,而不是一味的赶潮流,走形式。为此笔者结合新课改下的美术教学,谈几点体会与广大同仁商榷。

一,研究教材要有深度,是美术教师上好美术课的前提

过去的教材内容是以传授知识技能为主,教学方法是以灌输为主,而新教材是以学生发展为本,人文的东西起来越来越被人们重视,那就是"以人为本"。这就是要求我们在教学过程中,尊重和赋予学生更多的自由和权利,发展学生的个性,发掘学生的潜能,使学生的主观能动性和创造性得到充分发挥。我们的教材就是为了体现以上目标而编写的，因此,充分吃透教材的内涵和精神,充分理解教材的编写意图,是美术教师上好美术课的前提.

二,根据教材内容和学生实际情况,制定具体明确的教学目标,是上好美术课的首要环节

教学目标就是船上的舵,它不仅对教学活动设计的方向起指导作用,而且在设计的步骤和方式方法上也具有制约的功能。因此,具体明确的教学目标有利于教师对教学活动的控制,有利于提高教学设计的科学性。个别教师在备课中,考虑了学生的兴趣,想到了创新,但却没有想到自己设计的每一个环节的真正目标。比如,在上小学美术第一册《谁的鱼最大》一课时,有位教师就采用了大鱼吃小鱼的游戏作为课堂导入,并先让学生观看录相,以引起学生的兴趣,随后让学生模仿大鱼扑小鱼,相互推拉,引起课堂秩序的混乱,最后不得不草草收场,教学效果当然不理想。教师想采用一些新奇,刺激的游戏吸引学生,却没有想到这一环节到底要达到一个什么样的教学目标,方法与目标相背离,期望与效果势得其反。因此,我们说美术课应该有美术课的特点,应该认真设计好每一个环节,让学生在每一个环节中真正受到美的熏陶,培养学生健康的审美情趣。

三,注重双基教学,是上好美术课的关键.

美术学科的课改,不能脱离美术学科的教学特点,对传统的东西完全抛弃,重新趟一条别人没有走过的路。教改,是在继承的基础上创新,是"扬弃"是去其糟粕取其精华。我们知道,过去的美术教学过于强调知识与技能,忽视了对学生的能力培养。假如我们在美术教学中,不注重学生基础知识和基本能力的教学,那么学生的能力又从何谈起。在目前的美术教学改革中,部分教师片面理解,认为美术教学要重在发展学生的个性,认为如果讲究技能技法就会约束学生的想象力,因此,在教学中就形成

了一种不良的态势,作品不论好坏,都一律倍加赞赏,甚至到了高年级也疏于对基本功的指导。试想不学技能和技法,孩子就是再有灵感和想象力也很难将它表现出来的。我们的许多孩子就是在这样的困惑中丢失了原先那种对绘画的热情。比如:有一次我让学生学习画树,发现很多学生还停留在儿时对树的理解,一根木棒支撑着一个圆。再让他想一想怎样画树时,孩子说:"我不知道怎样画",这时我才觉悟,创作与想象源于生活,没有生活的接触和观察,难道要求孩子凭空想象和设计吗

创造不是闭门造车,它需要一定的基础来支撑,是对已有基础经验的综合应用和提高,因而双基不能忽视。

四,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,培养学生的个性思维,研究自主,探究,合作的学习方式

"兴趣是最好的老师",如果学生没有兴趣被动地学习,将直接影响教育效果。美术课的一大问题是相关教材资料缺乏,很难引起学生感悟美感,因此运用现代教学手段就显得非常必要,"动静结合"通过声音,图像,音乐刺激学生的感官,激发学生学习兴趣,才能取生最佳效果。培养学生收集资料的习惯,在收集中积累知识,学生只有见多识广,才能提高创造能力。我们虽然天天都在讲要构建学生的自主、探究、合作的学习方式,但对学生的自主、探究、合作的学习方式还没有上升到理论研究。我曾观摩过一堂"颜色的表情"的美术课,就比

较好地体现了学生的自主、探究、合作的学习方式。这位教师并没有从传统的教授色彩出发,而是让孩子们自己去发现,去感悟。该教师通过让学生说几个表示颜色的词语"五颜六色,红彤彤,五彩缤纷"等,再让学生从表示颜色的词语中进行联想。为颜色的导入打下了伏笔,继而学生在教师引导下,利用视觉(欣赏凡高的作品,借用人类社会文化资源,丰富儿童的视觉,触觉和审美体验)、味觉(通过品尝酸,甜,辣等滋味,让学生用颜色表现出来)、听觉等手段,让学生大胆的展开联想,谈感受,谈体会,加深对色彩属性的理解,使孩子自己感悟色彩的魅力。这种自主,探究的学习方式更符合儿童初学色彩的接受水平,也更能吸引学生,化枯燥为有趣,把复杂变简单。

综上所述,我们有理由认