第八章第九章物理化学
物理化学第8章 表面物理化学
如果要制造防水材料,就要在表面涂憎水的 表面活性剂,使接触角大于90°。
2.增溶作用
定义:非极性有机物如苯在水中溶解度很小, 加入油酸钠等表面活性剂后,苯在水中的溶解度 大大增加,这称为增溶作用。
增溶作用与普通的溶解概念是不同的,增溶 的苯不是均匀分散在水中,而是分散在油酸根分 子形成的胶束中。
2、公式 (1)形式: ⊿p=2ϭ/r
(2)结论: ①凸液面: r >0,则 ⊿p > 0。
液滴越小,附加压力越大
②凹液面 : r< 0,⊿p<0。
③水平液面:r为无穷大, ⊿p= 0。
④对于液泡(如肥皂泡):
⊿p =
4ϭ r
因为肥皂泡有两个气液界面,且两个球形界面的
半径几乎相等,方向均指向液泡中心。
①液体能润湿毛细管(如水能润湿玻璃): 呈凹形曲面,且液面上升一定高度。
p'
p ''
p0
M H2O
N Hg
r g h =⊿ p = 2 ϭ
r
曲率半径 r与毛细管半径R的关系:
R´ = R
cosq
联立以上二式,可得:
2ϭcosq
h=
r gR
②液体不能能润湿毛细管(如汞不能润湿玻璃): 呈凹形曲面,且液面下降一定高度。
可见光的波长约在400~750 nm之间。
二、溶胶的力学性质
主要指: Brown 运动
扩散
沉降和沉降平衡
1、Brown运动(Brownian motion)
通过超显微镜,可以看到胶体粒子不断地 作不规则的“之”字形运动,这就叫布朗运 动。
产生原因:分散介质分子以不同大小和方向 的力对胶体粒子不断撞击而产生的。
物理化学课件:第八章 表面现象
第一节 表面积与表面Gibbs能
比表面(specific surface area)
比表面:指单位质量(或单位体积)的物质所具有的表面积 有两种常用的表示方法:
as
A; m
aV
A V
式中,m 和 V 分别为物质的质量和体积,As为其表面 积。本章的研究对象即是具有巨大比表面积的系统。
液例滴8-1为:球分形割,半试径计为算r的分液割滴后,的使液成滴为总半表径面积r1 A11和r0 原的液小滴液表滴面,积若 A之比。
Tricor (非诺贝特 )
Triglide (非诺贝特 )
降血脂,纳米晶2004.12 NanoCrystal
FDA批准
technology
(Elan/Abbot)
降血脂,纳米晶
NanoCrystal technology
达到nm级的超细微粒,具有巨大的比表面积,因而具有许 多独特的表面效应。
界面现象的本质
克服附加压力Δp所作 的功等于可逆增加表面积 的Gibbs能
ΔG = ΔpdV = dAຫໍສະໝຸດ ΔppgR'
ΔpdV = dA
R ' r dr
V 4 r3,
3
A 4r 2 ,
所以 dV 4r 2dr 所以 dA 8rdr
代入得: p 2
r
球形曲面
Δp
pg
R'
dr
附加压力的大小与曲率半径和液体的表面张力有关
(3)凹液面的曲率半径为负值,因此附加压力也是负值, 凹液面下的液体受到的压力比平液面下的液体受到的压力小。
什么时候考虑Δp? – 依据粒子尺度
室温下小水滴:r=1mm, Δp=200 Pa
r=10nm, Δp=145 atm 当颗粒半径可以用mm描述时,可忽略Δp; 当颗粒半径小至纳米级时,由于Δp巨大,颗粒许多性 质发生改变,与普通液体和固体不同,需考虑Δp 。
物理化学-第八章-宏观反应动力学
化学动力学发展简史
, , •近百年来,由于实验方法和检测手段的日新月异, 如磁共振技术、闪光光解技术、激光技术等,使 化学动力学发展极快 1950年左右,测时间分辨率小于 1970年左右,测时间分辨率到了 年左右 测时间分辨率到了 1980年左右,测时间分辨率到了 2000年左右,测时间分辨率到了
第八章 第 章 宏观反应动力学
§8.1 8 1 化学动力学的任务 §8.2 化学反应速率及其测定方法 §8.3 化学反应的速率方程 §8.4 8 4 具有简单级数的反应 §8.5 温度对反应速率的影响 §8.6 几种典型的复杂反应 §8.7 8 7 反应机理
化学热力学局限性
研究化学变化的方向、能达到的最大限度以及外界 条件对平衡的影响。化学热力学只能预测反应的可 能性,但无法预料反应能否发生?反应的速率如何? 反应的机理如何?例如:
基元反应和非基元反应
(1) H 2 I 2 2HI 的反应历程为
2I M (4) ( ) I2 M
(5) ( ) H 2 2I 2HI
式中M是指反应器的器壁,或是不参与反应只起传 递能量作用的第三物种。 递能量作用的第三物种
基元反应和非基元反应
例如:
r k0 r k[A]
r k[A][B]
2
零 零级反应 一级反应
二级,对A和B各为一级
2
r k[A] [B] 三级,对A为二级,对B为一级 为 级
r k[A][B]
负一级反应 负 级反应
r k[ [A][B] ][ ]
1/ 2
1/2
1.5级反应
r k[A][B]/(1 [B] ) 无简单级数
1 d B B dt
物理化学第9章 化学动力学基础
速率方程必须由实验来确定
四、反应级数 若反应的速率方程可以表示为浓度的幂乘积形式:
r = k[A][B]…
则各浓度项的方次、、…分别称为组分A、B …的
例 1、P165例题
某金属钚的同位素进行β放射,14 d 后,同位
素活性下降了6.85%。试求该同位素的:
(1) 蜕变常数,(2) 半衰期,(3) 分解掉90%所需时间
解:
(1)
k1
=
1 t
ln
a
a
x
=
1 14d
ln
100 100 6.85
=
0.00507d-1
(2) t1/2 = ln 2 / k1 = 136.7d (3) t = 1 ln 1 = 1 ln 1 = 454.2d
例如:
例如,恒容反应器中,氯代甲酸三氯甲酯分解为光气
ClCOOCCl(g) 2COCl2(g)
t = 0 p0
0
t = t p酯
p光气=2( p0 – p酯)
p总 = p酯 + p光气 = 2 p0 –p酯
∴ p酯 = 2p0 – p总
或 p光气 = 2(p总– p0)
三、反应速率 r 的经验表达式
2、适用范围
ln k = Ea B RT
k = AeEa / RT
3、A意义:称指前因子
二、活化能的概念 1、对简单反应:
那些能量高到能发生反应的分子称为“活化分子” 活化能:活化分子的平均能量与反应物分子平 均能量之差值。
物理化学第九章课后答案完整版
第九章 统计热力学初步1.按照能量均分定律,每摩尔气体分子在各平动自由度上的平均动能为2RT 。
现有1 mol CO气体于0 ºC 、101.325 kPa 条件下置于立方容器中,试求: (1)每个CO 分子的平动能ε; (2)能量与此ε相当的CO 分子的平动量子数平方和()222xy y nn n ++解:(1)CO 分子有三个自由度,因此,2123338.314273.15 5.65710 J 22 6.02210RT L ε-⨯⨯===⨯⨯⨯(2)由三维势箱中粒子的能级公式()(){}2222223223222222221233426208888828.0104 5.6571018.314273.15101.325106.626110 6.022103.81110x y zx y z h n n n ma ma mV m nRT n n n h h h p εεεε-=++⎛⎫∴++=== ⎪⎝⎭⨯⨯⨯⨯⨯⎛⎫= ⎪⨯⎝⎭⨯⨯⨯=⨯2.2.某平动能级的()45222=++zy xn n n,使球该能级的统计权重。
解:根据计算可知,x n 、yn 和z n 只有分别取2,4,5时上式成立。
因此,该能级的统计权重为g = 3! = 6,对应于状态452245425254245,,,,ψψψψψ542ψ。
3.气体CO 分子的转动惯量246m kg 1045.1⋅⨯=-I ,试求转动量子数J 为4与3两能级的能量差ε∆,并求K 300=T 时的kT ε∆。
解:假设该分子可用刚性转子描述,其能级公式为()()J 10077.31045.1810626.61220 ,81224623422---⨯=⨯⨯⨯⨯-=∆+=πεπεI h J J J22210429.710233807.130010077.3--⨯=⨯⨯⨯=∆kT ε4.三维谐振子的能级公式为()νεh s s ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=23,式中s 为量子数,即,3 ,2 ,1 ,0=++=z y x s v v v 。
《物理化学》(下册)_期末总复习
物理化学物理化学((下册下册))期末考试大纲第八章:第八章:电化学、原电池、电化学、原电池、电解池、正负极、阴阳极等基本概念和电解定理;电解池、正负极、阴阳极等基本概念和电解定理;电解池、正负极、阴阳极等基本概念和电解定理;电导、电导率、电导、电导率、摩尔电导率的意义及其与溶液浓度的关系;离子独立移动定律及电导测定的应用;电解质的离子平均活度、平均活度因子及其计算方法;离子强度的计算,德拜-休克尔极限公式公式. .第九章:第九章:可逆电池可逆电池,,电池的书面写法电池的书面写法,,电极反应和电池反应电极反应和电池反应,,可逆电池的热力学可逆电池的热力学((桥梁公式、E q与K qa 的关系的关系),),),用用Nernst 公式计算电极电势和电池电动势公式计算电极电势和电池电动势,,电动势测定的应用电动势测定的应用((计算平均活度因子、解离平衡常数和pH 值).第十章:第十章:极化现象极化现象,,超电势超电势,,极化对电解电压和原电池电动势的影响,电解过程中电极电势的计算及反应顺序的判断计算及反应顺序的判断,,金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护,,化学电源的类型化学电源的类型. .第十一章:第十一章:反应速率表示法反应速率表示法,,基元反应基元反应,,反应机理反应机理,,反应级数反应级数,,反应分子数反应分子数,,简单级数反应的速率方程(推导和计算)及特点及特点((反应速率常数的量纲、反应速率常数的量纲、半衰期半衰期半衰期),),),典型复杂反应典型复杂反应典型复杂反应((对峙、平行、连续连续))的特点的特点,,对峙、平行反应速率方程的推导平行反应速率方程的推导,,温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响,,阿仑尼乌斯公式的含义及由它求活化能的含义及由它求活化能,,链反应的特点链反应的特点,,用稳态近似、平衡假设、速控步等近似方法推导速率方程速率方程. .第十二章:第十二章:碰撞理论、过渡状态理论的要点过渡状态理论的要点,,离子强度对反应速率的影响离子强度对反应速率的影响,,光化学反应的基本定律,光化学反应与热反应的差别光化学反应与热反应的差别,,量子产率量子产率,,催化作用原理催化作用原理,,催化剂催化剂,,酶催化酶催化. .第十三章:第十三章:表面吉布斯自由能和表面张力的含义表面吉布斯自由能和表面张力的含义,,表面张力与温度的关系表面张力与温度的关系,,弯曲液面上的附加压力压力,,杨-拉普拉斯公式杨-拉普拉斯公式,,开尔文公式开尔文公式,,液-固界面现象液-固界面现象((铺展、润湿、接触角、毛细管液面高度面高度),),),表面活性剂的作用表面活性剂的作用表面活性剂的作用,,表面活性物质在溶液中的分布表面活性物质在溶液中的分布,,物理吸附、化学吸附的特点化学吸附的特点,,朗格缪尔等温吸附模型朗格缪尔等温吸附模型. .第十四章:第十四章:分散系统分散系统,,胶体胶体,,胶体的结构表示式胶体的结构表示式,,胶体的丁铎尔效应胶体的丁铎尔效应,,电动现象电动现象((电泳、电渗电泳、电渗),),),电电动电位动电位,,胶体的稳定性及一些因素对它的影响胶体的稳定性及一些因素对它的影响,,大分子溶液与胶体的异同大分子溶液与胶体的异同,,大分子物质平均摩尔质量的种类均摩尔质量的种类,,唐南平衡唐南平衡. .A16.附加压力: : 由于界面张力的作用由于界面张力的作用由于界面张力的作用,,在弯曲液面内外产生的压力差在弯曲液面内外产生的压力差. . 2's p R g=17.吸附: : 在相界面上在相界面上在相界面上,,某种物质的浓度不同于体相浓度的现象某种物质的浓度不同于体相浓度的现象. . 18.物理吸附: : 由于范德华力的作用而产生的吸附由于范德华力的作用而产生的吸附由于范德华力的作用而产生的吸附. .19.化学吸附: : 由于生成化学键而发生电子的转移与原子重排的吸附由于生成化学键而发生电子的转移与原子重排的吸附由于生成化学键而发生电子的转移与原子重排的吸附. . 20.吸附质: : 被吸附剂吸附的物质被吸附剂吸附的物质被吸附剂吸附的物质. . 21.吸附剂: : 具有吸附能力的物质具有吸附能力的物质具有吸附能力的物质..通常都是固体通常都是固体. . 22.表面过剩/表面吸附量: : 在单位面积的表面层中在单位面积的表面层中在单位面积的表面层中,,所含溶质的物质的量与同量溶剂在溶液本体中所含溶质的物质的量的差值溶液本体中所含溶质的物质的量的差值. . 22da drRT a A n S ×-==G s23.表面活性剂: : 能使溶液表面张力降低的物质能使溶液表面张力降低的物质能使溶液表面张力降低的物质. . . 习惯上只把那些溶入少量就能显著降习惯上只把那些溶入少量就能显著降低溶液表面张力的物质称为表面活性剂低溶液表面张力的物质称为表面活性剂. .24.临界胶束浓度: : 形成一定形状的胶束所需的表面活性物质的最低浓度形成一定形状的胶束所需的表面活性物质的最低浓度形成一定形状的胶束所需的表面活性物质的最低浓度. . 25.速率方程: : 表示化学反应的反应速率与浓度等参数间的关系式表示化学反应的反应速率与浓度等参数间的关系式, , 或浓度与时间等参或浓度与时间等参数间的关系式数间的关系式..也称动力学方程. 26.转化速率: : 单位时间内发生的反应进度单位时间内发生的反应进度单位时间内发生的反应进度. .27.反应速率: : 单位时间单位体积内发生的化学反应的反应进度单位时间单位体积内发生的化学反应的反应进度单位时间单位体积内发生的化学反应的反应进度 或 单位体积内单位体积内,,反应进度随时间的变化率进度随时间的变化率. . dtdc v dt d V r jj ×=×=11x (恒容恒容) )28.反应机理: : 表示一个总包表示一个总包表示一个总包((复杂复杂))反应所经历的具体途径的若干基元反应的有序集合反应所经历的具体途径的若干基元反应的有序集合..也称反应历程.29.基元反应: : 反应物粒子在碰撞中相互作用直接转化为产物的反应反应物粒子在碰撞中相互作用直接转化为产物的反应反应物粒子在碰撞中相互作用直接转化为产物的反应. . 30.简单反应: : 只包含一个基元反应的总包反应只包含一个基元反应的总包反应只包含一个基元反应的总包反应. .31.复合反应: : 由两个或两个以上基元反应组成的总包反应由两个或两个以上基元反应组成的总包反应由两个或两个以上基元反应组成的总包反应. . . 也称也称复杂反应 32.具有简单级数的反应具有简单级数的反应//简单级数反应: : 反应速率只与反应物浓度的简单方次反应速率只与反应物浓度的简单方次(0或正整数)有关的反应有关的反应..可以是基元反应、简单反应简单反应,,也可是复合反应也可是复合反应,,但必须具有简单级数但必须具有简单级数. . 33.质量作用定律: : 反应的反应速率与以计量系数的绝对值为指数的反应物浓度的乘积反应的反应速率与以计量系数的绝对值为指数的反应物浓度的乘积成正比成正比..只适用于基元反应只适用于基元反应. .34.反应级数: : 速率方程中各浓度项的指数和速率方程中各浓度项的指数和速率方程中各浓度项的指数和..若速率方程中有加减运算若速率方程中有加减运算,,则无级数可言则无级数可言 35.零级反应零级反应//一级反应一级反应//二级反应二级反应//三级反应: : 反应速率与反应物浓度的反应速率与反应物浓度的0/1/2/3次方成正比的一类反应正比的一类反应. .36.反应分子数: : 引发一个基元反应所必需的反应物相互作用的最少微观粒子引发一个基元反应所必需的反应物相互作用的最少微观粒子(分子、原子、离子、自由基等子、离子、自由基等))数. . 即基元反应中的反应物分子个数之和即基元反应中的反应物分子个数之和即基元反应中的反应物分子个数之和. .37.半衰期: : 反应物浓度降低到其初始浓度的一半所需的时间反应物浓度降低到其初始浓度的一半所需的时间1/2t . 38.分数寿期: : 消耗掉反应初始浓度的某一分数消耗掉反应初始浓度的某一分数a 所需的时间a t .分数衰期: : 反应物浓度降低到其初始浓度的某一分数反应物浓度降低到其初始浓度的某一分数b 所需的时间b t .若b a -=1,则b tt a =. . 如如: : 某一级反应某一级反应四分之三寿期3/4t =60min,60min,而其而其四分之一衰期1/4t =60min39.初始速率: : 反应刚开始进行的一瞬间的反应速率反应刚开始进行的一瞬间的反应速率反应刚开始进行的一瞬间的反应速率..可以认为反应物没有消耗可以认为反应物没有消耗. .40.范特霍夫规则: : 对同一化学反应对同一化学反应对同一化学反应,,反应的温度每升高1010℃℃(K),(K),反应速率约增加反应速率约增加1~3倍.4~210»+TT k k 41.对峙反应: : 正向和逆向同时进行的反应正向和逆向同时进行的反应正向和逆向同时进行的反应..也称可逆反应. 42.平行反应: : 反应物能同时进行几种不同的反应反应物能同时进行几种不同的反应反应物能同时进行几种不同的反应. .43.连串反应: : 反应所产生的物质能继续起反应而产生其它物质的一类反应反应所产生的物质能继续起反应而产生其它物质的一类反应反应所产生的物质能继续起反应而产生其它物质的一类反应..也称连续反应.44.稳态近似法: : 在一系列的连串反应中在一系列的连串反应中在一系列的连串反应中,,若生成高活性的中间产物粒子若生成高活性的中间产物粒子((如原子、离子、自由基等自由基等),),),因其能量高、因其能量高、活性大、反应能力强反应能力强,,一旦生成就立即发生反应一旦生成就立即发生反应,,当反应达到稳定状态后到稳定状态后,,其净的反应速率可视为零的一种近似处理方法其净的反应速率可视为零的一种近似处理方法. . 45.链反应: : 用光、热、辐射或其它方法使反应引发用光、热、辐射或其它方法使反应引发,通过活性组份通过活性组份((自由基或原子自由基或原子))的不断再生断再生,,使反应得以自动发展下去的一类连续反应使反应得以自动发展下去的一类连续反应..又称连锁反应. 46.直链反应: : 由一个自由基或原子与饱和分子反应由一个自由基或原子与饱和分子反应由一个自由基或原子与饱和分子反应,,只生成一个新自由基或原子的链反应反应. . . 也称为也称为单链反应.47.支链反应: : 由一个活性粒子由一个活性粒子由一个活性粒子((自由基或原子自由基或原子))与饱和分子反应生成两个及两个以上新活性粒子活性粒子((自由基或原子自由基或原子))的反应的反应. . 48.原盐效应: : 在稀溶液中在稀溶液中在稀溶液中,,离子强度对离子反应的反应速率的影响离子强度对离子反应的反应速率的影响. . 49.光化反应: : 在光的作用下进行的化学反应在光的作用下进行的化学反应在光的作用下进行的化学反应. . 50.光化学定律: (1).(1).只有被物质吸收的光只有被物质吸收的光只有被物质吸收的光,,才能引发光化学反应才能引发光化学反应.(2)..(2)..(2).在初级过程中在初级过程中在初级过程中,,一个分子个分子((或原子或原子))吸收一个光子而活化吸收一个光子而活化. .51.光敏剂: : 能把所吸收的光能传递给对光不敏感的物质并使其活化乃至发生反应而加能把所吸收的光能传递给对光不敏感的物质并使其活化乃至发生反应而加入的一类物质入的一类物质. .52.催化剂: : 加入少量就可以显著改变反应的速率加入少量就可以显著改变反应的速率加入少量就可以显著改变反应的速率,,而本身在反应前后没有数量和化学性质变化的一类物质性质变化的一类物质. . 53.催化作用: : 化学反应速率由于催化剂的加入而发生变化的这种作用化学反应速率由于催化剂的加入而发生变化的这种作用化学反应速率由于催化剂的加入而发生变化的这种作用. . 54.自催化作用: : 反应产物对反应本身具有加速反应的作用反应产物对反应本身具有加速反应的作用反应产物对反应本身具有加速反应的作用. . 55.55.催化反应的催化反应的选择性: : 转化为目标产物的原料量与发生转化的原料总量之比转化为目标产物的原料量与发生转化的原料总量之比转化为目标产物的原料量与发生转化的原料总量之比. . 56.分散体系分散体系((系统系统)): : 把一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的体系把一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的体系(系统系统). ). 57.分散相: : 被分散在分散介质中的物质被分散在分散介质中的物质被分散在分散介质中的物质 或 被分散介质所分散的物质被分散介质所分散的物质. . 58.分散介质: : 呈连续分布的、起分散作用的物质呈连续分布的、起分散作用的物质呈连续分布的、起分散作用的物质. . 59.分子分散体系分子分散体系((系统系统)):以分子、原子或离子状态均匀分散在分散介质中形成的体系(系统系统).).).又称又称真溶液,简称溶液. 60.胶体分散体系: : 被分散在分散介质中的粒子半径在被分散在分散介质中的粒子半径在1~100nm(100nm(即即9710~10m --,傅版傅版))或1~1000nm(1000nm(即即m 6910~10--,天大版天大版))之间的分散体系之间的分散体系((系统系统). ). 61.扩散: : 有浓度梯度时有浓度梯度时有浓度梯度时,,物质粒子因热运动物质粒子因热运动((布朗运动布朗运动))而发生宏观上的定向迁移现象而发生宏观上的定向迁移现象..其推动力是浓度梯度其推动力是浓度梯度,,扩散过程是不可逆的扩散过程是不可逆的. .d d d d s n cD A t x=-×× 62.憎液溶胶: : 由难溶物分散在分散介质中所形成的胶体分散体系由难溶物分散在分散介质中所形成的胶体分散体系由难溶物分散在分散介质中所形成的胶体分散体系..简称溶胶.63.沉降: : 多相分散系统中的粒子多相分散系统中的粒子多相分散系统中的粒子,,因受重力作用而下沉的过程因受重力作用而下沉的过程. .64.电泳: : 在外电场的作用下在外电场的作用下在外电场的作用下,,胶体粒子在分散介质中定向迁移的现象胶体粒子在分散介质中定向迁移的现象. . 65.电渗: : 在多孔膜在多孔膜在多孔膜((或毛细管或毛细管))两端施加一定电压两端施加一定电压,,液体通过多孔膜而定向流动的现象液体通过多孔膜而定向流动的现象. . 66.流动电势: : 在外力的作用下在外力的作用下在外力的作用下,,迫使液体通过多孔隔膜迫使液体通过多孔隔膜((或抟细管或抟细管))定向流动时定向流动时,,在多孔膜两边所产生的电势差膜两边所产生的电势差. .67.沉降电势: : 分散相粒子在重力场或离心力场的作用下迅速移动时分散相粒子在重力场或离心力场的作用下迅速移动时分散相粒子在重力场或离心力场的作用下迅速移动时,,在移动方向的两端所产生的电势差端所产生的电势差. .68.聚沉值: : 使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度. . . 聚沉值越小聚沉值越小聚沉能力越强聚沉能力越强. . 69.感胶离子序: : 将带有相同电荷的离子按聚沉能力从大到小排列的顺序将带有相同电荷的离子按聚沉能力从大到小排列的顺序将带有相同电荷的离子按聚沉能力从大到小排列的顺序. . 70.悬浮液: : 将不溶性固体粒子分散在液体中所形成的粗分散体系将不溶性固体粒子分散在液体中所形成的粗分散体系(系统系统). ). 71.乳状液: : 由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分散体系由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分散体系(系统系统). ). 72.唐南平衡: : 若用半透膜将小分子电解质水溶液与大分子电解质水溶液隔开若用半透膜将小分子电解质水溶液与大分子电解质水溶液隔开若用半透膜将小分子电解质水溶液与大分子电解质水溶液隔开,,由于大分子电解质离子不能透过半透膜分子电解质离子不能透过半透膜,,而小分子电解质离子可以透过半透膜而小分子电解质离子可以透过半透膜,,当膜两边达成渗透平衡时达成渗透平衡时,,小分子电解质在膜两边的分布不同小分子电解质在膜两边的分布不同. .1.1.已知在已知在300K 时,某一级反应的半衰期为s 50,且反应温度升高1010℃反应速率增加℃反应速率增加1倍.若指前因子1710979.2-´=s A 且与温度关系不大且与温度关系不大,,试求试求: : (1).300K 时,反应的转化率达到87.5%87.5%所需的时间所需的时间所需的时间. . (2).(2).使反应转化率在使反应转化率在s 50内达到75%75%所需的温度所需的温度所需的温度. . 解:(1).(1).因一级反应有因一级反应有因一级反应有: : k t 2ln 2/1= , ,和和 kt y=-11ln (或k a t a )1ln(--=) 所以所以: : )(01386.0502ln 2ln 12/1-===s t k )(15001386.0%)5.871ln(11ln 1s y k t =--=-= [ [或或)(15001386.0)871ln(8/7s t t =--==] (2).(2).据题由据题由据题由: : )11(ln 2112T T R Ea k k -=得:)(60532ln 31458300310300310ln 1121212-×=´´-´=×-=mol kJ k k R T T T T Ea将阿仑尼乌斯公式代入积分方程得将阿仑尼乌斯公式代入积分方程得::t Ae y RTEa /11ln -=-,即: RT Ea t A y -=×--)1ln(ln 所以所以: : )(3105010979.2)75.01ln(ln 3145.81060.53)1ln(ln 73K t A y R EaT =´´--´-=×---=(也可先据kt y =-11ln 求出)(02773.0)1ln(1-=--=s t y k ,再由RT Ea A k -=ln ln 求T)2. 2.反应反应P B A k¾®¾+的动力学实验数据如下的动力学实验数据如下:: [A 0]/[mol/dm -3] 1.0 2.0 3.01.0 1.0 [B 0]/[mol/dm -3] 1.0 1.0 1.02.03.0 r 0/[mol/dm -3/s] 0.15 0.300.45 0.15 0.15若该反应的速率方程为b a ][][B A k r =,求b a 和.解: : 据题有据题有据题有: : b a 000][][B A k r =, , 故可得故可得故可得: : b a ba1,01,02,02,01,02,0][][][][B A B A r r = 将第1,2两级数据代入上式得两级数据代入上式得: :a÷÷øöççèæ=1,02,01,02,0][][A A r r 即: 0.10.10.2ln 15030.0ln][][lnln1,02,01,02,0===A A r r a 同理同理,,将第1,4组数据代入则可得组数据代入则可得::b÷÷øöççèæ=1,02,01,02,0][][B B r r 亦即亦即::00.10.2ln 15.015.0ln][][lnln 1,02,01,02,0===B B r r b3.3.今在今在473.2K 时研究反应D C B A k+¾®¾+22,其速率方程可写成yx B A k r ][][=.现经实验1得当A 、B 的初始浓度分别为0.013-×dm mol 和0.023-×dm mol 时,测得反应物B 在不同时刻的浓度数据如下表在不同时刻的浓度数据如下表: :t/min 0 5395 13025[B]/( 3-×dm mol )0.020 0.010 0.0050 试求试求: (1).: (1).: (1).该反应的总级数该反应的总级数该反应的总级数 (2).(2).实验实验2: 2: 当当A 、B 的初始浓度均为0.023-×dm mol 时,测得初始反应速率仅为实验1的初始速率的1.414倍,求A 、B 的反应级数y x 和的值的值. .(3).(3).求算求算k 值.解:(1).(1).由实验由实验1数据可知数据可知,,min 53952/1=t ,min130254/3=t.因此时有因此时有::000][2][1][A BA ==,故原方程可写成ny x y y x y yx A k A k x A k B A k r]['][2)]([2][][0=××=-××==++,即此条件下即此条件下,,反应速率与简单n 级反应相同级反应相同. .利用简单n 级反应的分数寿期公式k C n a t n n a 101)1(1)1(-----=可得可得::1212/14/3+=-n t t 亦即亦即: : 50.12ln )1539513025ln(12ln )1ln(12/14/3=-+=-+=t tn (2).(2).由实验由实验2知:yxy xB A k B A k 1,01,02,02,0][][4.1][][=002ln 2ln c c c c 2352382350238cc 112(-)(.)('12253510845-´-T T Ea ln 1´+--+---一、选择题(一、选择题(2222分)1.强电解质CaCl 2的摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是 ( )A.)()()(22-¥+¥¥+=L Cl Ca CaCl m m m l l B.)()(5.0)(22-¥+¥¥+=L Cl Ca CaCl m m m l l C.)(2)()(22-¥+¥¥+=L Cl Ca CaCl m m m l l D.)]()([2)(22-¥+¥¥+=L Cl Ca CaCl m m m l l 2.强电解质CaCl 2的水溶液,其离子平均活度±a 与电解质活度B a 之间的关系为之间的关系为( ) A. B a a =± B. 3B a a =± C. 2/1B a a =± D. 3/1B a a =± 3.在不可逆电极过程中,随着电流密度的增大 ( )A.阴极电势变低,阳极电势变高阴极电势变低,阳极电势变高B. 电池的电动势降低电池的电动势降低C.电解池耗电能增加电解池耗电能增加D. 以上说法都对以上说法都对 4.某电池反应为-++=++OH Hg l O H g O l Hg 42)(2)()(2222,当电池反应达平衡时,电池的电动势E 必然是必然是 ( )A. 0>EB. J E E =C. 0<ED. 0=E 5.下列说法中正确的是:.下列说法中正确的是: ( )A. 反应级数等于反应分子数反应级数等于反应分子数B. 具有简单级数的反应是基元反应具有简单级数的反应是基元反应C. 不同反应若具有相同的级数形式,一定具有相同的反应机理D. 反应级数不一定是简单正整数反应级数不一定是简单正整数6.某化学反应的方程式为B A ®2,在动力学研究中表明该反应为,在动力学研究中表明该反应为( ) A. 二级反应二级反应 B. 基元反应基元反应 C. 双分子反应双分子反应 D. 以上都无法确定以上都无法确定7.设理想气体反应体系P A ®的速率方程为A c c c k r =,若用分压表示浓度,速率方程可写为A P P P k r =,式中c k 与P k 的关系为的关系为 ( )A. P c k k =B. RT k k P c ×=C. RT k k c P ×=D. P c k k /1= 8.催化剂能极大地改变反应速率,下列说法错误的是 ( )A. 催化剂改变了反应历程催化剂改变了反应历程B. 催化剂降低了反应活化能催化剂降低了反应活化能C. 催化剂改变了反应平衡,提高了转化率D. 催化剂同时加快正向与逆向反应催化剂同时加快正向与逆向反应9.一定温度、压力下,将1克液体水分散成半径为10 -9米的小水滴,经过此变化后,以下性质保持不变的是以下性质保持不变的是 ( )A. 总表面能总表面能B. 表面张力表面张力C. 比表面积比表面积D. 液面下的附加压力液面下的附加压力10.硅胶吸水后其表面吉布斯自由能将.硅胶吸水后其表面吉布斯自由能将 ( )A. 降低降低B. 升高升高C. 不变不变D. 无法确定无法确定 11.在水中加入肥皂液后,将发生.在水中加入肥皂液后,将发生 ( )A. 0/<a g d d 正吸附正吸附B. 0/<a g d d 负吸附负吸附C. 0/>a g d d 正吸附正吸附D. 0/>a g d d 负吸附负吸附 12.将少量的KI 溶液加入AgNO 3溶液中制得AgI 溶胶,下列电解质聚沉能力最强的是( )A. NaCl B. FeCl 3 C. MgSO 4 D. K 3PO 413.下列各分散体系中丁铎尔(Tyndall )效应最强的是)效应最强的是 ( )A. 食盐水溶液食盐水溶液B. 大分子溶液大分子溶液C. 空气空气D. Fe(OH)3溶胶溶胶14.下列电池中能测定AgCl 的)(AgCl G mfJ D 的是的是 ( )A. Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Cl 2(p J),Pt B. Ag(s)|Ag +||Cl -|Cl 2(g),Pt C. Ag(s)|Ag +||Cl -| AgCl(s)| Ag(s) D. Ag(s)|AgCl(s)| Cl -|| Ag +| Ag(s) 15.乳状液属于.乳状液属于 ( )A. 分子分散体系分子分散体系B. 胶体分散体系胶体分散体系C. 粗分散体系粗分散体系D. 憎液溶胶憎液溶胶 16.兰缪尔(Langmuir)吸附理论中最重要的基本假设是吸附理论中最重要的基本假设是 ( ) A. 气体处于低压下气体处于低压下 B. 固体表面的不均匀性固体表面的不均匀性 C. 吸附是单分子层的吸附是单分子层的 D. 吸附是放热的吸附是放热的17.电池在恒温、恒压下可逆放电1F 与以一定的电压放电1F ,二者相比不同的是二者相比不同的是 ( ) A. 电池反应的m r U D B. 电池反应的m r H D C. 与环境交换的热Q D. 电池反应的m r G D 18.一定T 、P 下可以发生D G >0的反应是的反应是 ( )A. 原电池中的反应原电池中的反应B. 光化学反应光化学反应C. 催化反应催化反应D. 溶液中的反应溶液中的反应 19.胶体体系能够保持相对稳定的最重要因素是 ( )A. 布朗运动布朗运动B. 胶粒表面的扩散双电层胶粒表面的扩散双电层C. 溶剂化层的作用溶剂化层的作用D. 胶体为微多相体系胶体为微多相体系 20.某光化学反应A + h n ®n® A*, 其速率与其速率与 ( ) A. A 的浓度有关的浓度有关 B. A 的浓度无关的浓度无关 C. A 的浓度和h n 有关有关 D. 不确定不确定。
物理化学:第08章_电解质溶液
anion anode
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1.电解质溶液的导电机理
在电解池中
阳极上发生氧化作用
-
- 电源 +
e-
+
e-
2Cl aq Cl2(g) 2e
阴
阳
阴极上发生还原作用
极
极
CuCl2
Cu2 aq 2e Cu(s)
电解池
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例题
解: 1 Au3+ e = 1 Au
3
3
OH
1 4
O2
1 2
H2O e
(1) Q zF 196500197.01.g20mgol-1 /3 Cmol1
= 1763 C
(2)
t
Q I
1763 C 0.025 A
7.05104
s
(3)
m(O2)
1 4
M
(O2)
=197.01g.20mgol1
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1.电解质溶液的导电机理
在原电池中
阳离子移向阴极
负
负载电阻
正
极
e-
Zn
极
Cu e-
e-
阳 Zn2+ Cu2+ 阴
极 SO24-
SO24- 极
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
在阴极上发生还原的是
Cu2 aq 2e Cu(s)
阴离子迁向阳极 在阳极上发生氧化的是
Danill电池
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2020/11/12
2. 法拉第定律
人们把在数值上等于1 mol元电荷的电荷量称 为Faraday常数,用F表示。
物理化学第八章答案
第八章电解质溶液复习题1、答:Faraday 归纳了多次实验结果,于1833年总结出了电解定律:1.在电极界面上发生化学变化物质的质量 与通入的电荷量成正比。
2.通电于若干个电解池串联的线路中,当所取的基本粒子的荷电数相同时,在各个电极上发生反应的物质,其物质的量相同,析出物质的质量与其摩尔质量成正比。
2、答:电势高的极称为正极;电势低的极称为负极;发生还原作用的极称为阴极;发生氧化作用的极称为阳极。
在原电池中,阳离子迁向阴极,阴极上发生还原,得到电子;阴离子迁向阳极,在阳极上发生氧化反应,失去电子,故在原电池中电子是从阳极流入阴极;根据电流的方向是从正极流向负极,而电子的方向是从负极流向正极,故在原电池中阳极是负极而阴极是正极。
3、对于电导率:中性盐和强电解质溶液的电导率随着浓度的增加而升高。
强电解质当浓度增加到一定程度后,解离度下降,离子运动速率降低,电导率也降低;中性盐由于受饱和溶解度的限制,浓度不能太高;弱电解质溶液电导率随浓度变化不显著,因浓度增加使其电离度下降,粒子数目变化不大;对于摩尔电导率:由于溶液中导电物质的量已给定,都为1mol ,所以,当浓度降低时,粒子之间相互作用减弱,正、负离子迁移速率加快,溶液的摩尔电导率必定升高。
但不同电解质随浓度降低,摩尔电导率增大的幅度不同,强电解质当浓度降至0.001 molL 以下时,摩尔电导率与浓度的1/2次方之间呈线性关系。
弱电解质浓度较大时,随着浓度下降,摩尔电导率也缓慢升高,但变化不大。
等稀到一定程度,摩尔电导率迅速升高。
4、强电解质:随着浓度下降,摩尔电导率升高,通常当浓度降至0.001 molL 以下时,摩尔电导率与浓度的1/2次方之间呈线性关系。
将该直线外推至浓度趋近于0,就可求得无限稀释摩尔电导率。
弱电解质:随着浓度下降,摩尔电导率也缓慢升高,但变化不大。
摩尔电导率与浓度不呈线性关系,等稀到一定程度,摩尔电导率迅速升高,弱电解质的无限稀释摩尔电导率不能用外推法得到。
物理化学电化学习题
第八章、第九章和第十章 电化学【复习内容提纲】1、电解质溶液的导电机理是什么?(原电池和电解池装置是怎么有持续的电流的)2、什么是法拉第电解定律?公式?这定律在电化学中有何用处?3、离子迁移数的定义?计算离子迁移数的几个公式? 知道离子迁移数的测定方法?4、电导、电导率、摩尔电导率的定义、公式、物理意义和单位?P16页例题 P18页例题5、电导率和摩尔电导率与浓度的变化关系?(一定要理解为什么) 图8.11和 图8。
126、什么是离子独立运动定律? 会计算电解质溶液无限稀释摩尔电导率的两种方法? P22页7、电导测定的应用。
【计算题】会计算电离度和平衡常数P26页例题 P57页 习题19 ;P58页 习题21 ;会计算难溶盐的溶度积 P28页例题 P57页 习题158、离子的平均活度,平均质量摩尔浓度,平均活度系数的计算公式 P58页 习题25离子强度的计算公式 P58页 习题249、什么是可逆电池(可逆电池具备的条件)?10、可逆电极的种类(有哪三类),会写电极反应和电极符号11、电池表示式和电池反应的“互译" P109页 习题1 ;P109页 习题212、电动势E 及其温度系数与有关热力学量的关系 【计算题】类似于P110页 习题5 习题613、电池电动势产生的机理?(电池电动势是怎么产生的)14、标准氢电极和参比电极(甘汞电极)的构造?优缺点?15、电池的分类和各类电池电动势的两种计算方法? P82页 例题1 例题2 例题316、电极电势及电池电动势的应用。
【计算题】 类似于P84页 求±γ P85页 求W SP K K ;;;17、什么是电极的极化和过电势?电极极化的原因? 图10。
418、电解时电极反应。
知道阴极和阳极的放电顺序(析出顺序)的依据?例如:电解ZnCl 2水溶液,两极均用铂电极,电解反应如何? 若均改用锌电极,结果又如何?19、金属的腐蚀和防护(简单了解)【电化学 练习】一、填空题1、Pt|Cu 2+,Cu + 电极上的反应为Cu 2+ + e -→Cu +,当有1F 的电量通过电池时,发生反应的Cu 2+ 的物质的量为 。
物理化学第八章化学反应动力学
§ 8.1.3 基元反应的速率方程
速率方程又称 动力学方程 。它表明了反应速 率与浓度等参数之间的关系或浓度等参数与时间 的关系。速率方程可表示为 微分式或积分式 。
例如:
r ? dx / dt
r ? k[A]
ln
a
a
?
x
?
k1t
§ 8.1.3 基元反应的速率方程
质量作用定律( law of mass action )
3. ln cA 与 t 呈线性关系。
准一级反应
在速率方程中,若某一物质的浓度远远大于其
他反应物的浓度,或是出现在速率方程中的催化 剂浓度项,在反应过程中可以认为没有变化,可 并入速率系数项,这时反应总级数可相应下降,
下降后的级数称为准级数反应。例如:
(1)
r
?
k[A][B]
[A]
r ? k' [B] (
rB
?
?
dCB dt
化学反应速率的测定
动力学曲线就是反应中 各物质浓度随时间的变化
曲线 。有了动力学曲线才能在 t时刻作切线,求出瞬
时速率。
R ??? P
rR
?
? d[ R ] dt
rp
?
d[ P] dt
(1)化学方法
不同时刻取出一定量反应物,设法用骤冷、 冲稀、加阻化剂、除去催化剂等方法使反应立即
r = k[A] n
n级反应的微分式和积分式
nA → P
t =0 a
0
t =t a-x
x
(1)速率的微分式:
r= dx/dt=k (a-x )n
(2)速率的定积分式: (n≠1)
? ? x
dx
t
物理化学(第九章)胶体
• 分散法
– 使固体粒子变小
原级粒子
聚集
次级粒子
• 凝聚法
– 使分子或离子聚结成胶粒
多级分散体系
分散相在介质中的溶解度必须极小 必须有稳定剂的存在才能使溶胶体系稳定
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绪论
第一章
第二章
第三章
第四章
第五章
第六章
第五章
第六章
第七章
第八章
第九章
§9-3 胶体系统的光学性质
蓬莱仙境——海市蜃楼
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第九章
§9-4 溶胶的动力学性质
一、Brown运动
Brown运动是分散介质的分子由于热运动不断地由各个方向 同时冲击胶粒时,其合力未被相互抵消所引起的结果,因此在 不同时间,指向不同的方向,形成曲折运动。 布朗运动是分子热运动的必然结果,是胶体粒子的热运动。
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第八章
第九章
§9-2 胶体系统的制备
水 搅拌机 半 透 膜
水 搅拌器 水
水 溶 胶
+
-
水 水
溶胶 半透膜
水 水
连续渗析装置
电渗析装置
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物理化学简答题
物化第八第九章简答题2)液滴会自动成球形,固体表面有吸附作用,溶液的表面也会有吸附现象,请给予热力学解释。
答:在一定的T、p下,系统的吉布斯函数越低越稳定。
G =σ A 液滴自动呈球形是因为相同体积时,液滴的表面积最小。
固体表面和液体表面有吸附作用是因为可通过吸附作用来降低表面的不对称性,降低表面张力,使吉布斯函数降低。
3) 丁达尔效应答:当入射光的波长大于胶体颗粒直径时,在入射光的垂直方向上可以看到光的散射现象,这就是丁达尔效应,其散射强度可用瑞利公式求出。
4)工业上常用喷雾干燥法处理物料。
答:根据开尔文公式可知,微小液滴的饱和蒸气压比普通平液面的饱和蒸气压的大,因此在同样温度下更易挥发,使物料达到干燥的目的。
5)用同一滴管在同一条件下分别滴下同体积的三种液体,水、硫酸水溶液、丁醇水溶液,则它们的滴数最多的是哪一个,最少的是哪一个?答:把水的表面张力看为定值,加入硫酸后硫酸水溶液的表面张力增大,加入丁醇后丁醇水溶液的表面张力减小,表面张力越大越易形成球状。
所以硫酸的滴数最少,丁醇滴数最多。
7、解释下列各种现象及其产生原因(1)均匀混合的油水系统经静止后会自动分层;(2)自由液滴或气泡通常呈球型;(3)粉尘大的工厂或矿山容易发生爆炸事故。
答:(1)均匀混合的油水系统静止后分层是液体自动缩小界面积的现象。
均匀混合的油水系统是多相分散体系,相与相之间的界面积很大,界面能很高,处于不稳定状态,因而会自动缩小界面积而使系统趋于稳定。
2)自由液滴或气泡也是液体自动缩小界面积的现象。
一方面由于体积一定时,球型液滴表面积最小,另一方面若形成凸凹不平的不规则表面,在凸凹处分别受到相反方向附加压力的作用,在这些不平衡力的作用下,必然会形成球型表面,各处压力均衡,系统才处于稳定状态。
3)粉尘是细小的固体颗粒分散在空气中形成的分散系统,颗粒越小,表面积越大,表面能越高,因处于极不稳定的状态。
当遇到明火、撞击等不安全因素时,就会导致系统的燃烧甚至爆炸。
物理化学第二版课后习题答案
物理化学第二版课后习题答案物理化学是一门研究物质的性质、组成和变化规律的学科,它是化学和物理学的交叉领域。
学习物理化学的过程中,课后习题是非常重要的一部分,它可以帮助我们巩固所学的知识,并提高解决问题的能力。
本文将为大家提供物理化学第二版课后习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。
第一章:热力学基础1. 答案略第二章:物态方程1. 答案略第三章:热力学第一定律1. 答案略第四章:热力学第二定律1. 答案略第五章:热力学第三定律1. 答案略第六章:相平衡和相图1. 答案略第七章:理想气体1. 答案略第八章:非理想气体1. 答案略第九章:液体和固体第十章:溶液和溶解度1. 答案略第十一章:化学平衡1. 答案略第十二章:电解质溶液1. 答案略第十三章:电化学1. 答案略第十四章:化学动力学1. 答案略第十五章:表面现象和胶体溶液1. 答案略第十六章:分子光谱学1. 答案略第十七章:量子力学1. 答案略第十八章:原子结构和周期性1. 答案略第十九章:化学键和分子结构1. 答案略第二十章:配位化合物和复合物第二十一章:主族元素化学1. 答案略第二十二章:过渡金属化学1. 答案略第二十三章:有机化学基础1. 答案略第二十四章:有机反应和有机合成1. 答案略以上是物理化学第二版课后习题的答案。
希望这些答案可以帮助大家更好地理解和掌握物理化学知识,提高解题能力。
同时,也希望大家在学习的过程中,多做思考和实践,不断拓宽自己的知识面,培养科学思维和解决问题的能力。
祝大家学习进步!。
大学物理化学下册(第五版傅献彩)知识点分析归纳(1)
⼤学物理化学下册(第五版傅献彩)知识点分析归纳(1)第⼋章电解质溶液第九章1.可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举⼀例,并写出该电极的还原反应。
对于⽓体电极和氧化还原电极在书写电极表⽰式时应注意什么问题?答:可逆电极有三种类型:(1)⾦属⽓体电极如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s)(2)⾦属难溶盐和⾦属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m), AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m)(3)氧化还原电极如:Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2)对于⽓体电极和氧化还原电极,在书写时要标明电极反应所依附的惰性⾦属。
2.什么叫电池的电动势?⽤伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电动势时要⽤对消法?答:正、负两端的电势差叫电动势。
不同。
当把伏特计与电池接通后,必须有适量的电流通过才能使伏特计显⽰,这样电池中发⽣化学反应,溶液浓度发⽣改变,同时电池有内阻,也会有电压降,所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。
3.为什么Weslon标准电池的负极采⽤含有Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd⼀Hg齐时,标准电池都有稳定的电动势值?试⽤Cd⼀Hg的⼆元相图说明。
标准电池的电动势会随温度⽽变化吗?答:在Cd⼀Hg的⼆元相图上,Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd⼀Hg齐落在与Cd⼀Hg固溶体的两相平衡区,在⼀定温度下Cd⼀Hg齐的活度有定值。
因为标准电池的电动势在定温下只与Cd⼀Hg齐的活度有关,所以电动势也有定值,但电动势会随温度⽽改变。
4.⽤书⾯表⽰电池时有哪些通⽤符号?为什么电极电势有正、有负?⽤实验能测到负的电动势吗?答:⽤“|”表⽰不同界⾯,⽤“||”表⽰盐桥。
电极电势有正有负是相对于标准氢电极⽽⾔的。
不能测到负电势。
5.电极电势是否就是电极表⾯与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何⽤Nernst ⽅程计算电极的还原电势?5.电极电势是否就是电极表⾯与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何⽤Nernst ⽅程计算电极的还原电势?答:电极电势不是电极表⾯与电解质溶液之间的电势差。
物理化学目录
物理化学目录第一章热力学基础概念1.1 热力学系统的分类与性质1.2 温度与热量1.3 内能与热力学第一定律1.4 焓与熵的概念1.5 热力学第二定律及其表述1.6 热力学函数与可逆过程第二章能量转化与计算2.1 热功转化与热机效率2.2 化学反应热与热化学方程式2.3 焓变的计算与标准生成焓2.4 熵变的计算与标准熵2.5 自由能与吉布斯自由能变2.6 反应方向与平衡常数第三章过程变化与平衡3.1 理想气体状态方程及其应用3.2 实际气体与范德华方程3.3 相变与相平衡3.4 化学平衡与平衡常数3.5 化学反应的方向与限度3.6 多相平衡与相图第四章物质分离与提纯4.1 溶液的基本概念与性质4.2 溶解度与溶度积4.3 溶质分配定律与萃取分离4.4 蒸馏与分馏原理及应用4.5 结晶与重结晶方法4.6 色谱分离技术与原理第五章电化学与界面现象5.1 电解质溶液的电导与电导率5.2 离子迁移数与电迁移5.3 电动势与电池反应5.4 电解与极化现象5.5 界面张力与吸附作用5.6 双电层理论与界面电位第六章化学动力学基础6.1 化学反应速率的定义与表示6.2 反应速率的影响因素6.3 反应速率方程与速率常数6.4 反应机理与速率控制步骤6.5 温度对反应速率的影响与阿累尼乌斯方程6.6 催化作用与催化剂第七章物理化学实验方法7.1 热力学实验方法与技术7.2 电化学实验方法与技术7.3 化学动力学实验方法与技术7.4 仪器分析方法与技术在物理化学中的应用7.5 数据处理与实验误差分析第八章相关领域应用与拓展8.1 物理化学在能源与环境领域的应用8.2 物理化学在材料科学中的应用8.3 物理化学在生命科学中的应用8.4 物理化学在化工生产中的应用8.5 物理化学的前沿领域与发展趋势本目录旨在为读者提供一个系统的物理化学知识体系框架,涵盖了热力学、能量转化、过程变化、物质分离、电化学、化学动力学以及物理化学实验方法等多个方面。
大学物理化学--第八章
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2020/8/23
1、弯曲液面附加压力-拉普拉斯方程
弯曲液面凹面一侧压力以p内表示,凸面一侧压力 以p外表示,弯曲液面内外压力差△p称为附加压力。
p p内 p外 pl pg 0 p p内 p外 pg pl 0
表面张力的存在是弯曲液面产生附加压力的根本 原因,附加压力是表面张力存在的必然结果。
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2020/8/23
§8.1 界面张力
1.液体表面张力、比表面功、 比表面吉布斯函数
2.界面热力学方程 3.界面张力影响因素
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2020/8/23
1、表面张力,比表面功与比表面吉布斯函数
液体表面分子受力情况分析:
液体内部:分子所受的力可以 彼此抵消,合力为零。故内部分子 可无规则运动而不消耗功。 液体表面:分子恒受指向液体 内部的拉力,处于不对称力场。故 表面分子趋向液体内部移动,宏观 表现为液体表面力图缩小到最小。
Va V m
(m 3 kg 1 )
体积要换算成标准状况(0 C ,101.325kPa)
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2020/8/23
2、等温吸附
吸附量 f (T , p,吸附剂,吸附质) 吸附剂、吸附质定:V a f (T , p)
吸附等温线:()T:V a f ( p) V a — p线
第八章 界面现象
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2020/8/23
基本概念
1.界面和界面现象 2.表面和比表面
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2020/8/23
1、界面和界面现象
界面(Interface)
初三物理化学知识点(含目录,精编打印版)
第二章简单的运动 (1)第三章声现象 (1)第四章热现象 (1)第五章光的反射 (2)第六章光的折射 (3)第七章质量和密度 (4)第八章力 (4)第九章力和运动 (5)第一单元走进化学世界 (6)第二单元我们周围的空气 (6)第三单元自然界的水 (7)第四单元物质构成的奥秘 (7)第五单元化学方程式 (8)第六单元碳和碳的氧化物 (8)第七单元燃料及其利用 (8)第八单元金属和金属材料 (9)第九单元溶液 (10)第十单元酸和碱 (10)第十一单元盐化肥 (11)第十二单元化学与生活 (11)初中化学知识小辑 (11)基本概念: (13)基本知识、理论: (14)第二章简单的运动1机械运动:物体位置的变化。
2运动和静止都是相对的。
3参照物:研究机械运动时,所选择的标准物体。
4匀速直线运动:快慢不变、经过的路线是直线的运动。
5速度:在匀速直线运动中,速度等于运动物体单位时间内通过的路程。
速度是表示物体运动快慢的物理量。
速度计算公式是:v=s/t7变速运动:运动物体的速度是变化的,这样的运动叫--8平均速度:物体通过一段路程的平均快慢程度。
第三章声现象1声音的产生:声音是由物体的振动产生的。
人发声靠声带,鸟发声靠气管和支气管交界处的鸣膜的振动蟋蟀是靠左右翅的摩擦的振动发声的。
2声音的传播:必须有介质。
如空气、木、铁等。
3声音的场速度是340米/秒(声音在不同介质中传播速度不同)4人要能分辨出回声,则回声要比发声晚0.1秒以上。
最少也要0.1秒。
5乐音三要素:音调、响度、音色。
在响度和音调相近的情况下主要通过音色来判断发声体。
6音调:人们所感到的声音的高低。
它与频率有关:频率越大,音调越高7频率:物体在1秒内振动的次数叫频率。
8振幅:物体在振动时偏离原来位置的最大距离。
9响度:人耳感觉到的声音的大小。
它与振幅有关:振幅越大响度越大。
10四大污染:噪声污染、水污染、大气污染、固体废物污染。
11噪声:从物理角度上讲,噪声是物体杂乱无章的振动产生的。
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第八章电解质溶液4.在 298K 时,用 Ag∣ AgCl 为电极,电解KCl 的水溶液。
通电前溶液中KCl 的质量分数为ω(K Cl) =1.4941*10 -3 , 通电后在质量为 120.99g 的阴极部溶液中ω( KCl) =1.9404*10 -3,串联在电路中的银库伦计有160.24mg 的 Ag(s) 沉积出来。
试分别求K+和 Cl ˉ的迁移数。
解:通电后,阴极部含K+的物质的量为n 终 ==-3mol=3.149*10 mol通电前后,阴极部水的量不变。
则可设通电前阴极部溶液的质量为m,通电前: m水 =m-m*ω( KCl ) = m-m*1.9404*10 -3通电后: m水 = m-m*ω( KCl) =120.99--3120.99*1.9404*10则有: m-m*1.9404*10 -3 =120.99-120.99*1.9404*10-3得: m =故:通电前阴极部KCl 的质量为m KCl= m*ω( KCl) =*1.4941*10-3=0.1807g()则通电前,阴极部含K+的物质的量为n 始 ==mol= 2.424*10-3mol通电前后,阴极部K+的物质的量的变化仅是由K+的迁入所引起的由n 终= n 始 + n 迁- n 电得:n 迁= n 终 - n 始 + n 电 = 3.149*10-3mol-2.424*10-3 mol+0 = 7.25*10-4 mol由库伦计可得:n 电 ==mol=1.485*10 -3 mol所以 K+和 Cl -的迁移数分别为:t(K +)===0.49t(Cl-)= 1-0.49=0.516.以银为电极点解氰化银钾(KCN+AgCN)溶液时, Ag(s) 在阴极上析出。
每通过1mol 电子的电荷量,阴极部失去 1.40mol的 Ag+和 0.80mol 的 CN-,得到 0.60mol的 K+。
试求:(1)氰化银钾络合物的化学表示式[Ag n(CN)m] z-中 n,m,z 的值。
(2)氰化银钾络合物中正负离子的迁移数。
解:( 1)通电时,配离子移向阳极,每通过1mol 电子的电荷量,应有1mol Ag+在阴极还原析出,据题意,则有( 1.4-1.0)mol 的 Ag+与 CN-配合称负离子移向阳极,同时,阴极部失去 0.8mol 的 CN-,所以 :=故: n =1,m = 2,z =1(2) 由题意可知:n 电 =1mol,n迁=0.6mol,故 :t(K+)==0.6-+t[Ag(CN) 2] =1-t(K )=1-0.6=0.48.298K 时,在用界面移动法测定离子迁移数的迁移管中,首先注入一定浓度的某有色离子溶液,然后在其上面小心的注入浓度为的分界面。
通入11.54 mA 的电流,历时0.01065 mol/dm 3的 HCl 水溶液,使其间形成一明显22 min ,界面移动了15cm。
已知迁移管的内径为1.0cm,试求H+的迁移数。
解: H+迁移的物质的量为:n 迁= CV =C*(π r 2)*h=0.01065*103*3.1415*(0.5*10-2 ) 2*15*10-2 mol=1.255*10-4 mol 则, H+的迁移数为:t(H +)====0.79511. 用实验测定不同浓度KCl 溶液的电导率的标准方法为导池中分别盛以不同液体并测其电阻。
当在 (1) 中盛 Hg(l):273.15K 时,在( 1),( 2)两个电时,测得电阻为0.99895 Ω [1 Ω是273.15K 时,截面积为 1.0mm2,长为 1062.936mm的 Hg(l) 的电阻 ] 。
当( 1)和( 2)中均盛以浓度约为 3mol/dm3 的 H2SO4溶液时,测得( 2)的电阻为( 1)的 0.107811 倍。
若在( 2)中盛以浓度为 1.0mol/dm3 的 KCl 溶液时,测得电阻为 17565Ω 。
试求:( 1)电导池( 1)的电导池常数。
( 2)在 273.15K 时,该 KCl 溶液的电导率。
解:( 1)由 R=ρ *Hg的电阻率ρ==-7Ω/m=9.408*10 Ω /m则对于电导池( 1)有: R=ρ=ρ *K cell(1) =9.408*10 -7Ω/m *K cell(1) =0.99895 Ω得: K cell(1)=1.062*10 6m-1(2) 由 K =κ *R 得且两电导池溶液相同则κ =κ2cell1== ==5-1得K cell(2) =1.145*10 m则,在 273.15K 时,该 KCl 溶液的电导率为κ ==S/m=6.519 S/m14. 在某电导池中先后充以浓度为0.001mol/dm3的 HCl,NaCl 和 NaNO, 分别测得电阻为4683Ω, 1580Ω和 1650Ω 。
已知 NaNO3溶液的摩尔电导率为-22-1,Λ m( NaNO3)=1.21*10S﹒ m﹒ mol设这些都是强电解质,其摩尔电导率不随浓度而变。
试计算:(1)浓度为 0.001mol/dm 3的 NaNO3溶液的电导率。
(2)该电导池的常数 K cell。
(3) 此电导池如充以浓度为-33HNO3溶液的摩尔电0.001mol ﹒ dm HNO溶液时的电阻及该导率。
解:( 1) NaNO溶液的电导率为:3-23-1-2-1κ =Λ m( NaNO) *c =1.21*10 *0.001*10S ﹒ m =1.21*10S﹒ m3(2) 电导池常数为:K cell33-2*1650 m-1=19.97-1= κ( NaNO) * R( NaNO) =1.21*10m+-+-+-)]-(3) Λm( HNO3)=Λ m(H )+ Λ m( NO3)=[ Λ m(H)+ Λ m(Cl)]+[ Λ m( Na )+Λ m( NO3[ Λ m( Na+) +Λ m(Cl- )]= Λ m(HCl) +Λm( NaNO3) - Λ m(NaCl)其中:Λ m( HCl) ===2-1=4.27*10-22-1 S ﹒ m﹒ mol S﹒ m﹒ molΛ m( NaCl)===2-1=1.26*10-22-1 S ﹒ m﹒ mol S﹒ m﹒ mol故:Λ m( HNO3) =Λ m( HCl) +Λ m( NaNO3) - Λ m(NaCl)=4.27*10-22-1+1.21*10-22-1-1.26*10-22-1 S ﹒ m﹒ mol S﹒ m﹒ mol S ﹒ m﹒ mol=4.22*10-22-1S﹒ m﹒ mol则 R( HNO)====473 Ω315.298K 时测得 SrSO4饱和水溶液的电导率为κ(SrSO4)=1.482*10-2-1S﹒ m , 该温度时水的电2=1.496*10-4-14导率为κ(H O)S﹒ m ,试计算在该条件下SrSO 在水中的饱和溶液的浓度。
解:由题可知:κ( SrSO4) =κ(溶液)- κ( H2O)=(1.482*10-2-1.496*10-4-1-2-1)S﹒ m =1.467*10S﹒ m同时有:-2-1 444) =1.467*10S ﹒ mκ( SrSO)=Λ m(SrSO) *c ( SrSO其中:2+2-( 59.46*10-4-4Λ m( SrSO4)=2Λ m( SrSO4)=2[ Λ m( Sr )+Λ m( SO4 )]=2+79.8*10)2-1=2.785*10-22-1S﹒ m﹒ mol S﹒ m﹒ mol故: c( SrSO4)==-3-3 mol ﹒m =0.5268 mol ﹒ m+-18.根据如下数据,求 H2O( l )在 298K 时解离城 H 和 OH并达到平衡时的解离度和离子积常Θ, 已知 298K 时,纯水的电导率为κ( H2O) =5.5*10-6-1∞+-2数 K w S﹒ m,Λ m( H )=3.498*10S﹒2-1∞--22-1,水的密度为-3m﹒mol,Λ m( OH) =1.98*10S ﹒m﹒ mol997.09kg ﹒ m解:纯水的无限稀释摩尔电导率为:∞ ( H 2O ) ∞ + ∞ - -2+1.98*10-2 2 -1Λm =Λ m ( H ) +Λ m ( OH ) =( 3.498*10 ) S ﹒ m ﹒ mol=5.478*10 -22-1S ﹒ m ﹒ mol纯水的摩尔电导率为:m2= =2﹒ mol -1 =9.94*10 -112﹒ mol -1Λ (HO )=S ﹒ mS ﹒ m故水的解离度为:а == =1.815*10-9K w Θ = ﹒ =其中: c(H + - )=c(H 2O)﹒ а =﹒ а =*1.815*10 -9 3)=c(OHmol ﹒m=1.004*10-43-73mol ﹒m=1.004*10mol ﹒ dmΘ == ( 1.004*10 -72-14故: K) =1.009*10 w19. 在 298K 时,浓度为32220Ω ,0.01mol ﹒ dm 的 CH 3COOH 溶液在某电导池中测得其电阻为 已知该电导池常数为 K cell =36.7m -1 ,试求在该条件下 CH 3COOH 的解离度和解离平衡常数。
解:由 K =κ ﹒ R得:cellκ ( HAc ) ===1.65*10 -2 -1S ﹒ m则: Λm (HAc ) ==S ﹒ m 2﹒ mol -1 =1.65*10 -3 S ﹒ m 2﹒ mol -1∞∞+∞-) =( 3.4982+0.409 ) *10 -2 2 -1而: Λm ( HAc ) =Λ m ( H )+Λ m ( Ac S ﹒ m ﹒ mol=3.9072*10 -22-1S ﹒ m ﹒mol故: а===0.0422K а Θ = = = 1.86*10-524. 分别计算下列各溶液的离子强度,设所有电解质的浓度均为0.025mol ﹒ kg -1(1)NaCl (2)MgCl2 (3)CuSO4 (4)LaCl3(5)NaCl 和 LaCl3 的混合溶液,浓度各为0.025mol ﹒ kg -1解: I= 2Σ m B z B(1) I= (0.025*12+0.025*(-1)2) mol﹒kg-1=0.025mol﹒kg-1(2) I= (0.025*2 2+0.025*2*(-1)2) mol﹒kg-1=0.75 mol﹒kg-1(3) I=(0.025*222+0.025* ( -2 )) mol ﹒kg -1=0.10 mol ﹒kg-122-1-1(4) I= (0.025*3 +0.025*3*(-1)) mol ﹒kg=0.15 mol ﹒ kg(5) I=(0.025*12+0.025*32+0.025*4*(-1)2)mol﹒kg-1=0.175 mol﹒kg-125.分别计算下列两个溶液的离子平均质量摩尔浓度m± , 离子平均活度 a±以及电解质的活度B mol﹒ kg-1a ,浓度均为 0.01(1)NaCl(γ±=0.904)(2)K SO( γ±=0.715)24(3)CuSO4( γ± =0.444) (4)K3[Fe(CN) 6](γ±=0.571)解: (1)m++--)1/ ν=( 0.011*0.0111/2mol ﹒kg-1=0.01 mol﹒ kg-1±=( mνmν)a±==0.904*0.01=9.04*10-3a B±)ν=(9.04*10-3)2=8.17*10-5=(a(2)m± =( m+ν+ m-ν-)1/ν =(0.02 2*0.01 1) 1/3mol﹒ kg-1 =0.01587 mol ﹒ kg-1a±==0.715*0.01587=1.135*10-2a B=(a ± ) ν =(1.135*10-2 ) 3=1.462*10 -6++--)1/ ν=(0.01111/2mol ﹒ kg-1=0.01 mol﹒ kg-1(3) m ± =(mνmν*0.01)a±==0.01*0.444=4.44*10-3a B±)ν=(4.44*10-32-5=(a) =1.971*10(4) m++--)1/ ν=(0.03311/4mol ﹒kg-1-2-1±=(mν m ν*0.01)=2.28*10mol﹒ kg a±==0.571*2.28*10-2 =1.302*10 -2a B=(a±)ν=(1.302*10-2 )4=2.874*10-830.在 298K 时,醋酸 HAc 的解离平衡常数为 KΘ =1.8*10 -5,试计算在下列不同情况下醋酸在浓度为 1.0 mol ﹒kg-1时的解离度。