大学无机化学所有公式及大学物理 第十一章 波动光学 复习题及答案详解

所有公式：1、注意单位，如焦耳，千焦。

2、加入溶液时注意体积变化引起的浓度的变化3、能斯特方程注意正负号。

4、单质的标准绝对熵不等于零，∆f G mθ(稳定态单质,T)=0 ∆f G mθ(H+,aq,T)=0Chap 11、热力学温度：T= t + T0 (T0=273.15K)2、理想气体状态方程：pV=nRT 用于温度不太低，压力不太高的真实气体在SI制中，p的单位是Pa，V的单位是m3，T的单位是K，n的单位是mol；R是摩尔气体常数，R的数值和单位与p,V,T 的单位有关，在SI制中，R = 8.314 J·K-1·mol-1。

3、mVmRT RT MpM MpV p RTρρρ====⇒⇒4、分压BBn RTpV=5、分体积定律()BB1212n RTVpn RT n RT nRTRTV n np p p p==++=++=B BB BBB Bn RT VnRTV Vp p VnV V Vnϕϕ=====6、溶液的浓度质量百分比浓度B = mB/m = mB/(mB+mA) 以溶质(B)的质量在全部溶液的质量中占有的百分比质量摩尔浓度bB = nB/mA溶质(B)的物质的量与溶剂(A)的质量的比值物质的量分数（摩尔分数）= nB/(nB+nA)溶质(B)的物质的量占全部溶液的物质的量的分数物质的量浓度cB = nB/V溶质的物质的量除以溶液的总体积(与温度相关)，单位：mol m-3, mol dm-3, mol L-1 Chap 21、体积功：气体发生膨胀或压缩做的功，一般条件下进行的化学反应，只作体积功 W= -p ∆V = -p (V 终－V 始)2、热和功不是状态函数3、热力学第一定律：封闭体系中：∆U = U 2 – U 1 = Q + W4、焓：H = U + pV等压时：Q p =H 2 – H 1 = ∆H若为理想气体，H = U + pV = U + nRT ∆H = ∆U + ∆nRT 5、等容热效应Q V : ∆U = Q V等压反应热Qp ：W= －p V则U ＝ Qp + W = Qp －p ∆V Qp = Qv + ∆nRT6、标准摩尔反应焓变：∆r H m θ =∑νi ∆f H m θ(生成物)- ∑νi ∆f H m θ(反应物) =[y ∆f H m θ(Y)+z ∆f H m θ(Z)] – [a ∆f H m θ(A)+b ∆f H m θ(B)]7、S m θ(B,相态,T) ，单位是J·mol -1·K -1任一化学反应的标准摩尔熵变：∆rSm θ =∑νB Sm θ(生成物,T)-∑νB Sm θ(反应物,T) ∆rSm θ＞0,有利于反应正向自发进行。

8、G = H – TSG ：吉布斯函数，状态函数, 广度性质, 单位J 9、计算已知反应的自由能变∆r G m θ∆r G m θ =∑νB ∆f G m θ(生成物,T)-∑νB ∆f G m θ(反应物,T) Chap 31、恒容条件下的化学反应速率1 V t ζυ⋅∆＝B B 11[] V B n B t t υνν∆∆⋅⋅∆∆＝ ＝ νB ：化学反应计量数，反应物为负，生成物为正∆[B]/∆t ：物质B 的物质的量浓度随时间的变化率 υ：基于浓度的反应速率，单位为mol ⋅L -1⋅s -1 2、质量作用定律 υ= k ⋅[A]m ⋅ [B]nk: 速率常数，随温度变化，不随浓度变化 质量作用定律只使用于基元反应3、4、阿仑尼乌斯(Arrhenius)公式a lg lg 2.303E k A RT =-+ a a 2121211211lg ()()2.303 2.303E E k T Tk R T T R TT ---=-=应用：设活化能与温度无关，根据两个不同温度下的 k 值求活化能。

5、标准平衡常数表达式：()()()()X /Y /A /B /x ya bp p c c K p p c c ϑϑθϑϑ⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦=⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦J 为反应商，可作为反应进行方向的判据：()()()()θx θyθa θb[X /][Y /][A /][B /]i i p i i p p p p J p p p p =()()()()θx θyθa θb[X /][Y /][A /][B /]i i c i i c c c c J c c c c =6、非标准态下反应的∆r G m ：∆rGm(T) = ∆rGm θ(T)+2.303RT lg J lgK θ(T) ＝－∆r G m θ(T)/2.303RTVan’t Hoff 方程式 ：∆r H m θ(T) - T ∆r S m θ(T) =∆r G m θ(T) = -2.303RTlgK θ(T)()()()R 303.2T S RT 303.2T H T K lg mr m r ϑϑϑ∆+∆-=在温度变化范围不大时()()()R 303.2298S RT 303.2298H T K lg mm K K r r ϑϑϑ∆+∆-=7、平衡常数与温度的关系：()()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆=ϑϑϑ21m 12T 1T 1R 303.2298H T K T K lg K rChap 91、价键理论：磁矩与未成对电子数2、配合物与沉淀的生成与转换： [Ag(NH 3)2]+ + Br - = AgBr(s) + 2NH 3 K 转= [NH 3]2 / ([Ag(NH 3)2]+[Br -])=[NH 3]2[Ag +]/([Ag(NH 3)2]＋[Br -][Ag +]) = K 不稳/K sp (AgBr)AgBr(s) + 2NH 3= [Ag(NH 3)2]+ + Br - K 转= K 稳·K sp (AgBr)AgBr(s) + 2S 2O 32- = [Ag(S 2O 3)2]3- + Br - K 转= K 稳⋅K sp (AgBr)溶解效应：由于配位平衡的建立使沉淀溶解AgCl Ag + + Cl － K s θ(AgCl)Ag + + 2NH 3 [Ag(NH 3)2]+ K θ(st,[Ag(NH 3)2]+))2(+=n n μAgCl + 2NH 3 [Ag(NH 3)2]+ + Cl － K+32+3223+32233s, AgCl st,[Ag(NH )]{([Ag(NH )])/}{(Cl )/}K {(NH )/}{([Ag(NH )])/}{(Cl )/}{(Ag } {(NH )/}{(Ag }=K K 2.810b b b b b b b b b b b b b b b b θθθθθθθθθθ-==⋅=⨯－－++))Chap8:1、E=ϕ（正极）-ϕ（负极）=ϕ（氧化型电对）—ϕ（还原型电对）2、能斯特方程对于半电池反应：p 氧化型(Ox) + ze q 还原型(Red)其中z 为转移电子数注：纯固纯液不算入方程中计算，记为1；式中[Ox]和[Red]应看成 [Ox]/c θ和[Red]/c θ的省写，对气体应看成是p Ox /p θ和 p Red /p θ 3、– ∆G = nFE 可以用于判断反应进行方向∆G < 0 反应自发进行 E > 0∆G = 0 达到平衡 E = 0 ∆G > 0 反应不自发 E < 0 若反应在标准状态下进行,可用 E θ 进行判断当外界条件一定时，反应处于标准状态，反应的方向就取决于氧化剂或还原剂的本性 4、电极反应： ∆r G m θ= －z ϕθ(电极)F F=96485电池反应： ∆r G m θ= －zE θ(电池)F G 单位：J/mol E 单位：V 5、求氧化还原反应的平衡常数 T=298.15KF =9.648×104C, R=8.314 J ⋅K –1⋅mol –1注意：n 为整个氧化还原反应中所转移的电子数，与化学反应方程式的计量系数有关。

E θ为标准电动势，可由正负电极的标准电极电势直接得出。

[Red]-- 2.303lg [Ox]2.303[Red] -lg [Ox]2.303[Ox] +lg [Red]0.0592[Ox] lg[Red]qp q p p qp q z F z F RT RT zF RT or zF z θθθθϕϕϕϕϕϕϕϕ+=+＝＝＝7、8、求算未知电对的标准电极电势若某元素电势图为∵∆G1θ = - n1Fϕ1θ∆G2θ = - n2Fϕ2θ∆Gθ = - nFϕθn = n1 + n2∆Gθ = - nFϕθ = -(n1+ n2)Fϕθ∆Gθ = ∆G1θ+∆G2θ = -n1Fϕ1θ+(-n2Fϕ2θ)∴-(n1+n2)Fϕθ = -n1Fϕ1θ+(-n2Fϕ2θ)得到ϕθ与ϕ1θ，ϕ2θ的关系：（自己写一下）i个相应电对：相应推广，自己写一下第十一章波动光学第一部分一、填空题：1、波长为λ的平行单色光垂直照射到如题4-1图所示的透明薄膜上，膜厚为e ，折射率为n ，透明薄膜放空气中，则上下两表面反射的两束反射光在相遇处的位相差ϕ∆= 。

2、如题4-2图所示，假设有两个同相的相干点光源1S 和2S ，发出波长为λ的光。

A 是它们连线的中垂线上的一点。

若在1S 与A 之间插入厚度为e 、折射率为n 的薄玻璃片，则两光源发出的光在A 点的位相差ϕ∆= 。

若已知λ=5000A ， 1.5n =，A 点恰为第四级明纹中心，则e = A 。

3、一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.00mm 。

若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为 mm 。

（设水的折射率为43）。

4、在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角41.010rad θ-=⨯，在波长7000λ=A 的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距0.25l cm =，此透明材料的折射率n = 。

5、一个平凸透镜的顶点和一个平板玻璃接触，用单色光垂直照射，观察反射光形成的牛顿环，测得第k 级暗环半径为1r 。

现将透镜和玻璃板之间的空气换成某种液体（其折射率小于玻璃的折射率），第k 级暗环的半径变为2r ，由此可知该液体的折射率为 。

6、若在麦克尔逊干涉仪的可动反射镜M 移动0.620mm 的过程中，观察到干涉条纹移动了2300条，则所用光波的波长为 A 。

7、光强均为0I 的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内有可能出现的最大光强是 。

8、为了获得相干光，双缝干涉采用 方法，劈尖干涉采用 方法。

9、劳埃德镜实验中，光屏中央为 条纹，这是因为产生 。

二、选择题题4-1图题4-2图A1、在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若A ，B 两点位相差为3π，则此路径AB 的光程为 （ ）（A ）1.5λ （B ）1.5n λ （C ）3λ （D ）1.5n λ2、在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射到宽度为a =4λ的单缝上,对应于衍射角30︒的方向,单缝处波阵面可分成的半波带数目为 (A) 2 个. (B) 4个. (C) 6 个. (D) 8个.3、如图4-4所示，用波长为λ的单色光照射双缝干涉实验装置，若将一折射率为n 、劈尖角为α 的透明劈尖b 插入光线2中，则当劈尖b 缓慢地向上移动时(只遮住s 2) ，屏C 上的干涉条纹 (A) 间隔变大,向下移动. (B) 间隔变小,向上移动.(C) 间隔不变,向下移动. (D) 间隔不变,向上移动. 4、用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则 （ ）（A ）干涉条纹的宽度将发生变化。