1、第八章 電解質(zhì)溶液 第九章第九章 1.可逆電極有哪些主要類型?每種類型試舉一例，并寫出該電極的還原反應(yīng)。對于氣體電極和氧化還 原電極在書寫電極表示式時應(yīng)注意什么問題? 答：可逆電極有三種類型： (1)金屬氣體電極 如 Zn(s)|Zn 2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s) (2)金屬難溶鹽和金屬難溶氧化物電極 如 Ag(s)|AgCl(s)|Cl -(m)， AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m) (3)氧化還原電極 如： Pt|Fe 3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2) 對于氣體電極和氧化還原電極，在書寫時要標(biāo)明電極反

2、應(yīng)所依附的惰性金屬。 2.什么叫電池的電動勢?用伏特表側(cè)得的電池的端電壓與電池的電動勢是否相同?為何在測電動勢時 要用對消法? 答：正、負(fù)兩端的電勢差叫電動勢。不同。當(dāng)把伏特計與電池接通后，必須有適量的電流通過 才能使伏特計顯示， 這樣電池中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 溶液濃度發(fā)生改變， 同時電池有內(nèi)阻，也會有電 壓降，所以只能在沒有電流通過的情況下才能測量電池的電動勢。 3.為什么 Weslon 標(biāo)準(zhǔn)電池的負(fù)極采用含有 Cd 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 0.040.12 的 Cd 一 Hg 齊時， 標(biāo)準(zhǔn)電 池都有穩(wěn)定的電動勢值?試用 Cd 一 Hg 的二元相圖說明。標(biāo)準(zhǔn)電池的電動勢會隨溫度而變化嗎? 答：在 Cd

3、一 Hg 的二元相圖上，Cd 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 0.040.12 的 Cd 一 Hg 齊落在與 Cd 一 Hg 固 溶體的兩相平衡區(qū)，在一定溫度下 Cd 一 Hg 齊的活度有定值。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)電池的電動勢在定溫下只與 Cd 一 Hg 齊的活度有關(guān)，所以電動勢也有定值，但電動勢會隨溫度而改變。 4.用書面表示電池時有哪些通用符號?為什么電極電勢有正、有負(fù)？用實(shí)驗(yàn)?zāi)軠y到負(fù)的電動勢嗎？ 答： 用 “|”表示不同界面， 用“|”表示鹽橋。 電極電勢有正有負(fù)是相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極而言的。 不能測到負(fù)電勢。 5.電極電勢是否就是電極表面與電解質(zhì)溶液之間的電勢差?單個電極的電勢能否測 量?如何用 Nernst 方程計

4、算電極的還原電勢? 5.電極電勢是否就是電極表面與電解質(zhì)溶液之間的電勢差?單個電極的電勢能否測量?如何用Nernst 方程計算電極的還原電勢? 答：電極電勢不是電極表面與電解質(zhì)溶液之間的電勢差。單個電勢是無法測量的。用 Nernst 方 程進(jìn)行計算: 6.如果規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢為 1.0V，則各電極的還原電極電勢將如何變化?電池的電動勢將 如何變化? 答：各電極電勢都升高 1，但電池的電動勢值不變。 7.在公式rGm =-zEF中， rGm 是否表示該電池各物都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時， 電池反應(yīng)的Gibbs自由能變化值？ 答：在公式 rGm =-zEF 中， rGm 表示該電池各物都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時，

5、在 T,p 保持不變的條件 下，按電池反應(yīng)進(jìn)行 1mol 的反應(yīng)時系統(tǒng)的 Gibbs 自由能變化值。 8.有哪些求算標(biāo)準(zhǔn)電動勢 E 的方法？在公式 中，E 是否是電池反應(yīng)達(dá)平衡時的電動勢？K是否是電池中各物質(zhì)都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時的平衡常數(shù)? 答：求算標(biāo)準(zhǔn)電動勢 E 的方法較多，常用的有： 公式 是由 rGm 聯(lián)系在一起，但 E和 K處在不同狀態(tài)，E處在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，不是 平衡態(tài)(在平衡態(tài)時所有的電動勢都等于零，因?yàn)?rGm 等于零)。K處在平衡態(tài)，而不是標(biāo)準(zhǔn)態(tài)(在 標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時平衡常數(shù)都等于 1)。 9.聯(lián)系電化學(xué)與熱力學(xué)的主要公式是什么?電化學(xué)中能用實(shí)驗(yàn)測定哪些數(shù)據(jù)?如何用電動勢法測定下 述各熱力學(xué)數(shù)據(jù)?試

6、寫出所設(shè)計的電池、應(yīng)測的數(shù)據(jù)及計算公式。 答：聯(lián)系電化學(xué)與熱力學(xué)的主要公式是：rGm=-zEF，rGm =-zEF 電化學(xué)中用實(shí)驗(yàn)?zāi)軠y定 E，E ， 。用電動勢法測定熱力學(xué)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵是能設(shè)計合適的電池， 使電池反應(yīng)就是所要求的反應(yīng)，顯然答案不是唯一的。現(xiàn)提供一個電池作參考。 (1).H2O(1)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成 Gibbs 自由能 fGm (H 2O,1); 電池:Pt|H2(pH2) | H +或 OH-(aq) | O 2(pO2)|Pt 凈反應(yīng):H2(p ) + 1/2O 2(p ) = H 2O(l) fGm (H 2O,1)=-zE F (2).H2O(1)的離子積常數(shù) K ; 電池:

7、Pt|H2(pH2)|H +(a H+)|OH -(a OH-)|H2(pH2)|Pt 凈反應(yīng):H2O(l) H +(a H+) + OH -(a OH-) (3)Hg2SO2(s)的活度積常數(shù) Ksp ; 電池:Hg(l)|Hg2 2+(a Hg2 2+)|SO 4 2-(a SO4 2-)|Hg 2SO4(s)|Hg(l) 凈反應(yīng):Hg2SO4(s) = Hg2 2+(a Hg2 2+)+SO 4 2-(a SO4 2-)| (4)反應(yīng) Ag(s)+1/2Hg2Cl2(s)AgCl(s)+Hg(1)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變 fHm ； 電池:Ag(s)|AgCl(s)|Cl -(a Cl -)|

8、Hg 2Cl2(s)|Hg(l) 凈反應(yīng)：Ag(s)+1/2Hg2Cl2(s)AgCl(s)+Hg(1) (R e) (R e) ln B O xd v BO xd B R T a zF ,ln rm GRT EEEK zFzF ln RT EK zF exp W zE F K RT exp sp zE F K RT p E T rGm =-ZEF= rHm -T rSm (5).稀的 HCI 水溶液中,HCl 的平均活度因子 Y； 電池:Pt|H2(p )|HCl(m)|AgCl(s)|Ag(s) 凈反應(yīng):H2(p ) + AgCl(s) = H+(a H+)+Cl -(a Cl-) +Ag

9、(s) (6)Ag2O(s)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 fHm 和分解壓。 電池:Ag(s)+Ag2O(s)|OH-(aOH-)|O2(p )|Pt 凈反應(yīng):Ag2O(s)1/2O2(p )+2Ag(s) (7).反應(yīng) Hg2Cl2(s)+H2(g)2HCl(aq)+2Hg(l)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) Ka ； 電池:Pt|H2(p )|HCl(a HCl)|Hg2Cl2(s)|Hg(l) (8).醋酸的解離平衡常數(shù)。 電池:Pt|H2(p )|HAc(mHAc),Ac-(m Ac-),Cl -(a Cl-)|AgCl(s)|Ag(s) 凈反應(yīng):AgCl(s)+H2(p )H+(a H+)+Cl -(a Cl-

10、) +Ag(s) 10.當(dāng)組成電極的氣體為非理想氣體時， 公式 rGm=-zEF 是否成立?Nernst 方程能否使用?其電動 勢 E 應(yīng)如何計算? 答：因?yàn)槭欠抢硐霘怏w，所以先計算電池反應(yīng)的 rGm， ，公式中代人 非理想氣體的狀態(tài)方程。然后根據(jù) rGm與電動勢的關(guān)系，計算電動勢 rGm=-zEF 公式和 Nernst 方程能使用。 11.什么叫液接電勢?它是怎樣產(chǎn)生的?如何從液接電勢的測定計算離子的遷移數(shù)?如何消除液接 電勢?用鹽橋能否完全消除液接電勢? 答：在兩種含有不同溶質(zhì)的溶液界面上，或者兩種溶質(zhì)相同而濃度不同的溶液界面上，存 在著微小的電位差， 稱為液體接界電勢。產(chǎn)生的原因是由于離

11、子遷移速率的不同而引起的。用 rm H =-zE F+zFT p E T 2 12 lnln HCl H aa RTRTm EEE zFzFm a 2 2 12 , exp rm p fmrm O p E HzE FzFT T HAg O sH p zE F K pRT exp a zE F K RT 2 12 _ ln HCl H H H HAc a HAc aa RT EE zF a m a m HAcHAc aa K a ? 2 1 rm G = p p Vdp 鹽橋只能使液接電勢降到可以忽略不計，但不能完全消除。 12.根據(jù)公式 ，如果 為負(fù)值，則表示化學(xué)反應(yīng)的等 壓熱效應(yīng)一部分轉(zhuǎn)變成

12、電功(-zEF),而余下部分仍以熱的形式放 出 。這就表明在相同的始終態(tài)條件下，化學(xué)反 應(yīng)的 rHm按電池反應(yīng)進(jìn)行的焓變值大(指絕對值)，這種說法對不對?為什么? 答：不對，H 是狀態(tài)函數(shù) rHm的值只和反應(yīng)的始終態(tài)有關(guān)，而和反應(yīng)的途徑無關(guān)，不管反應(yīng)經(jīng)歷的 是化學(xué)反應(yīng)還是電池反應(yīng)，始終態(tài)相同時 rHm 值是相同的。但兩種反應(yīng)的熱效應(yīng)是不一樣的。 第十章第十章 電解與極化作用電解與極化作用 rm p E HzE FzFT T p E T 0 R p E zFTSQ T 因?yàn)?第十一章第十一章 1.請根據(jù)質(zhì)量作用定律寫出下列基元反應(yīng)的反應(yīng)速率表示式(試用各種物質(zhì)分別表示)。 (1)A+B=2P (

13、2)2A+B=2P (3)A+2B=P+2S (4)2Cl+M=Cl2+M 12 1 1 2 d Ad Bd P rkA B dtdtdt 2 23 11 2 22 d Ad Bd P rkAB dtdtdt 2 33 11 3 22 d Ad Bd Pd S rkA B dtdtdtdt 2 2 43 1 4 2 d Cld Md Cld M rkClM dtdtdtdt 2.零級反應(yīng)是否是基元反應(yīng)?具有簡單級數(shù)的反應(yīng)是否一定是基元反應(yīng)?反應(yīng)Pb(C2H5)4= Pb+4C2H5, 是否可能為基元反應(yīng)? 零級反應(yīng)不可能是基元反應(yīng)，因?yàn)闆]有零分子反應(yīng)。一般是由于總反應(yīng)機(jī)理中的決速步與反應(yīng)物 的

14、濃度無關(guān)，所以對反應(yīng)物呈現(xiàn)零級反應(yīng)的特點(diǎn)。零級反應(yīng)一般出現(xiàn)在表面催化反應(yīng)中，決速步是 被吸附分子在表面上發(fā)生反應(yīng)，與反應(yīng)物的濃度無關(guān)，反應(yīng)物通?？偸沁^量的。 基元反應(yīng)一定具有簡單反應(yīng)級數(shù)，但具有簡單級數(shù)的反應(yīng)不一定是基元反應(yīng)，如 H2(g)+I2(g)=2HI(g) 是二級反應(yīng)，但是一個復(fù)雜反應(yīng)。 Pb(C2H5)4= Pb+4C2H5，不可能是基元反應(yīng)。根據(jù)微觀可逆性原理，正、逆反應(yīng)必須遵循相同的途徑。 基元反應(yīng)最多只有三分子反應(yīng)，現(xiàn)在逆反應(yīng)有五個分子，所以逆反應(yīng)不可能是基元反應(yīng)，則正反應(yīng) 也不可能是基元反應(yīng)。 3.在氣相反應(yīng)動力學(xué)中，往往可以用壓力來代替濃度，若反應(yīng) aAP 為 n 級反應(yīng)

15、。式中 kp是以壓 力表示的反應(yīng)速率常數(shù)，pA是 A 的分壓。所有氣體可看作理想氣體時，請證明 kp=kc(RT) 1-n。 4.對于一級反應(yīng)， 列式表示當(dāng)反應(yīng)物反應(yīng)掉 1/n 所需要的時間 t 是多少?試證明一級反應(yīng)的轉(zhuǎn)化 率分別達(dá)到 50%,75%,87.5%所需的時間分別為 t1/2,2t1/2,3t1/2。 5.對反應(yīng) A 一 P，當(dāng) A 反應(yīng)掉 3/4 所需時間為 A 反應(yīng)掉 1/2 所需時間的 3 倍，該反應(yīng)是幾級反 應(yīng)?若當(dāng) A 反應(yīng)掉 3/4 所需時間為 A 反應(yīng)掉 1/2 所需時間的 5 倍，該反應(yīng)是幾級反應(yīng)?請用計算式說 明。 aAP 1n cc d A rkA adt 1

16、 n A ppA dp rk p a dt A若 為理想氣體，則有 A p A RT 1 A d Adp dtRT dt 11 1 n AA c d Adpp k adta RT dtRT 1 n n AA cpA dpp kRTk p a dtRT 1 n pc kkRT 對于一級反應(yīng)，其定積分的一種形式為 1 11 ln 1 t ky 1 = n 現(xiàn)在y，則需要時間的表示式為 1 11 111 lnln 1 1 1 n n n t kkn n 0.5y 當(dāng)時， 1 2 11 11 2ln2 ln= 1 2 1 t kk 0.75y 當(dāng)時， 3 41 2 11 13 4ln4 ln2 3 4

17、 1 tt kk 0.875y 當(dāng)時， 7 81 2 11 17 8ln8 ln3 7 8 1 tt kk 1 1 1 n n axa t k n 1 2 3 4 1 , 2 3 , 4 aba a 對于二級反應(yīng),當(dāng)x=時，時間為t 當(dāng)x=時，時間為t代入上式 1 2 1 2 1 2 1 12 2 1 aaa t kka 所以，對 a=b 的二級反應(yīng)，t3/4 =3 t1/2。同理，對 a=b=c 的三級反應(yīng) t3/4 =5t1/2。 6.某一反應(yīng)進(jìn)行完全所需時間是有限的，且等于 c0/k(c0為反應(yīng)物起始濃度)，則該反應(yīng)是幾級 反應(yīng)? 零級 7.請總結(jié)零級反應(yīng)、一級反應(yīng)和二級反應(yīng)各有哪些特征

18、?平行反應(yīng)、對峙反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng)又有哪 些特征? 零級反應(yīng)：cAt 作圖為直線，斜率為 k0,k0的量綱為濃度時間 -1,t 1/2=a/2k0. 一級反應(yīng)：lncAt 作圖為直線，斜率為-k1, k1的量綱為時間 -1,t 1/2=ln2/k1. 二級反應(yīng)：1/cAt 作圖為直線，斜率為 k2, k2的量綱為濃度 -1 時間-1, t 1/2= 1/ k2a 8.某總包反應(yīng)速率常數(shù) k 與各基元反應(yīng)速率常數(shù)的關(guān)系為 k=k2(k1/2k4) 1/2，則該反應(yīng)的表觀活化 能 Ea和指前因子與各基元反應(yīng)活化能和指前因子的關(guān)系如何? 9.某定容基元反應(yīng)的熱效應(yīng)為 100 kJmol -1，則該正反應(yīng)

19、的實(shí)驗(yàn)活化能 E a的數(shù)值將大于、等于 還是小于 100 kJmol -1，或是不能確定?如果反應(yīng)熱效應(yīng)為-100 kJmol-1，則 E a的數(shù)值又將如何? 對于吸熱反應(yīng)，Ea大于等于 100 kJmol -1;對于放熱反應(yīng)，E a值無法確定。 10.某反應(yīng)的 Ea值為 190kJmol -1，加入催化劑后活化能降為 136kJmol-1。設(shè)加入催化劑前后 指前因子 A 值保持不變，則在 773K 時，加入催化劑后的反應(yīng)速率常數(shù)是原來的多少倍? 根據(jù) Arrhenius 經(jīng)驗(yàn)式 k=Ae (-Ea/RT)，設(shè)加了催化劑的速率常數(shù)為 k 2，未加催化劑的速率常數(shù)為 k1，代 人相應(yīng)的數(shù)據(jù)后相比

20、，得 可見，加入催化劑可以明顯地提高反應(yīng)速率 11.根據(jù) vant Hoff 經(jīng)驗(yàn)規(guī)則:溫度每增加 10K，反應(yīng)速率增加 24 倍。在 298308K 的溫度 區(qū)間內(nèi)， 服從此規(guī)則的化學(xué)反應(yīng)之活化能值 Ea的范圍為多少?為什么有的反應(yīng)溫度升高， 速率反而下 降? 因?yàn)榛罨艿亩x可表示為 Ea=RT 2(dlnk/dT) 當(dāng)取溫度的平均值為 303K，dlnk/dT=0.2 時，Ea=152.7kJmol -1。同理，當(dāng) dlnk/dT=0.4 時，E= 305.3kJmol -1?；罨艽蠹s處于這范圍之內(nèi)。 對于復(fù)雜反應(yīng)，如果有一步放出很多熱，大于決速步的活化能，或激發(fā)態(tài)分子發(fā)生反應(yīng)，生成處

21、于 基態(tài)的生成物，表觀上活化能是負(fù)值，所以有負(fù)溫度系數(shù)效應(yīng)，反應(yīng)溫度升高，速率反而下降。這 種反應(yīng)不多，一般與 NO 氧化反應(yīng)有關(guān)。 12.某溫度時，有一氣相一級反應(yīng) A(g)2B(g)+C(g)，在恒溫、恒容條件下進(jìn)行。設(shè)反應(yīng)開始 時，各物質(zhì)的濃度分別為 a,b,c，氣體總壓力為 p0，經(jīng) t 時間及當(dāng) A 完全分解時的總壓力分別為 pt 和 p，試推證該分解反應(yīng)的速率常數(shù)為 12 12 3 4 3 34 21 aaa t kk a 1 3 1 3 1 2 2 1 32 3 12 aaa t kka 1 3 1 3 3 4 2 3 154 3 12 aaa t kka ,2,1,4 1 2

22、aaaa EEEE 1 2 1 2 4 2 A AA A ,2,1 2 1 136 190 ln8.4 aa EE k kRTRT 2 1 4458 k k 0 1ln t pp k tpp A(g) 2B(g) + C(g) t=0 p0 0 0 p總= p0 t=t pA=p0-p 2p p pt=p0+2p t= 0 2p0 p0 p=3p0 r=-dpA/dt=kppA pA=p0-p=1/3p-1/2(pt-p0)=1/3P-1/2(pt-1/3p) =1/2(p-pt) 代入速率方程，進(jìn)行定積分 式中 k=1/2kp，是表觀速率常數(shù)。 13.已知平行反應(yīng) AB 和 AC 的活化能分

23、別為 Ea,1、Ea,2，且 Ea,1Ea,2，為提高 B 的產(chǎn)量，應(yīng)采取 什么措施? 措施一:選擇合適的催化劑，減小活化能 Ea,1，加快生成 B 的反應(yīng); 措施二:提高反應(yīng)溫度，使 k1的增加量大于 k2的增加量，使 B 的含量提高。 14.從反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)速率方程時通常有哪幾種近似方法?各有什么適用條件? 從反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)速率方程時通常有穩(wěn)定態(tài)法，控速步近似和平衡態(tài)假設(shè)。穩(wěn)態(tài)法適用于反應(yīng)歷程涉 及中間態(tài)產(chǎn)物反應(yīng)活性高，在反應(yīng)系統(tǒng)中的濃度很小的情況，控速步近似適用于當(dāng)反應(yīng)涉及幾個步 驟時，其中一步的速率比其它各步的速率小得多的場合，而平衡假設(shè)適用于其中一步比其它各步速 率大，該反應(yīng)涉及的物質(zhì)的

24、濃度可以認(rèn)為是處于的平衡的濃度。 第十三章第十三章 1.比表面有哪能幾種表示方法？表面張力與表面 Gibbs 自由能有哪些異同點(diǎn)？ 答：A0= As/m 或 A0= As/V； 表面張力又可稱為表面 Gibbs 自由能，二者數(shù)值一樣。 但一個是從能量角度研究表面現(xiàn)象，另一個是從力的角度研究表面現(xiàn)象；故二者物理意義不同；單 位不同。 2.為什么氣泡、小液滴、肥皂泡等都呈圓形？玻璃管口加熱后會變得光滑并縮?。ㄋ追Q圓口） ， 這些現(xiàn)象的本是什么？用同一滴管滴出相同體積的苯。水和 NaCl 溶液，所得的液滴數(shù)是否相同 彎曲液面有附加壓力，其最終會將不規(guī)則的液面變?yōu)閳A形或球形； 球形表面積最小，表面自由

25、能最低，最穩(wěn)定； 不相同。 3.用學(xué)到的關(guān)于界面現(xiàn)角的知識解釋以下幾種做法或現(xiàn)象的基體原理：人工降雨；有機(jī)蒸 餾中加沸石；多孔固體吸附蒸氣時的毛細(xì)凝聚； 過飽和溶液，過飽和蒸氣，過冷液體等過飽和 現(xiàn)象； 重量分析中的“陳化” 過程；噴灑農(nóng)藥時，為何常常在農(nóng)藥中加入少量表面活性劑 這些現(xiàn)象都可以用開爾文公式說明，、 、 、 是新相剛形面時的體積小，曲率半徑小，對 與之平衡的舊相有更加苛刻的條件要求。多孔固體吸附蒸氣時，被吸附的氣體的液相對毛細(xì)管是 潤濕的，其曲率半徑小零，當(dāng)氣體的分壓小于其飽和蒸氣壓時，就可以發(fā)生凝聚。噴灑農(nóng)藥時， 在農(nóng)藥中加入少量表面活性劑，可以降低藥液的表面張力，使藥液在葉面

26、上鋪展。 4.在三通活塞的兩端涂上肥皂液，關(guān)斷右端通路，在左端吹一個大泡，然后關(guān)閉左端，在右端 吹一個小泡， 最后讓左右兩端相通。 試問當(dāng)將兩管接通后， 兩泡的大小有何變化？到何時達(dá)到平衡？ 講出變化的原因及平衡時兩泡的曲率半徑的比值。 小球更小，大球更大； 最后小泡變成一個與大泡曲率半徑相同的弧； 由于小泡的附加壓力大，所以大泡變大，小泡變小，最后使兩泡的曲率半徑相同 0 0 1 2 t ppt A p pp A dp kdt p 0 1ln t pp k tpp 5.因系統(tǒng)的 Gibbs 自由能越低，系統(tǒng)越穩(wěn)定，所以物體總有降低本身表面 Giibs 自由能的趨勢。 請說說純液體、溶液、固體

27、是如何降低自己的表面 Gibbs 自由能的。 純液體：縮小液體表面積； 溶液：表面與本相中溶質(zhì)的濃度不同； 固體：吸附作用。 6.為什么小晶粒的熔點(diǎn)比大塊固體的熔點(diǎn)低，而溶解度卻比大晶粒大？ 根據(jù)開爾文公式 由于表面張力的存在，小晶粒的附加壓力大，它的化學(xué)勢相對較高，所以小晶粒的熔點(diǎn)比大塊固體 的熔點(diǎn)低，而溶解度卻比大晶粒大。 7 7.若用 CaCO3(s)進(jìn)行熱分解，問細(xì)粒 CaCO3(s)的分解壓（p1）與大塊的 CaCO3(s)分解壓（p2）原 相比，兩者大小如何？試說明為什么？ 答：小顆粒的 CaCO3分解壓大。因?yàn)樾×５母郊訅毫Υ?，化學(xué)勢高。 8.設(shè)有內(nèi)徑一樣大的 a、b、c、d、

28、e、 f 管及內(nèi)徑比較大的 g 管一起插入水中（如圖所示） ， 除 f 內(nèi)壁涂有石蠟外， 其余全是潔凈的玻璃管， 若 a 管內(nèi)液面升高為 h,試估計其余管內(nèi)的水面高度？ 若先將水在各管內(nèi)（c, d 管除外）都灌到 h 的高度，再讓其自動下降，結(jié)果又如何？ b 管垂直高度為 h， c 管調(diào)整表面曲率半徑但不溢出， d 管不溢出， e 管高度為到擴(kuò)大部分為止，但上去后不會下降仍然為 h f 管將下降為凸液面， g 管為 1/n 倍 h。 9.把大小不等的液滴（或萘粒）密封在一玻璃罩內(nèi)，隔相當(dāng)長時間后，估計會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 小液滴消失，大液滴更大。 彎曲液面所產(chǎn)生的附加壓力將使液體在以小液滴形式分散

29、存在時比 大量聚集存在時具有更大的飽和蒸氣壓。 10.為什么泉水和井水都有較大的表面張力？當(dāng)將泉水小心注入干燥杯子時，水面會高出杯面，這是 為什么？如果在液面上滴一滴肥皂液，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 因?yàn)槿途苡休^多的離子，根據(jù)溶質(zhì)對表面張力的影響規(guī)律，有較大的表面張力；當(dāng)將 泉水小心注入干燥杯子時，水面會高出杯面，這是因?yàn)樗谋砻鎻埩Φ氖湛s作用。如果在液面上滴 一滴肥皂液，液面將降低。 11.為什么在相同的風(fēng)力下，和海面的浪比湖面大？用泡沫護(hù)海堤的原理是什么？ （1）海水中有大量鹽類，表面張力比湖水大，可以形成較大的浪花（如較大的表面張力液滴大） 。 （2）形成泡沫的物質(zhì)可以使水的表面張力降低

30、，水的凝聚力減小，對堤壩的沖擊力降低。 12.如果某固體的大粒子(半徑為 R1)在水中形成飽和溶液的濃度為 c1， 微小粒子(半徑為 R2)在水中 形成飽和溶液的濃度為 c2，固液界面張力為 s-l .試證明飽和溶液濃度與曲率半徑的關(guān)系式為 1 21 2 112 ln RRRT M c c ls 式中 M 為該固體的摩爾質(zhì)量， 為其密度 大粒子與其溶液成平衡時 小粒子與其溶液成平衡時 兩溶液的化學(xué)勢之差 兩粒子的化學(xué)勢之差 13.什么叫表面壓？如何測定它？它與通常的氣體壓力有何不同？ 表面壓為純水的表面張力與膜表面張力之差。可以用膜天平進(jìn)行測定；與通常的氣體壓力不同 的是它是二維壓力。 14.

31、接觸角的定義是什么？它的大小受哪些因素影響？如何用接觸角的大小來判斷液對固體的潤濕 情況？ 接觸角為在氣液固三相交接處，氣-液界面與固-液界面 之間的夾角，其大小由三種界面張力的 相對大小決定； 接觸角為零 ，液體在固體表面 鋪展 ， 小于 90液體能潤濕固體， 大于 90，不能潤濕。 15.表面活性劑的效率和能力有何不同？表面活性劑有哪些主要作用？ 表面活性劑的效率：使水的表面張力下降到一定值時所需表面活性劑濃度。 表面活性劑的能力：表面活性劑能使水的表面張力下降的程度（又稱有效值） ，兩種數(shù)值常常相反。 表面活性劑有潤濕、氣泡、乳化、增溶、洗滌作用。 16.什么叫吸附作用？物理吸附與化學(xué)吸

32、附有何異同點(diǎn)？兩者的根本區(qū)別是什么？ 固體的表面有剩余的力場， 使氣體分子可以在固體的表面相對的濃集， 這種作用中吸附作用。 P369。 二者的根本區(qū)別在于吸附力的不同。 17.為什么氣體吸附在固體表面一般是放熱的？而確有一些氣-固吸附是吸熱的(H2(g)如在玻璃上的 吸附),如何解釋現(xiàn)象？ 由于吸附總是自發(fā)過程，故G0，氣體在固體表面被吸附，固體不變，體系S0，在等溫 下，由H G +TS，可推H0，故吸附一般放熱。當(dāng)有氣體原子解離發(fā)生時有化學(xué)鍵的改變， 使有些化學(xué)吸附的熵變大于零，這樣吸熱吸附的情況下，也可以使 G 小于零。 18.試說明同一個氣固相催化反應(yīng)， 為何在不同的壓力下表現(xiàn)出不同

33、的反應(yīng)級數(shù)？請在符合Langmuir 吸附假設(shè)的前提下，從反應(yīng)物和產(chǎn)物分子的吸附性，解釋下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)： NH3(g)在金屬鎢表面的 分解呈零級數(shù)反應(yīng)的特點(diǎn)；N2O(g)在金表面的分解是一級反應(yīng)； H 原子在金表面的復(fù)合是二級 反應(yīng)； NH3(g)在金屬鉬的分解速率由于 N2(g)的吸附而顯著降低，但盡管表面被 N2(g)所飽和，但 速率不為零。 由于系統(tǒng)壓力大小決定反應(yīng)物在催化劑 表面的吸附快慢與強(qiáng)弱，因而決定反應(yīng)速度，體現(xiàn)在速 率方程上，就是反應(yīng)級數(shù)不同。 由于反應(yīng)物在表面的吸附很強(qiáng)，在分壓很小時，達(dá)到飽和吸附，反應(yīng)速率與分壓無關(guān)；N2O（g） 在金表面的吸附較弱，其分解呈一級反應(yīng)； H 原

34、子在金表面的吸附為弱吸附，復(fù)合時被吸附 H 的 和氣相 H 的反應(yīng)而復(fù)合，是二級反應(yīng)； N2（g) 在在金屬鉬表面的吸附為強(qiáng)吸附，可以形成飽和 c c RTpTs pTs 1 ,1 ln, c c RTpTs pTs 2 ,2 ln, 1 2 ln c c RT 2 R M lg 1 21 2 112 ln RRRT M c c ls 吸附，但即是飽和吸附時，仍有 NH3的吸附，NH3分解速率不為零 19.為什么用吸附法測定固體比表面時，被吸附蒸氣的比壓要控制在 0.050.35 之間？BET 吸附公 式與 Langmuir 吸附公式有何不同？試證明 BET 公式在壓力很小時（即時 pps）可

35、還原為 Langmuir 吸附公式。 因?yàn)閴毫^小時，建立不起來多層吸附平衡，在壓力過大時，可能產(chǎn)生毛細(xì)管凝聚，吸附量不 代表多層吸附平衡時固體表面所對應(yīng)的吸附量。BET 吸附公式與 Langmuir 吸附公式都是理想的吸附 公式，而 Langmuir 吸附公式是單層吸附公式，BET 公式是多層吸附公式。 20.如何從吸附的角度來衡量催化劑的好壞？為什么金屬鎳既是好的加氫催化劑， 又是好的脫氫催化 劑？ 良好的催化劑應(yīng)該具有適中的吸附與脫附性能。催化劑的活性與反應(yīng)物在固體表面的吸附強(qiáng)度 有關(guān)，只有合適的吸附強(qiáng)度，其催化活性才大。催化劑即可以加速正向反應(yīng)，又能加速逆向反應(yīng)， 所以金屬鎳既是好的加

36、氫催化劑，又是好的脫氫催化劑 第十四章第十四章 1.用 As2S3與略過量的 H2S 制成的硫化砷 As2S3溶膠，試寫出其膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)式。用 FeCl3 在熱水中水解來制備 Fe(OH)3溶膠，試寫出 Fe(OH)3溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。 H2S 是弱酸，考慮它做一級電離: (As2S3)mnHS -(n-x)H+x-xH+ Fe(OH) 3mnFeO +(n-xCl-)x+xCl- 2.在以 KI 和 AgNO3為原料制備溶膠時，或者使 KI 過量，或者使 AgNO3過量，兩種情況制 得的 AgI 溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)有何不同？膠核吸附穩(wěn)定離子時有何規(guī)律？ 使 KI 過量時，膠團(tuán)帶負(fù)電，AgNO3過量時

37、，膠團(tuán)帶正電。按照法楊斯規(guī)則，能和膠 核形中離子成不溶物的離子優(yōu)先被吸咐。 3.膠粒發(fā)生 Brown 運(yùn)動的本質(zhì)是什么？這對溶膠的穩(wěn)定性有何影響？ 膠粒發(fā)生 Brown 運(yùn)動的本質(zhì)是溶劑分子的無規(guī)則運(yùn)動和溶劑分子對膠粒的不斷碰 撞。 Brown 運(yùn)動一方面可以使溶膠穩(wěn)定， 另一方面過于劇烈或過于緩慢的 Brown 運(yùn)動會 使溶膠聚沉。 4.Tyndall 效應(yīng)是由光的什么作用引起的？其強(qiáng)度與入射光的波長有什么關(guān)系？粒子大 小范圍在什么區(qū)間內(nèi)可以觀察到Tyndall效應(yīng)？為什么危險信號要用紅燈顯示？為什么 早霞、晚霞的色彩特別鮮艷？ Tyndall 效應(yīng)是由光的散射作用引起的， 其強(qiáng)度與入射光波

38、長的四次方成反比。 當(dāng) 粒子的尺度落在膠粒的范圍內(nèi)時，可以觀察到 Tyndall 效應(yīng)。危險信號要用紅燈顯示是 因?yàn)榧t光的波長長，不易被空氣中的塵粒子反射，早晨和晚上時，空氣中的濕度大，水 蒸氣的液珠對陽光的紅光產(chǎn)生了散射作用。 5.電泳和電滲有何異同點(diǎn)？流動電勢與沉降電勢有何不同？這些現(xiàn)象有什么應(yīng)用？ 電泳是在電場的作用下，膠粒相對于介質(zhì)移動，而電滲是在電場作用下，介質(zhì)相對 于膠粒移動。流動電勢是介質(zhì)相對于膠粒移動產(chǎn)生電場，而沉降電勢是由于膠粒相對于 介質(zhì)移動產(chǎn)生電場。這些現(xiàn)象在實(shí)踐中有重要應(yīng)用(可參考相關(guān)書籍） 6.在由等體積的 0.08 moldm -3的 KCl 和 0.10 mold

39、m-3的 AgNO3 溶液制成的 AgI 溶膠 中，分別加入濃度相同的下述電解質(zhì)溶液，請由大到小排出其聚沉能力的大小的次序。 (1)NaCl; (2)Na2SO4; (3)MgSO4; (4)K3Fe(CN)6 （4） （2） （3） （1） 7.在兩個充有 0.001moldm -3KCl 溶液的容器之間放一個 AgCl 晶體組成的多孔塞， 其細(xì) 孔道中也充滿了 KCl 溶液，在多孔塞兩側(cè)入兩個接直流電源的電極，問通電時，溶液將 向哪一方向移動？若改用 0.01moldm -3 KCl 的溶液，在相同外加電場中，溶液流動速度 是變快還是變慢？若用 AgNO3溶液代替原來的 KCl 溶液，情形又將如何？ 充以 KCl 溶液，AgCI 晶體吸附 Cl -離子，介質(zhì)帶正電，介質(zhì)向負(fù)極移動。若改用 0.01moldm -3KCl 的溶液，電勢下降，介質(zhì)移動速度變慢。改用 AgNO3 溶液，移動方 向相反，但增加 AgNO3，溶液濃度也使運(yùn)動速度變慢。 8.大分子溶液和（憎液）溶膠有哪些異同