大学物理化学下册(第五版傅献彩)知识点分析归纳-(1)

1/29第八章电解质溶液2/293/29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(s)2+(m)2+(m)+2=(s)(2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如(s)(s)(m)，(s)+=(s)(m)(3)氧化还原电极如：3+(m1)2+(m2)3+(m1)=2+(m2)4/29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.为什么标准电池的负极采用含有的质量分数约为0.04~0.12的一齐时，标准电池都有稳定的电动势值?试用一的二元相图说明。标准电池的电动势会随温度而变化吗?答：在一的二元相图上，的质量分数约为0.04~0.12的一齐落在与一固溶体的两相平衡区，在一定温度下一齐的活度有定值。因为标准电池的电动势在定温下只与一齐的活度有关，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5/29的电势能否测量?如何用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。单个电势是无法测量的。用方程进行计算:6.如果规定标准氢电极的电极电势为1.0V，则各电极的还原电极电势将如何变化?电池的电动势将如何变化?答：各电极电势都升高1，但电池的电动势值不变。7.在公式ΔΘΘF中，ΔΘ是否表示该电池各物都处于标准态时，电池反应的自由能变化值？答：在公式ΔΘΘF中，ΔΘ表示该电池各物都处于标准态时，在保持不变的条件下，按电池反应进行1的反应时系统的自由能变化值。8.有哪些求算标准电动势EΘ的方法？在公式中，EΘ是否是电池反应达平衡时的电动势？KΘ是否是电池中各物质都处于标准态时的平衡常数?答：求算标准电动势EΘ的方法较多，常用的有：公式是由ΔΘ联系在一起，但EΘ和KΘ处在不同状态，EΘ处在标准态，不是平衡态(在平衡态时所有的电动势都等于零，因为ΔΘ等于零)。KΘ处在平衡态，而不是标准态(在标准态时平衡常数都等于1)。(Re)(Re)lnBOxdvBOxdBRTazF,,lnrmGRTEEEKzFzFlnRTEKzF6/299.联系电化学与热力学的主要公式是什么?电化学中能用实验测定哪些数据?如何用电动势法测定下述各热力学数据?试写出所设计的电池、应测的数据及计算公式。答：联系电化学与热力学的主要公式是：Δ，ΔΘΘF电化学中用实验能测定E，EΘ，。用电动势法测定热力学数据的关键是能设计合适的电池，使电池反应就是所要求的反应，显然答案不是唯一的。现提供一个电池作参考。(1)2O(1)的标准摩尔生成自由能ΔΘ(H2O,1);电池2(2)|或()|O2(2)净反应2(pΘ)+1/2O2(pΘ)=H2O(l)ΔΘ(H2O,1)ΘF(2)2O(1)的离子积常数KΘ;电池2(2)()()2(2)净反应2O(l)⇔()+()(3)22(s)的活度积常数Θ;电池(l)22+(22+)42-(42-)24(s)(l)净反应24(s)=22+(22+)42-(42-)|expWzEFKRTexpspzEFKRTpET7/29(4)反应(s)+1/222(s)→(s)(1)的标准摩尔反应焓变ΔΘ；电池(s)(s)()22(s)(l)净反应：(s)+1/222(s)→(s)(1)ΔΘΘΔΘΔΘ(5).稀的水溶液中的平均活度因子Y±；电池2(pΘ)(m)(s)(s)净反应2(pΘ)+(s)=()()(s)(6)2O(s)的标准摩尔生成焓ΔΘ和分解压。电池(s)2O(s)()2(pΘ)净反应2O(s)→1/2O2(pΘ)+2(s)(7).反应22(s)2(g)→2()+2(l)的标准平衡常数Θ；rmH=-zEF+zFTpET212lnlnHClHaaRTRTmEEEzFzFma2212,exprmpfmrmOpEHzEFzFTTHAgOsHpzEFKpRT8/29电池2(pΘ)()22(s)(l)(8).醋酸的解离平衡常数。电池2(pΘ)()()()(s)(s)净反应(s)2(pΘ)→()()(s)10.当组成电极的气体为非理想气体时，公式Δ是否成立方程能否使用?其电动势E应如何计算?答：因为是非理想气体，所以先计算电池反应的Δ，，公式中代人非理想气体的状态方程。然后根据Δ与电动势的关系，计算电动势Δ公式和方程能使用。11.什么叫液接电势?它是怎样产生的?如何从液接电势的测定计算离子的迁移数?如何消除液接电势?用盐桥能否完全消除液接电势?expazEFKRT212_lnHClHHHHAcaHAcaaRTEEzFamamHAcHAcaaKa21rmG=ppVdp9/29答：在两种含有不同溶质的溶液界面上，或者两种溶质相同而浓度不同的溶液界面上，存在着微小的电位差，称为液体接界电势。产生的原因是由于离子迁移速率的不同而引起的。用盐桥只能使液接电势降到可以忽略不计，但不能完全消除。12.根据公式，如果为负值，则表示化学反应的等压热效应一部分转变成电功(),而余下部分仍以热的形式放出。这就表明在相同的始终态条件下，化学反应的Δ按电池反应进行的焓变值大(指绝对值)，这种说法对不对?为什么?答：不对，H是状态函数Δ的值只和反应的始终态有关，而和反应的途径无关，不管反应经历的是化学反应还是电池反应，始终态相同时Δ值是相同的。但两种反应的热效应是不一样的。第十章电解与极化作用rmpEHzEFzFTTpET[0]RpEzFTSQT因为10/2911/2912/29第十一章1.请根据质量作用定律写出下列基元反应的反应速率表示式(试用各种物质分别表示)。(1)2P(2)22P(3)22S(4)2212112dAdBdPrkABdtdtdt13/292.零级反应是否是基元反应?具有简单级数的反应是否一定是基元反应?反应(C2H5)4=4C2H5,是否可能为基元反应?零级反应不可能是基元反应，因为没有零分子反应。一般是由于总反应机理中的决速步与反应物的浓度无关，所以对反应物呈现零级反应的特点。零级反应一般出现在表面催化反应中，决速步是被吸附分子在表面上发生反应，与反应物的浓度无关，反应物通常总是过量的。基元反应一定具有简单反应级数，但具有简单级数的反应不一定是基元反应，如H2(g)2(g)=2(g)是二级反应，但是一个复杂反应。(C2H5)4=4C2H5，不可能是基元反应。根据微观可逆性原理，正、逆反应必须遵循相同的途径。基元反应最多只有三分子反应，现在逆反应有五个分子，所以逆反应不可能是基元反应，则正反应也不可能是基元反应。3.在气相反应动力学中，往往可以用压力来代替浓度，若反应→P22311222dAdBdPrkABdtdtdt23311322dAdBdPdSrkABdtdtdtdt2243142dCldMdCldMrkClMdtdtdtdt1nccdArkAadt1nAppAdprkpadt14/29为n级反应。式中是以压力表示的反应速率常数，是A的分压。所有气体可看作理想气体时，请证明()1。4.对于一级反应，列式表示当反应物反应掉1所需要的时间t是多少?试证明一级反应的转化率分别达到50%,75%,87.5%所需的时间分别为t1/2,2t1/2,3t1/2。aAPA若为理想气体，则有ApART1AdAdpdtRTdt111nAAcdAdppkadtaRTdtRT1nnAAcpAdppkRTkpadtRT1npckkRT对于一级反应，其定积分的一种形式为111ln1tky1=n现在y，则需要时间的表示式为111111lnln111nnntkknn0.5y当时，1211112ln2ln=121tkk15/295.对反应A一P，当A反应掉3/4所需时间为A反应掉1/2所需时间的3倍，该反应是几级反应?若当A反应掉3/4所需时间为A反应掉1/2所需时间的5倍，该反应是几级反应?请用计算式说明。所以，对的二级反应，t3/4=3t1/2。同理，对的三级反应t3/4=5t1/2。6.某一反应进行完全所需时间是有限的，且等于c0(c0为反应物起始浓度)，则该反应是几级反应?0.75y当时，341211134ln4ln2341ttkk0.875y当时，781211178ln8ln3781ttkk111nnaxatkn12341,23,4abaa对于二级反应,当x=时，时间为t当x=时，时间为t代入上式12121211221aaatkka12123433421aaatkka1313122132312aaatkka13133423154312aaatkka16/29零级7.请总结零级反应、一级反应和二级反应各有哪些特征?平行反应、对峙反应和连续反应又有哪些特征?零级反应：～t作图为直线，斜率为k00的量纲为[浓度][时间]-11/22k0.一级反应：～t作图为直线，斜率为1,k1的量纲为[时间]-11/221.二级反应：1～t作图为直线，斜率为k2,k2的量纲为[浓度]-1[时间]-1,t1/2=1/k2a8.某总包反应速率常数k与各基元反应速率常数的关系为2(k1/2k4)1/2，则该反应的表观活化能和指前因子与各基元反应活化能和指前因子的关系如何?9.某定容基元反应的热效应为100·1，则该正反应的实验活化能的数值将大于、等于还是小于100·1，或是不能确定?如果反应热效应为-100·1，则的数值又将如何?对于吸热反应，大于等于100·1;对于放热反应，值无法确定。10.某反应的值为190·1，加入催化剂后活化能降为136·1。设加入催化剂前后指前因子A值保持不变，则在773K时，加入催化剂后的反应速率常数是原来的多少倍?根据经验式()，设加了催化剂的速率常数为k2，未加催化剂的速率常数为k1，代人相应的数据后相比，得,2,1,412aaaaEEEE121242AAAA17/29可见，加入催化剂可以明显地提高反应速率11.根据't经验规则:温度每增加10K，反应速率增加2~4倍。在298~308K的温度区间内，服从此规则的化学反应之活化能值的范围为多少?为什么有的反应温度升高，速率反而下降?因为活化能的定义可表示为2()当取温度的平均值为303K，0.2时，152.7·1。同理，当0.4时，305.3·1