物理化学 ( 下册 ) 期末考试大纲第八章：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 .第九章：可逆电池 , 电池的书面写法 , 电极反应和电池反应 , 可逆电池的热力学 ( 桥梁公式、 E 与 K a的关系 ), 用 Nernst 公式计算电极电势和电池电动势 , 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：极化现象 , 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 , 金属的电化学腐蚀与防护 , 化学电源的类型 .第十一章：反应速率表示法 , 基元反应 , 反应机理 , 反应级数 , 反应分子数 , 简单级数反应的速率方程（推导和计算）及特点 ( 反应速率常数的量纲、半衰期 ), 典型复杂反应 ( 对峙、平行、连续 ) 的特点 , 对峙、平行反应速率方程的推导 , 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 , 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 .第十二章：碰撞理论、过渡状态理论的要点 , 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 , 量子产率 , 催化作用原理 , 催化剂 , 酶催化 .第十三章：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 , 弯曲液面上的附加压力 , 杨－拉普拉斯公式 , 开尔文公式 , 液－固界面现象 ( 铺展、润湿、接触角、毛细管液面高度 ), 表面活性剂的作用 , 表面活性物质在溶液中的分布 , 物理吸附、化学吸附的特点 , 朗格缪尔等温吸附模型 .第十四章：分散系统 , 胶体 , 胶体的结构表示式 , 胶体的丁铎尔效应 , 电动现象 ( 电泳、电渗 ), 电动电位, 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, 大分子物质平均摩尔质量的种类 , 唐南平衡 .考试题目类型一.名词解释:( 每词 3分,共4词,计12分)二 .选择填空:( 每题 2分,共20题,计 40分)三．证明与推导 : ( 计 8 分)四 . 计算题 : ( 电化学 1 题，动力学 2 题，表面化学 1 题，共计 40 分)重要的名词1. 电化学 : 研究电能和化学能相互转化及转化过程中有关规律的科学.2. 迁移数 : I j Q j 离子 j 所传导的电流 ( 量 ) 与总电流 ( 量) 之比 . t jQI3. 摩尔电导率 : 指把含有 1mol 电解质的溶液置于相距为单位距离的两个平行电极之间时所具有的电导 . ΛVmmc4. 柯尔劳施离子独立运动 ( 迁移 ) 定律 : 在无限稀溶液中 , 离子彼此独立运动 , 互不影响 ,无限稀释电解质的摩尔电导率等于无限稀释时阴、阳离子的摩尔电导率之和 .Λ vm,vm, ( 化学计量单元 ), Λmm,m, ( 类元电荷计量单元 )m5. 离子强度 : 溶液中各种离子的浓度与其价数的平方的乘积之和的一半. I1 m j z 2j26. 可逆电池 : 将化学能以热力学可逆的方式转化为电能的装置称为可逆电池. 包括化学反应可逆和能量交换可逆两个方面 . 7. 液体接界电势 : 在两种不同的电解质溶液或同种电解质但浓度不同的溶液的界面间产生的电势差 . 它是由于离子的扩散速率不同造成的 , 是不可逆的 . 也称扩散电势 . 8. 金属 - 难溶盐电极 : 在金属上覆盖一层该金属的难溶盐后浸入含该难溶盐阴离子的溶液中构成的电极 . 包括金属 - 难溶氧化物电极 和难溶氧化物 - 难溶盐电极9. 分解电压 : 使某电解质溶液能连续不断地进行分解时所需 ( 必须 ) 的最小外加电压 . 10. 极化 : 在有电流流过电极时 , 电极的电极电势偏离平衡电极电势的现象 .11. 超电势 : 在某一电流密度下 , 电极的电极电势与其平衡电极电势的差值的绝对值 .A s 12. 比表面积 : 单位质量的物质所具有的表面积 . a Sm13. 界面 : 密切接触的两相之间的过渡区 ( 约几个分子厚度 ).14. 表面 : 与气体相接触的界面 .15. 表面张力 : 指向表面并与表面相切 , 垂直作用于单位长度上的紧缩力 .F .l216. 附加压力 :由于界面张力的作用,在弯曲液面内外产生的压力差.p sR '17.吸附 : 在相界面上 , 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 .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 .20.吸附质 : 被吸附剂吸附的物质 .21.吸附剂 : 具有吸附能力的物质 . 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 , 所含溶质的物质的量与同量溶剂在n a2 dr溶液本体中所含溶质的物质的量的差值 .RT da2A S23.表面活性剂 : 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 .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, 或浓度与时间等参数间的关系式 . 也称动力学方程 .26.转化速率 : 单位时间内发生的反应进度 .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或单位体积内,反应1 d 1 dc j 进度随时间的变化率 . rdt v j (恒容)V dt28.反应机理 : 表示一个总包 ( 复杂 ) 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 .30.简单反应 : 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 . 也称复杂反应32.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 (0 或正整数)有关的反应 . 可以是基元反应、简单反应 , 也可是复合反应 , 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成正比 . 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 . 若速率方程中有加减运算 , 则无级数可言35.零级反应 / 一级反应 / 二级反应 / 三级反应 : 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 .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 ( 分子、原子、离子、自由基等 ) 数. 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t1/ 2 .38.分数寿期 : 消耗掉反应初始浓度的某一分数所需的时间t.分数衰期 : 反应物浓度降低到其初始浓度的某一分数所需的时间t .若 1 , 则t a t .如:某一级反应四分之三寿期 t ＝ 60min, 而其四分3/ 4 之一衰期 t1/ 4 ＝60min39.初始速率 : 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 .40.范特霍夫规则 : 对同一化学反应 , 反应的温度每升高 10℃ (K), 反应速率约增加 1～3倍. k T 102 ~ 4k T41. 对峙反应 : 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 .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. 也称连续反应 .44. 稳态近似法 : 在一系列的连串反应中 , 若生成高活性的中间产物粒子 ( 如原子、离子、自由基等 ), 因其能量高、活性大、反应能力强 , 一旦生成就立即发生反应 , 当反应达 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 .45. 链反应 : 用光、热、辐射或其它方法使反应引发 , 通过活性组份 ( 自由基或原子 ) 的不断再生 , 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 , 只生成一个新自由基或原子的链反应 . 也称为单链反应 .47. 支链反应 : 由一个活性粒子 ( 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 ( 自由基或原子 ) 的反应 .48. 原盐效应 : 在稀溶液中 , 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 .50. 光化学定律 : (1). 只有被物质吸收的光 , 才能引发光化学反应 .(2). 在初级过程中 , 一个分子 ( 或原子 ) 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 , 而本身在反应前后没有数量和化学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 . 54. 自催化作用 : 反应产物对反应本身具有加速反应的作用 .55. 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 .56. 分散体系 ( 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 ( 系统 ). 57. 分散相 : 被分散在分散介质中的物质 或 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 .59. 分子分散体系 ( 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). 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 1～100nm(即 10 9 ~ 10 7 m , 傅版 ) 或 1～ 1000nm(即 10 9 ~10 6 m , 天大版 ) 之间的分散体系 ( 系统 ).61. 扩散 : 有浓度梯度时 , 物质粒子因热运动 ( 布朗运动 ) 而发生宏观上的定向迁移现象 .其推动力是浓度梯度 , 扩散过程是不可逆的 . dn D A sdcdt dx62. 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 . 简称溶胶 . 63. 沉降 : 多相分散系统中的粒子 , 因受重力作用而下沉的过程 .64. 电泳 : 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 .65. 电渗 : 在多孔膜 ( 或毛细管 ) 两端施加一定电压 , 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 , 迫使液体通过多孔隔膜 ( 或抟细管 ) 定向流动时 , 在多孔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, 在移动方向的两端所产生的电势差 .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. 聚沉值越小聚沉能力越强 . 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 . 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 ( 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 ( 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, 由于大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 , 当膜两边达成渗透平衡时 , 小分子电解质在膜两边的分布不同 .1. 已知在 300K 时, 某一级反应的半衰期为 50s , 且反应温度升高 10℃反应速率增加 1 倍.若指前因子 A 2.979 10 7 s 1 且与温度关系不大 , 试求 : (1).300K 时, 反应的转化率达到 87.5%所需的时间 . (2). 使反应转化率在 50s 内达到 75%所需的温度 .解 :(1). 因一级反应有 :t1/ 2ln 2 , 和 ln 1 kt ( 或 t aln(1 a) )k1 y k所以 : k ln 2 ln 2 0.01386 (s 1 )t 1/ 2501 1ln(1 87.5%)ln( 1 7)t150(s) [ 或 tt7 / 88150(s) ]ln1 y0.013860.01386k(2). 据题由 :lnk2Ea ( 11)得:k 1 R T 1 T 2EaT 2T1R lnk2310 300 8.3145 ln 2 53.60(kJ mol 1 )T 2 T 1k 1310 300将阿仑尼乌斯公式代入积分方程得 : ln1Ae Ea / RT t , 即 : ln ln(1 y) Ea1 yA t RT所以 : TEa53.60 103310( K )ln(1 y)ln(1 0.75)R ln8.3145 lnA t2.979 107 501( 也可先据 ln 1 kt 求出 kln( 1 y) 0.02773( s 1) , 再由 ln k ln AEa求 T)ytRT2.反应ABkP 的动力学实验数据如下 :[A 0]/[mol/dm -3 ]1.02.03.0 1.0 1.0[B 0]/[mol/dm-3]1.01.01.02.03.0r /[mol/dm-3/s]0.15 0.300.450.150.15若该反应的速率方程为 r k[ A][B],求和.解 : 据题有 : r 0 k[ A] 0 [ B] 0 , r 0 ,2 [ A]0,2[B] 0,2故可得 :[ A] 0,1[B] 0,1r0,1r0,2[ A] 将第 1,2 两级数据代入上式得 :[ A]r0,1lnr0,2ln 0.30r 0,10.151.0即:2.0[ A]0,2lnln[ A]0,11.00,20,1同理 , 将第 1,4 组数据代入则可得 :r 0, 2[B]r0,1[B] ln r0,20.15r 0,1ln0.15亦即 :2.0 [ B] 0,2lnln[ B]0,11.00,20,13. 今在 473.2K 时研究反应 A 2B k2C Dx[ B] y, 其速率方程可写成 r k[ A] . 现 经实验 1 得当 A 、B 的初始浓度分别为 0.01 mol dm 3 和 0.02 mol dm 3 时 , 测得反应物 B 在不同时刻的浓度数据如下表 :t/min5395 13025[B]/( mol dm 3 ) 0.020 0.010 0.0050 试求 : (1). 该反应的总级数3 时, 测得初始反应速率仅为(2). 实验 2: 当 A 、 B 的初始浓度均为 0.02 mol dm 实验 1 的初始速率的 1.414 倍, 求 A 、B 的反应级数 x 和y 的值 .(3). 求算 k 值 .解 :(1). 由实验 1 数据可知 , t 1 / 2 5395 min ,t3/ 4[ A]0[ B] 0[A]0 ,13025 min . 因此时有 :21故原方程可写成 rk[ A] x [ B ]yk 2 y([ A]0x)x yk 2 y [ A]xyk '[ A] n,即此条件下 , 反应速率与简单 n 级反应相同 .利用简单 n 级反应的分数寿期公式ta(1 a)1n1 可得 :t3/ 4 2 n 11(n 1)C 0n 1kt 1/ 2ln( t3 / 41)ln(130251)亦即 : n 1t1/ 215395 1.50ln 2ln 2(2). 由实验 2 知: k[ A]0x ,2 [ B]0y , 21.4k[ A] 0x ,1[ B]0y ,1即: 0.02x 0.02y 1.414 0.01x 0.02y , 所以 : xln 1.414 0.50因 nxy , 所以 :ln(0.2 / 0.1)y n x1.50 0.501.00(3). 由(1) 得:kk' (1 0.5)1 1.5 120.512 y2 y (1.5 1)[ A]10.5 1 t a 21 0.5 0.010.5 53957.68 10 4[( mol dm 3)0.5min 1]4. 某一级反应 A P , 在某给定条件下的初始速率为1 10 3 mol dm 3 min 1 ,1h 后速率为 0.25 10 3 mol dm 3min 1 . 求反应的 k, t 1 / 2 和初始浓度 c A ,0 .解 :(1). 对一级反应有 : rdc A kc A , 积分得 : c A c A,0e kt c A,0 exp( kt) , 而当反应刚开dtr 0c A,0 exp(始的一瞬间 , 则有 : r 0kc A,0 , 故 : rkc Akt) r 0 exp( kt)cA, 01 r 01 1.0 10 所以 : kln60ln10t r0.25 330.0231(min 1 )( 这是微分方程与积分方程联合求解的实例)( 也可将 r 0kc A ,0 和 rkc A 同时代入 lnc 0kt 得:ln r 0kt )cr(2). 由一级反应的半衰期公式得 : t 1 / 2ln 2 ln 2 30.0(min)k0.0231(3). 据题得 :cA,0r 0 1.0 10 30.04323(mol dm1)k0.02315. 现在的天然铀矿中 238U: 235U139:1 , 已知 238U 的蜕变反应的速率常数为 1.52 10 10 a, 235U 的蜕变反应的速率常数为 9.72 10 10 a -1 . 问在 20 亿年 (2 10 9 a) 前, 238U : 235 U 等于多少 ?(a 是时间单位年的符号 )解 : 据题中反应速率常数的单位可知 , 两蜕变反应均为一级反应 , 由 lnc 0kt 可得 :c238 c235 c238 c0 238 clnlnln(k238k 235 )t238c235c235 c235c238 c238c10 109所以 :235c 0235c exp[(k 238k 235 )t ] 139 exp[(1.52 109.72 10 ) 2 10 ]26.96: 1 27 :16. 已知对峙反应 A (g )k 1 B (g ) 在 25℃时的正、逆向速率常数分别为0.3162h -1 和k 10.06324h -1 。