2022年大学物理化学下册知识点分析归纳 .pdf
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1、名师整理精华知识点第八章电解质溶液精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页,共 17 页 - - - - - - - - - - 名师整理精华知识点精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页,共 17 页 - - - - - - - - - - 名师整理精华知识点第九章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
2、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
3、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0.040.12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0.040.12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
4、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精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页,共 17 页 - - - - - - - - - - 名师整理精华知识点量?如何用 Nernst 方程计算电极的还原电势? 5.
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。单个电势是无法测量的。用Nernst 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 rGm=-zEF中, rGm是否表示该电池各物都处于标准态时,电池反应的Gibbs 自由能变化值?答:在公式rGm=-zEF 中, rGm表示该电池各物都处于标准态时,在T,p 保持不变的条件下,按电池
6、反应进行1mol 的反应时系统的Gibbs 自由能变化值。8. 有哪些求算标准电动势E的方法?在公式中, E是否是电池反应达平衡时的电动势?K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E的方法较多,常用的有:公式是由 rGm联系在一起,但E和 K处在不同状态,E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 rGm等于零 ) 。K处在平衡态, 而不是标准态( 在标准态时平衡常数都等于1) 。9. 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
7、热力学的主要公式是:rGm=-zEF,rGm=-zEF 电化学中用实验能测定E,E,。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).H2O(1) 的标准摩尔生成Gibbs 自由能 fGm (H2O,1); 电池 :Pt|H2(pH2) | H+或 OH-(aq) | O2(pO2)|Pt 净反应 :H2(p) + 1/2O2(p) = H2O(l) fGm (H2O,1)=-zEF (2).H2O(1) 的离子积常数K; 电池:Pt|H2(pH2)|H+(aH+)|OH-(aOH-)|H2(pH2)|Pt 净反应
8、 :H2O(l) ? H+(aH+) + OH-(aOH-) (3)Hg2SO2(s) 的活度积常数Ksp;电池 :Hg(l)|Hg22+(aHg22+)|SO42-(aSO42-)|Hg2SO4(s)|Hg(l) 净反应 :Hg2SO4(s) = Hg22+(aHg22+)+SO42-(aSO42-)| (4) 反应 Ag(s)+1/2Hg2Cl2(s) AgCl(s)+Hg(1) 的标准摩尔反应焓变fHm;电池 :Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(aCl-)|Hg2Cl2(s)|Hg(l) (Re)(Re)lnBOxdvBOxdBRTazF,lnrmGRTEEEKzFzFlnRTEKzF
9、expWzEFKRTexpspzE FKRTpET精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页,共 17 页 - - - - - - - - - - 名师整理精华知识点净反应: Ag(s)+1/2Hg2Cl2(s) AgCl(s)+Hg(1)rGm =-ZEF=rHm-TrSm(5). 稀的 HCI 水溶液中 ,HCl 的平均活度因子Y;电池 :Pt|H2(p)|HCl(m)|AgCl(s)|Ag(s) 净反应 :H2(p) + AgCl(s) = H+(aH+)+Cl-(aCl-) +Ag(s
10、) (6)Ag2O(s) 的标准摩尔生成焓fHm和分解压。电池 :Ag(s)+Ag2O(s)|OH-(aOH-)|O2(p )|Pt 净反应 :Ag2O(s)1/2O2(p )+2Ag(s) (7).反应 Hg2Cl2(s)+H2(g) 2HCl(aq)+2Hg(l) 的标准平衡常数Ka;电池 :Pt|H2(p)|HCl(aHCl)|Hg2Cl2(s)|Hg(l) (8).醋酸的解离平衡常数。电池 :Pt|H2(p)|HAc(mHAc),Ac-(mAc-),Cl-(aCl-)|AgCl(s)|Ag(s) 净反应 :AgCl(s)+H2(p) H+(aH+)+Cl-(aCl-) +Ag(s) 1
11、0. 当组成电极的气体为非理想气体时,公式 rGm=-zEF 是否成立 ?Nernst 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rGm,公式中代人非理想气体的状态方程。然后根据rGm与电动势的关系,计算电动势rGm=-zEF 公式和 Nernst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? 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rmH =-zE F+zFTpET212lnlnHClHaaRTRTmEEEzFzFma2
12、212,exprmpfmrmOpEHzEFzFTTHAg O sHpzEFKpRTexpazEFKRT212_lnHClHHHHAcaHAcaaRTEEzFamamHAcHAcaaKa21rmG= ppVdp精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页,共 17 页 - - - - - - - - - - 名师整理精华知识点在着微小的电位差,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
13、反应的等压热效应一部分转变成电功(-zEF),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 rHm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rHm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rHm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rmpEHzEFzFTTpET0RpEzFTSQT因为精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页,共 17 页
14、 - - - - - - - - - - 名师整理精华知识点精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页,共 17 页 - - - - - - - - - - 名师整理精华知识点第十一章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)A+B=2P (2)2A+B=2P (3)A+2B=P+2S (4)2Cl+M=Cl2+M 12112dAdBd PrkABdtdtdt22311222dAd BdPrkABdtdtdt23311322dAd Bd Pd
15、SrkABdtdtdtdt2243142d CldMd Cld MrkClMdtdtdtdt精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页,共 17 页 - - - - - - - - - - 名师整理精华知识点2. 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 Pb(C2H5)4= Pb+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
16、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)+I2(g)=2HI(g)是二级反应,但是一个复杂反应。Pb(C2H5)4= Pb+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 aAP 为 n 级反应。 式中 kp是以压力表示的反应速率常数,pA是 A的分压。所有气体可看作理想气
17、体时,请证明kp=kc(RT)1-n。4. 对于一级反应, 列式表示当反应物反应掉1/n 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。5. 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。aAP1nccd ArkAadt1nAppAdprk pa dtA若为理想气体,则有ApART1Ad AdpdtRTdt11 1nAAcd Adppkadta
18、RT dtRT1nnAAcpAdppkRTk pa dtRT1 npckkRT对于一级反应,其定积分的一种形式为111ln1tky1=n现在 y,则需要时间的表示式为111111lnln111nnntkknn0.5y当时,1 21111 2ln 2ln=1 2 1tkk0.75y当时,3 41 21113 4ln 4ln23 41ttkk0.875y当时,7 81 21117 8ln8ln37 8 1ttkk111nnaxatk n1 23 41,23,4abaa对于二级反应, 当 x=时,时间为t当 x=时,时间为t代入上式1 2121 211221aaatkka精品资料 - - - 欢迎下
19、载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页,共 17 页 - - - - - - - - - - 名师整理精华知识点所以,对 a=b 的二级反应, t3/4 =3 t1/2。同理,对a=b=c 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/k(c0为反应物起始浓度) ,则该反应是几级反应 ? 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: cAt 作图为直线,斜率为k0,k0的量纲为 浓度 时间 -1,t1/2=
20、a/2k0. 一级反应: lncAt 作图为直线,斜率为-k1, k1的量纲为 时间 -1,t1/2=ln2/k1. 二级反应: 1/cAt 作图为直线,斜率为k2, k2的量纲为 浓度-1 时间 -1, t1/2= 1/ k2a 8. 某总包反应速率常数k 与各基元反应速率常数的关系为k=k2(k1/2k4)1/2,则该反应的表观活化能 Ea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 kJmol-1,则该正反应的实验活化能Ea的数值将大于、等于还是小于 100 kJ mol-1,或是不能确定?如果反应热效应为- 100 kJ mol-1,则 Ea
21、的数值又将如何? 对于吸热反应,Ea大于等于 100 kJ mol-1; 对于放热反应,Ea值无法确定。10. 某反应的 Ea值为 190kJmol-1,加入催化剂后活化能降为136kJmol-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 Arrhenius经验式 k=Ae(-Ea/RT),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,得可见,加入催化剂可以明显地提高反应速率11. 根据 vant Hoff经验规则 : 温度每增加10K,反应速率增加24 倍 。在 298308K 的温度区间内,
22、服从此规则的化学反应之活化能值Ea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 Ea=RT2(dlnk/dT) 当取温度的平均值为303K,dlnk/dT=0.2时, Ea=152.7kJmol-1。同理,当dlnk/dT=0.4时, E= 305.3 kJmol-1。活化能大约处于这范围之内。对于复杂反应,如果有一步放出很多热,大于决速步的活化能,或激发态分子发生反应,生成处于基态的生成物,表观上活化能是负值,所以有负温度系数效应,反应温度升高,速率反而下降。这种反应不多,一般与NO氧化反应有关。12. 某温度时,有一气相一级反应A(g) 2B(g)+C(
23、g) ,在恒温、恒容条件下进行。设反应开始时,各物质的浓度分别为a,b,c ,气体总压力为p0,经 t 时间及当A 完全分解时的总压力分别为pt和 p,试推证该分解反应的速率常数为12123433421aaatkka1 31 31 221323 12aaatkka1 31 33 4231543 12aaatkka,2,1,412aaaaEEEE121242AAAA,2,121136 190ln8.4aaEEkkRTRT214458kk01lntppktpp精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1
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