物理化学复习指导 联系客服

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3. 非理想的完全互溶双液体系

(1)当混合后分子间作用力减弱时,产生正偏差,当分子间作用力增强时,产生负偏差。

(2)正偏差很大时,在T-x相图中会出现最低点,此点的温度为最低恒沸温度,组成称为最低恒沸组成; 负偏差很大时,在T-x相图中会出现最高点,此点的温度为最高恒沸温度,组成称为最高恒沸组成。 (3)以恒沸点为界,进行精馏时,分别得到不同的纯组分和恒沸物。 四、部分互溶和完全不互溶的双液系统 1.部分互溶的双液系统

(1)两种液体由于极性等性质有显著差别,以致在常温时只能有条件的相互溶解,超过一定范围便要分

层形成两个平衡液相。两液相互饱和,互称为共轭相。 (2)利用杠杆规则计算共轭相组成。 2. 完全不互溶的双液系统

(1)完全不互溶的双液系统的蒸气压是两纯组分的饱和蒸气压之和,因此系统的沸点低于任一纯组分。 (2)它的重要应用是水蒸气蒸馏。两种完全不互溶的液体共同在低于其中任一组分沸点的温度下沸腾,利用其完全不互溶的性质进行分离。 五、二组分固-液系统平衡相图 简单低共熔系统的相图

(1)简单低共熔系统的相图中,有二个s-l平衡区和一个s-s平衡区,杠杆规则适用于这些区域的计算。有一条低共熔三相线和相应的低共熔点。

(2)物质间形成低共熔的混合物有许多应用,例如样品的纯度检验、微晶的形成、冷冻剂和散热介质的选择等;利用结晶和蒸馏相结合,可分离恒沸物和低共熔物。 练习题

1.Na2CO3的水合物有下列几种: Na2CO3·H2O; Na2CO3 · 7H2O; Na2CO3 · 10H2O; (1)p?下Na2CO3 水溶液和冰共存的含水盐最多可以有几种? (2)30oC时,可与水蒸气平衡共存的含水盐最多可有几种?

【系统的K=2,增加含水盐不增加K,因为S增加1,R也同时增加1.

(1)指定压力下:f*=K-?+1= 2-?+1=3- ?

含水盐最多时,f=0, ?=3,其中有一相是水溶液,一相是冰,因此最多只有一种含水盐. (2)指定温度下:f*=3- ? f=0, ?=3,一个相是水蒸气,最多可有两种含水盐.】 2.试说明下列系统的自由度为若干?

(1)25oC,p?下,NaCl(s)与其水溶液平衡共存; (2)I2(s)与I2(g)呈平衡;

(3)开始时用任意量的HCl(g)和NH3(g)组成的系统中,下列反应达平衡: HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl(s) 【(1)K=2; f=2-2+0=0 指定温度和压力,食盐饱和水溶液的浓度为定值 (2)K=1 f=1-2+2=1 p与T有一定的关系。

(3)S=3;R=1;R`=0; K=3-1=2; f=2-2+2=2 温度及总压,或温度及任一气体的浓度或压力】 3. (1) 在一个抽空的容器中,放入过量的NH4I(s)并发生下列反应:

NH4I(s)═ NH3(g)+ HI(g) 2HI(g)═ H2(g)+ I2(g) 体系的相数φ=(2);组分数K =( 1 );自由度f =( 1 )。

(2) 在一个抽空的容器中,放入过量的NH4HCO3(s)并发生下列反应: NH4HCO3(s)═ NH3(g)+ H2O(g)+ CO2(g) 体系的相数ф=( 2 );组分数K =( 1 );自由度f =( 1 )。

(3) 在一个抽空容器中,放入足够多的H2O(l)、CCl4(l)及I2(g)。H2O(l)和CCl4(l)共存时完全不互溶,I2(g)可同时溶于H2O(l)和CCl4(l)中,容器上部的气相中同时含有I2(g)、H2O(g)及CCl4(g)。

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该平衡体系的相数φ=( 3 );组分数K =( 3 );自由度f =( 2 )。 4.水的三相点与正常冰点有何不同?

【三相点是严格的单组分体系,水呈气、液、固三相共存时对应的温度为0.01℃,压力为0.610kPa。而冰点是在水中溶有空气和外压为101.325kPa时测得的数据。首先,由于水中溶有空气,形成了稀溶液,冰点较三相点下降了0.00242℃,其次,三相点时体系的蒸气压低于冰点时的外压,由于压力的不同冰点又下降了0.00747℃,故冰点时的温度约为0℃。】

5. 液体的饱和蒸气压越高,沸点就越低;而由克劳修斯—克拉贝龙方程表明,液体温度越高,饱和蒸气压愈大。两者是否矛盾?为什么?

【两者并不矛盾。因为沸点是指液体的饱和蒸气压等于外压时对应的温度。在相同温度下,不同液体的饱和蒸气压一般不同,饱和蒸气压高的液体,其饱和蒸气压等于外压时,所需的温度较低,故沸点较低;克劳修斯—克拉贝龙方程是用于计算同一液体在不同温度下的饱和蒸气压的,温度越高,液体越易蒸发,故饱和蒸气压越大。】

6.在一定压力下,若A、B二组分体系的温度-组成图中出现最高恒沸点,则其蒸气压对拉乌尔定律产生正偏差吗?

【产生负偏差。因为温度-组成图上有最高点,压力-组成图上必有最低点,故题中所给体系对拉乌尔定律产生最大负偏差。】 7.选择一个正确答案 (1) 单组分物质的熔点: A 是常数 B 仅是压力的函数 C 同时是温度和压力的函数 D 是温度压力及其他因素的函数

dp的值: dT A > 0 B = 0 C < 0 D 不确定

(3)某一理想溶液,若组分A的蒸气压PA大于组分B的蒸气压PB,则其可能的T-x相图为: T T T T

A A A A B B B B x x x x

(2) 单组分体系固液平衡线的斜率

(4)组分A和B沸点TA > TB,两者可构成最高恒沸物,组分为E。现将任意比例的A和B混合,于精

馏塔中蒸馏,则塔顶馏出物为: A 纯A B 纯B C 高沸物E D 可能为A,也可能为B (5)图为A、B部分互溶双液系统的相图,当t=60?C时,1 mol B与t(?C) 9 mol A混合,然后一边搅拌一边不断地向体系加入B,直到加入81 mol B为止,问整个过程中发生的现象是什么?

60 A 溶液由清变混

B 溶液由混变清 C 溶液由清变混,后又变清

A 0.2 0.4 0.6 0.8 B D 溶液由混变清,后又变混

【答案:(1) B。 单组分,K=1,熔点处固液二相平衡,?=2,因此f=K-?+2=1,即熔点温度仅是压力的函数。

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dp?Hdp,由于?V不确定,因此可能大于零,也可能小于零。 ?dTT?VdT(3) B。 理想溶液的液相线在P-x相图中为直线,但在T-x图中不为直线,当pA > pB时,则沸点TA< TB,因此B选项是正确的。

(4) D。 精馏结果,塔顶总是低沸物,不可能为高沸物E。如果混合物组成小于E,塔顶馏出A,如果组成大于E,塔顶馏出B。

(2) D。

(5) C。 开始时,xB=0.1,于单相区(清),加入B后,可进入二相区(混),最后xB?又处于单相区(清)。】

81?0.9,9?81第五章 电化学

基本要求

1 理解电解质溶液的活度、平均活度系数、平均浓度和离子强度的定义,理解Debye-huckel极限公式。 2 掌握可逆电池的基本概念和电池的书写规则。 3 了解电池电动势的产生机理,理解用盐桥消除液体接界电势的原理。 4 理解可逆电池电动势和电极电势的测定原理,掌握它们的有关计算。 8 了解电解过程的有关基本概念和基本原理,理解电极产生极化的原因。 本章知识点 一、原电池

1.可逆电极的类型 几种类型的可逆电极 2.电池的书写方式 电池书写规则 二、可逆电池热力学 ghRTaGaHO电池反应的能斯特方程 E?E?lnadzFaAaD

三、电极电势

o?H?0?/H1.标准氢电极:Pt|H2(p?)|H+(a=1) 22. 电极电势:将两个任意电极组成电池时,电势高者为正极,电势低者为负极。 RTa还原态3.电极反应的Nerst方程的应用: ?????lnzFa氧化态四、浓差电池

单液浓差电池

五、 电极的极化和超电势 1. 极化产生的原因 2. 电池的极化曲线 练习题

1.当电池的电动势E = 0 V时,(C)

A. 电池反应中,反应物的活度与产物的活度相等 B. 反应体系中各物质都处于标准态 C. 阴、阳极的电极电势相等 D. 阴、阳极的电极电势均为零

2. 浓差极化造成的原因是(B)

A. 两个半电池中溶液浓度的不同 B. 电极附近和溶液内部电解质浓度的改变 C.电池的可逆性 D.测量时温度的变化

2?2?3已知??(I2/I?)?0.5355V,??(Cl2/Cl?)?1.358V,??(SO4/SO3)?0.172V,??(Fe3?/Fe2?)?0.771V

其中最强的还原剂是(C)

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A. I- B. Fe2+ C. SO32- D. Cl-

4. 为反应2Ag+Cl2(g) ?? 2AgCl(s)设计的电池为Ag(s)?AgCl(s) ?Cl- (a) ?Cl2(p) ?Pt 4. 由于超电势的存在,实际电解时,要使正离子在 阴 极上发生_还原___反应,外加在该电极上的电势要比可逆电极的电势更__负__一些。要使负离子在_阳__极上发生__氧化__反应,外加在该电极上的电势要比可逆电极的电势更__正__一些,因而电解反应所消耗的电能 更多。 5.将反应 Fe 2? ( a 1 ) ? Ag ? ( a 3 ) ? Fe 3 ? ( a 2 ) ? Ag ( s ) 设计成电池,并写出电池的表示式

2?3?? Pt Fe ( a 1 ), Fe (a 2 ) Ag ( a 3 ) Ag ( s ) 。 6.将反应 ? ( a 1 ) ? Cl ? ( a 2 ) ( s ) 设计成电池,并写出电池的表示式 Ag?AgCl??Ag Ag ( s ) AgCl ( s ) Cl ( a 2 ) Ag (a 1 ) ( s ) 。

7 在铜锌原电池中,如果在铜的半电池中加入氨水,则原电池的电动势会减小。(√) 8 对于浓差电池(?)ZnZnSO4(c1)ZnSO4(c2)Zn(?),由Nerst方程可知,c2 < c1。(×) 9. 习题:11,12,13,17,18

第六章 化学动力学

基本要求

1 掌握基元反应、总包反应、反应级数、反应分子数等基本概念。 2 掌握简单级数反应的微分和积分速率方程。

3 掌握温度对反应速率的影响及预测药物贮存期的基本方法。

4 了解典型的复杂反应、链反应、光化反应和溶液中的反应的基本特征。 5 熟悉催化作用的基本概念,了解酸碱催化和酶催化的基本原理。 6 了解碰撞理论和过渡态理论的要点。 本章知识点

一、反应速率的表示方法

对于同一个化学反应,反应速率在不同的情况下有不同的表示方法。

dcGdcAdcdcrH?HrD??DrG? aA+ dD ??gG +hH r A??dtdtdtdt它们的关系: rA?rD?rG?rH?radgh

二、基元反应

1 计量方程与机理方程

一般的化学反应方程, 只写出了反应的始态与终态, 它只表示了反应前后的物料平衡关系, 称为计量方程。而表示实际反应过程的方程称为机理方程。 2 基元反应与总包反应

如果一个化学反应, 反应物分子(分子、原子、离子或自由基等)在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子,这种化学反应称为基元反应。由多个基元反应组成的反应称为总包反应。 3 反应分子数

参加基元反应的分子(分子、原子、离子或自由基等)数目称为反应分子数。已知的反应分子数只有1、2和3。

三、反应速率方程

1 基元反应的速率方程?质量作用定律

在恒温下, 基元反应的速率正比于各反应物浓度幂的乘积, 各浓度幂中的指数等于基元反应方程中各相应反应物的计量系数。 2 反应速率常数和反应级数

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