物理化学常考简答题

乙酸乙酯的皂化反应：OHHCCOONaCHNaOHHCOOCCH523523。当用实验确定该反应的速率常数时，需要测定不同时刻反应物的浓度。根据该反应的特点，采用电导法测定。一、因为CH3COOC2H5与C2H5OH都是非电解质，反应前，体系的电导率等于NaOH溶液的电导率；完全反应后体系的电导率等于CH3COONa溶液的电导率；反应过程中体系的电导率等于NaOH与CH3COONa电导率之和。)(OHm与)(ACm差别很大，其余物质的摩尔电导率变化不大，总电导率对OH-浓度变化敏感。二、主要使用的仪器：恒温槽、电导仪、电导池、秒表、移液管、微量注射器、三角瓶三、需要测量的数据：反应起始电导率0，充分恒温后，未加入CH3COOC2H5时测得NaOH溶液的电导率；反应结束的电导率，借助于NaOH溶液同浓度的，充分恒温的CH3COONa溶液的电导率；反应过程中任意时刻的电导率t，恒温反应中t时刻的电导率。tOHACOHtOHACOHcc,0,0)()(0,,0OHtOHtcc皂化反应是二级反应，ktcct011，则其动力学方程为：00011ktct作tct00~1关系图，直线的斜率即为反应速率常数。关键操作：①保持反应体系恒温，反应物预热到反应温度；②准确量取乙酸乙酯的体积；③向NaOH溶液中注入CH3COOC2H5后立即开始计时；④电极使用前需先用蒸馏水洗净后用滤纸吸干水分；一、热力学基本问题：热力学的研究对象：热力学研究的对象是大量分子（粒子）的集合体，称为系统。热力学研究方法：热力学研究方法是一种演绎的方法，运用经验所得的基本定律，借助体系状态函数的基本性质，通过严密的逻辑推理与计算，来判断体系变化的方向和限度，得出的结论具有统计学意义。热力学研究方法的特点：不考虑物质微观结构和变化机理，其结论是绝对可靠的。热力学的局限性：不能说明体系变化和物质微粒结构之间的关系，只能预示过程变化的可能性，不能解决过程变化的现实性，不能预先过程的时间性问题。二、化学热力学和化学动力学所解决的问题有什么不同？经典热力学从今天角度研究化学反应，解决了化学反应过程中能量转换、一定条件下化学反应进行的方向和限度以及平衡量计算的问题。化学动力学是从动态的角度研究化学反应的全过程，解决化学反应速率与影响反应速率各因素之间的问题，探求反应机理。热力学解决反应的可能性，动力学解决反应的现实性。三、真实气体的p-Vm图TTc时，当压力增加到状态点g1时，气体为饱和蒸汽，压力为饱和蒸气压，体积为饱和蒸汽的摩尔体积Vm(g)。恒温继续压缩，气体开始液化，产生的液体为饱和液体，具有l1点对应的摩尔体积Vm(l)。温度一定时，液体的饱和蒸气压一定，只要有气象存在，压力将维持在饱和蒸气压不变。l1g1水平线表示气-液两相共存的情况，系统的摩尔体积为气、液两相体积之和。随着气体不断变为液体，系统的摩尔体积沿l1g1水平线不断减小，当达到状态点l1时，气体全部液化为饱和液体，系统的摩尔体积Vm等于饱和液体的摩尔体积Vm(l)。升高温度，饱和蒸气压增大，饱和气体的摩尔体积减小，而饱和液体的摩尔体积增大，气-液共存的水平线缩短。T=Tc时，水平线缩为一点c，即为临界点。此时气液两相的摩尔体积及其他性质完全相同，相界面消失，气态、液态合为一相。0)(cTmVp，0)(22cTmVpTTc，气体无论加多大压力都不会液化，等温线为一条光滑的曲线。四、真实气体的pVm~p图当TTB时，随着压力增加，开始时分子间引起其主要作用，而后是体积效应起主要作用，pVm~p曲线具有最低点；当T=TB时，开始时两种作用力相等，相互抵消，而后体积效应起主要作用，故pVm~p曲线开始有一段水平过渡，然后随压力上升而上升；当TTB时，体积效应始终起主导作用，因此pVm随p的增加一开始就呈上升趋势。五、卡诺循环的特点：①卡诺热机的热机效率仅与两个热源的温度有关；②在低温热源温度相同的条件下，高温热源温度越高，热机效率越大；③在两个热源之间工作的热机，可逆热机效率最大；④02211TQTQ⑤卡诺循环的四个过程逆向进行，W、Q仅改变符号，绝对值不变，效率η不变。环境对系统做工，热从低温物体转向高温物体。六、锄地保墒的依据是什么？土壤中有很多毛细管并彼此连接，直通底面。水在毛细管中呈凹液面，饱和蒸气压比平面低，在夜晚，空气中水蒸汽在毛细管中凝结，白天气温上升，毛细管中水蒸发速率快。因此在早上及时锄地切断毛细管，就能使水分保存不蒸发。七、精馏原理设液态混合物的原始组成为x，温度为t0，对应于图中的a点。在恒压下,将系统的温度升到t1时,系统点为M1点,混合物部分汽化,平衡时气、液两相的相点分别为G1和L1,其组成分别为y1和x1。分开气、液两相后,将液相L1加热到t2,液体又部分汽化,气相点和液相点分别为G2和L2,组成分别为y2和x2。再使气、液两相分开,将液相L2加热到t3,液体又部分汽化成气相G3和液相L3,其组成分别为y3和x3。由于xx2x1x3,液相每部分汽化一次,A在液相中的相对含量就增大一些,这种操作多次重复下去,可得到xB很小的液相,最后即可获得纯A。将t1温度下分离出的气相G1冷却到t2'即M2点,气体部分冷凝,气相点和液相点分别为G2'和L2',组成分别为y2'和x2'。使气、液两相分开,将气相G2'冷却到t3',气体部分冷凝,相点为G3'和L3',其组成分别为y3'和x3'。由于y1'y2'y3',可见气相每部分冷凝一次,B在气相中的相对含量就增大一些,这种操作多次重复下去届可得到yB很大的气相，最后即可获得纯B。八、多孔固体吸附蒸汽时发生毛细现象。根据开尔文公式RTrMppr2ln，多孔固体内有大量毛细管，水在毛细管内呈凹液面。在相同温度下，蒸汽对平液面未达到饱和，但对毛细管内的凹液面已达到饱和，蒸汽在毛细管内凝结成液体。九、农民喷洒农药时，为什么要在农药中加入表面活性剂？叶子表面有一层蜡质物质，可防止被雨水润湿，避免茎叶在下雨天因淋死变重而折断。因此在农药中加入表面活性剂就能润湿植物叶子，防止药液凝结成液滴滚下，药液在叶子表面铺展开提高杀虫效果。十、什么是ζ电势？ζ电势的正负号是如何确定的？胶粒在介质中移动时会带着它吸附的紧密层和紧密层中的水化层一起移动，移动时会产生一个滑动界面，该滑动界面与本体溶液之间的电势差称为ζ电势。十一、ζ电势是双电层结构中哪一位置的电势差？外加电解质如何影响ζ电势？胶粒表面的热力学电势是指固体表面由于电离或吸附离子等原因带电，固体表面与溶液本体中的电势差，是热力学的平衡电势差，用φB表示。胶粒表面的电荷分布呈双电层结构——紧密层与扩散层。在固体表面因静电力和范德华力作用吸附了一层反号离子，和溶剂分子在固体表面形成一个固定的吸附层，称为紧密层，也称为Stern层。紧密层中热力学电势直线下降。Stern层电势是紧密层与溶液本体的电势差，Stern层的厚度由被吸附离子大小决定。Stern层以外，反号离子呈扩散分布，构成双电层结构的扩散层。扩散层的厚度主要取决于电解质浓度和离子价数，电解质浓度和离子价数越高，扩散层越薄。扩散层中电势随离开固体表面距离呈指数下降。在外电场作用下发生电动现象，在固液两相发生相对移动时存在一个滑动面。滑动面位于紧密层外一点，包括一小部分扩散层。滑动面的电势用ζ表示，该滑动界面与本体溶液之间的电势差称为ζ电势。外加电解质时，由于电解质中更多的反号离子进入紧密层，双电层的扩散层受到压缩，厚度变小，胶粒带电荷变少，因此ζ电势会降低，甚至将为零，有时加入过量电解质还可能使ζ电势改变符号。十二、为什么高分子化合物对溶胶有时能起稳定作用,有时又能起絮凝(破坏稳定)作用?答：溶胶中加入一定量的高分子化合物,能显著提高溶胶的稳定性。原因是高分子化合物吸附在胶粒表面,形成高分子保护膜,把亲水基团伸向水中,降低界面张力,而且保护膜有一定厚度,因而增加了溶胶的稳定性,这种稳定作用称为空间稳定作用。加入的高分子化合物要达到一定的浓度,高分子化合物量不少于胶粒表面的饱和吸附量,这样才能起稳定作用。若加入的高分子化合物的量少于胶粒表面的饱和吸附量的一半时,使溶胶容易发生絮凝沉淀,主要原因是高分子化合物的“桥联作用”,同一个高分子化合物分子吸附在多个胶粒表面,把多个胶粒聚集在一起而产生累凝、沉淀。十三、胶体表面带电的原因有哪些？①吸附作用。胶粒在形成过程中，胶核选择性地吸附某种离子，使胶粒带电。②电离作用。③摩擦带电。固液两相接触时，由于电子的亲和力不同，电子从一相流入另一相，导致胶粒带电。④同晶置换。