武汉大学物理化学习题答案

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1、武汉大学物理化学习题答案【篇一：武汉大学物理化学期末试题 (a 卷 )】xt 物理化学 (下 ) 期末考试试卷学院： 专业：一、概念题( 15 题，45 分)1. 根据碰撞理论 , 温度增加反应速率提高的主要原因为： a. 活化分子所占的比例增加 ; c. 活化能降低 ; b. 碰撞数增加 ; d. 碰 撞频率增加。 学号： 姓名： 2. 298.15k, 当 h2so4 溶液的浓度从 0.01mol/kg 增至 0.1mol/kg 时 , 其电导率 ?和摩尔电导率 ?m 将 : a. ?减小，?m增加；c. ?减小，？m减小;b. ?增加,?m增加；d. ?增 加, ?m 减小。3. 下列物

2、质的水溶液 , 在一定浓度下 , 其正离子的迁移数 (tb) 如下所列 , 选用哪一种物质做盐桥 , 可使水系双液电池的液体接界电势减至最小。 a. bacl2 ( t(ba+) = 0.4253); c. kno3 ( t(k+) = 0.5103); b. nacl( t(na+) = 0.3854);d. agno3 ( t(ag+) = 0.4682);4. 电解金属盐的水溶液时，其现象是： a 还原电势愈正的金属离子愈容易析出； b 还原电势愈负的金属离子愈容易析出； c 超电势愈大的金属离子愈容易析出；d 还原电势与超电势之和愈正的金属离子愈容易析出。5. 在相同温度和压力下 ,

3、凹面液体的饱和蒸汽压 pr 与水平面同种液 体的饱和蒸汽压 p0 相比 , 有: .pr = p0 ; b. pr p0 ; c. pr p0 ; d. 不能确定。.在简单碰撞理论中 , 有效碰撞的定义为 ) 。7. 已知 hi 的光分解机理为 : hi+h？h+i h+hi？h2+i i+i+m？i2+m ，则该反应的量子效率 ？= ( )。8. 在 298k 下 , 已知 a 液的表面张力是 b 液的一半 , a 的密度是 b 的 两倍 , 如果 a 液的毛细管上升是 1cm, 则用相同的毛细管测定 b 液, b 在毛细管中将会上升 ( )cm. 。9. 在电泳实验中 , 观察到分散相向阳

4、极移动 , 表明胶粒带(10. 界面吉布斯自由能和界面张力的相同点为 ( ) , 不同点为 ()。11. 当达到唐南平衡时 , 体系中的任一电解质 (如 nacl), 其组成离子在 膜内的浓度积与膜外的浓度积的关系为 ( ) 。12. 电化学中 , 电极反应的速率以 ) 表示 , 电化学极化是指 的现象 , 极 化可分为 ( 、 )。13. 某反应的表观活化能为 50kj/mol, 在 300k 下, 测其速率常数 , 若 要求 k 的测量误差在 1.5%以内, 则恒温槽的控温精度要求 ， 其计 算式为 dt = 。14. 表面超量 ?2 是指 : ( ) ，当 d?/da20 时, ?20,

5、 此时将发生 吸附(填正或负)， 反之 , 当 d?/da20 时, ?20, 此时将发生 ()吸附(填正或负)。15. 混合等体积的 0.08 mol.dm-3ki 和 0.1 mol.dm-3 agno3 溶液所 得溶胶的胶团结构式为 : (), 胶团电泳方向为 (); 比较 mgso4, na2so4, cacl2 电解质对溶胶的 聚沉能力大小循序为 : ( ) 。二、(5 分 )请在符合 langmuir 吸附等温式的前提下 , 从反应物和产 物分子吸附性质，解释下列事实：(1) 氢原子在金表面上复合是二级反应；(2) 氨在钼上分解速率由于 n2 的吸附而显著降低 , 尽管表面被 n2

6、 所 饱和, 但速率不为零。三、(15 分 )硝酰胺 no2nh2 在缓冲介质 (水溶液 )中缓慢分解 , no2nh2 n2o(g)件h2o。实验找到如下规律：(a)恒温下,在硝酰胺溶液上部固定体积中 , 用测定 n2o 气体的分压 p 来研究分解反 应,据pt曲线可得：lgp?kt ； (b)改变缓冲介质,使在不同的 ph下进行实验，作lg t1ph2p?p图，得一直线 , 其斜率为 -1, 截距为 lg(0.693/?), 请回答下列问题：(a) 写出该反应的速率公式 , 并说明为什么 ? (b) 有人提出如下两种反 应历程：(I ) no2nh2n2o(g) + h2ok-2+ 垐 k

7、2 垎(II) no2nh2 + h3o+ 噲垐 no2nh3 + h2o (瞬间达平衡) no2nh3+n2o h3o+ ( 决速步 )你认为上述反应历程是否与事实相符 为什么 ?(c) 请你提出认为比较合理的反应历程假设 , 并求其速率方程四、(10 分)溶液中离子间的反应速率正比于活化络合物的活度，请推导反应速率常数与离子强度和离子电荷数间的关系式，设反应式为 aza+bzb?x? P 。工五、(10 分)设将某单元酸 (hr) 0.0013 kg 溶于 0.1 dm3 的稀盐酸溶 液后完全解离，如果将此溶液置于半透膜 (?)中，与膜外 (?) 298 k ，0.1 dm3 蒸馏水达到平

8、衡时，测得膜外 ph = 3.26 ，膜电势为 34.9 mv ，试计算：(1) 膜内溶液的 ph 值； (2)该单元酸的相对分子质量假定溶液可视作 理想溶液。六、(15 分)有人提出一种将不很纯的铜粉进行提纯的工艺：将不纯 的铜粉于酸化的硫酸铜溶液中反应： cu2+ cu(s)?2cu+ 过滤后， 溶液中的cu+可歧化得到纯铜粉，已知，298 k , p下：？ cu2+ e- ?cu+ e1= 0.02 v ； ? cu+ e- ?cu(s) e2= - 0.57 v 。如 果使一种含铜量为 3 ？【篇二：武大物化考题】一 1. 某实际气体 ,经历了一不可逆循环 , 该过程的 w= 400

9、j, 则此过程的q为多少？ 解：对于循环过程，体系的内能不变，故q=w =400 j2. 1 摩尔单原子分子理想气体，沿着 p/v=b (常数)的可逆途径变化， 试求沿该过程变化时，理想气体的热容？解： c = ？q/dt？ du = ？q+？w = cvdt？ ？q/dt = cv p(dv/dt) (1)？ p/v=b ？p=bvpvm=rt=bvm2 两边取微分，得：2vdv = (r/b)dt dv/dt = r/2bv代入 (1) 式二 试判断在 383k 、111500pa 的条件下，水蒸气能否自动凝结为 液态水？已知在 1000c 、101325pa 下，水的蒸发热为 40700

10、j.mol-1 ； cp,m(h2o,g)=33.6j.k-1.mol-1, cp,m(h2o,l)=75.3j.k-1.mol-1，设水蒸气可视为理想气体，压力的改变对液态水的状态影响可以忽略不 计。？h= ？h1+ ？h2+ ？h3+ ？h4+ ？h5373？h2 = 0(dt=0, 理想气体 )？h3 = 40700 j？h4 = 0 ( 压力对凝聚态体系状态的影响可忽略不计 )373383？h= ？h1+ ？h2+ ？h3+ ？h4+ ？h5 = 40283 j？s2= r ln(111500/101325)= 0.796 j.k-1?s3= 40700/373= 109.12j.k-

11、1?s4=0 ( 压力对凝聚态体系状态的影响可忽略不计 )373383 j.k-1?s= ?s1+ ?s2+ ?s3+ ?s4+ ?s5 = 107.23 j.k-1不能自动凝结三 1 对于 1、2、3组分体系，当体系达平衡时最多可有几相共存？ 解：由相律，体系自由度的表达式为：f = c ?+2 ? ? = c+2 f当 f=0 时， ? 最大1组分体系，最多有 3相； 2组分体系最多有 4 相； 3组分体系最多 有 5 相。 2 固态氮的饱和蒸汽压为： ln p = 23.03 3754/t 液态氮的饱和蒸汽压为： ln p = 19.49 3063/t(1) 试求氮三相点的温度和压力；

12、(2) 氮在三相点的蒸发热、升华热 和熔化热？ 解： ? 物质在三相点时，其固态和液态的饱和蒸汽压相 等，故有：23.03 3754/t = 19.49 3063/t解得：t = 195.2 k代入任一蒸汽压方程可得三相点平衡压力为：p = 44.7 mmhg =5960 pa 由克克方程式：3.解： 区域 1： 溶液，单相， f = 2区域 2： 溶液 nh4cl ( s) nh4no3(s) ，三相， f = 0区域 3： 溶液 nh4no3(s) ，两相， f =1区域 4： 溶液 nh4cl(s) ，两相， f =1向组成为 p 的体系中加入水，使体系点进入区域4 ，此时体系由两相组成

13、，一相为纯 nh4cl 固体，另一相为 nh4cl 的饱和溶液，过滤 此混合体系即可得纯 nh4cl 固体。四 1. 对于服波尔兹曼分布定律的体系，在常温下，下列判断何者正 确？a. 与其它量子态相比，最低能级上单个量子态上粒子数最多；b. 与其它能级相比，第一激发能级上粒子数最多；c. 视具体条件而定；d. 以上答案都不对。2. (1 )请证明线性分子的摩尔转动熵值为：?h2(2) 已知hbr分子的转动特征温度 ?r = 11.9k，试求298.15k、1p0 下， 1 摩尔 hbr 的转动摩尔熵？解： 1 正确者为 a2 (1) 分子转动配分函数为： sr,m?rln e?8?2iktqr

14、 =8?2ikt/ ?h2 ?lnqr?sr,m= (u f)/t = r lnqr + rt? ?t?v= rlnqr + r sr,m?rl ne?8?2ikt2? ?h (2) ? ?r = h/8?2ik ? sr,m = rlne?t?r(1?lnt) =r(1+ln(298.15/11.9) = 35.09 j.k-1.mol-1 ?r?r2五1.在298k, a和b两种气体单独在某一溶剂中溶解且遵守亨利定 律,亨利常数分别为 ka 和 kb, 且 kakb, 当 a 和 b 的平衡分压相同时 , 在一定量的该溶剂中所溶解的a物质和b物质的量的关系如何？解：a的量b的量2 有一水溶

15、液中含有非挥发性溶质，在 298.15k 及 1p0 下的饱和蒸 汽压为3121pa，已知纯水在此温度下的饱和蒸汽压为 3166pa，试 求： (1) 水溶液在 1p0 下的凝固点、 (2)沸点; (3)在 298.15k 时的渗 透压？水的 kb=0.52 k.mol-1.kg, kf=1.86 k.mol-1.kg ，设此溶液为 理想稀溶液。解： 水的摩尔分数为 xa = 3121/3166 = 0.9857 溶质的摩尔分数 xb = 1 0.9857 = 0.0143? xb = mb/(mb+1000/18.02)解得 mb = 0.806 mol.kg-1tb = 100+0.42

16、= 100.42 0c此溶液的渗透压为：六 已知 298.15k 下的下列物质的热力学数据：c (石墨) h2(g) n2(g)sm0/ j.k-1mol-1 5.69 130.59191.49o2(g)205.03 co(nh2)2(s)104.60?chm0/ kj.mol-1 -393.51-285.840 0 -634.30 试求 co(nh2)2(s)的？fgmO和其生成反应在298.15k时的平衡常数kp0 ？ 设气态组分均可视为理想气体。解： co(nh2)2(s) 的生成反应为：c (s) + 0.5 o2 (g) + 2 h2 (g) + n2 (g) = co(nh2)2

17、(s)武汉大学2001 年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：物理化学 科目代码：二 . (10 分 ) 1mol 单原子分子理想气体由始态 (300k, 10p0), 经历如下 途径膨胀到 1p0: (1) 等温可逆膨胀 ; (2)等温恒外压 (1p0) 膨胀; (3)向真空膨胀 ; (4)等外压 (1pO)绝热膨胀，求此过程的q, w, ?u, ?h, ?s, ?f, ?g?(最后一条途径不必求 ?s ，?f 和 ?g)解: (1) 理想气体等温可逆过程 :t dt=O 二?u=0; ?h=0?s=qr/t=nrln(p1/p2)= 5743/300= 19.14 j.k-1?f=?g

18、= nrtln(p2/p1)= 5743 j(2) 等温恒外压膨胀 :因为途径 (2)与途径 (1 )的始末态相同 , 故状态函数的改变值相同 , 故有:?u=0, ?h=0, ?s=19.14 j.k-1, ?f=?g=5743 j.q=w=p2(v2 v1)= p2v2 p2v1 = p2v2 0.1p1v 仁rt(1 0.1)=0.9rt= 2245 j(3) 等温恒外压膨胀 :因为途径 (2)与途径 (1 )的始末态相同 , 故状态函数的改变值相同 , 故有:?u=0, ?h=0, ?s=19.14 j.k-1, ?f=?g=5743 j.I p 夕卜=0 二 w=q=0(4) 绝热过

19、程 q=0w=p2(v2 v1)= ?u = cv(t1 t2)=3/2r(300 12)rt2 0.1rt1=1.5r(300 t2)=r(t2 30)450 1 .5t2=t2 30 2.5t2=480 t2=192k?u= cv(t2 t1)=1.5r(192 300)=1347 jw= ?u= 1347 j?h= cp(t2 t1)=2.5r(192 300)= 2245 j三. (10 分) 下图为 sio2 al2o3 体系的相图 , 固体二氧化硅有白硅 石和鳞石英两种晶形 , 白硅石在较高温度下稳定 , 鳞石英在较低温度 下较稳定 . (1) 指出图中各区域由哪些相组成 ;解:

20、(1)ab: 鳞石英 +白硅石 +莫莱石 , f=0;cd: 熔液+白硅石+莫莱石 ,f=0;ef: 熔液 +莫莱石 +氧化铝 , f=0.(3) 步冷曲线见右图 .四. (10 分) 复相反应 2cubr2(s)=2cubr(s)+br2(g) 在 487k 下达平 衡时,p(br2)=0.046p0. 现有 10 升的容器 , 其中装有过量的 cubr2(s), 并加 入 0.1mol i2(g), 由于发生气相反应 : br2(g)+i2(g)=2bri(g), 使体系在 达平衡时的总压为 0.746p0, 试求反应 br2(g)+i2(g)=2bri(g) 在 487k 的平衡常数 ?

21、 ( 设气相反应可视为理想气体反应 )解 : 容器中在加入 i2 以前所含 br2(g) 的量为 :2cubr2(s)=2cubr(s) + br2(g)(1)【篇三：分析化学下册武汉大学等编 (第五版 )作业参 考答案】t第2章光谱分析法导论2-1 光谱仪一般由几部分组成？它们的作用分别是什么？ 参考答案：(1) 稳定的光源系统 提供足够的能量使试样蒸发、原子化、激发， 产生光谱； ( 2 )试样引入系统(3) 波长选择系统(单色器、滤光片) 将复合光分解成单色光或 有一定宽度的谱带； (4)检测系统 是将光辐射信号转换为可量化 输出的信号； (5)信号处理或读出系统 在显示器上显示转化信号

22、。2-2 单色器由几部分组成，它们的作用分别是什么？ 参考答案：(1) 入射狭缝 限制杂散光进入；(2) 准直装置 使光束成平行光线传播，常采用透镜或反射镜；(3) 色散装置 将复合光分解为单色光；(4) 聚焦透镜或凹面反射镜 使单色光在单色器的出口曲面上成像；(5) 出射狭缝 将额定波长范围的光射出单色器。2-5 对下列单位进行换算：(1) 150pm z射线的波数(cm1 ) (2) li的670.7nm 谱线的频 率( hz )( 3)3300 cm1 波数对应的波长( nm ) (4)na 的 588.995nm 谱 线相应的能量( ev) 参考答案：( 1 ) ?1?c1?17?1c

23、m?6.67?10cm ?10150?103.0?101014(hz)?4.47?10(hz) ( 2)?7?670.7?10(3)?11（cm）?3.03?10?4（cm）?3030（nm） 33006.625?10?34?3.0?108（ev）?2.1（ev） （ 4）e?h?9?19?588.995?10?1.602?10c2-6 下列种类型跃迁所涉及的能量（ ev ）范围各是多少？ （1）原子内层电子跃迁；（ 4）分子振动能级跃迁； （ 2）原子外 层电子跃迁；（ 5）分子转动能级跃迁； （3）分子的电子跃迁 参考 答案跃迁类型 原子内层电子跃迁 原子外层电子跃迁 分子的电子跃迁 分

24、子振动能级跃迁 分子转动能级跃迁61.7 6 1.7 1.7 0.02 第10 章 吸光光度法（上册）2 、某试液用 2cm 吸收池测量时， t=60% 。若改用 1cm 或 3cm 吸 收池，t及a等于多少？参考答案：a1cm?b1cm1Igtlcm = 0.111 tlcm = 77% a2cm?0.222?0.111b2cm2b3cm3Igt1cm = 0.333 t1cm = 46% a2cm?0.222?0.333b2cm2a3cm?phen 溶液的体积 v/mI a2.00 0.2403.00 0.3604.00 0.4805.00 0.5936.00 0.7008.00 0.72

25、010.00 0.72012.00 0.720 求络合物的组成。 参考答案： 以 phen 体积为横坐标， a 为纵坐标作图。0.80.6a0.40.22468v/ml1012从图形可知，在 phen 溶液的体积为 6.00ml 时，图形有明显的转 折，转折点对应的fe2+与phen的浓度比为1 : 3，所以fe2+与 phen络合物的组成比为1 : 3，即形成络合物组成为fe(phen)32+对于 k2cr2o7 ：?450?a4500.200?1?1 ?200l?mol?cm?3 bck2cr2o71?1.0?10?530?a5300.050?1?1 ?50l?mol?cm?3 bck2c

26、r2o71?1.0?10 对于 kmno4 ： ?530a5300.4203?1?1?4.2?10l?mol?cm ?4 bckmno41?1.0?10 对于混合溶液，因各物质的吸光度具有加和性，由题意得：所以 0.380?200?1?ck2cr2o70.710?50?1?ck2cr2o7?4.2?10?1?ckmno73ck2cr2o7?1.9?10?3mol?l?1ckmno7?1.46?10mol?l?4?1以水作参比时，标准溶液的吸光度 as 为 as = lgt = lg0.200 =0.699 示差法测定时，试液的吸光度 ax 为ax = lgtx = lg0.400 = 0.39

27、8设标准溶液中锰浓度为 CX，试液与标准溶液中锰的浓度差为/c,则所以?c?caX?csascsaX10.0?0.398?5.69mg?ml?1 as0.699则 kmno4 的质量浓度为第 9 章 紫外可见吸光光度法9-1 有机化合物分子的电子跃迁有哪几种类型？哪些类型的跃迁能 在紫外 -可见吸收光谱中反映出来？9-9 单光束、双光束、双波长分光光度计在光路设计上有什么不同？ 这几种类型的仪器分别由哪几大部件组成？参考答案：（ 1）单光束分光光度计：经单色器分光后的一束平行光， 轮流通过参比溶液和样品溶液，以进行吸光度的测定； （3）双光束分光光度计：在单色器的后面放置切光器，将光分为两 路

28、强度相同的两部分，分别通过参比和样品溶液测定。 三种分析仪器均由：光源、单色器、试样池（吸收池）、检测器和 信号指示系统五部分组成。假定这些光谱的移动全部由与溶剂分子生成氢键所产生，试计算在 各种极性溶剂中氢键的强度所以， 1mol 的亚异丙基丙酮在溶剂中的能量和氢键强度分别为： 溶剂 环已烷 乙醇 甲醇 水hc 356.89373.62 16.73383.33 26.44398.67 41.78第4章 原子吸收光谱法4-4 简述原子吸收光谱法进行定量分析的依据及其定量分析的特点。 参考答案：在一定的浓度范围和一定的火焰宽度条件下，当采用锐 线光源时，溶液的吸光度与待测元素浓度成正比关系。这就

29、是原子 吸收光谱定量分析的依据。常用两种方法进行定量分析：（1）标准曲线法：该方法简便、快速，但仅适用于组成简单的试样。（2）标准加入法：该方法适用于试样组分未知的情况，不适合于曲 线斜率过小的情况。 4-5 原子谱线变宽的主要因素有哪些？对原子 吸收光谱分析有什么影响？参考答案：其主要因素影响分别如下： 自然宽度：原子吸收线的自然宽度与激发态的平均寿命有关，激 发态的原子寿命越长，则 吸收线的自然宽度越窄，其平均寿命约为 108s 数量级，一般来说， 其自然宽度为 105nm 数量级； 多普勒变宽：是由于原子无规则的热运动而产生的，故又称为热 变宽。多普勒变宽随着原子与光源相对运动的方向而变

30、化，基态原 子向着光源运动时，它将吸收较长波长的光，反之，原子离开光源 方向运动时，它将吸收较短波长的光，由于原子无规则的热运动将 导致吸收张变宽，多普 勒变宽的程度大约为104103nm，原子化温度越高，多普勒变宽 越严重； 洛仑兹变宽：被测原子与其他原子或分子相互碰撞，使其基态能 级稍有变化，从而导致吸收线变宽； 霍尔兹马克变宽：被测元素激发态原子自身的相互碰撞而引起的 变宽； 场致变宽： 自吸变宽：谱线变宽将使吸光度下降，使测定结果偏小。4-6 画出原子吸收分光光度计的结构框图，并简要叙述原子吸收分光 光度计的工作原理。 参考答案：结构框图如下所示： 工作原理：锐线光源发射出待测元素特征

31、谱线被原子化器中待测元 素原子核外层电子吸收后，经光学系统中的单色器，将特征谱线与 原子化器过程中产生的复合光谱分散分离后，检测系统将特征谱线 强度信号转换成电信号，通过模 /数转换器转换成数字信号，计算机 光谱工作站对数字信号进行采集、处理与显示，并对分光光度计各 系统进行自动控制。4-7 原子吸收分光光度计有哪些主要性能指标？这些性能指标对原 子吸收光谱定量分析有什么影响？ 参考答案：光学系统的波长显示值误差、光学系统分辨率、基线的 稳定性、吸收灵敏度、精密度和检出限是原子吸收分光光度计的主 要性能指标。(1)吸收谱线的理论波长与仪器光学系统显示波长差值为显示值误 差；(2)光学系统分辨率

32、是单色器对共振吸收线与其他干扰谱分辨能力 的一项重要指标；(3) 灵敏度s1%定义为产生1%吸收(即t = 99%，吸光度值a为 0.0044 )信号时所对应的元素含量。4-9 原子吸收光谱法存在哪些主要的干扰？如何减少或消除这些干 扰？ 参考答案： 物理干扰：指试液与标准溶液物理性质有差异而产生的干扰。消除 办法：配制与被测试样组成相近的标准溶液或采用标准加入法。若 浓度高，还可采用稀释法。化学干扰：指火焰中由于待测元素与压缩卡的共存元素或火焰成分 发生反应，形成难挥发或难分解的化合物而使被测元素的自由原子 浓度降低而导致的干扰。消除方法：( 1 )选择合适的原子化方法；( 2)加入释放剂；

33、 ( 3)加入保护剂； ( 4)加入基体改进剂等。 电离干扰：原子失去一个电子或几个电子后形成离子，同一元素的 原子光谱与其离子光谱是不相同的。所以中性原子所能吸收的共振 谱线，并不被它的离子吸收。火焰中如果有显著数量的原子电离， 将使测得的吸收值降低。消除方法：最常用的方法是加入电离能较 低的消电离剂，抑制电离的干扰。光谱干扰：由于原子吸收光谱较发射光谱简单，谱线少，因而谱线相互重叠的干扰少，绝大多数元素的测定相互之间不会产生谱线重叠的光谱干扰，但仍有少数元素相互间会有某些谱线产生干扰。消 除方法：改用其他吸收线作为分析线。背景吸收也属于光谱干扰，包括分子吸收和光散射两个部分。消除 方法：一般采用仪器校正背景方法，有氘灯背景校正、 zeeman 效应 背景校正、谱线自吸收背景校正和非吸收谱线背景校正技术。4-14 火焰原子吸收光谱法分析某试样中微量 cu 的含量，称取试样0.500g ，溶解后定容至 100ml 容移取试样溶液的体积 /ml测量的吸光度（ a）1 0.00 0.00 25.00 0.0102 5.00 0.00 25.00 0.1503 5.00 1.00 25.00 0.375