( AB )39. 下述不属于二级反应动力学特征的是 ( ) A.反应速率与反应物浓度成正比
B.反应到一定转化率时所需时间与c0无关 C.1/c对t作图为直线
D.速率常数的单位为dm·mol·s E.半衰期与c0成反比
( AE )40. 为了增加反应物分子的有效碰撞分数,可以 ( ) A.升温 B.降温 C.加压
D.增加反应物浓度 E.使用催化剂 三、是非题
( F )40. 生物体内由氨基酸合成蛋白质是一个熵增的过程。 ( T )41. 一切循环过程系统的状态函数的改变量都等于零。 ( F )42. 所有的偏摩量都是化学势。
( F )43. 过程的ΔG=0,则该过程一定处于平衡态。 ( F )44. 相律也适合于热力学非平衡体系。
( F )45. 一个已达到平衡的化学反应,只有当标准平衡常数改变时,平衡才会发生移动。 ( T )46. 反应级数为分数的反应一定不是基元反应。
( T )47. 两相达到平衡时,某物质B在两相的化学势必须相等。 ( F )48. 存放在营养液中的细胞是一个封闭体系。
( F )49. 当溶液表面产生正吸附时,会使表面张力增大。
( T )50. 胶体系统具有热力学不稳定性与高度分散的多相性主要特征。 ( T )51. 熵增加的放热反应是自发反应。
( F )52. 当热量由系统传给环境时,系统的内能必定减少。 ( F )53. 同一理想气体的化学反应,其定压反应热效应│QP│必定大于定容热效应│QV│。 ( F )54. 由于系统经循环过程后回到始态,?S = 0,所以一定是一个可逆循环过程。 ( F )55. 在等温、等压不作非体积功的条件下,反应的? rGm < 0时,若值越小,自发进
行反应的趋势也越强,反应进行得越快。
( F )56. 单组分系统的物种数一定等于1。
( T )57. 对于理想稀溶液,溶剂严格符合拉乌尔定律,溶质则严格符合享利定律。 ( F )58. 体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。 ( T )59.在电化学反应中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。 ( T )60. 晴朗的天空是蓝色,是白色太阳光被大气散射的结果。 四、计算题 6. 25oC时电池
Ag(s)|AgCl(s)|HCl(b)|Cl2(g=100kPa)|Pt(s)
的电动势E=1.136V,电动势的温度系数(?E/ ? T )p =-5.95×10-4V·K-1。电池反应为
Ag(s)+1/2Cl2(g,100kPa) AgCl(s)
试计算该反应过程的ΔrGm、 ΔrHm、 ΔrSm及电池恒温可逆放电时过程的可逆热Qr,m
(法拉弟常数为96485.309C ·mol-1)。 .解:
3
-1
-1
(1)
电池反应Ag(s)+1/2Cl2(g,100kPa) AgCl(s)在两极上得失电子数z=1 ΔrGm=-zFE=-1×96484.6C·mol-1×1.36v =-109.6kJ·mol-1 (2)
ΔrSm= zF (?E/ ? T )p
=1×96484.6C·mol-1×(-5.95×10-4)v·K-1 =-57.4J·K-1·mol-1 (3)
ΔrHm = ΔrGm +TΔrSm
=-109.6kJ·mol-1+298.15K×(-57.4J·K-1·mol-1) =-126.7kJ·mol-1 (4)
Qr,m=T ΔrSm
=298.15K × (-57.4J·K-1·mol-1) =-17.11kJ·mol-1
13. NAD+和NADH分别是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的气氧化态和还原态。
(1)已知298.15K时,反应NADH(eq)+H+ (eq) NAD+( eq)+H2(g),
??rGm??21.83kJ?mol-1,计算Kθ
(2)[NADH]=1.5×10-2mol?dm-3,[H+]=3×10-5mol?dm-3,[NAD+]=4.6×10-3mol?dm-3,
pH2=1.01325kPa,计算?rGm,并判断反应在该条件下是否自发进行?
??rGm21.83?103??解:(1)lnK?? RT8.314?298.15?K= 6.70×103
(2)
θ
??rGm??rGm?RTln([NAD?]/c?)?(pH2/p?)([NADH]/c?)?([H?]/c?)4.6?10?0.01?1??10.36(kJ?mol)?0?2?51.5?10?3?10?3
?21830?8.314?298.15ln
此反应在该条件下自发进行。
14.已知某药物分解反应的活化能Ea=73.2kJ?mol-1,323K时的速率常数为7.08×10-4h 。若该药物分解30%即告无效, 计算在298K时药物的有效期。 解:
ln解:
k2EaT2?T1?()k1RT2T1k273200298.15?323?()?48.314298.15?3237.08?10-5
-1
lnK2=7.07×10(h)
从已知的速率常数单位可以看出,该反应为一级反应,其反应物浓度与时间关系为:
t?1c0lnkcc01 ?ln?507c07.07?10?5.05?103(h)=7个月。
298K时该药物的有效期为7个月
15. 某抗菌素施于人体后在血液中的反应呈现一级反应。如在人体中注射0.5克某抗菌素,然后在不同时间测其在血液中的浓度,得到下列数据: t (h) CA (血液中药含量mg/100ml) 4 0.48 8 0.31 12 0.24 16 0.15 lncA-t的直线斜率为-0.0979, lncA,0=-0.33 (1) 求反应速率常数。
(2) 计算半衰期
(3) 若使血液中某抗菌素浓度不低于0.37mg/100ml,问需几小时后注射第二针。 解: 设cA,0为抗菌素开始浓度
cA,0ln(1)反应速率方程积分形式 ?ktlncA=-kt+lncA,0 cA
由斜率为-k=-0.0979得,k=0.0979h-1 (2) t1?2ln2?7.08h k
(3)由ln cA,0=-0.33得,cA,0?0.72mg/100ml
1cA,010.72t?ln?ln?6.8h
kcA0.09790.37约需6.8小时后注射第二针。
五、 扼要说明下列各概念 1.相
答:相是指体系中物理化学性质相同,而且均匀的部分 2.标准摩尔生成焓
答:在温度T、参与反应的各物质处于标准状态下,由稳定相单质生成1molβ相某化合物B的标准摩尔焓变,称为该化合物B(β)在温度 T下的标准摩尔生成焓,以ΔfH ?m(B,β,T)表示。 3.活化能
答:将普通分子变成活化分子至少需要吸收的能量
4.封闭体系
答:体系与环境之间只有能量交换而无物质交换的体系。 5.热力学第三定律
答:在绝对零度时,纯物质的完美晶体的熵为零。 6.流动电势
答:在多孔塞(或毛细管)的两端施加一定的电压,液体通过多孔塞而定向流动,这种现象称为电渗。
7.隔离系统
答:系统与环境之间既无物质交换又无能量交换的系统。 8.摩尔电导率
答:在相距1m的两个平行电极之间,放置含有1mol某电解质溶液的电导。 9.吸附平衡
答:对于一个指定的吸附系统,当吸附速率等于脱附速率时所对应的状态。 10.热力学平衡态
答:在没有环境影响的条件下,如果系统的各种宏观性质不随时间变化时,则称该系统处于热力学平衡态。 11.享利定律
答:在一定温度下,稀溶液中挥发性溶质B在平衡气相中的分压力PB与其在溶液中的浓度成正比,既为享利定律。 12.表面张力
答:在液体表面上,有一与液体的表面相切并垂直作用于单位长度线段上的表面收缩力,称为表面张力。 13.自发过程
答:将无需依靠消耗环境的作用就能够自动进行的过程 14.热力学第三定律
答:在绝对零度时,纯物质完美晶体的熵值为零。 15.可逆电池
答:若电池在充电或放电时所进行的一切反应或其它过程在热力学上都是可逆的,这样的电池称为可逆电池。
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