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20 ℃时水的表面张力 γ = 0.0728 N·m⁻¹,密度 ρ = 1.00×10³ kg·m⁻³。将一半径 r = 0.10 mm 的玻璃毛细管竖直插入水中,水对玻璃的接触角 θ = 60°,重力加速度 g 取 9.8 m·s⁻²。设弯月面近似为球面的一部分,试依据拉普拉斯公式附加压力 Δp = 2γcosθ/r 与平衡条件 Δp = ρgh,计算管内水面相对管外液面上升的高度 h(以 cm 表示,保留三位有效数字)。
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实验测得某气态异核双原子分子 A—B 的偶极矩为 1.44 D,核间距为 0.96 Å。已知电子电荷 e = 4.80×10⁻¹⁰ 静电单位,1 D = 10⁻¹⁸ 静电单位·厘米,且键偶极矩可近似表示为 μ = q×d(q 为等效分离电荷,d 为核间距)。(1) 计算该极性共价键的等效分离电荷 q(以 e 为单位);(2) 由此求该键的离子性百分数;(3) 简要说明 A、B 两原子上部分电荷的符号关系及其与电负性的联系。
一维势箱(无限深、长度 L)中一个电子,L = 1.00 nm。已知普朗克常数 h = 6.626×10⁻³⁴ J·s,电子质量 m = 9.109×10⁻³¹ kg,光速 c = 3.00×10⁸ m/s,1 nm = 10⁻⁹ m。(1) 写出该势箱中电子的能级公式,并计算最低能级 E₁ 的数值(单位 J);(2) 计算电子从 n = 3 能级跃迁到 n = 2 能级所发射光子的波长 λ(单位 m,保留三位有效数字)。
一个电子被限制在一维无限深势箱中,势箱长度 L=1.00 nm,势箱内势能为零,箱外势能为无穷大。已知电子质量 m=9.11×10⁻³¹ kg,普朗克常量 h=6.626×10⁻³⁴ J·s,1 eV=1.602×10⁻¹⁹ J。试计算:(1) 该电子的基态能量 E₁(用 J 表示);(2) 电子从 n=3 能级跃迁回 n=1 能级时释放光子的能量(用 eV 表示,保留三位有效数字)。
用惰性电极电解 CuSO4 溶液,通入恒定电流 1.50 A,通电 25 min 后阴极上析出铜。已知法拉第常数 F = 96500 C·mol⁻¹,Cu 的摩尔质量 M(Cu) = 63.5 g·mol⁻¹,阴极电极反应为 Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu。设电流效率为 100%,求:(1) 通过电路的总电荷量 Q;(2) 阴极析出铜的质量 m。
298 K 时,测得 0.020 mol·dm⁻³ 的 KCl 水溶液的电导率 κ = 0.2768 S·m⁻¹。将同温度下某 K₂SO₄ 溶液置于同一电导池中,测得电阻为 125.0 Ω;已知该电导池用上述 KCl 溶液标定时测得电阻为 50.0 Ω。求:(1) 电导池常数 K_cell;(2) K₂SO₄ 溶液的电导率 κ 与摩尔电导率 Λ_m(浓度 0.0050 mol·dm⁻³),结果以 S·m⁻¹ 和 S·m²·mol⁻¹ 表示。
某气体状态方程为 V = a + bT − cp,其中 a=1.14×10⁻⁴ m³,b=2×10⁻⁸ m³·K⁻¹,c=2×10⁻¹³ m³·Pa⁻¹。将该气体在 300 K 下由 p₁=1×10⁵ Pa 等温可逆压缩至 p₂=2×10⁶ Pa。已知该过程不做非体积功,请利用热力学基本方程与麦克斯韦关系计算:(1) 过程的熵变 ΔS;(2) 过程的热 Q;(3) 吉布斯函数变 ΔG。
某化学反应在标准态下进行,已知 ΔH = −100.0 kJ/mol,ΔS = −200.0 J·K⁻¹·mol⁻¹(设 ΔH、ΔS 不随温度变化)。(1) 计算 T = 300 K 时该反应的 ΔG,并用吉布斯自由能判据判断该温度下反应能否自发进行;(2) 计算该反应自发进行的最高温度。
25℃下用氟离子选择电极测定F⁻浓度。已知电极对标准溶液的响应:c(F⁻)=1.00×10⁻³ mol/L时电动势E₁=100.0 mV;c(F⁻)=1.00×10⁻² mol/L时E₂=40.0 mV。(1) 求该电极的实际响应斜率s(mV/decade),并判断其是否符合能斯特响应(25℃理论斜率为59.2 mV/decade,允许偏差±2 mV/decade);(2) 在相同条件下测得试液的电动势Eₓ=82.0 mV,求试液中F⁻的浓度(忽略离子强度影响,答案保留两位有效数字)。
用玻璃电极作指示电极、饱和甘汞电极为参比电极组成原电池,于 25℃ 时测定某溶液的 pH。先将电极对插入 pH = 6.86 的标准缓冲溶液中,测得电动势 E_s = 0.354 V;再将电极对插入同温度的待测试液中,测得电动势 E_x = 0.412 V。已知 25℃ 时电极对在两种溶液间满足能斯特响应且 E = K + 0.059pH。求待测试液的 pH 值。
某氟离子选择电极对F⁻的响应符合能斯特方程,25℃时其电极电位与F⁻活度的关系为 E = K − 0.059·lg a(F⁻)(V)。若某试液中 a(F⁻) 由 1.0×10⁻³ mol/L 增大至 1.0×10⁻² mol/L,其他条件不变,求该电极电位的变化量 ΔE。
实验室有一瓶硫酸溶液,密度 ρ=1.010 g/mL,测得 H₂SO₄ 的物质的量浓度 c(H₂SO₄)=0.1500 mol/L。已知 M(H₂SO₄)=98.08 g/mol。求:(1) 该溶液的质量分数 w;(2) 对 H₂SO₄ 的滴定度 T(H₂SO₄)(单位 g/mL)。结果保留4位有效数字。
某药厂质检实验室对一批原料药进行定量分析:称取试样 0.250 g,其中有效成分的实际质量为 3.00 mg;用化学分析法测得该有效成分的质量为 2.97 mg。(1)按试样用量分类(常量分析 >0.1 g,半微量分析 0.01~0.1 g,微量/超微量分析 <0.01 g),指出该次分析属于哪一类;(2)按试样中待测组分的相对含量分类(常量组分分析 >1%,微量组分分析 0.01%~1%,痕量组分分析 <0.01%),指出属于哪一类;(3)计算本次测定的绝对误差(mg)和相对误差(%)
用 0.1000 mol/L NaOH 标准溶液滴定 0.10 mol/L 酒石酸(H₂T,二元酸)溶液。已知 Ka1 = 9.1×10⁻⁴,Ka2 = 4.3×10⁻⁵。请依据多元酸碱滴定的可行性判据计算 cKa1、cKa2 及 Ka1/Ka2 的数值,判断各级解离能否被准确滴定、两步能否被分开滴定,并说明滴定时出现几个滴定突跃。
实验室用基准物质邻苯二甲酸氢钾(KHC₈H₄O₄,摩尔质量 204.22 g/mol)配制标准溶液。现准确称取基准邻苯二甲酸氢钾 1.2764 g,溶解后全部转移并定容于 250.0 mL 容量瓶中,摇匀。(1)说明基准物质应具备的条件;(2)计算该标准溶液的准确浓度(mol/L)。
在 pH=10.0 的 NH₃-NH₄Cl 缓冲溶液中,用 0.02000 mol/L EDTA 标准溶液滴定 20.00 mL 0.02000 mol/L Zn²⁺ 溶液。已知该条件下 ZnY 的条件稳定常数 lgK'(ZnY)=8.00。可供选择的金属指示剂及其在此条件下的变色点(pM_t 值)分别为:铬黑T(pZn_t=6.3)、二甲酚橙(pZn_t=5.0)、钙指示剂(pZn_t=4.0)。求化学计量点时的 pZn_sp,并依据金属指示剂选择原则(变色点应尽量接近计量点 pM 值)判断应选用哪种指示剂,写出其 pZn_t 与 pZn_sp 的差值。
用 0.1000 mol/L NaOH 标准溶液滴定 0.1000 mol/L 某一元弱酸 HA(pKa = 5.00)。若酚酞为指示剂,滴定终点 pH = 9.00,化学计量点 pH 为 8.72。请计算该滴定的终点误差 TE,并说明终点在计量点之前还是之后(保留两位有效数字)。
某浓氢氧化钠溶液中 NaOH 的质量分数为 0.400,溶液密度为 1.44 g/mL。取此浓溶液 10.0 mL,加水稀释。已知 M(NaOH) = 40.0 g/mol。求:(1) 该浓溶液的物质的量浓度 c(NaOH),以 mol/L 表示;(2) 将 10.0 mL 浓溶液稀释为 0.900 mol/L 的稀溶液,稀释后溶液的总体积应为多少 mL?
欲配制 0.1000 mol/L 的 NaOH 标准溶液 500 mL。实验室备有 NaOH 固体(摩尔质量 40.00 g/mol)。因 NaOH 易吸收空气中的水分和二氧化碳,不能直接配制标准溶液,需先配成近似浓度溶液,再用基准物质邻苯二甲酸氢钾(KHC₈H₄O₄,摩尔质量 204.2 g/mol)标定。(1)说明 NaOH 标准溶液应采用直接配制法还是间接配制法,并简述理由;(2)计算配制 500 mL 该浓度溶液约需称取 NaOH 固体的质量;(3)标定时,称取邻苯二甲酸氢钾 0.5105 g,用待标定 NaOH 溶液滴定至终点消耗 25.00 mL,计算 NaOH 溶液的实际浓度。
在 pH=5.5 时用 EDTA 标准溶液滴定 0.020 mol/L 的 Zn²⁺ 溶液。已知 lgK(ZnY)=16.50,该酸度下 EDTA 的酸效应系数 lgα(Y(H))=5.51,Zn²⁺ 无其他副反应。试计算条件稳定常数 lgK'(ZnY),并依据准确滴定判据 lg c(Zn²⁺)K' ≥ 6 判断此条件下能否准确滴定(lg0.020≈−1.70)。