新物理化學(xué)下學(xué)期期末考試試卷A卷及其答案詳解

1、新鄉(xiāng)學(xué)院2009 2010學(xué)年度第一學(xué)期物理化學(xué)期末試卷 A卷課程歸屬部門：化學(xué)與化工學(xué)院試卷適用范圍：07級(jí)化學(xué)工程與工藝 1。2班1.吉布斯吸附等溫式r=（c/RT）（ / c）t），若一溶質(zhì)加入純水中后使表面張力降低，則該溶質(zhì)在溶液表面發(fā)生（ 正）吸附2不論是電解池或是原電池，極化的結(jié)果都是使陽(yáng)極電勢(shì)（更高），陰極電勢(shì)（更低 ）。3. 0。1mol/kg 的 CaCl2水溶液，若 y =0。 219,則平均離子活度 a土 = （ 0。 03476 ）。4. 常見(jiàn)的亞穩(wěn)態(tài)有四種，它們分別是（過(guò)冷液體），（過(guò)熱液體），（過(guò)飽和蒸氣）,（過(guò)飽 和溶液 ）。5在下圖中畫(huà)出 Y，評(píng)，Y和9. 一.

2、6.7.8。得分評(píng)卷人、選擇題（每題1分，共8 分）1.原電池在恒溫、恒壓可逆放電,H與Qr的大小關(guān)系為 AH（） Qr。A。 B.V C.= D。無(wú)法判斷2.下列原電池中，其電池電動(dòng)勢(shì)與氯離子的活度無(wú)關(guān)的是（）A。Hg I Hg2Cl2 （s） I KCl（ a）l Cl2（p） |PtBo Zn I ZnCl 2 （ a）I Cl2（p） |PtC。Zn I ZnCl2（a1）ll KCl（ a2）I Hg2Cl2 （s） |Hg3.一定體積的水，當(dāng)聚成一個(gè)大水球或分散成許多水滴時(shí) 性質(zhì)保持不變的是（）A.表面吉布斯函數(shù)B。表面張力，相同溫度下，兩種狀態(tài)相比，以下C。比表面D.液面下的附加

3、壓力V 的量綱為（K或者溫度 k由玻爾茲曼公式可知，任意兩個(gè)能級(jí)的玻茲曼因子之比，等于（該兩能級(jí)分配的粒子數(shù)之振動(dòng)配分函數(shù)計(jì)算公式引入的合成氨反應(yīng)Nk（g ） +3H （g2NH （g）若反應(yīng)在恒容條件下進(jìn)行時(shí)）。4.玻爾茲曼分布，（）A。 只適用于定域子系統(tǒng)Co 只適用于獨(dú)立子系統(tǒng);5酸堿催化的主要特征是（Ao反應(yīng)中有酸的存在Co反應(yīng)中有電解質(zhì)存在B。只適用于離域子系統(tǒng)；Do只適用于相依子系統(tǒng)）B。反應(yīng)中有堿的存在D。反應(yīng)中有質(zhì)子的轉(zhuǎn)移,則其反應(yīng)速率可表6。某反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物反應(yīng)掉（）5/9所需時(shí)間是它反應(yīng)掉 1/3所需時(shí)間的2倍時(shí),該反應(yīng)是示為Y H2=(dCH2dt ；竽=3 : 2)或丫

4、 NH=9.碰撞理論的臨界能 EC與Arrhenius活化能dcNH3dt,兩者之間的關(guān)系為Ea的關(guān)系為（ Ea =Ec +-2 RT )在（）的條件下，可以認(rèn)為 Ea與溫度無(wú)關(guān)。10。憎液溶膠在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，它能相對(duì)穩(wěn)定存在的原因是（膠體粒子帶電）;（溶劑化作用）和（布朗運(yùn)動(dòng)）.A。一級(jí)反應(yīng)B。二級(jí)反應(yīng)7。 反應(yīng)Ak，B，A k能E2,以下措施中哪一種不能改變獲得A。提高反應(yīng)溫度C.加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎〥8。如果臭氧分解反應(yīng) 2 O3C。三級(jí)反應(yīng)D 。零級(jí)反應(yīng)C。已知反應(yīng)的活化能 Ej大于反應(yīng)的活化B和D的比例。（）B。延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。降低反應(yīng)溫度本試卷共8頁(yè)第1頁(yè)本試卷共8頁(yè)第3頁(yè)O3k1

5、O2 + O因?yàn)檎姾蓛r(jià)數(shù)最高的是鋁離子，所以AICI3溶液的聚沉值最小。(2 分)O + O3k22O2請(qǐng)指出此反應(yīng)對(duì)臭氧而言可能是（)Ao一級(jí)反應(yīng)B 。二級(jí)反應(yīng)Co 1.5級(jí)反應(yīng)D。零級(jí)反應(yīng)得分評(píng)卷人四、計(jì)算題（共48分）得分評(píng)卷人、回答下列問(wèn)題（共18 分）1。 電池 Pt I H2(101.325kPa)HCI (0。1mol kg-1) I Hg2Cl2(s)| Hg 電動(dòng)勢(shì) E 與溫度 T 的關(guān)系為1.對(duì)于1 1價(jià)型的難溶鹽 AgCl在水中的溶度積很難用普通化學(xué)方法測(cè)定，可分別用電導(dǎo)法和電勢(shì)法測(cè)定，請(qǐng)分別給出操作步驟，計(jì)算公式及需要查找的有關(guān)數(shù)據(jù).（12分）答：（1）難溶鹽AgCl

6、在水中的溶解度很小，故可認(rèn)為，根據(jù), 人 由于難溶鹽的摩爾電導(dǎo)率很小，水的電導(dǎo)不可忽略，故：離子的無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率和純水的電導(dǎo)率可查表，難溶鹽AgCl水溶液的電導(dǎo)率可實(shí)驗(yàn)測(cè)定，根據(jù)以上公式即可得到難溶鹽AgCl在水中的溶度積 （6分）（2）AgCl 的溶解過(guò)程：AgCl（ s） =Ag+CI-設(shè)計(jì)電池為：Ag I Ag+ （aAg+）| Cl（aCl）1 AgCl （s）l Ag,E=E? （ RT/F）ln a （Ag+） a（Cl）=E?（ AgCl/Ag ） E? （ Ag +/Ag ） -（RT/F）ln Ksp溶液平衡時(shí)，E=0,故：In Ksp=F E?/RT ,查表可得 E?

7、（ AgCl/Ag ）和 E? （ Ag +/Ag ），即可得 Ksp。（6 分）E/V=0。0694+1。881 XI0-3T/K 2.9 氷06 (T/K)2(1)寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)；(2)計(jì)算25C , z=1時(shí)該反應(yīng)的 rGm、A rSm、A rHm以及電池恒溫可逆放電時(shí)該反應(yīng)過(guò)程的Qr, mo(14 分)解：(1)陽(yáng)極反應(yīng)：1/2H2(g) H+e-陰極反應(yīng)：1/2Hg2Cl2(s)+ eJ Hg + Cl-電池反應(yīng)：1/2Hg 2Cl2 (s) +1/2H2(g) -Hg+ HCl(0。1 mol kg1)(3 分)(2) 25 C時(shí)，E/V=0。0694+1。881 X0-3

8、X298。15-2。9X06X298。152=0.3724(1 分)-E =1o 881 X03 2X2。9X0-6X298.15V/K=1。157 X0-4V/K(2 分)I p因此：z=1時(shí) rGm= zFE= 35。93kJ mol1 GmTr S m = zFP=14o 64J mol-1 K-1rHm = zFE + zFT=31。57kJ molQr, m=Tr S m=4365 kJmol-1（2分）（2分）（2 分）（2分）2.將 50ml 的 0。01mol.dm 3 K2SC4溶液和 40ml 的 0.01 mol。dm 3 Ba NO3 2溶液混合制BaSO4溶膠，寫(xiě)出其

9、膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。并說(shuō)明將此溶膠進(jìn)行電泳時(shí)，膠粒向何極運(yùn)動(dòng).若在一定量的此溶膠中分別加入 NaCI;MgCl2； AICI 3 ; NaSO溶液，則哪種溶液的聚沉值最小 ？（6 分） 答:因?yàn)镵2SO4過(guò)量22x所以膠團(tuán)結(jié)構(gòu)為：BaSO4 m nSOq ?2 n x K ?2xK（4分）由于膠體粒子帶負(fù)電，所以膠體粒子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)。2. 473d5K時(shí)，測(cè)定氧在某催化劑表面上的吸附作用25kPa時(shí)，每千克催化劑的表面吸附氧的體積分別為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積），假設(shè)該吸附作用服從朗繆爾公式半時(shí)，氧的平衡壓力為若干？，當(dāng)平衡壓力分別為 101°325kPa及1013。2.5 X03m3及 4.2 X0

10、3m3 （已換算為，試計(jì)算當(dāng)氧的吸附量為飽和吸附量的(8 分)本試卷共8頁(yè)第5頁(yè)本試卷共8頁(yè)第4頁(yè)能級(jí)分布粒子數(shù)n能級(jí)分布n1n2n3n41110120211310202.5dm3/ kg = Vm a 1 +b x 101。325 kPa解：由蘭格謬爾吸附等溫式：V 3 = Vma bp/（1+ bp）可得 （3分）bx 101。325 kPab x 1013。25 kPa4。2dm3/kg = V 1 + b x 1013.25 kPa解方程組可得：b = 0.012075 kPa當(dāng) V a =0。5Vm a時(shí)，p = b 1 =82.81 kPa3.某系統(tǒng)由3 個(gè) 維諧振子組成，分別圍繞

11、著C三個(gè)定點(diǎn)作振動(dòng),總能量為11/2 h。試列出該系統(tǒng)可能的能級(jí)分布方式。（8 分）解：已知一維諧振子能級(jí)+1/2）h（=0,1, 2, 3,（24。某藥品在保存過(guò)程中會(huì)逐漸分解，若分解超過(guò)30%即無(wú)效。實(shí)驗(yàn)測(cè)得該藥品分解反應(yīng)的速率常數(shù)k與溫度T的關(guān)系為ln （k/h） =-8940k/T + 20。4,試計(jì)算：（1）若該藥品在25C下保存，有效期為多長(zhǎng)時(shí)間？（2）若使藥品有效期達(dá)到3年以上，應(yīng)在什么溫度下保存?每年按365天計(jì)算。（10分）解: （1 ）T k單位是h 1 該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng).（1分）又 ln（k/h）= -8940k/T + 20。4 - - T=25+273.15K 時(shí) I

12、n （k/h）=-9。58551k=6.8810 5 h 1（2 分）t該反應(yīng)的速率方程為：n CyCC =kt系統(tǒng)的每種能級(jí)分布由其能級(jí)分布數(shù)確定 根據(jù)題意系統(tǒng)總能量為11/2 h , 即，因此需求出每種能級(jí)分布的粒子數(shù) InCA1 0.3CA=6o8810 5ti= 11/2 ht=5184o 2 h=216天（3 分）n i （ i+1/2） h = 11/2 h（2 ）In1CA=k x 3 x 365 x 240.3CA系統(tǒng)總的粒子數(shù)將ni = 3帶入，可得 此時(shí)可能的能級(jí)為：n i = 3 故 <1= 1/2h , 2= 3/2 h , 這四個(gè)能級(jí)上分布的粒子數(shù)分別為N =

13、3, 即ni i= 3n1 ,3,3= 5/2 h , 4= 7/2 hn2 , n3 , n4 貝U有（2 分） k=0 o 00001357 h 1（2 分）將 k=0 o 00001357 h 1 代入 解得:T=282 84 K=9。7 C（1 分）n i = n1 +n2 + n3+n4 =3n i i= 1/2 h * n 1+3/2 h 衣 n2 +5/2 h *n3 +7/2 h *n4 = 11/2 h（1分）（1 分）該方程組只存在下列3組解，對(duì)應(yīng)3種能級(jí)分布：（2分）答：若該藥品在25C下保存，有效期為216天。若使藥品有效期達(dá)到3年以上，應(yīng)在9o 7度以下保存.（1分）

14、本試卷共8頁(yè)第5頁(yè)本試卷共8頁(yè)第7頁(yè)(2)ch3 + ch3choch4 + ch3coe2035. 25 C時(shí)，兩個(gè)等體積的 0.200 mol ?dm NaCI水溶液被一半透膜隔開(kāi)，膜的左邊再放(3)CH3CO3 ch3 + coE3入大分子電解質(zhì) Na6P使其濃度為9.09 10 4 mol ?dm 3。試求平衡時(shí)，膜兩邊的Na和(4) 2 CH3 k4C2H6CI的濃度以及溶液的滲透壓？ （8分）若以 黒二表示反應(yīng)速率，試用穩(wěn)態(tài)法導(dǎo)出反應(yīng)的速率方程E4，并說(shuō)明反應(yīng)的表觀活化能與各基元反應(yīng)活化能之間的關(guān)系。即有:左邊CNa? CCI =右邊 CNCluNa?CCI（2分）0.205454

15、x0.2 x0.22x3解得：x =0.001353 mol ?dm (1 分)所以，左邊CNa=0。32041 mol ?dmCCI =0。198653mol ?dm右邊CNa3=0.20135 mol ?dmCCI =0。201353mol ?dm (2 分)解:由于達(dá)到 平衡時(shí)，膜兩邊 NaCI的化學(xué)勢(shì)相等。設(shè)此時(shí)有xmolCI膜左邊向右邊滲透證明：二d= = k2 CH3ch3chod CHc?2-=k1 CH3CHO -k2 CH3 CH3CHO +k3 CH3CO?匕 CH3? =0d CH3CO?dt=k2 CH3 CH3CHO -k3 CH3CO? =02兩式相加得：k1 CH3CHO k4 CH3? =0丄奈CH3CHO乜1'2 k41 k1巳CBRT =( 0。20135+0。1986+0。000909-0。20135-0。20135)103 8.