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大学物理化学下_期末考试试卷..doc

B.表明了它是双分子反应

D.表明它为基元反应

衣泓理工槌考试试题纸(A 卷)

课程名称物理化学(下)专业班级

备注：学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)

%1. 选择题(12分，每题2分)

1. 如图：,在毛细管中装入水，如果在左端加热，毛细管中的水将() A.

保持不变 B.向左移动 C.来回移动 D.向右移动

2. 将2滴K 2[Fe(CN)4]水溶液滴入过量的CuCl 2水溶液中形成亚铁氤化铜正溶液，下列三种电解质聚沉值最大的是 A. KBr

B. K 2SO 4

C. K 4[Fe(CN)6]

D. Na 3PO 4

H t

3. 298K 时，电池反应H 2(g)+- 02(g) ===H 2O(1)所对应的电池标准电动势& ,反应

2 2 &0⑴===2 H 2(g) + 02(g)所对应的电池标准电动势E ： Ej e '和E 2e '的关系为 A. E?. = -2 Ep ' B ?E ： =2 E? ' C. E 2° '= - E? ' D.

4. 在统计热力学中，若按组成子能否被分辨来对系统分类，那么 A. 气体与晶体均属定域子系统

B.气体与晶体均属离域子系统

C.气体属定域子系统，而晶体属离域子系统

D.气体属离域子系统，而晶体属定域子系统 5. 一定量纯理想气体等温变压时，在分子运动的各配分函数中与压力有关的是： A.电子运动的配分函数 B.平动配分函数 C.转动配分函数

D.振动配分函数

6. 对于任意给定的化学反应A + B — 2Y,则在动力学研究中：( )

A.表明它为二级反应

C.表明了反应物与产物分子间的计量关系

%1.填空题（40分，每空2分）

1.含有0.3 mol ? kg-l KNO3及0.2 mol ? kg-1的K2SO4水溶液的离子强度I =。

2.等温下，一封闭容器的芯部有一大水滴和一小水滴，在放置过程中,大水滴将逐渐,

小水滴将逐渐O

3.4电势在量值上于热力学电势（po：当外加电解质浓度增加时，4电势在量值上变

。（填“大”，“小”或，相等”）

4.质量摩尔浓度为m的A12（SO4）3溶液，正负离子的活度因子（系数）分别用犬+和八表示，则其

y + =，。+ ―?

5.等温下溶液的表面张力随浓度增大而减小，则单位表面吸附量0c （选填> ,=,< ）

6.若A1（OH）3溶胶以NaOH作稳定剂，其胶团结构为,其胶粒带电。

7.有一反应mA — yY,其动力学方程为一（I CA/由=佑萼，C A单位为mol ? dm-3, 口寸间单位为s,则

（1）#A的单位为；

（2）以dcY/dr表达的反应速率方程和题中给的反应速率方程关系为o

8.气体被固体吸附的过程其炳变0 ,恰变M 0 , AG 0。

（选填> ,=< ）

9.丁铎尔（Tyndall）效应的实质是溶胶粒子对入射光产生了,其原因是由于入射光的波

长胶体粒了的直径。

10.设分了的平动、振动、转动、电子等配分函数分别以等表示，则分了配分函数q的析

因子性质可表示为：O

11.纯物质完整晶体在r->0K时，系统的总微观状态数妇为o

12.今有一球形肥皂泡，半径为,，肥皂水溶液的表面张力为则肥皂泡内附加压力是o

%1.乙烯热分解反应：C2H4(g)—— GHXg) + H?(g)是一级反应，在1073.2 K时，反应经10h有转化率为50%的乙烯分解。巳知上述反应的活化能为250.8 kJ-mol ^欲使1() s内有转化率为60% 的乙烯分解，问温度应控制在多少？(12分)

%1.镉-廿汞电池反应式为Cd+ Hg2Cl2(s) === Cd2++2C「+2Hg,如果各物质均处在标准状态下，其原电池电动势与温度的关系式为：

E6 7 V = 0.67-1.02 X 10"4(T/K-298) -2.4 X 10-6(77K-298)2

(1)写出原电池简式；

(2)计算上述电池反应在40笆时的m 岫'利△哥'各为多少？(12分)

%1.反应C2H6+ H2——> 2CH4的反应机理如下：

C2H6^ 2CH3 -；

CH3?+ H2—CH4+ H?；

H ? + C2H6—CH4 +CH3 %

设第一个反应为快速平衡，平衡常数为K；设H ?处于稳定态，试建立CH#生成速率的动力学方程式。

(12 分)

%1.电池ZnlZnCl2(/?=0.555 mol-kg-1 )IAgCl(s)IAg,测得25°C 时电动势E=1.015Vo 已知：庄(Zn2+IZn)

=-0.763V, E9 (CriAgClIAg) = 0.2223 V。

(1)写出电池反应(得失电子数为2)；

(2)求上述反应的标准平衡常数*；

(3)求溶液ZnCl2的平均离子活度因子(系数)冷。

（12 分）

灯加*）=胃=斋=。?。693「」.92M"

(2分)

U-0.60J =0.0916s t

(3分)

(4分)

（3分）

次袄理工火尝教务处

试题标准答案及评分标准用纸

课程名称——物理化学(下)一(A 卷)

%1. 选择题答案：(12分，每题2分)

BACDBC

%1. 填空题答案：(4()分，每空2分) 1. 0.9 mo l ? kg 1 2. 变大变小 3. 小小

1 1 1

4. ( K ? r !) 5

1085 ( r +2- r-3)5 (w//?9 )

5. >

6. ([Al(OH)3]m /?OH~ - (〃一x)Na+}L ? %Na + 负

y dt tn dr

In q = In + In q 、‘ + In + In q c 11. 1

12. Z\p=4//r %1. 解：反应为一级，则

由阿仑尼乌斯方程:

(3分)

代入 ?1073.2K), k(J)及 E=250.8X IO’j.mol"

得： T=1535.9 K %1. 解：

(1)Cd|Cd 2+(t7=l)|| cr (^= l)lHg 2Cl 2(s)| Hg(l)

9. 散射大于

1073.2 K

成)

4(1073.2 K )

(2) E? (313 K) =[0.67—1.02X1(/(313-298)-2.4X10*313-298)2 =0.6679V

△rG o =(-2X96485X0.6679)J ? mor=- 128.885 kJ ? mol"

dE=[—1.02X W4-2X2.4X W6(313-298)]V ? K‘

=-1.74X icr4v ? K1

=[2 X 96485 X ( -1.74 X 10'4)] J - K」. mol"= —33.58J - K d?

岫=A r G 黑'(313 K) + 丁△S*(313 K) =[—

128885+313X(—33.58)]J ? mol1 =—

139.4 kJ ? mol"

五?解:保昨* 5）=gW

竺业=W(CH3-)c(H2)一心c(H-] C(C2H6)=0；d/

=^1C(CH3-)C(H2)+^C(H-)C(C2H6)dr

=2 虹(CH3-)C(H2)

=2化K"L C(C2H6)]"2C(H2)。

=/:[C(C2H6)],/2C(H2)

六. 解：(l)Zn+2AgCl(s)===ZnC12 (/?=0.555mobkg-l) +2Ag

& zFE e 2 x [0.2223-(-0.763)]

(2) IgK = ---------------- = ----------------------------- = 33.3153

2.303RT

K一=2.067x1()33

0.05916

票mgC.) =碣-剥心小) 誓％阳)+3")

=碣 - 0.02958值(4胪)+31g兀)

lg/( = --lg(4/?3) + E* - -MF

5 1 3 3 x 0.02958

1 . . z n 0.9853 - 1.015 …

=--lg4 x (0.555) + ----------------------- = -038

3 7 3 x 0.02958

y± = 0.4077

（3分）

（3分）（3分）

（3分）

（3分）（3分）

（3分）

化学专业《物理化学》下册期末考试试卷

一、单项选择题(每小题2分，共30分)

1、0. 001 mol ? kg1 K3[Fe (CN) 6]水溶液的离子强度为：()

(A)6. 0X10-3mol ? kg'1(B) 5. 0X10-3mol ? kg'1

2、电导测定应用广泛，但下列问题中哪个是不能用电导测定来解决的()

(A)求难溶盐的溶解度(B)求弱电解质的解离度

(0求平均活度系数(D)测电解质溶液的浓度

3、298 K时,0. 005 mol ? kg1的KC1和0. 005 mol ? kg1的NaAc溶液的离子平均活度系数

分别为和/±,2,则有( )

(A) /±, 1= /±, 2(B) /±, 1> /±, 2(C) /±, 1< /±,2(D)/±, /±, 2

4、金属与溶液间电势差的大小和符号主要取决于：( )

(A)金属的表面性质(B)溶液中金属离子的浓度

(C)金属与溶液的接触面积(D)金属的木性和溶液中原有的金属离子浓度

5、金属活性排在％之前的金属离子，如Na'能优先H?在汞阴极上析出，这是由于：()

(A) / (Na7 Na) <(/)° (117 H2) (B) 〃 (Na) < 〃 (H2)

(C)? (Na7 Na) <(/)(117 H2)

(D)也在汞上析出有很大的超电势，以至于。(Na7Na) >(/)(H+/H2)

6、已知A ^(//2O,291/C)=4. 89X 10 2S-m2 - mor1,此时(291K)纯水中的〃(H')二冰OH ) =7. 8X10-8 mol ? kg-1,则该温度下纯水的电导盗为()

(A)3. 81X10-9S ? nf'(B) 3. 81X10* S ? nf'

7、基元反应体系aA + dD — gG的速率表达式中，不正确的是：( )

(A) -d[A]/dt = k A[A]a[D]d；(B) -d[D]/dt = k D[A]a[D]d；

8、某反应速率常数k = 2.31 X lO^mof1? dm3? s'1,反应起始浓度为1.0 mol ? dm-3,则其反应

半衰期为：( )

(A) 43.29 s ；(B) 15 s ；(C) 30 s : (D) 21.65 s。

9、反应A + B — C + D的速率方程为r = k[A][B]，则反应：( )

(A)是二分子反应；(B)是二级反应但不一定是二分子反应；

(C)不是二分子反应；(D)是对A、B各为一?级的二分子反应。

10、有关绝对反应速率理论的叙述中，不正确的是：( )

(A)反应分子组实际经历途径中每个状态的能量都是最低；

(B)势能垒是活化络合物分子在马鞍点的能量与反应物分子的能量之差；

(C)活化络合物在马鞍点的能量最高；

(D)反应分了组越过马鞍点后可能返回始态。

11、在低于室温的温度下，在固体表而上的气体吸附一般是什么形式：( )

(A)形成表面化合物；(B) 化学吸附；(C)液化；(D)物理吸附。

12、由气体碰撞理论可知，分子碰撞次数：( )

(A)与温度无关；(B) 与温度成正比；

(C)与绝对温度成正比(D)与绝对温度的平方根成正比。

13、同一体系，比表面自由能和表面张力都用Y表示，它们()

A、物理意义相同，数值相同

B、量纲和单位完全相同

C、物理意义相同

D、前者是标量，后者是矢量，数值相同，单位不同

14、在空间轨道站中，漂浮着一个足够大的水滴，当用一内壁干净、外壁油污的毛细管接触水滴时：()

A、水不进入毛细管

B、水进入毛细管并达到一定高度

C、水进入直到毛细管另一端

D、水部分进入并从另一端出来，形成两端有水球

15、涉及溶液表面超量的说法中正确的是：( )

(A)溶液表面发生吸附后表面自由能增加；

(B)溶质的表面张力一定小于溶剂的表面张力；

(0定温下，表面张力不随浓度变化时，浓度增大，表而超量不变；

(D)饱和溶液的表面不会发生吸附现象。

二、填空题(每空1分，共10分)

1、在10cn? lmol - dm-3 KOH溶液中加入10 cm，水，其电导率将, 摩尔电导率将

(填入增加、减小、不能确定)。

2、测定电解质溶液电导时必须采用电源，以防止o

3、6°Co广泛用于癌症治疗，其半衰期为5.26a (年)，则其蜕变速率常数为：,

某医院购得该同位素20 mg, 10 a后剩余mgo

4、平行反应的总速率是所有平行发生的反应速率的。其决速步是平行反应中反应速率最 (填快，慢)的一个。

5、当水中加入表面活性剂后，将发生—_____________________ 0, _______ 吸附。

三、证明题(共10分)

■

-?Ha+Cl-

2a-+M^CU+M：

气相反应+a a .皿的机理为

试证:

四、计算题（共50分）

1、（10 分）电池：Ag | AgCl （s） | KC1 （aq） | Hg2Cl2（s） | Hg（l）在298 K 时的电动势

”0.0455 V,（仞沼7）尸3. 38X10" ? K\写出该电池的反应，并求出4&及可逆放电时的热效应Q。

2、（10分）根据下列在298K和&下的数据，计算HgO（s）在该温度时的分解压力。

（1）下述电池的E°=0. 9265V

Pt, H2(P(，) I NaOH (a=l) | HgO (s) +Hg (1)

(2)Il2(g) + 1/2 02(P°) = H20(l) ； AH, =-285. 85 kJ - mol-1

(3)己知298K下列物质的摩尔炳值

3、（10分）反应A + 2B—D的速率方程为

导m

⑴1?血」；300 K下反应20 s后

\ = aOlmoL如七问继续反应20 s后％=?

⑵ 初始浓度同上，恒温400 K下反应20 s后，七= 0.g3918mcL血「求活化能。

4、（10分）求在283KU寸，可逆地使纯水表面增加1.0m2的面积，吸热0.04J o求过程的AG、

W、AU> AH. 和各为多少？已知该温度下纯水的表面自由能为0.074J.m%

5、（10分）在101.325kPa外压，100°C的水中产生一个半径为105m的小气泡。己知该温度下水的表面张力为58.85X 10'3 N-m'1,密度1000kg ? mL饱和蒸气压为101. 325kPa,摩尔质量M = 18. 02X10-3kg-mor l o 求:（1）小气泡内水的饱和蒸气压；

（2）小气泡内水的附加压力；

14、C 15、C

5.4 mg 4、加和，快5、V,正

237. 22

物理化学（下册）3卷标准答案及评分细则一、单项选择题（共30分，每小题2分）

10、D 11、D 12、D 13、D

二、填空题（共1（）分，每空1分） 1、减小,增加2、交流，极化3、k =0. 1318 a 三、证明题（共10分）证明：应用稳态近似法

1、

(10 分)电

池反应：Ag(s) + (l/2)Hg 2Cl 2(s) = AgCl(s) + Hg(l)

(2 分) A,= -zF\.E~

=-96500X (0. 0455-298X3. 38X 101) = -5329 J ? mol 1

(3 分) \.S°m = zF{5E/8T) P =96500 X 3. 38 X 10-4 = 32.61 J ? K 1 ? mol 1

(3 分) Q=7Ar$=298X32. 61=9718 J ? mol -1

(2 分)

2、

(10 分)电池反应：HgO (s) + H 2(P°) = Hg (1) + H2O (1)

(1)

己知：H 2(g) + 1/2 02(P°) = H 20(l) (2) (1)-(2)： HgO(s)= Hg(l) + 1/2 0,(g) (3)

(2 分) △，.以⑶=A G ：⑴- △,以(2)

(2分 △『G ： (1)=-ZEF=-2X 96500X0. 9265=-178. 81 kJ - mol -1

(2 分)

△「G ：(2)= AH ； (2)-TAS ： (2) = [?285.85-298X (70. 08-130. 7-205. 1/2) XIO'3]

kJ ? mol 1

1、A

2、C

3、A

4、D

5、D

6、B

7、C

8、A

9、B

四、计算题（共50（2分）（2分）

（

分）

（2分）

A G： (3) =-178. 81+237. 22=58. 42 kJ - mol'1(2 分)

\rG°m (3) = -01n/ 得/=5. 748X10-11 =[/?(02)//?°]l/2

(《)2Xp'"= (5. 748X 10 11) 2X101325Pa=3. 348X 10-16 Pa (2 分)

3、（10分）反应过程中，A和B有数量关系C> = &A,方程化为

-芸彩-（土-阳=￡（屏￡）=45 血 U"1

（2分）

— = —+*?= +4.5x40 = 190

% 0.1

e A= 0.00526 nwl^-cbi^

（3分）

（2） 400KT

*=职r 土卜土原羸-￡）=心血、z技

（2分）

取=*M卜丹f碧/房-我）=9?双Mmol

（3分）

4、（10 分）G = *M = O.O74J?m"xi.O"z2=oo74/ 5 分

吧=—G = -0.074J 1 分

F= G= 0.074J 1 分

U=Q-W}= 0.04J -（-0.074J） = 0.114J 1 分

.H = U =0.114J 1 分

p H- G（0.114-0.074）7

、= _______ ________________

~ T ~283K 1 分

=1.4?10曲.曰5、（10分）（1）开尔文公式：

I p r 2oM2x 58.85x IO'N ? m" x 18.02x IO'3kg ? moF1

In ―—= ----- = ------------------------------------------------------------------

p pRTr1000kg ? m 3x8.3145J ? K” ? mol'1 x373Kx（-105m）

=-6. 839X 10 56分

p. = 0. 9999 X p = 0. 9999X101. 325kPa = 101. 315 kPa

（2）附加压力由拉普拉斯（Laplace）方程计算：

. 2b 2x58.85xl0_3N-m_,

4 = 一 = ------------------ < -----------

r-10~5m

=-11770Pa