05、06材料专业《物理化学》期未试卷b答案(2007~2008学年第二学期)

05、06 级材料专业物理化学期未试卷 B 答案 （2007 2008 学年 第二学期） 一、选择题（每题 1 分；填上正确答案） （15 分） 1、已知下列两电极反应的标准电极电势为： Fe2+(aq) +2e-Fe(s) Fe2+/Fe= -0.44V Fe3+(aq) +3e-Fe(s) Fe3+/Fe= -0.04V 由此计算 Fe3+(aq) +e-Fe 2+(aq) 的 Fe3+/Fe2+ 值为： （D） （A）-0.20V； （B）0.40V； （ C）0.20V； （D）0.76V 2、已知 298.15K 及 101325Pa 压力下，反应 A(s) + 2BD(aq) = AD2(aq) + B2(g) 在电池中可逆地进行，完成一个单位的反应时，系统做电功 150kJ，放热 80kJ，该反应的摩尔等压反应热 为多少 kJ/mol （B ） (A) -80； (B) -230(C) -232.5； (D) -277.5 3、对弯曲液面（非平面）所产生的附加压力: （A） (A)一定不等于零；(B) 一定等于零；(C) 一定大于零；(D) 一定小于零 4、把玻璃毛细管插入水中，凹面下液体所受的压力 p 与平面液体所受的压力 p0 相比: （B） （A）p = p0； （B）p p 0； （D）不确定 5、在同一温度下微小晶粒的饱和浓度和大块颗粒的饱和浓度哪个大? （A） （A）微小晶粒的大；（B）大块颗粒的大；（ C）一样大；（D）无法比较 6、二级反应的速率常数的单位是（D） （A）s -1；（B）dm 6mol-2s-1；（C ）mol -1s-1；（D）dm 3mol-1s-1； 7. 某反应无论反应物的起始浓度如何，完成 70%反应的时间都相同，则反应的级数为： （B）（A）0 级反应； （B）1 级反应； （C）2 级反应； （D）3 级反应 8. 若反应 A + B = C 正逆向均为二级反应， 则平衡常数 K 与正逆向速率常数 k+, k-间的关系为 （D）A）Kk +/k-；（B）K , = , ) 6、聚沉值与异电性离子价数的六次方成 反比，这称为 Schule-Hard 规则。 7、化学吸附的吸附力是 化学键力 。 8、今有一溶液，含 0.002 molkg-1 的 BaCl2 和 0.001 molkg-1 的 La(NO3)3，该溶液的离子强度 I= 0.012 molkg-1 。 9、由于极化，原电池的正极电势将比平衡电势 低 ，负极电势将比平衡电势 高 ；而电解池的 阳极电势将比平衡电势 高 ，阴极电势将比平衡电势 低 。(选填高或低)10、一级反应的半衰期为 。 11、朗格缪尔等温吸附理论只适用于 单分子层吸附或化学吸附 。 12、中心离子的电荷数 等于 离子氛的电荷数。 13、电池 Pt | H2(p) | NaOH(a) | HgO(s) | Hg(l)的： （1）阳极反应是 H2(p) +2OH-(aq)-2e-=2H2O(l) ； （2）阴极反应是 HgO(s)+H2O(l)+2e-= Hg(l)+2OH-(aq) ； （3）电池反应是 H2(p) +HgO(s)=Hg(l)+H2O(l) 。 14、对元反应 A 2Y, 则 dcY/ d t = 2k cA ， dcA/ d t = k cA 。 15、某反应速率常数为 0.150 min-1，则反应物浓度从 1.0 moldm-3 变到 0.4 moldm-3 与浓度从 0.01 moldm-3 变到 0.004moldm-3 所需时间之比为 1:1 。 1、(本题 5 分) 用 As2O3 与过量的 H2S 制成的硫化砷 As2S3 溶胶，试写出 As2S3 溶胶的胶团结构，并标出胶 核、胶粒和胶团。解：As 2S3 溶胶的胶团结构表示式： 2、(本题 5 分) 简答热力学不完全稳定的过饱和蒸气能够存在的原因。 答：从一相中产生一个新相是困难的，是从无到有，从小到大的过程。过饱和蒸气能够存在的原因：虽然 过饱和蒸气的压力 p1 大于普通（平面）液体的蒸气压 p2，但是小于微小液滴的饱和蒸气 p3，所以热力 学不完全稳定的过饱和蒸气能够存在。 1、（本题 10 分）电池 Pb|PbSO4(s)|NaSO410H2O 饱和溶液|Hg 2SO4(s)|Hg 在 25电动势为 0.7647V，电动 势的温度系数为 1.7410-4VK-1。 （1）写出电池反应； （2）计算 25时该反应的 rGm、 rSm、 rHm，以及电池恒温可逆放电时该反应过程的 Qr,m。 解：（1）负极反应：Pb (s) + SO 42- (aq) - 2e- PbSO4(s) （0.5 分） 正极反应：Hg 2SO4(s) +2e- 2Hg(l) + SO42- (aq) （0.5 分） 电池反应：Pb + Hg 2SO4(s) 2Hg(l) + PbSO4(s) （1 分） （2） rGm= -nFE= -296484.50.7647= -147563.39Jmol-1= -147.56kJmol-1 （2 分） rSm= =296484.51.7410-4=33.5766JK-1mol-1 （2 分） rHm=rGm+TrSm= -147563.39+298.1533.5766 = -137552.5Jmol-1= -137.55kJmol-1 （2 分） Qr,m= TrSm=298.1533.5766=10010.86 Jmol-1=10.01 kJmol-1 （2 分） 2、 （本题 10 分）已知在 273.15K 时，用活性炭吸附 CHCl3，其饱和吸附量为 93.8dm3kg-1，若 CHCl3 的 分压为 13.375kPa，其平衡吸附量为 82.5dm3kg-1。试求： （1）朗格谬尔吸附等温式中的 a 值； （2）CHCl 3 的分压为 6.6672kPa 时，平衡吸附量为若干？ 解： （1） (4 分) pEnF)( 12ln/kt p 3 82.5/93.8=a13.375/(1+a13.375)，解得 a=0.5459kPa-1 (3 分) （2） dm3kg-1 (3 分) 3、(本题10分) 反应 A+2BD 的速率方程为： dcD/dt=k cA0.5 cB1.5。 、c A,0=0.1moldm-3，c B,0=0.2moldm-3；300K 下反应 20s 后，c A=0.01moldm-3，问继续反应 30s 后 cA=？ 、初始浓度同上，恒温450K下反应20s，c A=0.003918 moldm-3，求活化能 Ea。 解： A + 2B D t=0 cA,0 cB,0 0 t=t cA,0 - cD cB,0- 2cD cD cA=0.1-cD；c B=0.2-2cD=2(0.1-cD)=2 cA （1分） -dcA/dt=k cA0.5 cB1.5= kcA0.5 (2cA )1.5=21.5cA2 -dcA/dt=21.5cA2 （1 分） 1/cA-1/cA,0 =21.5kt （2 分） 1/0.01-1/0.1=2021.5k 1/ cA-1/0.1=(20+30)21.5k 5/0.01-5/0.1=2/cA-2/0.1 470=2/cA，c A=2/470=0.00425 moldm-3 （ 1 分） 1/0.01-1/0.1=2021.5 k(300K) k(300K)=90/20/21.5=4.5/21.5 （1 分） 1/0.003918-1/0.1=2021.5 k(450K) k(450K)=245.23/20/21.5=12.26/21.5 （1 分） k=Ae-Ea/RT （1 分） lnk(300K)/k(450K)= -Ea/R(1/300-1/450) （1 分） ln4.5/12.26= -Ea/8.314(1/300-1/450) Ea(1/300-1/450)=1.002268.314 Ea=7499.5Jmol-1 4、反 应 A+B D+F 的速率方程 r=kcA cB，对该反应进行了两次实验测定。 第一次的 cA,0=400mmoldm- 3、c B,0=0.400mmoldm-3，测得数据如下： t/s 0 120 240 360 cD/(mmoldm-3) 0 0.200 0.300 0.350 0.400 第二次的 cA,0 =0.400 mmoldm-3, cB,0 =1000mmoldm-3，测得数据如下： t/(103s) 0 70 210 490 cD/(mmoldm-3) 0 0.200 0.300 0.350 0.400 求此反应速率方程中的 ， ， k 值。 解： A + B D + F t=0 cA,0 cB,0 0 0 t=t cA,0 - cD cB,0- cD cD cD dcD/dt=kcA cB= k(cA,0 - cD)( cB,0- cD) dcD/dt=kcA cB= k(400-cD)( 0.400- cD) 400k( 0.400- cD) （1分） 由于反应的半衰期t 1/2与反应物的浓度无关，即 cA从0.4000.200； 0.2000.100；0.1000.050的半衰期t 1/2均为120s，所以=1。 （3分） dcD/dt=kcA cB= k(0.400-cD)( 1000- cD) 1000k( 0.400- cD) （1分） 由于反应的半衰期t 1/2与反应物的浓度成反比，即 cA从0.4000.200，t 1/2=70s； 0.2000.100， t1/2=140s；0.1000.050， t1/2=280s，所以=2 。 （3分） t 1/2=ln2/(4002k)=120s k=ln2/(400 2120)=3.6110-8 dm6mmol-2s-1 （2分） 5、以银为电极电解氰化银钾（KCN+AgCN）溶液时，Ag(s)在阴极上析出。每通过1mol电子的电荷量，阴 58.762.549.01p 4 极部失去1.40mol的Ag +和0.80mol的CN -，得到0.60mol的K +，试求： （1）氰化银钾络合物的化学表示式Ag(CN) x1-x的x 值。 （2）氰化银钾张合物中正负离子的迁移数。 解：阴极区：Ag(CN) x1-x = Ag +xCN- Ag+ + e-=Ag(s) =1mol，n 电 =1mol （1分） 阴极区Ag +物质的量变化：n 终 =n始 n迁 n电 （1分） n 迁 =n 始 n 始 n 电 = 1.40 1= 0.4mol （0.5 分） 阴极区 CN-物质的量变化 n 终 =n 始 n 迁 （1 分） n 迁 =n 始 n 终 =0.80 mol （0.5 分） 若迁移了 1mol 的 Ag+，就对应地迁移 x mol 的 CN- （1 分） 0.8:0.4=x:1，x =2 （1 分） (2) 阴极区 K+物质的量变化：n 终 =n 始 + n 迁 （1 分） n 迁 =n 终 n 始 =0.60mol （1 分） tK+= n 迁 / n 电 =0.60/1=0.60 （1 分） tAg(CN)2-= 1 tK+=0.40 （ 1 分） 接另一份 n 迁 =n 始 n 终 + n 电 =0.0100060.01311+0.005=1.89610-3mol （0.5 分） 阳极区 NH3 物质的量变化：n 终 =n 始 n 迁 （1 分） n 始 =(103.6