武大物理化学练习题.doc

一、（45分）填空及单项选择118时在厚度为1 cm的惰性多孔板两边，放置扩散系数为1.1910-9m2s-1的NaCl稀水溶液，一边浓度为0.4 moldm-3，另一边为0.2 moldm-3。两边溶液量很大，且一直在搅拌。则溶质NaCl的物质通量为NaCl的浓度在板内的分布为2反应A2B在温度T时的速率方程为dB/dt=kBA，则此反应的半衰期为：( ) (A) ln 2/kB (B) 2ln 2/kB (C)kBln2 (D) 2kBln23True or false(a)Elementary reactions with molecularity greater than 3 generally dont occur;(b)Knowledge of the rate law of a reaction allows us decide unambiguously what the mechanism is;(c)Activation energies are never negative;(d)For an elementary reaction, the partial orders are determined by the reaction stoichiometry;4.简单碰撞理论属基元反应速率理论，以下说法不正确的是： ( ) (A)反应物分子是无相互作用的刚性硬球 (B)反应速率与分子的有效碰撞频率成正比 (C)从理论上完全解决了速率常数的计算问题(D)反应的判据之一是联线上的相对平动能大于某临界值5.反应 A + BAB AB + CD (决速步)其表观活化能与基元反应活化能的关系为_，因为_。6.在300 K时,鲜牛奶5 h后即变酸,但在275 K的冰箱里，可保存50 h,牛奶变酸反应的活化能是_。7.电子转移反应V3+ Fe3+V4+Fe2+，实验求得反应速率方程为r=kV3+Cu2+，由此可见Cu2+在反应中起_作用.8.根据描述，写出下列化学反应（具有简单级数）的级数：（1）某反应不论起始浓度如何，完成65的时间均相同，该反应为级反应；（2）某反应速率常数单位为moldm3s1，该反应为级反应；（3）某反应以反应物浓度的对数对时间作图，可得一直线，该反应为级反应；（4）某反应消耗3/4所需的时间是其半衰期的5倍，此反应为级反应；9.下列方法中，哪种不是应用于态态反应研究的（）A停止流动法 B.交叉分子束方法 C.红外化学发光法 D.激光诱导荧光法10.反应，已知反应I的活化能E1大于反应II的活化能E2，以下措施中，哪一种不能改变获得B和D的比例？（）（A）提高反应温度；（B）延长反应时间；（C）加入适当催化剂；（D）降低反应温度单底物11酶促反应按Michaelis-Menton机理进行，反应速率方程为米氏方程，即，在高底物浓度下，为级反应，在低底物浓度下，为级反应。12.在一个连串反应中，A、B、C的浓度随时间的变化用图形表示为当k1k2时，C的浓度随时间变化的函数可近似写为13.说明溶剂笼效应对反应速率的影响：14很多可燃气体在空气中因支链反应发生的爆炸有一定的爆炸界限，当气体压力高于低爆炸界限p1时，爆炸发生，但当压力高于高爆炸界限p2时，爆炸反而不出现，出现高爆炸界限p2的原因主要是（）A容易发生三分子碰撞丧失自由基； B.存在的杂质发挥了影响 C.自由基与器壁碰撞加剧； D.密度高而导热快二、（15分）乙胺高温气相分解反应 C2H5NH2(g)C2H4(g) + NH3(g) 773 K时，p0= 7.3 kPa，恒容下测得不同时间的压力改变值如下：t/ min 1 2 4 8 10 20 30 40p/kPa 0.67 1.2 2.3 3.9 4.5 6.3 6.9 7.1设反应速率方程为r=kC2H5NH2n，请求k,n值。三、（20分）乙醛的光解机理拟定如下： （1）（2）（3）（4）1该反应为一典型链反应，指出其中的链引发、链增长、链终止步骤；2试用稳态近似法导出总包反应速率方程。3求出其量子产率。四、（20分）The reaction 2A(g) = P(g) has a second-order rate law with k = 3.5010-4L mol-1s-1at 300K.(1)Calculate the time required for the concentration of A to change from 0.26 mol L-1to 0.011 mol L-1(2)When the temperature is 330K, the half-life of A was measured to be 114 s, while the initial concentration of A is 0.5 mol L-1. Evaluate the activation energy of the reaction.(3)The collision cross-section of A is 0.90 nm2, the molar mass of A is 60 g mol-1,Calculate the P-factor for the reaction at 300K.(4)Calculate thefor the reaction at 300K.一、1.2.38105mol m-2s-1c/mol L-1=0.40.2z/cm2.B3.TFFT4.C5.E（表观）E1+E2+E-1；k(表观)k2k1/k-16.63.17 kJmol-17.催化8.1，0，1，39.A10.B11.，0，112.CA0（1exp(k2t)）13.对活化能大的反应基本无影响，对于活化能很小的反应，反应速率降低，此时反应由扩散控制14.A二、对于此反应，在任一时刻每一物种的分压可表示为：C2H5NH2(g)C2H4(g) + NH3(g)t=0 p0 0 0t p0-DptDptDpt若为一级反应，应满足关系式：若为二级反应，应满足关系式：若为三级反应，应满足关系式：若为三级反应，应满足关系式：分别计算作图如下：一级反应二级反应不难看出，实验数据与一级反应吻合最好，故n1 k10.0923 min-10.001545 s-1t/min124810203040p0-Dpt/kPa6.636.153.42.810.40.2k10.09630.08980.09460.09550.09580.09940.09680.08990.0948k20.01380.01350.01580.01960.02200.04320.07880.1216k30.00200.00200.00270.00420.00540.02450.10390.3123k00.670.60.5750.48750.450.3150.230.1775三、解：1.链引发：（1）链增长：（2）（3）链终止：（4）2.总包反应速率为CH3及CH3CO为反应活性中间物，由稳态近似有：解得：3.量子产率为：四、解：（1）由二级反应积分速率方程：，代入相关数据，易知所求时间为： t1.24105s34.5 h（1）二级反应半衰期，代入数据易求得330 K时反应速率常数为： k8.7710-3L mol-1s-1已知300K，330K时反应速率常数，由阿仑尼乌斯方程可求得活化能为：88.38 kJmol-1（2）由碰撞理论，已知活化能，则其阈能EcEa0.5RT87.13 kJmol-1由碰撞理论速率常数计算公式，可得理论值为：8.41108m3mol-1s-18.41105Lmol-1s-1则空间因子（4）因为反应为两分子气相反应故由知33.15 JK-1mol1一、填空与单项选择：118时在厚度为1 cm的惰性多孔板两边，放置扩散系数为1.1910-9m2s-1的NaCl稀水溶液，一边浓度为0.4 moldm-3，另一边为0.2 moldm-3。两边溶液量很大，且一直在搅拌。则溶质NaCl的物质通量为2.38105mol m-2s-1NaCl的浓度在板内的分布为c/mol L-1=0.40.2z/cm2.反应2O33O2的速率方程可以表示为或，则与的关系是（B）A B.C.D.3True or false(a)Elementary reactions with molecularity greater than 3 generally dont occur;T(b)Knowledge of the rate law of a reaction allows us decide unambiguously what the mechanism is;F(c)Activation energies are never negative; F(d)For an elementary reaction, the partial orders are determined by the reaction stoichiometry;T4.根据描述，写出下列化学反应（具有简单级数）的级数：（1）某反应不论起始浓度如何，完成65的时间均相同，该反应为 1级反应；（2）某反应速率常数单位为moldm3s1，该反应为 0级反应；（3）某反应以反应物浓度的对数对时间作图，可得一直线，该反应为 1级反应；（4）某反应消耗3/4所需的时间是其半衰期的5倍，此反应为 3级反应；5若某反应的反应热DrHm100kJmol1，则该正反应的活化能Ea 100kJmol1，如果DrHm100kJmol1，则Ea不能确定100kJmol1.（填、k2时，C的浓度随时间变化的函数可近似写为5.列举分子反应动态学实验技术：交叉分子束技术、红外化学发光、激光诱导荧光（化学激光、光解光谱）6Lindemann单分子反应机理是假定多原子分子被振动激发后（ B）（A）立即分解；（B）有一时滞；（C）发出辐射；（D）引发链反应7已知EClCl243 kJ mol1，EHH436 kJ mol1，用光照引发链反应H2Cl22HCl，所用光的波长为（ B）（A）4.92104m；（B）4.92107m；（C）2.74107m；（D）1.76107m；8. 298.2K时饱和AgCl溶液的电导率为3.41010-4Sm-1。所用水的电导率为1.60010-4 Sm-1，已知298.2K时(Ag+)=0.006192 Sm2mol-1，(Cl)=0.007634 Sm2mol-1，则 AgCl在该温度下的溶度积为：1.71410-10mol2L-29用银电极电解硝酸银溶液通电一段时间后测知阴极上析出1.15g的Ag，并知阴极区溶液中Ag+的总量减少了0.605g，则AgNO3溶液中离子迁移数t(Ag+)0.474t(NO3)0.52610按要求设计合适的电池，写出电池表达式：（1）氢氧燃料电池：；（2）测定HCl溶液的平均活度系数：；11.对于金属Fe的防腐措施中，下列哪一种不能发挥作用（ C）A使Fe与直流电源的负极相连； B.使Fe与直流电源的正极相连 C.使Fe与金属Cu相连； D.使Fe与金属Zn相连12.一含有Ag+,Ni2+,Cd2+(活度均为1)pH=2的溶液，电解时H2以及各金属在阴极析出的先后顺序为：Ag, Ni, H2, Cd13按表面张力的大小顺序排列下面四种液体：汞，苯，蒸馏水，食盐水汞食盐水蒸馏水苯14.在水中滴入几滴油会发现油不溶于水，但若加入少许表面活性剂，可以看到油溶于水中，其原因为：表面活性剂的增溶作用；要使此过程发生，表面活性剂的浓度应大于临界胶束浓度（CMC）15已知某溶质溶于水后，溶液表面张力与活度a的关系为0Aln（1Ba），其中0为纯水表面张力，A、B为常数，则此溶液中溶质的表面过剩量2与活度a的关系为：2ABa/RT(1+Ba)该溶质分子的截面积为RT/LA .16如图，为N2在硅胶上的吸附等温线，该图说明：（A）A.吸附剂表面孔径大，多分子层吸附层数不限；吸附剂与吸附质相互作用强，其吸附热大于气体凝聚热B.吸附剂表面孔径大，多分子层吸附层数不限；吸附剂与吸附质相互作用弱，其吸附热小于气体凝聚热C.吸附剂表面孔径小，多分子层吸附层数有限；吸附剂与吸附质相互作用强，其吸附热大于气体凝聚热D.吸附剂表面孔径小，多分子层吸附层数有限；吸附剂与吸附质相互作用弱，其吸附热小于气体凝聚热17憎液溶胶是（D）的体系，大分子溶液是（ A）体系。A.热力学上稳定、可逆； B.热力学上稳定、不可逆；C.热力学上不稳定、可逆； D.热力学上不稳定、不可逆18.用等量的0.0012 mol dm-3Ba(SCN)2和0.001 mol dm-3K2SO4制得的BaSO4溶胶，其胶团结构式为，电泳实验中其胶粒向负（阴）极移动，欲破坏该溶胶，在电解质K3PO4，Al(NO3)3，MgSO4中，聚沉能力从大到小的顺序为K3PO4MgSO4Al(NO3)3。19.简单解释如下现象：制备碳素墨水时常加入一些阿拉伯胶（一种大分子）：碳素墨水是一种溶胶体系，加入的阿拉伯胶可以吸附在胶粒表面，对溶胶起到保护作用，防止溶胶聚沉a.用渗透压方法测量蛋白质分子量时，需在半透膜另一边加入大量电解质：蛋白质由于电离作用在溶液中产生小分子离子，影响其渗透压，影响其分子量测量，此即唐南效应，在半透膜另一边加入电解质，根据唐南平衡，可以克服这一效应。 b.天空是蓝色的：波长较短的光散射较强，故太阳光通过大气时主要是蓝色光发生散射二、（15分）The reaction 2A(g) = P(g) has a second-order rate law with k = 3.5010-4L mol-1s-1at 300K.(1)Calculate the time required for the concentration of A to change from 0.26 mol L-1to 0.011 mol L-1(2)When the temperature is 330K, the half-life of A was measured to be 114 s, while the initial concentration of A is 0.5 mol L-1. Evaluate the activation energy of the reaction.(3)The collision cross-section of A is 0.90 nm2, the molar mass of A is 60 g mol-1,Calculate the P-factor for the reaction at 300K.(4)Calculate thefor the reaction at 300K.解：（1）由二级反应积分速率方程：，代入相关数据，易知所求时间为： t1.24105s34.5 h（2）二级反应半衰期，代入数据易求得330 K时反应速率常数为： k8.7710-3L mol-1s-1已知300K，330K时反应速率常数，由阿仑尼乌斯方程可求得活化能为：88.38 kJmol-1（3）由碰撞理论，已知活化能，则其阈能EcEa0.5RT87.13 kJmol-1由碰撞理论速率常数计算公式，可得理论值为：8.41108m3mol-1s-18.41105Lmol-1s-1则空间因子（4）因为反应为两分子气相反应故 由知33.15 JK-1mol1三、（10分）链式聚合：从小分子化合物合成高聚物有不同的反应类型，加聚作用是使单体分子一个一个加到正在生长着的聚合物链上去，一般烯类或者烯类衍生物的聚合作用属于这一类型。加聚作用的典型反应机理即为通过自由基反应的链式机理，即链式聚合。链式聚合机理可以表示如下：链引发：链增长： 链终止：该历程中I为引发剂，M为高聚物单体，可近似认为链增长步骤各基元反应速率均相等（1）根据稳态近似方法推导链式聚合反应速率方程，以单体消耗速率表示；（4）引发剂I在反应中是否为催化剂？讨论引发剂的作用，对引发剂应有怎样的要求？（5）对于链反应，反应链长是一个重要参数，也即链引发生成的一个自由基能导致多少个分子发生反应。在链式聚合反应中反应链长即为最终高聚物平均链长。试求算通过链式聚合反应生成的高聚物平均链长。（提示：可通过链增长与链引发步骤反应速率的比值来求算）解：（1）反应速率为：由稳态近似：以上各式相加