物理化学复习题下册.doc

物理化学复习题一、 判断下列说法是否正确（不必改正）1. 金属和电解质溶液都是靠自由电子来导电的。 （ ）2. 恒温下电解质溶液的浓度增大时，其摩尔电导率总是减小的。 （ ）3. 对于基元反应，几分子反应就是几级反应。 （ ）4. 电池反应的可逆热，就是该反应的恒压反应热。 （ ）5. 阿累尼乌斯活化能等于活化分子平均能量与普通分子平均能量之差。（ ）6. 质量作用定律对基元反应和复杂反应都适用。 （ ）7. 对两种不同液体来说，曲率半径相同时，曲面下的附加压力与表面张力成反比。 （ ）8. 朗格缪尔吸附等温式适合于单分子层吸附。 （ ）9吸附平衡即是固体表面不能再吸附气体分子，而被吸附的气体分子也不再脱附。（）10.金属和电解质溶液都是靠自由电子来导电的。（）11. 25 时电极Hg, Hg2Cl2(S) | KCl(1mol/kg) 的电极电势为0.2800 V，这一数值就是甘汞电极的标准电极电势。 ( )12. 化学吸附为单分子层吸附，而且具有选择性。 （ ）13. 表面过剩就是单位面积的表层溶液中所含溶质的物质的量。 ( )14. 物质的比表面吉布斯函数就是单位面积的表面层分子所具有的表面吉布斯函数。（ ）简答下列概念 溶液表面过剩 正吸附 原电池表面张力基元反应二、 填空题1、对于平行反应，一般地说Ea值小的反应，k值随T的变化率 ，升温对Ea值 的反应影响更大。2. 在恒温下，加入催化剂能加快反应速率的原因是由于 ，而升高温度能增加反应速率的原因是由于 。3. 一定温度下，液滴越小，饱和蒸汽压越 ，而液体中气泡越小，泡内液体的饱和蒸汽压越 。（大；小）4. 用导线把电池的两极连接上，理科产生电流，电子的流动是从 极经由导线进入 极的。在电池内部，电解质的正离子通过溶液向 极迁移，并发生 反应，负离子通过溶液向 极迁移，并发生 反应。（负；正；正；还原；负；氧化）5. 链反应由链 、链 和链 三步构成。（引发；传递；终止）6. 电池恒温恒压可逆放电时，吉布斯函数的降低值与该电池所做的电功的关系为 。（相等）7. 列举两种热力学亚稳态（如过饱和溶液），他们是 、 。（过饱和蒸汽；过冷水）8. 阿累尼乌斯公式的微分式为 ；活化能Ea越 ，反应速率收温度的影响越大。9. 在一定温度下，想纯水中加入少量表面活性剂，在此表面活性剂的表面吸附量 零（填“大于”、“等于”或“小于”）10. 已知298K时的标准电极电势E(Fe3+/Fe)= -0.036V; E(Fe2+/Fe)= -0.439V, E(Fe3+/Fe2+)为 V。（0.77）11、反应2O3(g) = 3O2的活化能为117kJmol-1，O3的fHmy为142 kJmol-1，则该反应的反应热为 ，逆反应的活化能为 。（-284；401）12、链反应可分为 反应和 反应。13. 若反应A+2B=Y是基元反应，则其反应速率方程可以写为-dcA/dt = 。14. 二级反应的半衰期与反应物的初始浓度关系为 。15. Langmuir吸附等温式仅适用于 。16. 若某溶液中含KCl 0.1molkg-1, BaCl2 0.2 molkg-1, 该溶液的离子强度 I= 。(0.7)三、 选择题1.电池CuCu+Cu+,Cu2+Pt和CuCu2+Cu2+,Cu+Pt的电池反应均可写作Cu+Cu2+=2Cu+,此电池的 （ ）a） rGm，E均相同 b）rGm相同， E不同 c）rGm，E均不相同 d）rGm不同，E相同 2. 已知某反应为一级反应，则该反应为 （ ）a）基元反应 b）单分子反应 c）复杂反应 d）不能确定3. 双分子反应是 （ ） a. 二级反应 b. 不是二级反应 c. 不一定是二级反应 d.不可能是二级反应4. 某反应的速率常数k=4.6*10-2mil-1，又初始浓度为0.1moldm-3，则该反应的半衰期为 （ ）a. 1/(6.93*10-2*0.12)min b. 15min c. 30min d. 1/(4.6*10-2*0.1)mil5.已知某一反应为一级反应，则该反应为（）a.简单反应 b.单分子反应 c.复杂反应 d.不能确定6. 下列不属于胶体（憎液胶体）的基本特性是 （ D ）A. 高度分散型； B. 聚结不稳定性； C. 多相性； D. 动力稳定性7. 丁达尔（Tyndall）现象是光照射到粒子上发生的 （ B ）A. 反射； B. 散射； C. 透射； D. 折射8. 在溶胶制备的过程中，常常需要净化，其目的是 （ A ）A. 去除制备过程中过多的电解质，以利于溶胶的稳定性；B. 除去制备时其它杂质，以提高溶胶的纯度；C. 除去比溶胶粒子更大的粒子，使分散力度均匀；D. 除去过多的溶剂，以提高溶胶的浓度。9. 某反应的反应物消耗一半的时间正好是反应物消耗1/4的时间的2倍，则该反应的级数是 （ B ）A. 0.5级反应； B. 0级反应； C. 1级反应； D. 2级反应10. 当一反应物的初始浓度为0.04mol/dm3时，反应的半衰期为360s，当初始浓度为0.024mol/dm3时，半衰期为600s，此反应为 （ C ）A. 0级反应； B. 1.5级反应； C. 2级反应； D. 1级反应11. 一级反应完成99.9%所需时间是完成50%所需时间的 （ C ）A. 2倍； B. 5倍； C. 10倍； D. 20倍12. 两一级平行反应A k1 B, A k2 C，下列结论不正确的是 （ C ）A. k总=k1+k2; B. k1/k2 = cB/cC; C. E总= E1+E2; D. t1/2=0.693/(k1+k2)13. 反应A B()； A D（），已知反应的活化能E1大于反应的活化能E2，以下措施中不能改变获得B和D的比例的是： （ B ）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。14. 某一反应在一定条件下最大转化率为30%，在同样条件下，加入催化剂后，其转化率将 （ C ）A. 大于30%； B. 小于30%； C. 等于30%； D. 不确定15. 下列两电池反应的标准电动势分别为E1y和E2y，则两个的关系为 （ B ）（1）1/2H2(py) + 1/2Cl2(py) = HCl(a = 1)(2) 2HCl (a=1) = H2(py) + Cl2(py)A. E1y=2E2y; B. E2y = -E1y; C. E2y = -2E1y; D. E2y = E1y16. 当表面活性物质加入溶剂后，所产生的结果是 （ ）A. d/dc0 正吸附； B. d/dc0 负吸附C. d/dc0 正吸附； D. d/dc0 负吸附四、简答下列各题：1 试比较物理吸附与化学吸附？2 两块平板玻璃在干燥时，叠放在一起，很容易分开，在其间放些水，再叠放在一起，则要使之分开（沿板的法线方向分开）却很费劲。这是什么道理？3.请绘出对消法测电动势的原理图。4. 请将反应Zn(s)+Cu+Zn2+Cu设计成原电池。 5基元反应aA+bBgG+hH、反应物的消耗速率AB及产物的生成速率VG和VH间的关系如何？速率常数KA与KB间有何关系？6.请写出韦斯顿标准电池图式,并写出电池反应与电极反应.7.请将反应H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(l)设计成一个电池.8.请指出反应分子数与反应级数有何区别.9. 已知HH的键能为436kJ/mol，使H2光化学裂解所需照射光的波长是274.4nm，实际上H2的光裂解能需要另一个物质（光敏剂）作为吸收和传递光能，现有Hg(g)及Na(g)，其初始吸收光的波长分别是253.6519nm及330.2988nm，请问何种物质可作为H2光解的光敏剂？答：Hg(g)10. 试讨论温度对一级反应的半衰期有什么影响。答：温度升高一级反应的半衰期减小。11. 什么叫极化作用和超电势？随着电流密度的增加，原电池和电解池的阴阳极上析出电势如何变化？并画出示意图。12. 纯液体、溶液和固体，他们各采用什么方法来降低表面吉布斯函数以能达到稳定状态？若把大小不等的液滴封在以玻璃罩内，隔相当长时间后，估计会出现什么现象？35. 请写出阿累尼乌斯公式、克劳修斯克拉佩龙方程、范特霍夫方程，并对比三个方程找出规律。13.计算298K时在0.1mol/kg的硫酸锌溶液中Zn2+、SO2-4离得的活度与ZnSO4的活度。已知298K时的=0.148.解：b+=b-=0.1mol/kga+=(b+/b)=a-=0.148*0.1=0.0148a(ZnSO4)=0.01482=0.00021914. 已知反应A B 正逆反应均为已级，已知：lgk1s-1=-2000T+4.0lgKc=2000T-4.0反应开始时cA,0=0.5mol/dm3,cB,0=0.05mol/dm3.计算逆反应的活化能。解：Kc=k1/k-1lgKc=lgk1-lgk-1lgk-1=-lgKc+lgk1=-2000/T + 4.0 - 2000/T + 4.0=-4000/T + 8.0dlgk-1/dT = 2.303dlgk-1/dT= 3.303*4000/T2 = Ea,-1/RT2Ea,-1 = 2.303*4000*8.314*10-3 = 76.59(kJ/mol)15. 试为下列反应设计原电池，并写出电动势表达式。 （1）Sn + 2Fe3+(Fe3+) Sn2+(Sn2+) + 2Fe2+(Fe2+) (2) H2(PH2) + 2AgCl(s) 2Ag + 2HCl()解：（1）Sn|Sn2+(Sn2+)|Fe3+(Fe3+), Fe2+(Fe2+)|PtE = EyFe3+, Fe|Pt- Ey Sn2+|Sn-(RT/2F)ln(Sn2+*2Fe2+/2Fe3+)(2)H2(PH2) + 2AgCl(s) 2Ag + 2H+ + 2Cl-原电池图式Pt|H(pH2)|HCl()|AgCl(s)|AgE = EyAgCl(s)|Ag- (RT/2F)ln2H+*2Cl-/(pH2/py) = EyAgCl(s)|Ag- (RT/2F)ln4/(pH2/py)四、 已知反应H2 + I2 2HI的机理为 I2 + M* 2I + M0 H2 + 2I 2HI请推导该反应的速率方程（ M*为高能分子，M0为低能分子）五、计算题：125时、电池Ag|AgCl(s)|HCl(b|)Cl2(g、100Kpa)|Pt的电动势的E=1.136v.电动势的温度系数（ E/ T）p=-5.9510-4vK-1,电池反应为Ag+1/2Cl2(g100Kpa)=AgCl(s)试计算该反应的G、H、S及电池恒温可逆放电时过程的可逆热Qr.2. 某金属钚的同位素进行放射，经14天后，同位素活性降低6.85%，试求此同位素的蜕变速率常数和半衰期。要使同位素活性降低90%需多长时间？3 25时在一电导池中盛有浓度为0.02moldm-3的KCl溶液，测得其电阻为82.4。若在同一电导池中盛以浓度为0.0025moldm-3的K2SO4溶液，测得其电阻326.0。已知25时0.02moldm-3的KCl溶液的电导率为0.2768sm-1。试求：1） 电池常数kcell；2） 0.0025moldm-3的K2SO4溶液的电导率和摩尔电导率。4 在某反应 A B + D 中，反应物A的初始浓度CA0为1moldm-3，出速率vA为0.01molS-1dm-3，如果假定该反应为 零级反应； 一级反应； 二级反应; 2.5级反应；试分别求各不同级数的速率常数kA，标明kA的单位，并求各不同级数的半衰期和反应物A的浓度变为0.1moldm-3所需的时间。5. 298K时N2O5(g)分解反应半衰期t1/2为 5.7h，此值与N2O5起始浓度无关，试求：（1）该反应的速率常数。（2）作用完90%时所需的时间。解：（1）对于一级反应k = ln2/t1/2 = 0.1216 h-1(2) ln1/(1-y) = ktt = (1/k)ln1/(1-y) 18.9 h6. 电池：Zn-Hg | ZnSO4(aq) | PbSO4(s), Pb-Hg的E(298K) = 0.4055V，电池中ZnSO4溶液浓度为5.010-5mol/kg，离子平均活度系数为0.74，写出电池反应并求25时电池的电动势。解：(-) Zn -2e- = Zn2+(+) PbSO2-4 + 2e- = Pb +Zn2+ + SO2-4总反应：Zn + PbSO2-4 = Pb + Zn2+ + SO2-4E = E (RT/2F)ln(aZn2+aSO2-4)= E- (RT/2F)lna2= E- (RT/2F)ln(b/b)2= 0.4055 (0.05916/2)lg (0.745.010-5)2= 0.6677(V)7. 设有等物质量的液体A与液体B混合，反应至1000s时，A反应掉1/2，问至2000s时，未反应的A与A的起始浓度之比（cA/cA,0）是多少？（1）假定为A的一级反应；假定单分子A与单分子B的二级反应。解：（1）-dcA/dt = kAcAt1/2 = 1000 = ln2/kAkA = 0.69310-3s-1cA = cA, 0 e-kAtcA/cA,0= e-kAt = 0.25(2) dcA/dt = kAcAcB = cA2积分得：1/cA = 1/cA,0 + kAtt1/2 = 1/(kAcA,0)kA = 1/(t1/2cA,0) = 10-3/cA,0 (dm3 mol-1 s-1)1/cA = 1/cA,0 + (10-3/cA,0) 2000 = 3/cA,0cA/cA,0 = 0.338. 某药物的分解为一级反应，速率常数与温度的关系为：lnk/h-1=-8938T/K+20.400（1） 求30时的速率常数；（2）若此药物分解30%即无效，问在30时保存，有效期为多少？（3）预使有效期延长至2年以上，保存温度不能超过多少？解：（1）lnk = -8938/303 + 20.400 = -9.10k = 1.1210-4 h-1(2)cA = cA,0e-kt 0.70cA,0 = cA,0 e-ktt = 3.18103h(3)0.70cA,0 = cA,0 e-kt将t/=365*24*2 = 17520 h 代入，解得：k/ = 2.0410-5 h-1lnk/ = -8938/T/ + 20.400T/= 286K9. 某一级分解反应，在600K时，K=5.1610-4s-1，在900K时8min已有80%的反应物进行反应，求反应的活化能。解：900K时cA = cA,0 e-kt0.2cA,0 = cA,0e-ktk=3.3510-3s-1ln(k/k)=-(Ea/R)(1/T/ - 1/T)Ea = 2.8010-4(J)10. N2O5分解反应为一级反应，其反应速率常数k=4.8010-4s-1，请问该反应的半衰期为多少？当初始压力p0=66.66kPa，反应开始（1）10s，（2）10min后总压力pt分别为多少？解：t1/2 = ln2/k = 1.44*103(s) N2O5 = N2O4（g）+ 1/2 O2(g) t= 0 p0 0 0t= t p0-x x 0.5x pt = p0 + 0.5x由一级反应动力学方程得：p0 x = p0e(-kt)(1) t = 10s时 x = p01-e(-kt) = 66.66*1- exp(-4.8*10-4*10) = 0.319kPa pt = 66.66 + 0.5*0.319 = 66.28(kPa)(2) t =600s时 x = p0 1-exp(-kt)= 66.66*1-exp(-4.8*10-4*600)= 16.68(kPa)Pt= 66.66+ 0.5*16.68=75.00(kPa)11. 在300K时，鲜牛奶大约5h变酸，但在275K的冰箱中可保持50h，计算牛奶变酸反应的活化能。（提示：牛奶变酸反应的速率常数与变酸的时间的关系为：k2/k1=t1/t2）解：k2/k1 = t1/t2lg(k2/k1)= -(Ea/2.303R)*(1/T2-1/T1)ln(50/5) = (Ea/2.303*8.314)*(1/275-1/300)Ea=6.32*104J/mol12. 电池：Zn-Hg | ZnSO4(aq) | PbSO4(s), Pb-Hg的E(298K) = 0.4055V，电池中ZnSO4溶液浓度为5.010-5mol/kg，离子平均活度系数为0.74，写出电池反应并求25时电池的电动势。13、298K时，电池Pt|H2(100kPa)|HCl(b=0.1molkg-1)|AgCl(s)|Ag的电池电动势为0.3522V。求反应：H2(g)+ 2AgCl(s) = 2Ag + 2H+ + 2Cl-在298K时的标准平衡常数。已知0.1molkg-1 |HCl的=0.798。解：0.1molkg-1 |HCl的a=b/by=0.798*0.1=0.0798 E = Ey (RT/2F)ln(a+*a-)2= Ey (2RT/F)ln aEy = E +(2RT/F)ln a= 0.2223VKy = exp(ZFEy/RT) = 3.28*10814、例7.8.1将碱性氢电极和酸性氢电极组成如下电池， Pt|H2