武科大物理化学(二)习题册.pdf

学院 专业班级 姓名 学号 第七章第七章 电电 化化 学学 7 1 电解质溶液的导电机理及法拉第定律电解质溶液的导电机理及法拉第定律 1 在电化学中 凡进行氧化反应的电极 皆称为 极 凡进行还原反应的电极 皆称为为 极 电势高的为 极 电势低的为 极 2 在 KOH 水溶液中 使用二个铂电极进行水的电解 当析出 1 mol 氢气和 0 5 mol 氧气 时 需要通过的电量是 C A 96485 B 144727 5 C 192970 D 385940 7 3 电导 电导率和摩尔电导率电导 电导率和摩尔电导率 1 298K时NaCl NaOH 和NH4Cl 的无限稀释摩尔电导率 m 分别为 0 01086 0 02172 和 0 01298 S m2 mol 1 则 m NH3 H2O 2 P47 习题 7 7 已知 25 oC时 0 02 mol dm 3 KCl溶液的电导率为 0 2768 S m 1 一电导池 中充以此溶液 在 25oC时测得其电阻为 453 在同一电导池中装入同样体积的质量浓 度为 0 555 g dm 3的CaCl2溶液 测得电阻为 1050 计算 1 电导池系数 2 CaCl2溶液的电导率 3 CaCl2溶液的摩尔电导率 1 学院 专业班级 姓名 学号 3 P48 习题 7 13 已知 25 oC时AgBr s 的溶度积Ksp 6 34 10 13 利用教材表 7 3 2 中的 数据计算 25 oC时用绝对纯的水配制的AgBr饱和水溶液的电导率 计算时要考虑水的电导 率 参考习题 7 12 7 4 电解质的平均离子活度因子及德拜电解质的平均离子活度因子及德拜 休克尔极限公式休克尔极限公式 1 0 3 mol kg 1的Na3PO4的离子强度等于 2 在 298 15K时 浓度为 0 005mol kg 1的ZnCl2水溶液的离子平均活度系数是 3 等体积的 0 05mol kg 1的LaCl3水溶液及 0 05 mol kg 1的NaCl水溶液混合后 溶液的离子 强度 4 温度和浓度相同的NaCl MgCl2 MgSO4的稀溶液 其离子平均活度系数大小的关系 是 5 质量摩尔浓度为b的Na3PO4溶液 平均活度系数为 则电解质的活度为 A aB 4 b b 4 4 B aB 4 b b 4 C aB 27 b b 4 4 D aB 27 b b 4 6 AlCl3水溶液中活度a AlCl3 与其平均活度a 的关系为 a AlCl3 7 K4Fe CN 6溶液的离子强度I与其质量摩尔浓度b的关系为 2 学院 专业班级 姓名 学号 7 5 可逆电池及其电动势的测定可逆电池及其电动势的测定 1 利用对消法测定可逆电池的电动势时 主要为了 A 简便易行 B 减少标准电池的损耗 C 消除电极上的副反应 D 在可逆情况下测定电池电动势 2 下列说法不属于可逆电池特征的是 A 通过的电流无穷小 B 电池所对应的反应 rm G 0 C 电池内化学反应可逆 D 电池的工作过程为热力学可逆过程 7 6 原电池热力学原电池热力学 1 原电池在等温等压可逆的条件下放电时 其在过程中与环境交换的热量为 A H B G C T S D 无法确定 2 在一定的温度下 为使电池 Pb a1 Hg齐 PbSO4溶液 Pb a2 Hg齐的电动势E为正值 则必须使Pb Hg齐中Pb的活度a1 a2 A 大于 B 等于 C 小于 D 无法确定 3 1 Zn 2H a 1 Zn2 a 1 H2 p 2 1 2 Zn H a 1 1 2 Zn2 a 1 1 2H2 p 将反应 1 2 设计成原电池 表示为 此二电池的E rGm及K 之间关系为 4 P48 习题 7 19 电池Pb PbSO4 s Na2SO4 10H2O饱和溶液 Hg2SO4 s Hg 在 25 oC时电动势为 0 9647 V 电动势的温度系数为 1 74 10 4 V K 1 1 写出电池反应 2 计算 25 oC时该反应的 rSm r m rGm 及电池恒温可逆放电时该反应的Qr m 3 学院 专业班级 姓名 学号 5 P48 习题 7 20 电池 Pt H2 100kPa HCl a Hg2Cl2 s Hg l 已知电池电动势E与温度T的关系为 E V 0 0694 1 881 10 3 T K 2 9 10 6 T K 2 1 分别写出该电池的电极反应式和电池反应式 2 计算 25 oC时 该电池的电动势E 及电动势的温度系数 p ET 3 计算 25 oC z 1 时 该电池反应的 rSm r m rGm 及电池恒温可逆放电时该 反应过程的热Qr m 6 P49 习题 7 21 电池 Ag s AgCl s KCl溶液 溶液 Hg2Cl2 s Hg l 已知 z 1 时此电池反应的 r m 298K 5 4 kJ mol 1 各物质的标准熵为 Ag s AgCl s Hg l Hg2Cl2 s m 1 1 298K J molK SB 42 55 96 2 77 4 195 8 1 分别写出该电池的电极反应式和电池反应式 2 计算 25 oC z 1 时 该电池反应的 rSm及 rGm 3 计算 25 oC 时 该电池的电动势E 及电动势的温度系数 p T E 4 学院 专业班级 姓名 学号 7 P49 习题 7 24 写出下列各电池的电池反应 并写出以活度表示的电动势公式 1 Pt H2 p H2 HCl a HCl Hg2Cl2 s Hg l 2 Zn Zn2 a Zn2 Sn4 a Sn4 Sn2 a Sn2 Pt 8 P50 习题 7 27 写出下列电池的电极反应 电池反应和电动势的计算式 Ag AgCl s Cl b 1 Cl b 2 AgCl s Ag 9 P50 习题 7 30 电池 Pt H2 g 100kPa HCl b HCl 0 1 mol kg Cl2 g 100kPa Pt 在 25 oC时电动势为 1 4884 V 试计算HCl溶液中HCl 的平均离子活度因子 5 学院 专业班级 姓名 学号 10 某化学反应 在等温 等压 298K 101325Pa 下 于普通反应器内放热 62 58kJ 若 将反应安排在相同温度和压力下的可逆电池中进行 则吸热 6258J 求 1 该化学反应的 rSm 2 该反应在普通容器内进行时环境的熵变及总熵变 3 体系可能作的最大功 7 7 电极电势和液体接界电势电极电势和液体接界电势 1 已知 25 oC时 E Fe3 Fe2 Pt 0 77V E Sn4 Sn2 Pt 0 15V 今有一电池 其 电池反应为 2 Fe3 Sn2 Sn4 2 Fe2 则该电池的标准电动势E A 1 39V B 0 62V C 0 92V D 1 07V 2 P51 习题 7 39 已知 25 C 时 3 FeFe0 036 VE 3 2 FeFe0 770 VE Pt 则 25 C 时 2 FeFeE 3 利用能斯特方程计算 判断下列反应在 25 oC自发进行的方向 Fe2 Ce4 Fe3 Ce3 已知 E Fe3 Fe2 Pt 0 770 V E Ce4 Ce3 Pt 1 61 V a Fe2 2 a Fe3 a Ce4 1 2 a Ce3 6 学院 专业班级 姓名 学号 4 P49 习题 7 26 写出下列电池的电池反应 应用表 7 7 1 的数据计算 25 oC时下列各 电池的电动势 各电池反应的摩尔Gibbs函数变及标准平衡常数 并指明的电池反应能否 自发进行 Cd Cd 2 a Cd 2 0 01 Cl a Cl 0 5 Cl 2 g 100kPa Pt 7 9 原电池设计举例原电池设计举例 1 将反应AgCl s IAgICl 设计成电池 表达式为 2 P51 习题 7 36 将下列反应设计成原电池 并应用表 7 7 1 的数据计算 25 C 时电池反 应的 及 rm G K 2 2AgH g 2Ag2H 7 学院 专业班级 姓名 学号 3 P51 习题 7 38 1 试利用水的摩尔生成 Gibbs 函数计算在 25 C 于氢 氧燃料电池中 进行下列反应时电池的电动势 1 222 H g 100kPa O g 100kPa H O l 2 2 应用表 7 7 1 的数据计算上述电池的电动势 3 已知 rHm 285 83 kJ mol 1 计算 25 C时上述电池电动势的温度系数 4 P51 习题 7 40 已知 25 C时AgBr的溶度积Ksp 4 88 10 13 2 BrBr l Pt1 065VE 试计算 25 C时 AgAg0 7994 VE BrAgBr s Pt E 1 银 溴化银电极的标准电极电势 2 AgBr s 的标准生成吉布斯函数 8 学院 专业班级 姓名 学号 7 11 极化作用极化作用 1 不论是电解池还是原电池 极化的结果都将使阳极电势 A 变大变大 B 变小 C 不发生变化 D 变化无常 2 随着电流密度的增加 原电池的端电压 A 不变 B 减少 C 增加 D 不确定 3 298K 0 1 moldm 3的HCl溶液中氢电极的热力学电势为 0 06 V 电解此溶液时 氢在 铜电极上的析出电势 E H2 A 大于 0 06 V B 等于 0 06 V C 小于 0 06 V D 不确定 7 12 电解时的电解反应电解时的电解反应 1 电解金属盐的水溶液时 在阴极上 A 标准电极电势最大的反应愈容易析出 B 标准电极电势最小的反应愈容易析出 C 极化电极电势最大的反应愈容易析出 D 极化电极电势最小的反应愈容易析出 2 电解金属盐的水溶液时 在阳极上 A 标准电极电势最大的反应愈容易析出 B 标准电极电势最小的反应愈容易析出 C 极化电极电势最大的反应愈容易析出 D 极化电极电势最小的反应愈容易析出 3 通电于含有Fe2 Ca2 Zn2 Cu2 的电解质溶液中 已知 298K时 Cu2 Cu 0 337 V Fe2 Fe 0 4402 V Ca2 Ca 2 866 V Zn2 Zn 0 7678 V 若 不 考 虑 电 极 极 化 作 用 在 碳 棒 电 极 上 金 属 析 出 的 次 序 是 9 学院 专业班级 姓名 学号 第十章第十章 界面现象界面现象 10 1 界面张力界面张力 一 填空题一 填空题 1 比表面 Gibbs 函数可以表示为 B nPT S A H 10 B nPT S A A B nVS S A U B nPT S A G 2 温度升高 大多数物质的气液界面表面张力会 升高或降低 到临界 温度时 气液界面张力 0 或 4 已知1000时 界面张力 K 1 23 Al Osg1N m 1 Ag lg0 92N m 1 23 Ag lAl Os1 77N m 则1000时 液态银滴在K 23 Al Os表面上的接触角 是 33 2 46 5 101 2 146 8 学院 专业班级 姓名 学号 二 计算题二 计算题 1 P191 习题 10 3 293 15K时 乙醚 水 乙醚 汞及水 汞的界面张力分别为 0 379 1 0 0107N m 1 N m 及 1 0 375N m 若在乙醚与汞的界面上滴一滴水 试求 其润湿角 2 P192 习题 10 10 已知时 水 空气的表面张力为 汞 水间的 表面张力为 293K 1 0 0728N m 1 0 375N m 汞 空气的表面张力为 1 0 483N m 用计算判断 水能否在汞的表面上铺展开 汞能否在水的表面上铺展开 15 学院 专业班级 姓名 学号 10 5 溶液表面溶液表面 一 填空题一 填空题 1 溶液表面的吸附与固液表面的吸附 相同 或不同 是通过 吸附其它物质 或溶质在表面和内部的重新排列 降低表面张力 2 溶质对水的表面张力的作用分三类 第一类 表面惰性物质 加入水中 能使水的 表面张力 第二类 表面活性物质 能使水的表面张力 第三类 表面活性剂 能使水的表面张力显著 升高 降低 或不变 3 二元溶液及其溶剂的比表面自由能分别为 和 0 已知溶液的表面过剩 则 0 0 0 不能确定 4 已知某溶质溶于水后 溶液表面张力 与活度的关系为 a baA 1ln 0 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 与活度的关系 为 a 16 baRT Aa 1 baRT Aba 1 baRT Aba 1 baRT ba 1 5 在29时 正 丁 醇 水 溶 液 表 面 张 力 对 正 丁 醇 浓 度 作 图 其 斜 率 为 正丁醇在浓度为 0 1 mol kg 8K 11 0 103N mmolkg 1 时的表面过剩 为 6 时 乙醇水溶液的表面张力298K 与活度的关系如下 14 N m0 0725 0 102 0 10aa 42 则活度为 0 5 的溶液的表面过剩 7 植物的叶子一般是憎水性的 所以在配制农药时常常要加 以增 加药液对植物表面的润湿程度 使药液能在植物叶子上铺展 8 已知某溶质在水面上产生单分子层吸附 其饱和吸附量为 62 m 5 393 10 mol m 则该溶质分子的横截面积为 m a 9 表面活性剂的结构一般 是 常见的用途 有 二 计算题二 计算题 学院 专业班级 姓名 学号 17 298K 1 P194 习题 10 19 时 将少量的某表面活性物质溶解在水中 当表面吸附达 到平衡后 用一很薄的刀片快速地刮去已知面积的表面薄层 测得该活性物质的吸附量 为 已知时 纯水的表面张力为 62 3 10 mol m 298K 1 0 72mN m 假设该稀溶 液的表面张力与溶液的浓度呈线性关系 试计算该浓度下溶液的表面张力 学院 专业班级 姓名 学号 第十一章第十一章 化学动力学化学动力学 11 1 化学反应的反应速率及速率方程化学反应的反应速率及速率方程 1 反应A 3B 2Y 各组分的反应系数关系为 kA kY kB B kY 2 某反应的速率方程为 dc COCl2 dt kc COCl2 c Cl2 1 2 此反应 为 A 1 5 级反应 双分子反应 B 1 5 级反应 不存在反应分子数 C 1 5 级反应 单分子反应 D 不存在反应级数与反应分子数 3 动力学研究中 任意给定的化学反应 A B 2D A 表明为二级反应 B 表明是双分子反应 C 表示了反应的计量关系 D 表明为基元反应 4 已知某反应的级数为一级 则可确定该反应一定是 A 简单反应 B 单分子反应 C 复杂反应 D 上述都有可能 5 基元反应 A 2Y k A是与A的消耗速率相对应的速率系 常 数 则有 A d d Y AA c t k c B d d Y c t 2kAcA C d d Y c t 1 2 kAcA D d d Y c t kAcA2 11 2 速率方程的积分形式速率方程的积分形式 1 P288 习题 11 1 反应SO2Cl2 g SO2 g Cl2 g 为一级气相反应 320 C时k 2 2 10 5 s 1 则在 320 C加热 90 min SO2Cl2的分解分数为 2 P288 习题 11 2 某一级反应 A B 的半衰期为 10 min 则 1h 后剩余 A 的分数 为 3 P288 习题 11 3 某一级反应 反应进行 10 min后 反应物反应掉 30 则其反应速率 常数k 则半衰期t 1 2 4 某反应A Y 其速率系 常 数kA 6 93 min 1 则该反应物A的浓度从 0 1 mol dm 3变 到 0 05 mol dm 3所需时间是 A 0 2min B 0 1min C 1min D 2min 5 25 时反应 2D P的速率常数kD 0 25 mol 1 dm3 s 1则反应级数为 6 某反应物反应掉 3 4 所需时间是反应掉一半所需时间的 3 倍 则此反应是 级反应 A 零 B 一 C 二 二 D 不确定 7 反应A B 实验测定A的浓度 cA 与时间 t 成线性关系 该反应的级数为 A 零 B 一 C 二 二 D 不确定 18 学院 专业班级 姓名 学号 8 某反应的速率常数为 2 31 10 2 s 1 dm3 mol 1 又初始浓度为1 0 mol dm 3 则反应的半 衰期t1 2为 A 43 29 s B 15 s C 30 s D 21 65 s 9 某反应中 其反应物消耗掉 7 8 所需要时间是它反应掉 3 4 所需时间的 1 5 倍 则该反 应的级数为 A 零级 B 一级 C 二 二级 D 三 三级 10 某一级反应A B 使A的浓度改变1 5 需4s 则反应的半衰期为 A 12 42 s B 15 53 s C 4 14 s D 6 21 s 11 应A 3B2Y 其经验速率方程为 dcA dt k c cB2 当c 0 c 0 1 3 时 速率方 程可简化为 dcA dt k cA3 则k k 12 P290 习题 11 12 已知反应H2 I2 2HI的k HI 80 2 dm3 mol 1 min 1 k I2 13 P292 习题 11 23 在 500 C 及初压为 101 325 kPa 时 某碳氢化合物的气相分解反应 的半衰期为 2 s 若初压降为 10 133 kPa 则半衰期增加为 20 s 求速率常数 19 学院 专业班级 姓名 学号 20 14 P289 习题 11 7 偶氮甲烷分解反应 CH3NNCH3 g C2H6 g N2 g 为一级反应 287 C时 一密闭容器中CH3NNCH3 g 初始压力为 21 332 kPa 1000 s后总压为 22 732 kPa 求k 及t 1 2 15 P289 习题 11 9 某一级反应 A 产物 初始速率为 1 10 3 mol dm 3 min 1 1 h后 速率为 0 25 10 3 mol dm 3 min 1 求k t1 2和初始浓度cA 0 学院 专业班级 姓名 学号 21 16 P289 习题 11 10 现在的天然铀矿中238U 235U 139 0 1 已知238U的蜕变反应的速 率常数为 1 52 10 10 a 1 235U的蜕变反应的速率常数为 9 72 10 10 a 1 问在 20 亿年 2 109 a 前 238U 235U等于多少 a是时间单位年的符号 学院 专业班级 姓名 学号 22 22 28848 O2Mo CN 2SO2Mo CN 4 3 17 P291 习题 11 18 溶液反应 S 的速率方程为 8 2 288 Mo CN S OMo CN d k dt 4 4 20 C 反应开始时只有两反应物 其初始浓度依次为 0 01 mol dm 0 02 mol dm 反应 26 h后 测得 3 8 Mo CN 0 01562 mol dm 4 求k 学院 专业班级 姓名 学号 11 3 速率方程的确定速率方程的确定 1 反应 CO g Cl2 g COCl2 g 实验测得其反应速率方程为 dc COCl2 dt k c Cl2 n c CO 当温度及CO浓度维持不变而使Cl2浓度增至原来的 3 倍时 反应速率加快到原来的 5 2 倍 则Cl2的分级数n为 2 P292 习题 11 25 在一定条件下 反应 H2 g Br2 g HBr g 符合速率方程的一般 形式 即 12 nn 22 HBr HBrHBr d k dt 3 n 请根据下列实验数据 分别确定该反应对各反应物的级数n1 n2 n3 序号 H2 mol dm 3 Br2 mol dm 3 HBr mol dm 3 反应速率 1 0 1 0 1 2 v 2 0 1 0 4 2 8 v 3 0 2 0 4 2 16 v 4 0 1 0 2 3 1 88 v 23 学院 专业班级 姓名 学号 11 4 温度对反应速率的影响 活化能温度对反应速率的影响 活化能 1 当温度由 27 升高到 37 时 某反应的速率系 常 数增加一倍 则该反应的活化能 Ea 2 某个反应 其正反应活化能为逆反应活化能的 2 倍 反应时吸热120 kJ mol 1 则正反 应的活化能为 A 120 kJ mol 1 B 240 kJ mol 1 C 360 kJ mol 1 D 60 kJ mol 1 3 若两个反应的活化能E1 E3 为有利于产物Z的生成 原则上选择 A 维持温度不变 B 降低温度 C 不确定 D 升高温度 3 连串反应 12 AY kk Z 它的两个反应均为一级的 t时刻A Y Z三种物质的 浓度分别为cA cY cZ 则dcY dt m 4728 J mol 1 E 1 77 983 kJ mol 1 4 反应 CO2 H2O H2CO3 已知 U 则逆反应的活化能Ea 1 kJ mol 1 26 学院 专业班级 姓名 学号 6 测得 18 时反应 葡萄糖 葡萄糖 k1 0 00415 min 1 又知反应的 平衡常数K 0 557 则k 1 6 测得 18 时反应 葡萄糖 葡萄糖 k1 0 00415 min 1 又知反应的 平衡常数K 0 557 则k 1 k1 k 1 7 关于平行反应 下列描述中哪一点是不正确的 A k1 和 k2 比值不随温度而改变 A B C k1 k2 B 反应的总速率等于两个平行的反应速率之和 C 反应产物B和C的量之比等于两个平行反应的速率比 D 反应物消耗的速率主要决定于反应速率大的一个反应 8 P294 习题 11 34 反应 A g B g C g 中 k 1和k 1 在 25 C时分别为 0 2 s 1和 3 9477 10 3 MPa 1 s 1 在 35 C时二者皆增为 2 倍 试求 k 1 k1 1 25 C 时的标准平衡常数 2 正 逆反应的活化能 3 反应热 27 学院 专业班级 姓名 学号 28 9 P295 习题 11 42 对于两平行反应 若总反应的活化能为 E 试证明 1122 12 k Ek E kk E A B C k1 k2 11 6 复合反应速率的近似处理法复合反应速率的近似处理法 1 已知某复合反应的反应历程为 A B B DZ 则 B 的浓度随时间的变 化率 k2 d d B c t 是 k 1 k1 学院 专业班级 姓名 学号 2 P295 习题 11 43 求具有下列机理的某气相反应的速率方程 A B 2 BCD k 29 B 为活泼物质 可运用稳态近似法 证明此反应在高压下为一级 低压下为二级 3 P296 习题 11 46 若反应 3 HNO2 H2O 2NO NO3 的机理如下 求以v NO3 表示的速率方程 1 222 2HNO NO NOH O K 快速平衡 2 224 2NO N O K 快速平衡 k 1 k1 3 3 2422 N O H OHNOHNO k 慢 4 P295 习题 11 45 反应 H2 Cl2 2HCl 的机理为 学院 专业班级 姓名 学号 30 Cl2 M 1 k 2Cl M Cl H2 2 k HCl H Cl2 H 3 k HCl Cl 2Cl M 4 k Cl2 M 假设对 Cl 及 H 可作稳态近似 试证明 1 2 1 2 22 HCl1 2H 4 2 dck kc dtk Cl c 并给出表观活化能 E 与各基元反应活化能间的关系式 学院 专业班级 姓名 学号 31 第第 12 章章 胶体化学胶体化学 12 1 胶体系统的制备胶体系统的制备 12 2 胶体系统的光学性质胶体系统的光学性质 12 3 胶体系统的动力性质胶体系统的动力性质 1 对于分散系统 如果按照分散相粒子的大小来区分 则粒子大小为 时 称为真 溶液 粒子大小为 时 称为胶体系统 粒子大小为 时 称为粗分 散系统 2 溶胶是热力学 系统 动力学 系统 而大分子溶液是热力学 系统 动力学 系统 3 瑞利 Rayleigh 在研究散射作用后得出 对于单位体积的被研究系统 散射光的强度与 入射光波长的 次方成 比 因此 入射光的波长愈 散射光愈强 4 1 在晴朗的白昼 天空呈蔚蓝色的原因是 2 日出和日落时 太阳呈鲜红色的原因是 A 蓝光波长短 透射作用显著 B 蓝光波长短 散射作用显著 C 红光波长长 透射作用显著 D 红光波长长 散射作用显著 12 4 溶胶系统的电学性质溶胶系统的