00-2011级化工平考(1)试卷与答案.doc

2011 级化学工程与工艺专业物理化学课程 (1) 评测试卷与参考答案一、 选择题（每题2分，共20题，40 分）1. 用同一电导池分别测定浓度为 0.01 molkg-1和 0.1 molkg-1的两个电解质溶液，其电阻分别为 1000 W 和 500 W，则它们依次的摩尔电导率之比为; ( ) (A) 1 : 5 (B) 5 : 1 (C) 10 : 5 (D) 5 : 10 2. CaCl2 摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是： ( ) (A) L(CaCl2) = lm(Ca2+) + lm(Cl-) (B) L(CaCl2) = lm(Ca2+) + lm(Cl-) (C) L(CaCl2) = lm(Ca2+) + 2lm(Cl-) (D) L(CaCl2) = 2 lm(Ca2+) + lm(Cl-) 3. 298 K时， 0.005 molkg-1 的 KCl 和 0.005 molkg-1 的 NaAc 溶液的离子平均活度系数分别为 g ,1和 g ,2,则有: ( ) (A) g ,1= g ,2 (B) g ,1 g ,2 (C) g ,1 g ,2 (D) g ,1 g ,2 4. 0.1 molkg-1 氯化钡水溶液的离子强度为： （ ） (A) 0.1 molkg-1 (B) 0.15 molkg-1 (C) 0.2 molkg-1 (D) 0.3 molkg-1 5. 下列对原电池的描述哪个是不准确: ( ) (A) 在阳极上发生氧化反应 (B) 电池内部由离子输送电荷 (C) 在电池外线路上电子从阴极流向阳极 (D) 当电动势为正值时电池反应是自发的 6. 一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁箱的寿命，选用哪种金属片为好？ ( ) (A) 铜片 (B) 铁片 (C) 镀锡铁片 (D) 锌片7. 298 K时,反应为 Zn(s)Fe2+(aq)Zn2+(aq)Fe(s) 的电池的 E$为 0.323 V, 则其平衡常数 K$为： ( ) (A) 2.89105 (B) 8.461010 (C) 5.53104 (D) 2.35102 8. 已知 f$ (Fe2+/Fe) = -0.4402 V , f$ (Cd2+/Cd) = -0.4029 V，将金属铁粉和镉粉丢入含Fe2+(0.1 molkg-1) 和Cd2+(0.001 molkg-1) 的溶液中，铁粉和镉粉是否会溶解 ： ( ) (A) 铁粉和镉粉皆会溶解 (B) 铁粉和镉粉皆不会溶解 (C) 铁粉溶解、镉粉不溶 (D) 镉粉溶解、铁粉不溶 9. 已知 f$ (Zn2+,Zn)0.763 V, 则下列电池反应的电动势为： Zn(s)2 H+(a=1)Zn2+(a=1)H2(p$) ( ) (A) -0.763 V (B) 0.763 V (C) 0 V (D) 无法确定 10. 电极 Tl3+,Tl+/Pt 的电势为f1.250 V,电极 Tl+/Tl 的电势 f-0.336 V则电极 Tl3+/Tl 的电势 f为: ( ) (A) 0.305 V (B) 0.721 V (C) 0.914 V (D) 1.568 V 11. 在298 K将两个 Zn(s)极分别浸入 Zn2+ 活度为0.02和0.2的溶液中, 这样组成的浓差电池的电动势为： ( ) (A) 0.059 V (B) 0.0295 V (C) -0.059 V (D) (0.059lg0.004) V 12. 离子电迁移率的单位可以表示成 ( ) (A) ms-1 (B) ms-1-1 (C) m2s-1-1 (D) s-1 13. 在其它条件不变时，电解质溶液的摩尔电导率随溶液浓度的增加而: ( ) (A) 增大 (B) 减小 (C) 先增后减 (D) 不变 14. 下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律, 其中表示原电池阳极的是： ( ) (A) 曲线1 (B) 曲线2 (C) 曲线3 (D) 曲线415. 电解金属盐的水溶液时, 在阴极上 ： ( ) (A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出 (B) 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出 (C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出 (D) 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出 16. LiCl 的无限稀释摩尔电导率为 115.0310-4 Sm2mol-1，在 298 K 时，测得 LiCl 稀溶液中 Li+ 的迁移数为 0.3364，则 Cl- 离子的摩尔电导率 lm(Cl-)为： （ ） (A) 76.3310-4 Sm2mol-1 (B) 113.0310-4 Sm2mol-1 (C) 38.7010-4 Sm2mol-1 (D) 76.33102 Sm2mol-117. 有 4 个浓度都是 0.01 molkg-1 的电解质溶液, 其中平均活度系数最大的是： ( ) (A) KCl (B) CaCl2 (C) Na2SO4 (D) AlCl3 18. 某电池电动势与温度的关系为： E/V = 1.01845 - 4.0510-5 (t/ - 20) - 9.510-7(t/ - 20)2 , 298 K 时，电池可逆放电 ，则： ( ) (A) Q 0 (B) Q 0 (C) Q = 0 (D) 不能确定 19.将反应 H+ OH- H2O 设计成可逆电池，选出下列电池中正确的一个 ( ) (A) PtH2H+(aq)OH-O2Pt (B) PtH2NaOH(aq)O2Pt (C) PtH2NaOH(aq)HCl(aq)H2Pt (D) PtH2(p1)H2O(l)H2(p2)Pt 20. 当发生极化现象时，两电极的电极电势将发生如下变化： ( ) (A) f平，阳 f阳 ； f平，阴 f阴 (B) f平，阳 f阳 ； f平，阴 f阴 (C) f平，阳 f阳 ； j平，阴 f阴 (D) f平，阳 f阳 ； f平，阴 f阴二、填空题 ( 每题2分，共10分 ) 1. 将反应 Sn2+ + Pb2+ = Sn4+ + Pb，设计成可逆电池反应,则电池表示式为 PtSn2+,Sn4+ Pb2+Pb 。 2. 浓度为 m 的 Al2(SO4)3 溶液，其正、负离子的活度系数分别用 g + 和 g - 表示，则其g = ( g+2g-3) 1/5 ；a = (108g+2g-3)1/5 m/m 。3. 超电势测量采用的是三电极体系, 即研究电极、辅助电极和参比电极, 其中辅助电极的作用是_提供电流, 使研究电极极化, 参比电极的作用是_测量研究电极的超电势值_。 4. Debye - Huckel 极限公式为lgg = -A Z+ Z- I1/2 ，适用条件是极稀溶液。 5. 电池 Pb(s)H2SO4(m)PbO2(s)，作为原电池时，负极是 PbH2SO4(m) ，正极是 PbO2H2SO4(m) ；作为电解池时，阳极是 PbH2SO4(m) ，阴极是 PbO2H2SO4(m) 。三、计算题 ( 每题10分，5题 共50分 )1. 已知 298 K 时 0.0 5moldm-3 CH3COOH溶液的电导率为 3.6810-2 Sm-1，计算CH3COOH 的解离度a 及解离常数 K 。 （已知:l(H+) = 349.8210-4 Sm2mol-1，l(CH3COO-) = 40.910-4 Sm2mol-1） 答 Lm(HAc) = k(HAc)/c(HAc) = 7.3610-4 Sm2mol-1 L(HAc) = l(H+) + l(Ac-) = 3.907210-2 Sm2mol-1 a= Lm/L = 0.01884 K = (c/c$)a2/(1-a) = 1.80910-5 2. 某浓度为 0.1 moldm-3 的电解质溶液在 300K 时测得其电阻为 60 W, 所用电导池电极的大小为 0.85 cm1.4 cm , 电极间的距离为 1 cm。试计算: (1) 电导池常数 K； (2) 溶液的电阻率 ；(3) 溶液的电导率； (4) 溶液的摩尔电导率。 答 (1) K电池 = l / A = 84.0 m-1 (2) r = R A/l = 60 W / 84.0 m-1 = 0.714 Wm (3) k= G l/A = 1/60 W84.0 m-1=1.4 Sm-1 (4) Lm= k/ c = 1.4 Sm-1/ 0.1103 molm-3= 1.410-2 Sm2mol-1 3. 电池 Cu(s)CuAc2(0.1 molkg-1)AgAc(s),Ag(s)，在 298 K 时，电动势E = 0.372 V，当温度升至 308 K 时，E = 0.374 V，已知 298 K 时, (Ag+,Ag) = 0.800 V， (Cu2+,Cu) = 0.340 V , (AgAc,Ag) = 0.6413 V。 (A) 写出电极的反应和电池反应； (B) 298 K 时，当电池可逆地输出2 mol电子的电荷量时，这时 DrGm、DrHm、DrSm 为多少？答 (1) （-）Cu(s) Cu2+ (0.1 molkg-1)+2e- （+）2AgAc(s) +2e- 2Ag + 2Ac-(0.2 molkg-1)电池反应：Cu(s) + 2AgAc(s) Cu2+ (0.1 molkg-1) + 2Ag + 2Ac-(0.2 molkg-1) (2) （E/T）=(0.374-0.372)/(308-298)VK-1=2.010-4 VK-1 DrGm= -zEF = -20.372V96500 Cmol-1 = -71.80 kJmol-1 DrSm= zF(E/T)p= 296500 Cmol-1 2.010-4 VK-1= 38.6 JK-1mol-1 DrHm= DrGm+ TDrSm= (-71.80+29810-3) = -60.29 kJmol-1 4. 根据电导的测定得出 25 时氯化银饱和水溶液的电导率为 3.41 10-4 S m-1 。已知同温度下，配制此溶液所用的水的电导率为 1.60 10-4 S m-1 。试计算 25 时氯化银的溶解度。已知：L(Ag+) =61.910-4 S.m2.mol-1 L (Cl-)=76.3410-4 S.m2.mol-1 答 Lm(AgCl) L(AgCl)= L(Ag+) + L (Cl-) = (61.92 + 76.34)10-4 S.m2.mol-1 = 138.2610-4 S.m2.mol-1 5. 在298K时, 有一含有Zn2+ 和Cd2+ 的浓度均为0.1mol.k-1的溶液, 用电解沉积的方 法把它们分离, 试问: 哪种离子首先在阴极析出? 用光亮Pt作阴极, H2 在Pt上的超电势为0.6V。 已知 j(Zn2+/ Zn) =-0.763V, j (Cd2+/ Cd) =-0.403V 答 先计算有可能在阴极放电的所有阳离子的析出电势 j(Zn2+/ Zn)= j(Zn2+/ Zn) + (RT/2