武汉大学物理化学期末试题题库.doc

一、选择题 ( 共 3题 15分 )1. 5 分 (3611)3611H2S2O8可由电解法制取，阳极反应为：2H2SO4 H2S2O8 + 2H+ + 2e- ，阳极副反应为O2的析出。阴极析氢效率为100%，已知电解产生H2，O2的气体体积分别为9.0 L和2.24 L（标准态下），则生成H2S2O8的物质的量为： （ ）(A) 0.1 mol(B) 0.2 mol(C) 0.3 mol(D) 0.4 mol2. 5 分 (7149)7149 试由管孝男速率方程式 dq /dt ka pq -kdq g 导出弗伦德利希吸附等温式 V=k p1/ n 式中 nmg 3. 5 分 (7150)7150试由叶洛维奇速率方程式 dq /dtkap egq kd ehq 导出 乔姆金吸附等温式 q 1/a ln(A0p) 式中 a =g+h ， A0=ka/kd 二、填空题 ( 共 7题 35分 )4. 5 分 (4453)4453 可将反应 Ag+ Cl- AgCl(s) 设计成电池为 。 已知 25时电池的 E$= 0.576 V，则电池反应的 DrG(298.15 K) = ， AgCl(s) 的活度积 Ksp = ，电池反应达平衡时，电动势 E 等于 _ 。5. 5 分 (5841)5841 反应 A + 2B P 的反应机理如下 A + B C， C + BP 其中 A ，B 为反应物，P 为产物，C 为高活性中间物，则： dcp/dt = ，在 _ 条件下，总反应表现为二级。6. 5 分 (7652)7652 用渗透压法测大分子化合物的摩尔质量属于 _ 均摩尔质量；用光散射法得到的 摩尔质量属于 _ 均摩尔质量；沉降速度法得到 _ 均摩尔质量；粘度法测得的 称为粘均摩尔质量，一般近似地认为它属于 _ 均摩尔质量。 请填：(A) 质均 (B) 数均 (C) 均 或 (D) 平均 7. 5 分 (4860)4860 (1) 设阳极和阴极的超电势均为 0.7 V，还原电位均为 1.20 V，则阳极电位等 于_ ，阴极电位等于_ 。 (2) 电池充电时，充电电压比平衡电动势高、低还是相等 _ 。 8. 5 分 (4476)4476 (1) 电解质溶液的摩尔电导率随浓度的减小而 _ ； (2) 电池 M1(s)M1+(a1)M(a2)M2(s) 的电动势除了电极与导线 的接触电势外，还由哪些界面电势组成 _ 。 9. 5 分 (4908)4908 某含有 Ag+，Ni2+ ，Cd2+ （活度均为1）离子的pH = 2 的溶液，电解时, H2与各金属在阴极析出的先后顺序为 _、_、_、_。 (已知f$ (Ag+/Ag)= 0.799 V，f$ (Ni2+/Ni)= -0.23 V，f$ (Cd2+/Cd)= -0.402 V 。 H2在 Ag 上超电势 h =0.20 V，在 Ni 上, h =0.24 V，在 Cd 上, h =0.30 V) *. 5 分 (6611)6611 从表面热力学的角度看，比表面吉布斯自由能表达式是 _ ，其单位为 _ ，从力学平衡角度看，表面张力是 _ ，其单位为 _ 。 三、计算题 ( 共 4题 50分 )11. 15 分 (6718)6718 有人提出一种将不很纯的铜粉进行提纯的工艺：将不纯的铜粉于酸化的硫酸铜溶液中反应： 过滤后，溶液中的Cu+可歧化得到纯铜粉，已知，298 K，p$下：E1$ = 0.02 VE2$ = - 0.57 V如果使一种含铜量为3 kgm-3（以CuSO4形式存在）的溶液通过一个装有铜粉的反应器（25），假设反应已达到平衡，计算溶液流出反应器时Cu2+,Cu+和总的铜的浓度。12. 15 分 (5976)5976 反应 2NO(g) +H2(g) =N2O(g) +H2O(g) 的速率方程为： dp(N2O)/dt = k p2 (NO) p(H2), 实验得到如下数据为： (反应在恒温、恒容下进行) 反应序号 p0(NO)/kPa p(H2)/kPa 半寿期/s T/K 1 80.0 1.33 19.2 1093 2 80.0 2.66 ？ 1093 3 1.33 80.0 830 1093 4 2.66 80.0 ？ 1093 5 80.0 1.33 10 1113 (1) 求所缺半寿期数据 (2) 求1 093 K时的k值 (3) 求反应活化能 (4) 提出一个只涉及双分子步骤的反应机理, 由此机理可得上述规律 (5) 如果1 093 K时，p0(NO)=2.66 kPa, p0(H2)=1.33 kPa ，求该反应半寿期。 13. 10 分 (7712)7712 设将某单元酸 (HR) 0.0013 kg 溶于 0.1 dm3的稀盐酸溶液后完全解离，如果将 此溶液置于半透膜(b)中，与膜外(a) 298 K，0.1 dm3蒸馏水达到平衡时，测得膜外 pH = 3.26，膜电势为 34.9 mV，试计算： (1)膜内溶液的 pH 值 (2)该单元酸的相对分子质量 假定溶液可视作理想溶液。 14. 10 分 (6506)6506 用l400 nm单色光照含有2Cl2之反应池，被 Cl2吸收的光强为Ia1110-7 Js-1，照射一分钟后，p(Cl2)由27.3 kPa降为20.8 kPa（已校正为273 K时之压力）求量子产率F（反应池体积为100 cm3），并由F对反应历程提出你的分析。一、选择题 ( 共 3题 15分 )1. 5 分 (3611)3611答 (C)（5分）2. 5 分 (7149)7149 答 吸附达平衡时 dq /dt0 kapq -mkdq g (2分) q nka/kdp nmg q (ka/kd)1/np1/nkp1/n 其中 k(ka/kd)1/n (3分) 3. 5 分 (7150)7150 答吸附达平衡时 dq /dt0 kape gq kde hq (2分) e (h+g)qka/kdp q 1/(h+g)ln(ka/kdp)1/aln(A0p) (3分) 二、填空题 ( 共 7题 35分 )4. 5 分 (4453)4453 答 AgAgCl(s)KCl(aq)Ag+(aq)Ag(s) (2分) DrG= -zEqF = -55.60 kJmol-1 (1分) Ksp = 1.810-10 (1分) E = 0 (1分) 5. 5 分 (5841)5841 答 dP/dt = k1k2AB2/(k-1+ k2B) k-1 g,2 (B) g,1 g,2 (C) g,1 = g,2 (D)无法比较二、填空题 ( 共 9题 45分 )2. 5 分 (7719)7719半透膜两边电解质的起始浓度为： c(NaP)/moldm-3 c(KCl)/moldm-3 0.01 0.1其中NaP电离出的P为不能透过半透膜的大离子，膜平衡的条件是_。3. 5 分 (5352)5352 反应 A(g) 2B(g) 在一个恒容容器中进行，反应的温度为 373 K，测得不同 时间系统的总压如下： t / min 0 5 10 25 p / kPa 35.597 39.997 42.663 46.663 53.329 t = 时，A全部消失。 (1) 试导出 A 的浓度与系统总压的关系 (2) 求该二级反应的速率常数 k (单位用：dm3mol-1s-1 表示) 4. 5 分 (4196)4196298 K时，已知E$(Cu2+|Cu)=0.337 V，E$(Zn2+|Zn)= - 0.7628 V，则电池Zn(s)|Zn2+(a1=1)|Cu2+(a2=1)|Cu(s)的E=_，电池反应的平衡常数Ka=_，当电能耗尽时，两离子的活度比a1/a2=_。5. 5 分 (4967)4967 1.00 moldm-3的CdSO4溶液在25时，用面积各为50 cm2的Ni阴极和Pt阳极在0.05A 的恒电流下电解，若H+ 活度为1, 当阴极上刚析出H2时, Cd2+的浓度将是_ _。已知：H+e-H2 在Cd上的超电势为0.65 V, f $ (Cd2+/ Cd) =-0.403 V 。 6. 5 分 (4076)4076某电解质溶液浓度m=0.05 molkg-1 ，其离子强度I=0.15 molkg-1 ，则该电解质是_型。7. 5 分 (3839)3839 (1) 定温下，比较 H+， La3+，OH -， SO这四种离子在无限稀释水溶液条件下的摩尔电导率，哪个最大？ (2) 相同温度下，各种不同钠盐的水溶液中，钠离子的迁移数是否相等？ 8. 5 分 (3687)3687在HCl浓度为c1与BaCl2浓度为c2的混合溶液中，若已知(H+)、 (K+)、(Cl - )，则氢离子迁移数可表示成：_。9. 5 分 (4851)4851 电化学中电极反应的速度以 _ 表示，极化是 _ 的现象，极化主要有 _, _。超电势是 。 *. 5 分 (4015)4015(a) 德拜-休克尔极限公式为 ，适用条件是 。 (b) 测迁移数的方法有 ， ，和 。 三、计算题 ( 共 4题 50分 )11. 15 分 (4322)4322 从下列 298.15 K, p$下的数据，求PtS2O,S4O的电极电势. 1 mol Na2S2O35H2O溶于大量水中,吸热 46.735 kJmol-1; 1 mol Na2S2O35H2O溶于过量I3- 的溶液中，吸热28.786 kJmol-1; 1 mol I2(s) 溶于过量I- 的溶液中,吸热3.431 kJmol-1; (以上均为无限稀释溶液的数据) S2O S4O I- I2(s) S/(JK-1mol-1) 33.47 146 105.9 116.7 PtI2(s)I- f$0.534 V 12. 15 分 (5437)5437 在溶液中，A和B两个化合物之间的反应对B是一级。 在300 K时, 从动力学 实验得到如下结果： Bo =1.0 moldm-3 A/mmol 1.000 0.692 0.478 0.29 0.158 0.110 t/s 0 20 40 70 100 120 (A) 试求A的反应级数, 并计算这个反应的速率常数 (B) 如果B的初始浓度等于0.5 moldm-3, A的半衰期会不同吗? (C) 如果活化能是83.6 kJmol-1, 当A和B的浓度都是0.1 moldm-3时, 试 计算在323 K时反应的速率。 13. 10 分 (7678)7678蛋白质的数均分子质量约为40 kgmol-1，试求在298 K时，含量为1.0010-2 kgdm-3的蛋白质水溶液的冰点降低、蒸气压降低和渗透压。已知298 K时水的饱和蒸气压为3.168 kPa，Kf=1.86 kgKmol-1，r(H2O)=1.0 kgdm-3。设溶液的密度近似为纯水的密度。14. 10 分 (6382)6382 溶液中离子间的反应速率正比于活化络合物的活度， 请推导反应速率常数与离子强度和离子电荷数间的关系式，设反应式为AZa+BZbX 。一、选择题 ( 共 1题 5分 )1. 5 分 (4084)4084答 (B)（5分）二、填空题 ( 共 9题 45分 )2. 5 分 (7719)7719答 Na+内Cl-内=Na+外Cl-外， （2.5分） K+内Cl-内=K+外Cl-外 （2.5分）3. 5 分 (5352)5352 答 A(g) 2B(g) 总压力 t = 0 p p p0 = p +p .(1) t = t p - px p + 2px pt =p+ p+px .(2) t = 0 p + 2p p = p + 2px .(3) (2) - (1) 得 px = pt - p0 (3) - (1) 得 p = p - p0 (3) - (2) 得 p - px = p - pt (以上各1分) 二级反应：1/cA- 1/c0.A= kt .(4) c = n/V = p/RT (2分) c0,A= p/RT = (p - p0)/RT cA = (p- px)/RT = (p - pt)/RT (2分) 将其代入 (4) 式，整理得： k = 将各组数据代入上式，计算平均值：k平均 = 0.193 dm3mol-1s-1 (3分) 4. 5 分 (4196)4196答 E=E$=1.0998 V；（2分）Ka=1.521037（2分）a1/a2=1.521037（1分）5. 5 分 (4967)4967 答 4.510-9 moldm-3 (5分) 6. 5 分 (4076)4076答 A2B，(A正一价，B负二价)（2分）7. 5 分 (3839)3839 答 (1) H+ 最大 (2) 不等 8. 5 分 (3687)3687答 （5分）9. 5 分 (4851)4851 答 电流密度；电极电位偏离平衡电位或静止电位；浓差极化，电化学极化，有电流通过时，电极电位对平衡电位的偏离。 *. 5 分 (4015)4015 答 (lggi = -A z12I1/2) 极稀溶液 希托夫法，界移法，电动势法。 (各1分) 三、计算题 ( 共 4题 50分 )11. 15 分 (4322)4322 解: Na2S2O35H2O(s)H2O2Na+S2Oaq (1) DrH146.735 kJmol-1 2Na2S2O35H2O(s)I(aq)4Na+S4O3I-aq (2) DrH2DrH2228.786 kJ (1)2(2) S4O3I-2S2OI (3) DrH32DrH1DrH35.898 kJmol-1 (5分) 2I-(aq )I2(s)2e- (4) DrGzFf $103.159 kJmol-1 DrS195.1 JK-1mol-1 DrH474.805 kJmol-1 I2(s)I-(aq)I(aq) (5) DrH53.431 kJmol-1 (4)(5) 3I-(aq)I(aq)2e- (6) DrH678.236 kJmol-1 (5分) (3)(6) S4O2e-2S2O(aq) (7) DrH742.338 kJmol-1 DrS779.06 JK-1mol-1 DrG7DrH7TDrS718.766 kJmol-1 f $DrG7/(2F)0.0972 V 2S2OS4O2e- f $0.0972 V (5分) 12. 15 分 (5437)5437 答 （A） 对A是一级, k=0.018 s-1， t1/2 =39 s (5分) （B） t1/2 =78 s (5分) （C）300 K时, k2=0.018 mol-1dm3s-1 (5分) 323 K时, k2=0.193 mol-1dm3s-1, ln r=k2AB =0.00193 moldm-3s-1 13. 10 分 (7678)7678答 溶液的质量摩尔浓度为： =c2(质量浓度)/ （3分） （2分） （3分） （2分）14. 10 分 (6382)6382 答 K=(X/AB)(g/gAgB) 因为 r=kXg =kKABgAgB=k0gAgBAB -(1) (5分) 据lggi=-Azi2 代入(1)式 k =k0gAgB， lgk =lgk0+lg(gAgB) -(2) 即得 lgk =lgk0-A(zA2+zB2) (5分)一、选择题 ( 共 2题 10分 )1. 5 分 (7376)7376介电常数e的量纲是： （ ）(A) L M-1 T I-2(B) L-1 M T2 I-1(C) L-2 M T3 I(D) L-3 M-1 T4 I22. 5 分 (3910)391018时，纯水的4.8910-2 ，此时水中m(H+)= m(OH-)=7.810-8 molkg-1，则18时纯水的电导率k为： （ ）(A) 3.8110-6 Sm-1(B) 3.8110-8 Sm-1(C) 3.8110-7 Sm-1(D) 3.8110-5 Sm-1二、填空题 ( 共 8题 40分 )3. 5 分 (4643)4643 可将反应 Ag+ Cl- AgCl(s) 设计成电池 _ ， 已知 298 K 时电池的 E$= 0.576 V，则电池反应的DrG(298.15 K) = _， AgCl(s) 的活度积 Ksp = _，电池反应达平衡时，电动势 E 等于 _ 。 4. 5 分 (4258)4258 某电池在 p$ 时电动势与温度的关系为 E/mV = -68.00 - 0.312 (T/K - 298)， 298 K时电池的电动势 E = _ ，当输出 2 mol 电子电量时，电池反应的 DrHm= _ ；DrSm= _ 。当输出 1 mol 电子电量时，电池的 电动势 E = _ ；电池反应的DrHm= _ ；DrSm= _ 。 5. 5 分 (4868)4868 25时, 若H+ 离子在Pt极上放电的交换电流密