物理化学华东理工大学12《物理化学》下册期中考试试卷及答案.pdf

1 华东理工大学华东理工大学 2007200720082008 学年第学年第_ _一一_ _学期学期 物理化学物理化学 课程课程期期中中考试考试试卷试卷 2007.11.13 开课学院： 化学院化学院 ，专业： 0505 级大面积级大面积 考试形式： 闭卷 ，所需时间： 120 分钟 考生姓名： 学号： 班级： 任课教师： 题序 一 二 三 四 五 六 七 总 分 得分 评卷人 一、选择题（20 分 每小题 1 分） 1. 零级反应PA的速率系数为k，反应开始时只有反应物 A 存在，其浓度为 0 c。当产物 P 的浓度达 到 0 c时，反应所需时间为（ ） 。 A. kc /2 0 ； B. kc2/ 0 ； C. k/2ln； D. kc / 0 2. 若反应PBApa的速率方程分别表示为 B 2 AA d/dckctc和 B 2 AP d/dccktc，则k和 k 的关 系是（ ） 。 A. kpak； B. kk； C. kapk； D. kak 3. P(g)A(g)pa为 一 级 气 相 反 应 ， 以 浓 度 和 压 力 表 示 的 速 率 方 程 分 别 为 tk c c A A 0A ln 或 tk p p A A 0A ln，则 A k与 A k 的关系为（ ） 。 A. AA kak； B. AA kak； C. AA kk； D. RTkk/ AA 4. 一定温度时，在某催化剂的作用下，一级对峙反应 B A 1 1 k k 的 k1增大 1.5 倍，则在此条件下 k1的值 （ ） 。 A. 不变； B. 增大 1.5 倍； C. 减小 1.5 倍； D. 无法确定 5 一定温度时，级数相同的平行反应 A B C k 1 k 2 ，其产物 B 和 C 的浓度之 CB/c c （ ） 。 A. 等于 1； B. 等于 21/k k； C. 等于 12/ k k； D. 与 21 kk 、之比无关 6 32 2 1 2 SO OSO 是放热的对峙反应，随着 2 SO转化率的升高，该反应的最适宜温度（ ） 。 A. 降低； B. 上升； C. 不变； D.无规律变化 7. 连串反应 ABC kk 12 的最显著特点是（ ） 。 A. 物质 A 的消耗速率等于物质 C 的生成速率； B. 中间产物 B 的浓度在反应过程中保持不变； C. 中间产物 B 的浓度在反应过程中出现极大值； D. 在反应过程中 B 的消耗速率不变 8. 合成氨反应为 322 2NH3HN0，若氮气的消耗速率用 2 N 表示，则氢气的消耗速率 2 H 应为 （ ） 。 A. 22 NH ； B. 22 NH 2 1 ； C. 22 NH 3； D. 22 NH 3 2 9. 反应PBA的速率方程为 0.5 B 2 Ac kc， 若 A 和 B 的浓度都增大到原来的 4 倍， 则反应速率将增大 到原来的（ ） 。 A. 32 倍； B. 4 倍； C. 8 倍； D. 64 倍 10. 对于平衡态处理法，下列说法何者正确？（ ） 。 A. 假设反应物与中间物之间存在着热力学平衡； B. 假设反应物与中间物之间没有达到热力学平衡； C. 中间物的浓度一定很小； D. 中间物一定非常活泼 11. 关于阿仑尼乌斯方程，下列不正确的表述是（ ） 。 A. 2 a /d/lndRTETk是阿仑尼乌斯方程的一种形式； B. 若活化能不随温度而变，则阿仑尼乌斯方程可以变化为R TTEkk/1/1/ln 12a12 的形式； C. 阿仑尼乌斯方程适用于多数化学反应； D. 阿仑尼乌斯方程也适用于酶催化反应 12. 下列系统属于独立的离域子系统的是（ ） 。 A. 实际气体； B. 理想气体； C. 实际溶液； D. 理想溶液 13. 撷取最大项法是含大量粒子系统的一条统计规律， 下列式子中何者正确表达了这一统计规律？ （ ） A. lnln max ； B. max ln； C. max ； D. ln max 14. 关于最概然分布，下列说法中不正确的是（ ） 。 A. 最概然分布是拥有微观状态数最多的分布； B. 最概然分布是热力学概率最大的分布； C. 在含有大量粒子的系统中，最概然分布代表了一切可能的分布； D. 最概然分布的出现概率/ max 随系统粒子数N的增大而增大 15. 在一定温度下，将 1mol 理想气体压缩，则该系统拥有的微观状态数（ ） 。 A. 不变； B. 减少； C. 增加； D. 可能增加也可能减少 16. 在常温下，分子的平动、转动和振动的能级间隔由大到小的顺序是（ ） 。 A. 平动、转动、振动； B. 转动、平动、振动； C. 振动、转动、平动； D. 平动、振动、转动 17. 在子配分函数 t q、 r q、 v q中，与系统体积无关的是（ ） 。 A. r q和 v q； B. r q和 t q； C. v q和 t q； D. t q、 r q和 r q 18. 下面哪个式子正确表达了单原子分子理想气体的子配分函数的析因子性质。 （ ） A. net qqqq； B. r qq ； C. v qq ； D. ne qqq 19. 2 CO分子的振动自由度为（ ） 。 A. 3 ； B. 4 ； C. 6 ； D. 9 20 分子的平动、转动和振动对熵的贡献是不同的。下面的叙述何者是正确的？( ) A. 平动的贡献最大、转动的次之、振动的最小； B. 转动的贡献最大、平动的次之、振动的最小； C. 振动的贡献最大、转动的次之、平动的最小； D. 振动的贡献最大、平动的次之、转动的最小 3 二、 （15 分） 化学反应PA ka在密闭容器中进行，反应开始时只有反应物 A 存在。298.15K 时测得反应速率系 数为 12 min1018. 5 ，303.15K 时测得反应速率系数为 12 min1028. 6 。试求： (1) 该反应的反应级数； （4 分） (2) 298.15K 和 303.15K 时物质 A 的半衰期； （4 分） (3) 该反应的活化能； （4 分） (4) 303.15K 时 A 的转化率达到 90所需时间。 （3 分） 三、 （15 分） 508 时 ， 反 应)g(I)g(HH I ( g)2 22 在 一 恒 容 容 器 中 进 行 ， 以 压 力 表 示 的 速 率 方 程 为 HIHI, HI d d pk t p p （ p kHI,为以压力表示的速率系数） 。当 HI 的初始压力为Pa105时，其半衰期为 135min； 当初始压力为Pa106时，其半衰期为 13.5min。 (1) 试证明在上述条件下该反应为二级反应； （5 分） (2) 计算反应的速率系数 p kHI,（单位用 11 sPa 表示） ； （5 分） (3) 假定反应系统为理想气体混合物，试将 p kHI,换算为 c kHI,( c kHI,为以浓度表示的速率系数，单位用 113 smoldm 表示） 。 （5 分） 4 四、(12 分) 400K 时，在一体积恒定的反应器中进行如下平行反应： A B C k 1 k 2 反应速率系数 1 1 min412. 0 k、 1 2 min206. 0 k 。反应开始时只有反应物 A 存在，初始浓度为 A0 c 。 (1) 在 400K 温度下，反应进行到 2min 时，产物 B 的浓度为 3 dm0.133mol ，求此时产物 C 的浓度； （4 分） (2) 求反应物A的半衰期； （4 分） (3) 求当反应物A的转化率达到 90时，产物 B 和 C 的浓度之比。 （4 分） 5 五、 （12 分） 在汞蒸气存在下，复合反应C H +HC H 24226 的机理如下： k1 Hg+ H2Hg+2H. H.+C2H4 C2H5. k2 C2H5. + H 2 C2H6 + H . k3 H2H.H. k4 + 各基元反应的速率常数分别为 4321 kkkk、 ，活化能分别为 4321 EEEE、 。中间产物H及 52H C 是活泼的自由基。 （1）试用恒稳态处理法，以各基元反应的速率常数及 Hg、H2、C H 24的浓度表示62H C的生成速率。 （8 分） （2）试写出复合反应的活化能 a E与各基元反应活化能间的关系式。 （4 分） 6 六、 （12 分） （1）式kSln称为玻耳兹曼关系式，玻尔兹曼常数 124 KJ1080658.13 k。若某孤立系统的熵 值增加 1 K0.5J ,则该系统的微观状态数是原来微观状态数的多少倍？（4 分） （2）单原子分子理想气体的子配分函数为 2/3 2 2 h mkT Vq,试利用公式 NT V q NkTp , ln 和 NV T q NkTE , 2 ln 证明 m /VRTp 和RTE 2 3 m 。 （8 分） 七、 （14 分） 有一理想气体系统，其分子可在能级间隔K15.120/k的两能级上分布， （式中 12 ，k 为 玻耳兹曼常数，K为热力学温度单位） 。 （1）若能级是非简并的，试确定 300K 时处在相邻两能级上的分子数之比 12/ N N 。 （5 分） （2）若使处在相邻两能级上的分子数之比 12/ N N 是（1）的结果的 1.1 倍，则温度应是多少？（5 分） （3）若能级的简并度 1 1 g 、 3 2 g ，则在温度为 300K 时处在相邻两能级上的分子数之比 12/ N N 又 是多少？（4 分） 1 华东理工大学 20082009 学年第一学期 物理化学课程期中考试试卷 2008.10.27 开课学院： 化学与分子工程学院 考试形式： 闭卷 所需时间： 120 分钟 考生姓名： 学号： 班级： 任课教师： . 题序 一 二 三 四 五 六 七 总 分 得分 评卷人 一、概念题（20 分） 1. 反应PA2的速率方程为 2 A =ck，则 t c d d A 。 2. 已知反应2AP的速率系数 A k为 1 min462. 0 ，A 的初始浓度为 3 dmmol1 . 0 ，则其半 衰期为_。 3. 对于反应(g)O 2 1 (g)2NO(g)ON0 2252 ，可分别用 52O N 、 2 NO 或 2 O 表示化学反应的 速率，三者之间的关系为 2 O 2 NO 5 O 2 N := 。 4. 一级平行反应 A B C k 1 k 2 在一定温度下进行， 反应开始时只有 A 存在， 反应时间为 t 时， B 和 C 的浓度分别为 B c 和 C c ，则A的反应速率系数 k 与 k1、k2的关系为 ， t 时刻 B c / C c 为 ，A 的半衰期 2/1 t与 k1、k2的关系为 2/1 t 。 5. PA2为二级反应，当A的初始浓度 A0 c 为 2.5 3 dmmol 时，半衰期为 30min，当初始浓 度 A0 c 为 7.5 3 dmmol 时，半衰期为 min。 6. 对于一级放热的对峙反应，其最适宜温度随着转化率的升高而 。 （选填：升高、 降低 ） 7. 化学反应的活化能 a E愈大，升高温度能更显著地加快化学反应的速率。 （选填： 对，错） 8. 连串反应 ABC kk 12 的最显著特点是 。 9. 复合反应的速率系数k与各基元反应速率常数间的关系为 321 /2kkkk ， 则复合反应的活化 能 a E与各基元反应活化能 321 EEE、之间的关系为 。 2 10. 由反应机理建立复合反应的速率方程常用两种近似方法，它们是 。 11. 链反应机理包括三个基本步骤，它们分别是 。 12. 范德华气体可视为 。（选填：独立的离域子系统、相倚的离 域子系统） 13. 相空间中的任意一点，代表 。（选填：系统的一个微观状态、 处于一定运动状态的一个分子） 14. 对于常温下的氮气，能级间隔最小的能级是 ，能级间隔最大的能级 是 。（选填：转动能级、平动能级、振动能级） 15. 在含有大量粒子的系统中，最概然分布能够代表一切可能的分布。 （选填： 对，错） 16. 宏观力学量是各微观状态相应微观量的统计平均值。 （选填：对、错） 17. 在一定温度下，将一独立子系统的体积增大，则系统的微观状态数 。 （选填： 增多、不变、减少） 二、（16分） (1) 某反应A B在一定温度下进行，A反应掉初始浓度 0A c的3/4所需时间是它反应掉初 始浓度 0A c的1/2所需时间的2倍。已知A反应掉 0A c的1/3需要4.55分钟，试求反应掉 0A c的2/3所 需时间是多少？(8分) (2) 326时丁二烯（A）在真空容器中的二聚反应(g)A2A(g) 2 为二级反应。若反应 温度由326降至306，反应速率 A 降低一半，试估算该二聚反应的活化能。(8 分) 3 三、(16分) 某药物分解掉10即为失效。 今测得在298.15K和343.15K该药物每小时分解掉0.0069 和 0.35，已知该药物的分解速率与其浓度成正比。试计算： (1) 298.15K 和 343.15K 该药物分解反应的速率系数；(4 分) (2) 298.15K 下药物的有效期；(5 分) (3) 欲使该药物在一年（按 365 天计算）内有效，应在何温度下保存？(设此药物分解反 应的活化能不随温度而变化) (7 分) 4 四、（12分） 在汞蒸气存在下，反应C H +HC H 24226 的机理如下： k1 Hg+ H2Hg+2H. ， H.+C2H4C2H5. k2 C2H5. + H 2 C2H6 + H . k3 ， H2H.H. k4 + 假设中间产物H及 52H C 的浓度很小，可应用恒稳态处理法。试证明C H 26的生成速率可写成 422 62 HCHHg d HCd k t ， 其中 k 为复合反应的速率系数， 表示物质的浓度， 如 42H C表 示 42H C的浓度。 5 五、(14分) 反应PBA在一密闭容器中进行，已知反应的速率方程为： BA A d d ckc t c 。300K 时测得速率系数 k =5.88102dm3mol1min1。当在 B 过量的情况下反应时，则反应中 A lnc与 时间 t 成线性关系。 (1) 试由所给速率系数确定的值；(4 分) (2) 试分别确定和的值；(4 分) (3) 若 3 B0A0 mol/dm10. 0 cc，试求物质 A 的半衰期。(6 分) 6 六、(10 分) 一系统由 4 个可辨别粒子组成，每个粒子具有的能量为j 0 ，其中.2 , 1 , 0j，现要维 持系统的总能量为44 0 。试问： （1）共有几种分布？(6 分)（2）每种分布共有多少种微观 状态？(6 分) 七、(12分) (1) 将双原子分子视为单维简谐振子， 假设气体 2 I分子的振动能级间隔为 20 10426. 0 J。 已知 124 KJ1080658.13 k,试计算25时 2 I分子在相邻两振动能级上分配的分子数之比。 (7分) (2) 试根据 NTNV VqNkTTqNkTH , 2 )lnln()ln(导出单原子理想气体摩尔焓 m H 的表达式。(5分) 第 1 页 华东理工大学 20092010 学年第一学期 物理化学(下册)期中考试试卷 2009.11.09 开课学院： 化学与分子工程学院 考试形式：闭卷 所需时间 120 分钟 考生姓名： 学号： 班级 任课教师 题序 一 二 三 四 五 六 七 八 总 分 得分 评卷人 一、填空题： （20 分，每个空格 1 分） 1基元反应P2A k，其化学反应速率可表示为 ， A 可表示为 。 2. CBAk为零级反应，A的半衰期为 25 min，则 A 完全反应所需时间为 。 3. 2CB2Ak为二级反应，当初始浓度 32 A0 dmmol1000. 1 c时，A 的半衰期为 15min， 当 A0 c降低至 32 dmmol1050. 0 时，A 的半衰期为 。 4. 若平行反应 A B C k 1 k 2 中的两个反应具有相同的反应级数，反应开始时系统中只有反应 物 A，反应时间为 5min 时，测得5 . 0/ CB cc，则 12/k k等于 。 5. 在反应CBA k 过程中，反应物浓度与时间成线性关系，则反应物的半衰期与其初始浓 度 。 （无关、成正比、成反比） 6. 某复合反应的速率系数k与各基元反应速率常数间的关系为 3/2 312 2/3kkkk ，则该复合反应 的活化能 a E与各基元反应的活化能 i E间的关系为 。 7. 正向反应放热的对峙反应，在给定的转化率下，反应速率随温度的升高出现 。 8. 温度对化学反应速率的影响主要表现为对 的影响。 9. 光化学反应的量子效率总是等于 1。 （对、错） 10. 在一定温度下，对于一级对峙反应 A B，有催化剂存在时的 k1/ k1值 无催化 剂存在时的 k1/ k1值（大于、等于、小于） 。 11. 对于反应PBApba ，若在t时，反应物消耗殆尽。0， t，时刻测得的系统某物 理性质 Y 的量值分别为 0 Y， t Y和 Y。假定系统中所有物质对Y的贡献分别与它们的浓度成正 比，并具有加和性，则 )/( A0A0 xcc 等于 。 12. 阿仑尼乌斯方程适用于所有类型的化学反应。 （对、错） k-1 k1 第 2 页 13. 子的平动配分函数 t q、转动配分函数 r q和振动配分函数 v q均随温度的升高而增大 。 （对、错） 14. 一个平动子在某一能级i的9 222 zyx nnn，则该能级的简并度 i gt,= 。 15. 子的 能级间隔是相等的。 （平动，转动，振动） 16. 在含大量粒子的系统中，其max/ 的值很小，但 lnmax/ln 的值却接近于 1。 （对、错） 17. 按照量子态分布的麦克斯韦玻耳兹曼分布公式可表示为 。 18. 分子的平动、转动和振动对熵的贡献由大到小的顺序是 。 19. 当系统中的部分粒子由基态能级激发到高能级， 0 q值将大于 1，并且粒子激发越多， 0 q值就 越大。 （对，错） 二、二、 （10 分） 1. 下图中的曲线为连串反应CBA 21 kk 物质 A 的浓度随时间的变化情况，试在图 中示意画出物质 B 和 C 的浓度随时间的变化情况。 （4 分） 2. 1mol 理想气体绝热向真空膨胀，体积由 V1变为 V2，证明膨胀前后系统微观状态数之比 L V V m,1 m,2 1 2 ，L 为阿伏加德罗常数。已知恒温下理想气体的熵随压力变化的关系为 2 1 ln p p nRS 。 （6 分） 第 3 页 三、 （12 分） 在一定温度下，将一物质 A 溶液与相同体积、相同浓度的物质 B 溶液混合进行化学反应， 2 小时后 A 反应掉 25%。若： (1) 反应对 A 为一级对 B 为零级，计算物质 A 的半衰期； （4 分） (2) 对 A 为二级对 B 为零级，计算 4 小时后 A 还剩多少？； （4 分） (3) 对 A，B 均为零级，试问 3 小时后 A 还剩多少？（4 分） 第 4 页 四、 （10 分） 由氯乙醇和碳酸氢钠制取乙二醇的反应是二级反应，其反应式如下： CH2OH CH2Cl + NaHCO3 CH2OH CH2OH + NaCl+CO2(g) (A) (B) 在 355 K 的恒定温度下， 当反应物的初始浓度 3 B,0A,0 dmmol 20. 1 cc 时， 经过 1.60 小时取样分 析测得 NaHCO3的浓度为 3 dmmol .1090 。 试求该反应的速率系数及氯乙醇的转化率%95 A 时 所需的反应时间。 五、 （12 分） 偶氮苯在异戊醇溶液中分解，产生 2 N。25时测得氮气体积V与时间t的数据如表所示。试 求该一级反应的速率系数。 min/ t 0 100 200 300 410 3 cm/V 0 15.76 28.17 37.76 45.88 69.84 第 5 页 六、 （12 分） )g(H)g(HC)g(2CH 2624 按如下链反应机理进行，各基元反应的活化能也列于后： 链的引发 HCHCH 34 1 k 1 1 molkJ423 E 链的传递 HHCCHCH 6243 2 k 1 2 molkJ201 E 234 HCHCHH 3 k 1 3 molkJ29 E 链的终止 43 CHCHH 4 k 0 4 E （1）试用恒稳态处理法建立复合反应的速率方程（以 C2H6的生成速率表示） ； （8 分） （2）求复合反应的活化能。 （4 分） 第 6 页 七、(12 分) 已知独立的离域子系统的熵与配分函数的关系NkTqNkTNqNkS NV , )ln()ln(。在 温度较高时，双原子分子理想气体的热运动配分函数可写成： vr 2/3 2 2 TT h mkT Vq 1. 证明单原子分子理想气体熵的计算式为： 132/3 2 5 )2(ln NVhmkTNkNkS； （8 分） 2. 计算 Ar 在正常沸点下的摩尔熵，已知 Ar 的正常沸点为 87.3K，摩尔质量为 1 molg 95.39 ， k =13.811024JK1， h=0.66261033Js ， 123mol 10022. 6 L。 （4 分） 八、(12 分) 有一平衡的独立子系统，服从玻耳兹曼分布，粒子的最低四个能级为0/ 0 k， K500/ 1 k，K600/ 2 k，K700/ 3 k，它们的简并度分别为 1，2，4，5，当系统的温度 为 300 K 时，试计算： 1. 子的配分函数q； （4 分） 2. 粒子分别在能级 0 和 3 上出现的概率； （4 分） 3. 系统的摩尔能量。 （4 分） 1 华东理工大学 20102011 学年第一学期 物理化学(下册)期中考试试卷 2010.11.02 开课学院： 化学与分子工程学院 考试形式：闭卷 所需时间 120 分钟 考生姓名： 学号： 班级 任课教师 题序 一 二 三 四 五 六 七 总 分 得分 评卷人 一、概念题（20 分） 1. 温度T时反应P2A的速率系数 1 A min462. 0 k，A的初始浓度为 3 dmmol1 . 0 ，则A的半衰期 21 t min，A消耗掉43需 min。 2.为一级平行反应，活化能分别为 1 E和 2 E，且 21 EE 。欲提高产物中B的比例，应升高还是 降低反应温度？ 。 3. 放热对峙反应 A B 的最适宜温度随转化率 A 的增大而 。 （升高、降低） 4. 对于化学反应 322 2NH3HN，若分别以 3 NH 2 H 2 N kkk、表示速率系数，则它们之间的关系 为 。 5. 对于二级反应 2 AA A d d ck t c ，以 A 1c 对t作图得 。 （直线，曲线） 6. 写出阿仑尼乌斯活化能 a E的定义式 。 7. 分子能级的简并度与各运动形式能级简并度之间的关系为 。 8. 平动、转动和振动的能级间距在数量级上有很大差别，它们的大小顺序为 。 （ vrt ； vrt ） 9. 写出麦克斯韦-玻尔兹曼分布公式 ，它表明能级愈高，粒子在该能级的几率愈 （大、小） 。 10. 试写出玻尔兹曼关系式 ，可见熵的物理意义 是 。 11. 以 对 能 级 求 和 表 示 的 配 分 函数q ； 以 对 量 子 态 求 和 表 示 的 配 分 函 数 q ；能量标度的零点设在基态能级上的配分函数 0 q 。 12. 若能量标度的零点设在基态能级上的配分函数1 0 q，则意味着 。 E1 E2 A B C 2 13. 已知分子的移动、转动、振动、电子和核的配分函数分别为 t q、 r q、 0V q、 0e q和 0n q， 则分子的配 分函数 0 q ，这是根据配分函数的 性质。 14. 一般来说，热熵包括分子移动、转动和振动运动形式对熵的贡献，它们贡献大小的 顺序为 。 二、 （15 分） 某温度下，纯)g(ON 52 于体积为V的容器中发生如下分解反应： (g)O(g)4NO(g)O2N 2252 已知此温度下 52O N的半衰期为s1040. 1 3 ，且与其初始压力无关。 （1）试求反应的速率系数； （7 分） （2）若)g(ON 52 的初始压力为Pa100 .60 3 ，试求反应开始s10和s600时系统的总压。 （8 分） 3 三、 （14 分） 气态乙醛在 518时的热分解反应为 CO(g)+(g)CHCHO(g)CH 43 此反应在密闭容器中由纯CHO(g)CH3开始进行，初压为 48.39 kPa，压力增加值p与时间的关系如下表： s/ t 42 105 242 840 1440 kPa/p 4.53 9.86 17.86 32.53 37.86 试求该二级反应的速率系数（单位以 113 smoldm 表示） 。 4 四、 （14 分） )g(2HI)g(I)g(H 22 过去一直被认为是双分子反应， 后来才有人提出以下的反应机理 ： 2II 11, 2 Ek 2 2 , 2 I2I Ek 2HIH2I 3 , 3 2 Ek (1) 试按恒稳态处理法导出 HI 的生成速率方程； （7 分） (2) 根据(1)的导出结果，指出在何条件下可认为与双分子反应的结果一致； （3 分） (3) 写出复合反应的表观活化能与基元反应活化能的关系式。 （4 分） 5 五、 （14 分） 1mol(g)N2其压力为Pa10013. 1 5 ， 温度为K298。 试计算它的平动配分函数和转动配分函数。 设(g)N2 为 理 想 气 体 ， 其 分 子 质 量k g1 05 .4 6 27 m， 转 动 温 度K89. 2 r ， 124 KJ1081.13 k， sJ106626. 0 33 h。 六、 （13 分） K300时，某独立的离域子系统中，有一个分子处在 1 j移动能级， 2 j转动能级和 3 j 振动能级上。已 知 1 j移动能级的能量和简并度分别为J100 . 6 21 和 5 10， 2 j转动能级的能量和简并度分别为J100 . 4 21 和 30， 3 j振动能级的能量和简并度分别为J100 . 1 21 和 1。子的配分函数 30 t 10q， 2 r 10q和10. 1 V q。 （1）试问这个分子的热运动能级的能量和简并度分别等于多少？（6 分） （2）计算分子处在这个热运动能级的几率，玻尔兹曼常数 124 KJ1081.13 k（7 分） 6 七、 （10 分） 求NO(g)在C25和Pa101325下的 摩尔转 动熵 和摩 尔振 动熵。 已知NO的K45. 2 r ， K2745 V ，玻尔兹曼常数 124 KJ1081.13 k。已知)ln1 ( rr qNkS、 0V V V ln 1e V q T NkS T 。 第 1 页 华东理工大学华东理工大学 20112012 学年第一学期学年第一学期 09 级物理化学 （下）期中考试试题级物理化学 （下）期中考试试题 2011.10.24 开课学院： 化学与分子工程学院 专业：09 级大面积 考试形式：闭卷 所需时间 120 分钟 考生姓名： 学号： 班级： 任课教师： 题序 一 二 三 四 五 六 七 总 分 得分 评卷人 一、选择题： （共 20 分，每小题 1 分）将每小题的正确选项填在各小题的括号内。 1. 基元反应PBA2+ k ，则化学反应速率以及物质 A 的消耗速率的表示式为（ ） 。 A： B 2 A =ckc、 B 2 AA 2=ckc； B： BA =ckc、 BAA 2=ckc； C： B 2 A =ckc、 B 2 AA =ckc； D： B 2 A =ckc、 BAA =ckc 2. 在一定温度下，反应3DB2A+的反应速率可以表示为 2 BAA A d d cck t c =，也可以表示为 2 BAB B d d cck t c =，则 A k 与 B k 的关系为( )。 A: BA kk=; B: BA 5 . 0 kk=; C: BA kk=; D: BA 2kk= 3. 化学反应的反应速率与浓度无关，则该反应的级数为（ ） 。 A：三级； B：二级； C： 一级； D：零级 4. 关于连串反应CBA 21 kk ，错误的说法是（ ） 。 A：物质 C 的浓度存在极大值； B：反应的初始阶段，中间物 B 的浓度逐渐增加； C：反应一段时间后，中间物 B 的浓度逐渐减小； D：中间物 B 的浓度存在极大值。 5. PA 为一级反应，则 A 的半衰期的正确计算式为（ ） 。 A： AA02/1 2kct=； B：)(1 A0A2/1 ckt=； C：)(2ln A0A2/1 ckt=； D： A2/1 2lnkt= 6. 若平行反应A B C k1 k2 中的两个反应具有相同的反应级数，且反应开始时系统中只有反应 物 A。10min 后测得产物 B 的浓度与 C 的浓度之比为 3.5。则 21/k k（ ） 。 A：小于 3.5； B：大于 3.5； C： 等于 3.5； D：无法确定。 7. 二级反应 2 AAA ck= ，当反应物 A 的浓度为 0.50 A0 c时的反应时间为 t1，当反应物 A 的浓度 为 0.25 A0 c时的反应时间为 t2，t1与 t2的关系为（ ） 。 A：t1t2； B：t23t1； C：t13t2； D：t12t2 8. 某复合反应的速率系数 k 与各基元反应速率常数的关系为 43 431 2 2 )/(kkkkk =，基元反应 1、 2、3、4 的活化能分别为 E1、E2，E3、E4，则该复合反应的活化能 Ea为( )。 第 2 页 A：)( 4 3 2 4312 EEEE+； B：)( 4 3 4312 EEEE+； C：)( 4 3 2 4312 EEEE+； D：)( 4 3 2 4312 EEEE+ 9. 放热的一级对峙反应在温度为 T 时的平衡常数为 K。当温度不变时，在反应系统中添加催 化剂使逆向反应速率增加 1.5 倍，则平衡常数将（ ） 。 A：增加 1.5 倍； B：不变； C：降低 1.5 倍； D：无法确定 10. 如活化能视为常数，则阿仑尼乌斯方程为（ ） 。 A: = 12 a 1 2 11 ln TTR E k k ; B: = 12 a 1 2 11 ln ln TTR E k k ; C: = 12 a 1 2 11 ln TTR E k k ; D: += 12 a 1 2 11 ln TTR E k k 11. 物理量 Y 代替浓度的正确表达式是（ ） 。 A: t Y Y xc c 0 A0 A0 = ； B: t YY Y xc c = A0 A0 ；C: t YY YY xc c = 0 A0 A0 ；D: 0A0 A0 YY YY xc c t = 12. 已知反应P2A 的速率系数 A k为 1 min0500 . 0 ，A 的初始浓度为 3 dmmol100 . 0 ，则 A 的半衰期为( )。 A: 13.9min； B: 1.00 min； C: 200min； D: 4.00min 13. 在统计热力学中，理想气体可视为（ ） 。 A：独立的离域子系统； B：离域的相倚子系统； C：独立的定域子系统； D：独立的相倚子系统 14. 在平动、转动和振动能级中，属于等间距非简并能级的是（ ） 。 A. 平动能级；B. 转动能级；C. 转动与振动能级；D. 振动能级 15. 一个氩气分子的平动自由度、转动自由度、振动自由度分别是( )。 A：3、1、1； B：3、0、1； C：3、1、0； D：3、0、0 16. 理想气体初始状态的微观状态总数为 1 ，当其经历绝热可逆膨胀后微观状态总数为 2 ， 则 1 与 2 的关系为（ ） 。 A： 1 2 ； B： 1 = 2 ； C： 1 、=、 二、解： （1） 21 t与初始压力无关 该反应为一级反应 143 21A s1095 . 4 s1040. 12ln2ln =tk （2） (g)O(g)4NO(g)O2N 2252 + 总 p 0=t A0 p 0 0 A00 pp = tt = A p () AA0 2pp () AA0 2 1 pp () AA0 35 2 1 pp tk p p A A A0 ln= 当Pa100 .60 3 A0 =p，s10=t时，Pa1070.59 3 A =p， ()Pa6045035 2 1 AA0 =ppp总 当Pa100 .60 3 A0 =p，s600=t时，Pa1058.44 3 A =p Pa83130= 总 p 三、解： CO(g)+(g)CHCHO(g)CH 43 0=t A0 c 0 0 0 p t 时刻 xc A0 x x t p RTcp A00 = ()()RTxcRTxxxcpt+=+= A0A0 ()RTpRTppx tt =/ 0 ()() t t pp tp pRT xc tc x k = = 0 0 A0 A0 A 2 s / t 42 105 242 840 1440 113 A smol/dm k 0.334 0.331 0.329 0.332 0.339 所以 113 A smoldm 333 . 0 =k 四、解：(1) 对于 I 2 2 H32 I1 I ckk ck c + = ， 2 2 22 H32 I1 H3 2 IH3 HI c 22 d d ckk k ckcck t c + = (2) 当压力很低时， 2 2 22 IHIH 2 31HI 2 d d ckccc k kk t c =，可认为与双分子反应的结果一致 (3) 231a EEEE+= 五、解： 335 m0245. 0m)10013. 12983145. 81 (=pnRTV 232 t )2(hmkTVq = 232332427 )106626. 0(2981081.13105 .4620245. 0 = 30 1051. 3= 2 N为同核双原子分子，2= 6 .51)89. 22(298)( rr =Tq 六、解： （1）J10 0 . 1110)0 . 10 . 40 . 6( 2121 vrtj =+=+= 65 vrt 10313010=ggggj （2） 323001081.13100 .116 vrtjj 1010. 1e103e 2421 j = qqqgNN kT 26 10191. 0 = 七、解：69.12145. 215.298 r r = T q 11 r molKJ23.48)69.121ln1 ( =+= RS 1)e1 ()e1 ( 115.29827451 0v V = T q 11 15.2982745 v molKJ00768. 0 4 .9963 027. 9314. 8 1ln 1e 15.2982745 = = + = RS 第 1 页 华东理工大学华东理工大学 20112012 学年第一学期学年第一学期 09 级物理化学 （下）期中考试试题参考答案级物理化学 （下）期中考试试题参考答案 一、 （20 分） 1A，2B，3D，4A，5D，6C，7B，8A，9B，10C，11C，12A，13A，14D，15D，16B，17A， 18D，19A，20B 二、 （16 分） 解： （1）由速率系数的单位，可知反应为一级反应 （2）kt2ln 2/1 = 298.15K 下，()min 4 . 131018 . 5 2ln2ln 2 12/1 = kt 303.15K 下，()min 0 . 111028 . 6 2ln2ln 2 22/1 = kt （3） = 12 a 1 2 11 314. 8 ln TT E k k 1 12 1 2 12 a molkJ94.28 15.29815.303 18 . 5 28. 6 ln15.29815.303314 . 8 ln314 . 8 = = = TT k k TT E （4）min 7 . 36 9 . 01 1 ln 1028 . 6 1 1 1 ln 1 2 = = = k t 三、（12 分） 解：() 0A0