物理化学Ⅱ练习题

1、物理化学练习题1. 298 K某非离子表面活性剂溶液浓度为0.2 mol·m -3，用机械铲从表面上撇去非常薄的表层，测得表面层中表面活性剂物质的吸附量为3×10-6 mol·m -2。已知298 K纯水的 r* =72×10-3 N·m -1 ，假设稀浓度范围内溶液的表面张力与溶液浓度呈线性关系，试计算该溶液的表面张力r。2. 25 半径为1 mm的水滴与蒸气达到平衡，试求水滴的内外压力差及水滴的饱和蒸气压。已知25 时水的表面张力为71.97×10-3 N·m-1 ，体积质量(密度)为0.9971 g·cm-3

2、，蒸气压为 3.168 kPa，摩尔质量为18.02 g·mol-1。3. 273K时，用活性炭吸附CHCl3气体，饱和吸附量为93.8 dm3·kg-1，若CHCl3的分压为6.6672 kPa，其平衡吸附量为73.58 dm3·kg-1，(1) 计算朗缪尔吸附等温式的b值；(2) CHCl3的分压为13.375 kPa时，平衡吸附量为多少？4. 已知在298K时, 平面上的饱和蒸气压为3167Pa, 请计算在相同温度下半径为2nm 的水滴表面的蒸气压为若干? 设水的摩尔质量为18.016kg× mol-1, 密度为1´ 103 kg

3、5; m- 3, 水的表面张力为0.0719 N× m-1。5. 原电池CdCd2+ a (Cd2+) = 0.01 Cl- a ( Cl- ) = 0.5Cl2 g，100kPaPt已知：298K时，E Cl2(g)Cl- =1.3579V, E Cd2+Cd= - 0.4032V。(1)写出电极反应和电池反应；(2)计算原电池在298K时的电动势E；(3) 计算电池反应的摩尔吉布斯函数变rGm及标准平衡常数6. 298K时，原电池PtH2 (g，100kPa )HCl ( b = 0.1 mol·kg-1 )Cl2 (g，100 kPa )Pt 电动势为1.4881 V

4、，计算HCl溶液中HCl的平均离子活度因子。7. 电池Pt，H2（p）NaOH（aq）HgO（s），Hg（l）在298K时的E为0.926V。（1）写出电极反应及电池反应；（2）求算此反应在298K时的平衡常数；（3）若HgO（s）和H2O（l）的标准生成热分别为-90.71和-285.84kJ·mol-1，试计算此电池在308K时的电动势。8. 下列电池：Pt，H2(pø)|H2SO4(aq)|O2(pø)，Pt在298K时E=1.228V，已知液体水的生成热fHmø (298，H2O，l)=-2.851×105J·mol-1。 （

5、1） 写出电极反应和电池反应； （2） 计算此电池电动势的温度系数；假定273K298K之间此反应的rHm为一常数，计算电池在273K时的电动势。9. 已知下列电池的EÆ (298K) = 0.223 V, (¶ E / ¶ T )p = - 0.65 mV× K- 1, Ptï H2(PÆ )ï H+ (a = 1)ï ï KCl(a = 1)ï AgCl(s)ï Ag(s)(1) 写出电池反应(2) 计算与电池反应对应的DrGmÆ , D rSmÆ , D rH

6、mÆ 。10. 原电池PtH2(g，p )HCl(b=0.1mol·kg-1，±=0.795)AgCl(s)Ag 已知：298K时，E AgCl(s)Ag(s)=0.2221V，E Ag+Ag(s)=0.7994V。(1)写出电极反应和电池反应；(2)计算原电池在298K时的电动势E及电池反应的标准摩尔吉布斯函数变rGm；(3)利用已知数据计算298K时AgCl的Ksp。11. 写出电池：Cd|Cd2+Cu2+|Cu 的电池反应,并求出该电池在25时的标准电动势E°以及该电池反应的标准平衡常数0值。 (E°Cu2+/Cu=0.337V ,E&#

7、176;Cd2+/Cd=-0.403V)12. 试写出下列电池的电池反应,并求出该电池在25时的电动势E和E；电池反应的rGm和rGm；（3）标准平衡常数K值。 Pb|Pb（NO3）2（=0.02）AgNO3（=0.1）|Ag (EPb2+/Pb= -0.126V ,EAg+/Ag=0.7991V)13. 镉-甘汞电池反应式为 Cd+ Hg2Cl2(s) = Cd2+2Cl+2Hg，如果各物质均处在标准状态下，其原电池电动势与温度的关系式为： E/ V = 0.67-1.02×10-4(T/K-298) -2.4×10-6(T/K-298)2（1）写出原电池符号；（2）计算

8、上述电池反应在40时的DrG ，DrH和DrS各为多少？14. 25时，对电池Pt |Cl2(p) êCl-(a=1) | Fe3+(a=1) ，Fe2+(a=1) êPt：（1）写出电池反应；（2）计算电池反应的DrG 及K值；（3）当Cl-的活度改变为a(Cl-) = 0.1时，E值为多少？（已知E(Cl-|Cl2|Pt) =1.3583 V，E(Fe3+，Fe2+ | Pt) = 0.771V。）15. 溴乙烷的分解为一级反应，已知该反应的活化能Ea=229.3kJmol-1，650K时的速率常数k=2.14×10-4s-1。求（1）该反应的半衰期。（2）指

9、前因子。（3）10min后溴乙烷剩余百分之几？（4）欲使溴乙烷在10min内转化90%，温度应控制在多高？16. 醋酸酐的分解反应是一级反应，该反应的活化能Ea=144.3 KJ/mol，已知在284 醋酸酐分解75所需时间为42.0s. 试求:（1）在284醋酸酐分解反应的反应速率常数k以及半衰期t1/2(2)现要控制此反应在10分钟内转化率达到90，试问此时反应速率常数K应为多少?反应温度要控制在多少度？17. 已知陨石中每克含U238为6.3×10-8克，He为20.77×10-6cm3（标准况下）。U238的衰变为一级反应：U238Pb206 + 8He4，由实验测

10、得U238的T1/2=4.51×109年。试求该陨石的年龄。18. 设某化合物分解反应为一级反应，若此化合物分解30 则无效，今测得温度50、60 时分解反应速率常数分别是7.08×10-4 hr-1与1.7×10-3hr-1，计算这个反应的活化能，并求温度为25 时此反应的有效期是多少? 19. 某药品在保存过程中会逐渐分解，若分解超过30%即无效。现测得在323K、333K和343K时，药品每小时分解的浓度的百分数分别为0.07、0.16、0.35，且浓度改变不影响每小时分解的百分数。 试求出该药品分解的速率常数k与温度的关系。 若将药品在298K下保存，有效

11、期为多长？ 若欲使药品有效期达到5年以上，应在什么温度下保存？20. 某抗菌素A注入人体后在血液中呈现简单的级数反应。如果在人体中注射0.5g该抗菌素，不同时刻t测定它在血液中的浓度cA（以gdm-3表示），然后以lncA对t作图,可得一直线。今在t=4小时和12小时时，分别测得cA为4.80×10-3 gdm-3和2.22×10-3 gdm-3 ，试根据上述实验结果回答下列问题。（1）反应的级数。（2）反应的速率常数。（3）反应的半衰期。21. 某二级反应AP，设cA,0=0.005mol·dm-3，500和510时，经300秒后分别有27.6%和35.8%的反

12、应物分解。计算（1）两个不同温度时的速率常数；（2）反应的活化能。22. 均相反应A C+ B 在600K时的速率常数k=3.5×10-3s-1。试求（1）反应的半衰期；（2）初始浓度CA，0=0.05mol·dm-3时，经过30s后反应物的转化率；（3）温度升高到700K时，k增加了3倍，求反应的活化能。23. 某一级反应在600K时的半衰期为350min-1，反应的活化能为200kJmol-1，试求700K反应物反应掉75% 所需的时间。24. 某反应在300K时，速率常数k=4.5×10-2s-1，活化能为60kJ·mol-1。试求（1）反应的半衰

13、期；（2）300K时的指前因子；（3）50s时反应物消耗的百分数。25. 某一级反应MD的速率常数k与温度关系为： lg(k/s-1)= -4124/T+13.35 求40时速率常数k和半衰期t1/2；求该反应的活化能Ea和指前因子。26. 乙烯转化反应C2H4 C2H2+H2为一级反应。在1073K时，要使50的乙烯分解，需要10小时，已知该反应的活化能E=250.6kJ·mol-1。要求在1.136×103小时内同样有50 乙烯转化，反应温度应控制在多少？27. 气相反应A(g) B(g) ，在恒容下进行，其速率常数k与温度T的关系由下式表示：ln(k/s-1) = 2

14、4.00 9622/(T/K)1. 确定此反应的级数； 2. 此反应的活化能为多少？ 3.欲使A(g) 在10 min内的转化率达到90%，则反应温度该如何控制？28. 298K时，在某半透膜的两边分别放浓度为0.10 mol·dm-3的大分子有机物RCl，和浓度为0.50 mol·dm-3的NaCl溶液，设有机物RCl能全部解离，但R+ 离子不能透过半透膜。计算达膜平衡后，两边各种离子的浓度和渗透压。29. 写出由FeCl3水解制得Fe(OH)3溶胶的胶团结构，并标注各部分的名称。（稳定剂为FeCl3）。30. 以等体积的0.08 mol·dm-3 AgNO3溶

15、液和0.1 mol·dm-3 KCl溶液制备AgCl溶胶，(1) 写出胶团结构式，并标注各部分的名称，指出电场中胶体粒子的移动方向；(2) 加入电解质MgSO4、AlCl3和Na3PO4使上述溶胶发生聚沉，则电解质聚沉能力的大小顺序是什么？31. 将0.012 dm3浓度为0.020 mol·dm-3的KCl溶液和0.100 dm3浓度为0.0050 mol·dm-3 的AgNO3溶液混合以制备溶胶，试写出这个溶胶的胶团的结构式. 32. N2O5分解历程如下：（1） N2O5NO2 + NO3 N2O5NO2 + NO3（2） NO2 + NO3NO + O2

16、+ NO2 （慢反应，速率控制步骤）（3） NO + NO32 NO2 用稳态法导出r =的表示式。33. 反应 CH3COCH3 + Br2 CH3COCH2Br + H+ Br- 在溶液中进行，其反应机理如下： CH3COCH3 +OH- CH3COCH2-+H2O； CH3COCH2-+H2O CH3COCH3 +OH-； CH3COCH2-Br2 CH3COCH2Br +Br-。设CH3COCH2-处于稳定态，试推导出总反应的动力学方程式。34. 设乙醛热分解CH3CHOCH4 + CO 是按下列历程进行的：CH3CHOCH3· + CHO； CH3· + CH3CHOCH4 + CH3CO·(放热反应) CH3CO·CH3· + CO ； CH3·