新物理化学下学期期末考试试卷A卷及其答案详解

1、院系:_ 班级:_ 姓名:_ 学号:_.密封线新乡学院20092010学年度第一学期物理化学期末试卷A卷课程归属部门：化学与化工学院 试卷适用范围：07级化学工程与工艺1.2班题号一二三四五总分得分得分评卷人一、填空题（每小题1分，共19分）1吉布斯吸附等温式=（ ），若一溶质加入纯水中后使表面张力降低，则该溶质在溶液表面发生（ 正 ）吸附。2不论是电解池或是原电池，极化的结果都是使阳极电势（ 更高），阴极电势（ 更低 ）。30.1mol/kg的CaCl2水溶液，若± =0.219，则平均离子活度a± =( 0.03476 )。4常见的亚稳态有四种，它们分别是（过冷液体），

2、（过热液体 ），（过饱和蒸气），（ 过饱和溶液 ）。5在下图中画出sl , sg , lg 和 。6振动配分函数计算公式引入的 的量纲为（ K 或者温度 ）。7由玻尔兹曼公式可知，任意两个能级的玻兹曼因子之比，等于（该两能级分配的粒子数之比 ）。8. 合成氨反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）若反应在恒容条件下进行时，则其反应速率可表示为H2=（ ； ）或NH3=（ ），两者之间的关系为（ ： =3：2 ）。9.碰撞理论的临界能与活化能的关系为（ = + ）在（ ）的条件下，可以认为与温度无关。10.憎液溶胶在热力学上是不稳定的，它能相对稳定存在的原因是（ 胶体粒子带电 ）；（ 溶剂化作

3、用）和（ 布朗运动）。得分评卷人二、选择题（每题1分，共8分）1原电池在恒温、恒压可逆放电，H与Qr的大小关系为H（ ）Qr 。 A. B. C.= D.无法判断2下列原电池中，其电池电动势与氯离子的活度无关的是（ ）A. Hg Hg2Cl2(s)KCl(a)Cl2(p)|PtB. ZnZnCl2(a)Cl2(p)|PtC. ZnZnCl2(a1)KCl(a2)Hg2Cl2(s) |Hg3一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，相同温度下，两种状态相比，以下性质保持不变的是（ ） A.表面吉布斯函数 B.表面张力 C.比表面 D.液面下的附加压力4玻尔兹曼分布，( )A. 只适用于定

4、域子系统； B . 只适用于离域子系统；C. 只适用于独立子系统； D. 只适用于相依子系统。5酸碱催化的主要特征是（ ）A. 反应中有酸的存在 B. 反应中有碱的存在 C. 反应中有电解质存在 D.反应中有质子的转移6.某反应，当反应物反应掉59所需时间是它反应掉13所需时间的2倍时，该反应是（ ）A.一级反应 B.二级反应 C.三级反应 D.零级反应7.反应A B , A C 。已知反应的活化能大于反应的活化能,以下措施中哪一种不能改变获得B和D的比例。（ ）A.提高反应温度 B. 延长反应时间 C. 加入适当的催化剂 D. 降低反应温度8.如果臭氧分解反应 2 3 的机理是 + + 2请

5、指出此反应对臭氧而言可能是（ ）A. 一级反应 B.二级反应 C. 1.5级反应 D. 零级反应得分评卷人三、回答下列问题（共18分）1. 对于1-1价型的难溶盐AgCl在水中的溶度积很难用普通化学方法测定，可分别用电导法和电势法测定，请分别给出操作步骤，计算公式及需要查找的有关数据。（12分）答：(1)难溶盐AgCl在水中的溶解度很小，故可认为 ，根据 ，由于难溶盐的摩尔电导率很小，水的电导不可忽略，故： 离子的无限稀释摩尔电导率和纯水的电导率可查表，难溶盐AgCl水溶液的电导率可实验测定，根据以上公式即可得到难溶盐AgCl在水中的溶度积。 （6分）（2）AgCl的溶解过程：AgCl（s）=

6、Ag+Cl-设计电池为：AgAg+(aAg+)Cl-(aCl-)AgCl(s)Ag，E=E (RT/F)a(Ag+)a(Cl-) = EAgCl/AgEAg+/Ag-(RT/F)Ksp溶液平衡时，E=0，故:Ksp=F E/RT ，查表可得EAgCl/Ag和EAg+/Ag，即可得Ksp 。 （6分）2. 将50ml的-3 溶液和40ml的0.01 mol.dm-3 溶液混合制溶胶，写出其胶团结构。并说明将此溶胶进行电泳时，胶粒向何极运动。若在一定量的此溶胶中分别加入NaCl；MgCl2；;Na2SO4溶液，则哪种溶液的聚沉值最小？(6分）答：因为过量 所以胶团结构为: (4分） 由于胶体粒子带

7、负电，所以胶体粒子向阳极运动。因为正电荷价数最高的是铝离子，所以溶液的聚沉值最小。 (2分）得分评卷人四、计算题（共48分）1. 电池PtH2(101.325kPa)HCl(0.1mol·kg-1)Hg2Cl2(s)|Hg电动势E与温度T的关系为 E/V=0.0694+1.881×10-3T/K-2.9×10-6(T/K)2(1)写出电极反应和电池反应；(2)计算25，z=1时该反应的rGm、rSm、rHm以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Qr,m。 (14分）解：（1）阳极反应：1/2H2(g)H+e-阴极反应：1/2Hg2Cl2(s) + e-Hg + Cl-

8、电池反应： 1/2Hg2Cl2(s)+1/2H2(g) Hg+ HCl(0.1 mol·kg-1) （3分）(2) 25时，E/V=0.0694+1.881×10-3×298.15-2.9×10-6×298.152=0.3724 （1分） =1.881×10-3-2×2.9×10-6×298.15V/K=1.157×10-4V/K （2分）因此：z=1时 rGm= -zFE=-35.93kJ·mol-1 （2分）Dr S m =14.64J·mol-1·K-1 （2

9、分）Dr Hm = -zFE + zFT =-31.57kJ·mol-1 （2分）Qr,m=TDr S m=4.365 kJ·mol-1 （2分）2. 473.15K时，测定氧在某催化剂表面上的吸附作用，当平衡压力分别为101.325kPa及1013.25kPa时，每千克催化剂的表面吸附氧的体积分别为2.5×10-3m3及4.2×10-3m3(已换算为标准状况下的体积)，假设该吸附作用服从朗缪尔公式，试计算当氧的吸附量为饱和吸附量的一半时，氧的平衡压力为若干？ （8分）解：由兰格谬尔吸附等温式：V a = Vm a bp/(1+bp) 可得 （3分）b

10、×101.325 kPa 2.5dm3/kg = Vm a 1 + b ×101.325 kPa b ×1013.25 kPa 4.2dm3/kg = Vm a 1 + b ×1013.25 kPa 解方程组可得：b = 0.012075 kPa-1 (3分）当V a =0.5Vm a时，p = b-1 =82.81 kPa (2分）3. 某系统由3个一维谐振子组成，分别围绕着A，B，C三个定点作振动，总能量为11/2 hn。试列出该系统可能的能级分布方式。（8分）解：已知一维谐振子能级 ei= (u+1/2)hn (u=0,1,2,3,) （2分）系统

11、的每种能级分布由其能级分布数确定，因此需求出每种能级分布的粒子数n i根据题意系统总能量为 11/2 h n ， 即 S n i ei= 11/2 h nS n i (ui+1/2) h n= 11/2 h n 系统总的粒子数 N = 3， 即 S n i = 3将Sni = 3带入，可得 Sniui= 3 故 u 3，此时可能的能级为： e1= 1/2hn ， e2= 3/2 hn， e3= 5/2h n ， e4= 7/2 h n （2分）这四个能级上分布的粒子数分别为n1 ， n2 ， n3 ，n4 则有 S n i = n1 + n2 + n3+ n4 =3 （1分）S n i ei=

12、 1/2 h n * n1 + 3/2 h n*n2 + 5/2 h n*n3 + 7/2 h n*n4 = 11/2 h n （1分）该方程组只存在下列 3 组解, 对应3种能级分布： （2分）能级分布粒子数n能级分布n1n2n3n41110120211310204.某药品在保存过程中会逐渐分解，若分解超过30即无效。实验测得该药品分解反应的速率常数k与温度T的关系为ln（k/h）=8940k/T + 20.4，试计算：（1）若该药品在25下保存，有效期为多长时间 ？（2）若使药品有效期达到3年以上，应在什么温度下保存 ？每年按365天计算。(10分)解：（1）k单位是 该反应为一级反应。（

13、1分）又ln（k/h）=8940k/T + 20.4 - - - - - - -T=25+273.15K时 ln（k/h）=-9.585k=6.88 （2分） 该反应的速率方程为：=kt=6.88 tt=5184.2 h=216天 （3分）(2) =k×3×365×24 k=0.00001357 (2分）将k=0.00001357代入 解得：T=282.84 K =9.7 (1分）答：若该药品在25下保存，有效期为216天。若使药品有效期达到3年以上，应在9.7度以下保存。（1分）5. 时，两个等体积的0.200NaCl水溶液被一半透膜隔开，膜的左边再放入大分子电解质 使其浓度为。试求平衡时，膜两边的和的浓度以及溶液的渗透压？(8分) 解：由于达到平衡时，膜两边NaCl的化学势相等。设此时有膜左边向右边渗透。即有：左边=右边 (2分） 解得：=0.001353 (1分）所以，左边 =0.2041 =0.19865 右边 =0.20135 =0.20135 (2分）=(0.20135+0