新物理化学下学期期末考试试卷A卷及其答案详解

1、新乡学院2009 2010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1.吉布斯吸附等温式r=（c/RT）（ / c）t），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 ）。3. 0。1mol/kg 的 CaCl2水溶液，若 y =0。 219,则平均离子活度 a土 = （ 0。 03476 ）。4. 常见的亚稳态有四种，它们分别是（过冷液体），（过热液体），（过饱和蒸气）,（过饱 和溶液 ）。5在下图中画出 Y，评，Y和9. 一.

2、6.7.8。得分评卷人、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 AH（） Qr。A。 B.V 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 I Hg2Cl2 （s） I KCl（ a）l Cl2（p） |PtBo Zn I ZnCl 2 （ a）I Cl2（p） |PtC。Zn I ZnCl2（a1）ll KCl（ a2）I 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 性质保持不变的是（）A.表面吉布斯函数B。表面张力，相同温度下，两种状态相比，以下C。比表面D.液面下的附加

3、压力V 的量纲为（K或者温度 k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振动配分函数计算公式引入的合成氨反应Nk（g ） +3H （g2NH （g）若反应在恒容条件下进行时）。4.玻尔兹曼分布，（）A。 只适用于定域子系统Co 只适用于独立子系统;5酸碱催化的主要特征是（Ao反应中有酸的存在Co反应中有电解质存在B。只适用于离域子系统；Do只适用于相依子系统）B。反应中有碱的存在D。反应中有质子的转移,则其反应速率可表6。某反应，当反应物反应掉（）5/9所需时间是它反应掉 1/3所需时间的2倍时,该反应是示为Y H2=(dCH2dt ；竽=3 : 2)或丫

4、 NH=9.碰撞理论的临界能 EC与Arrhenius活化能dcNH3dt,两者之间的关系为Ea的关系为（ Ea =Ec +-2 RT )在（）的条件下，可以认为 Ea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）;（溶剂化作用）和（布朗运动）.A。一级反应B。二级反应7。 反应Ak，B，A k能E2,以下措施中哪一种不能改变获得A。提高反应温度C.加入适当的催化剂D8。如果臭氧分解反应 2 O3C。三级反应D 。零级反应C。已知反应的活化能 Ej大于反应的活化B和D的比例。（）B。延长反应时间。降低反应温度本试卷共8页第1页本试卷共8页第3页O3k1

5、O2 + O因为正电荷价数最高的是铝离子，所以AICI3溶液的聚沉值最小。(2 分)O + O3k22O2请指出此反应对臭氧而言可能是（)Ao一级反应B 。二级反应Co 1.5级反应D。零级反应得分评卷人四、计算题（共48分）得分评卷人、回答下列问题（共18 分）1。 电池 Pt I H2(101.325kPa)HCI (0。1mol kg-1) I Hg2Cl2(s)| Hg 电动势 E 与温度 T 的关系为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

6、在水中的溶解度很小，故可认为，根据, 人 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） =Ag+CI-设计电池为：Ag I Ag+ （aAg+）| Cl（aCl）1 AgCl （s）l Ag,E=E? （ RT/F）ln a （Ag+） a（Cl）=E?（ AgCl/Ag ） E? （ Ag +/Ag ） -（RT/F）ln Ksp溶液平衡时，E=0,故：In Ksp=F E?/RT ,查表可得 E?

7、（ AgCl/Ag ）和 E? （ Ag +/Ag ），即可得 Ksp。（6 分）E/V=0。0694+1。881 XI0-3T/K 2.9 氷06 (T/K)2(1)写出电极反应和电池反应；(2)计算25C , z=1时该反应的 rGm、A rSm、A rHm以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Qr, mo(14 分)解：(1)阳极反应：1/2H2(g) H+e-阴极反应：1/2Hg2Cl2(s)+ eJ Hg + Cl-电池反应：1/2Hg 2Cl2 (s) +1/2H2(g) -Hg+ HCl(0。1 mol kg1)(3 分)(2) 25 C时，E/V=0。0694+1。881 X0-3

8、X298。15-2。9X06X298。152=0.3724(1 分)-E =1o 881 X03 2X2。9X0-6X298.15V/K=1。157 X0-4V/K(2 分)I p因此：z=1时 rGm= zFE= 35。93kJ mol1 GmTr S m = zFP=14o 64J mol-1 K-1rHm = zFE + zFT=31。57kJ molQr, m=Tr S m=4365 kJmol-1（2分）（2分）（2 分）（2分）2.将 50ml 的 0。01mol.dm 3 K2SC4溶液和 40ml 的 0.01 mol。dm 3 Ba NO3 2溶液混合制BaSO4溶胶，写出其

9、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 NaCI;MgCl2； AICI 3 ; NaSO溶液，则哪种溶液的聚沉值最小 ？（6 分） 答:因为K2SO4过量22x所以胶团结构为：BaSO4 m nSOq ?2 n x K ?2xK（4分）由于胶体粒子带负电，所以胶体粒子向阳极运动。2. 473d5K时，测定氧在某催化剂表面上的吸附作用25kPa时，每千克催化剂的表面吸附氧的体积分别为标准状况下的体积），假设该吸附作用服从朗缪尔公式半时，氧的平衡压力为若干？，当平衡压力分别为 101°325kPa及1013。2.5 X03m3及 4.2 X0

10、3m3 （已换算为，试计算当氧的吸附量为饱和吸附量的(8 分)本试卷共8页第5页本试卷共8页第4页能级分布粒子数n能级分布n1n2n3n41110120211310202.5dm3/ kg = Vm a 1 +b x 101。325 kPa解：由兰格谬尔吸附等温式：V 3 = Vma bp/（1+ bp）可得 （3分）bx 101。325 kPab x 1013。25 kPa4。2dm3/kg = V 1 + b x 1013.25 kPa解方程组可得：b = 0.012075 kPa当 V a =0。5Vm a时，p = b 1 =82.81 kPa3.某系统由3 个 维谐振子组成，分别围绕

11、着C三个定点作振动,总能量为11/2 h。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+1/2）h（=0,1, 2, 3,（24。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25C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 ）T k单位是h 1 该反应为一级反应.（1分）又 ln（k/h）= -8940k/T + 20。4 - - T=25+273.15K 时 I

12、n （k/h）=-9。58551k=6.8810 5 h 1（2 分）t该反应的速率方程为：n CyCC =kt系统的每种能级分布由其能级分布数确定 根据题意系统总能量为11/2 h , 即，因此需求出每种能级分布的粒子数 InCA1 0.3CA=6o8810 5ti= 11/2 ht=5184o 2 h=216天（3 分）n i （ i+1/2） h = 11/2 h（2 ）In1CA=k x 3 x 365 x 240.3CA系统总的粒子数将ni = 3带入，可得 此时可能的能级为：n i = 3 故 <1= 1/2h , 2= 3/2 h , 这四个能级上分布的粒子数分别为N =

13、3, 即ni i= 3n1 ,3,3= 5/2 h , 4= 7/2 hn2 , n3 , n4 贝U有（2 分） k=0 o 00001357 h 1（2 分）将 k=0 o 00001357 h 1 代入 解得:T=282 84 K=9。7 C（1 分）n i = n1 +n2 + n3+n4 =3n i i= 1/2 h * n 1+3/2 h 衣 n2 +5/2 h *n3 +7/2 h *n4 = 11/2 h（1分）（1 分）该方程组只存在下列3组解，对应3种能级分布：（2分）答：若该药品在25C下保存，有效期为216天。若使药品有效期达到3年以上，应在9o 7度以下保存.（1分）

14、本试卷共8页第5页本试卷共8页第7页(2)ch3 + ch3choch4 + ch3coe2035. 25 C时，两个等体积的 0.200 mol ?dm NaCI水溶液被一半透膜隔开，膜的左边再放(3)CH3CO3 ch3 + coE3入大分子电解质 Na6P使其浓度为9.09 10 4 mol ?dm 3。试求平衡时，膜两边的Na和(4) 2 CH3 k4C2H6CI的浓度以及溶液的渗透压？ （8分）若以 黒二表示反应速率，试用稳态法导出反应的速率方程E4，并说明反应的表观活化能与各基元反应活化能之间的关系。即有:左边CNa? CCI =右边 CNCluNa?CCI（2分）0.205454

15、x0.2 x0.22x3解得：x =0.001353 mol ?dm (1 分)所以，左边CNa=0。32041 mol ?dmCCI =0。198653mol ?dm右边CNa3=0.20135 mol ?dmCCI =0。201353mol ?dm (2 分)解:由于达到 平衡时，膜两边 NaCI的化学势相等。设此时有xmolCI膜左边向右边渗透证明：二d= = k2 CH3ch3chod CHc?2-=k1 CH3CHO -k2 CH3 CH3CHO +k3 CH3CO?匕 CH3? =0d CH3CO?dt=k2 CH3 CH3CHO -k3 CH3CO? =02两式相加得：k1 CH3CHO k4 CH3? =0丄奈CH3CHO乜1'2 k41 k1巳CBRT =( 0。20135+0。1986+0。000909-0。20135-0。20135)103 8.