物化上学期练习题

1、物理化学分章模拟试题物理化学分章模拟试题第一章第一章 热力学第一定律及其应用热力学第一定律及其应用一、选择题 1.理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? ( ) 2. 1mol 单原子分子理想气体，从 273 K，202.65 kPa, 经 pT=常数的可逆途径压缩到 405.3 kPa 的终态，该气体的 U 为： ( ) (A) 1702 J (B) -406.8 J (C) 406.8 J (D) -1702 J 3. Cl2(g)的燃烧热为何值? ( ) (A) HCl(g)的生成热 (B) HClO3的生成热 (C) HClO4的生成热 (D) Cl2(g)生成盐酸水溶液的热效

2、应 4.下述说法哪一个错误? ( ) (A) 封闭体系的状态与其状态图上的点一一对应 (B) 封闭体系的状态即是其平衡态 (C) 封闭体系的任一变化与其状态图上的实线一一对应 (D) 封闭体系的任一可逆变化途径都可在其状态图上表示为实线 二、填空题 1 、10 mol 单原子分子理想气体的 (H/T)V = JK-1 。 2、 对于任何宏观物质，其焓 H 一定 _ 内能 U (填上 、) ，因为 _；对于等温理想气体反应，分子数增多的 H 一定 _U，因为 _ _ 。 3 在一绝热刚性容器中进行某一化学反应，该体系的内能变化为 _ ，焓变化为 _ 。 4 如图。两条等温线的温度分别为 Ta，T

3、b。1mol 理想气体经过路径 1231 的 W I与经过路径 4564 的 WII大小关系是 。 三、计算题 1 在 293 K 的房间里有一只电冰箱,试问：(1)若使 250 g,273 K 的水在冰箱里结冰所需的功为多少?若电冰箱的功率为 100W,那么 250 g 水全部结冰需要多少时间?(2)若放入 250g,20的水,那么在冰箱里结成 273 K 的冰需要多少功?(3)若放入的是 298 K 的水,那么冷却到 293 K 需要多少功?已知水的凝固热为-6010 Jmol-1,水的平均热容为 4.184 JK-1g-1。 2 (1) 利用以下数据,计算 298 K 时气态氯化氢的 f

4、Hm 。 NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq) H1(298 K)=-50.4 kJmol-1 物质( 298 K) N H3(g) HCl(g) NH4Cl(g) fHm/kJmol-1 -46.2 x -315 solHm/kJmol-1 -35.7 -73.5 16.4 (2) 利用(1)的结果和下列热方程式计算 1000 K 时气态 HCl 的生成焓。 已知：Cp(H2,g)/JK-1mol-1 =27.8+3.410-3 T/K Cp(Cl2,g)/JK-1mol-1=34.8+2.410-3 T/K Cp(HCl,g) /JK-1mol-1=28.1+3.510-3

5、T/K四、问答题 对理想气体，试证明 dV= (nR/p)dT-(nRT/p2)dp，并证明 pdV 不是某个函数的全微分。 参考答案参考答案 一、选择题 1. (B) 2 (D) 3. (D) 4. (C) 二、填空题 1答 (/)VVHTCnR=208 JK-12答 一定大于 (因为 H=U+pV)；一定大于；因为 H=U+ (n)RT，而 为正。3答 0；p2V2-p1V14 答 WI =WII三、计算题1答 =T1/(T2-T1)(1) =273 K/(293 K-273 K)=13.65W=-q(吸)/=-6108 J，t=6108 J/100 W=61 s (2) 由于温度变化，因

6、此 也在发生变化从 293 K 的水冷到 273 K 的水需功 W1W(T1)=-q(吸)/=nCp,m(293 K-T1)/T1dT1273K111,m1293K(293K-)/ dpWTT nCT=Cp,m293ln(273/293)-(273-293) =(2504.184)293ln(273/293)-(273-293)=-747.7 J从 273 K 的水冷到 273 K 的冰需功 W2=-6108 J所以 W=W1+W2=-6856 J (3) 由于体系温度高于环境温度，W=0 2答 (1) 从所给数据可写出下述热化学方程式： NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)；H

7、1=-50.4 kJmol-1 NH3(g)+aq=NH3(aq)；H2=-35.7 kJmol-1 HCl(g)+aq=HCl(aq)；H3=-73.5 kJmol-1 NH4Cl(s)+aq=NH4Cl(aq)；H4=16.4 kJmol-1 1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)；H5=-46.2 kJmol-1 1/2N2(g)+2H2(g)+1/2Cl2(g)=NH4Cl(s)；H6=-315 kJmol-1由+得式：NH3(g)+HCl(g)+aq=NH4Cl(aq)；H7=-159.6 kJmol-1-得式：1/2H2(g)+1/2Cl2(g)+NH3(g)=NH4Cl

8、(s)；H8=-268.8 kJmol-1+得式：1/2H2(g)+1/2Cl2(g)+NH3(g)=NH4Cl(aq)；H9=-252.4 kJmol-1-得： 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)；fHm(HCl)=-92.8 kJmol-1 (2) 对于 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)在 1000 K 时的生成焓由基尔霍夫定律有：fHm(1000 K)=fHm(298 K)+1000K298KdpCT =-92 800+1000K3298K( 3.20.6 10 )dT =-94 773 Jmol-1 四、问答题 答 因为d(/) d(/) dpTVVT

9、TVpp 又因为 V=nRT/p 所以(/)/pVTnR p，2(/)/TVpnRT p 所以 dV=(nR/p)dT-(nRT/p2)dp pdV=nRdT-(nRT/p)dp 若 pdV 是状态函数，则应满足对易关系 ()/(/ )/TpnRpnRT pT (1) 但()/0,(/ )/TpnRpnRT pTnR p 所以(1)式不成立 所以 pdV 不是某个函数的全微分 第二章第二章 热力学第二定律热力学第二定律 一、选择题 1. 在标准压力 p下,383.15 K 的水变为同温下的蒸气,吸热 Qp。该相变过程中,哪个关系式不能成立? ( ) (A) G 0 (B) H = Qp (C)

10、 SISO 0 2. 理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中体系的熵变S体及环境的熵变S环应为： （ ） (A) S体0，S环=0 （B） S体0，S环0 （D） S体03. 在 101325 kPa 压力下，1.5 mol H2O(l) 由 10 升至 50，已知 H2O(l) 的平均摩尔定压热容为 75.295 J K-1 mol-1，则此过程中体系的熵变为： ( ) (A) 6.48 J K-1 (B) 18225 kJ K-1 (C) 78.94 J K-1 (D) 14.93 J K-1 4.范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度： ( ) (A) 上升 (B) 下降 (

11、C) 不变 (D) 无法确定 二、填空题 1 卡诺认为：“ 。 ”这就是卡诺定理。2. 从热力学第 定律证明的 定理是为了解决热机的最高效率可达多少这一问题的。3. 在某些条件下,体系通过和外界环境不断地交换物质和能量,以及通过内部进行的不可逆过程，体系的无序态有可能变成有序态,普里高津把这样形成的有序状态称为_，因为它的形成和维持需要_。4由于隔离体系的_、_不变,故熵判据可以写作_。三、计算题 1 在 573.15 K 时，将 1 mol Ne（可视为理想气体）从 1000 KPa 经绝热可逆膨胀到 100 kPa。求Q,W,U,H,S,Siso和 G。已知在 573.15 K,1000

12、kPa 下 Ne 的摩尔熵 Sm=144.2 JK-1mol-1。2 将 400 K 和 101325 kPa 的 1 mol 某液态物质向真空容器中汽化成 400 K，101325 kPa 的气态物质（可视为理想气体） ，已知此条件下该物质的标准摩尔汽化热为 16.74 kJmol-1。 (1) 计算该过程的vapS总，vapF，vapG ； (2) vapS总，vapF，vapG 是否均可用来判别这一过程的方向？并叙述理由，其判断结果如何？ 四、问答题 已知：pVm= RT + Bp，式中 B 与温度有关，试证明： (Um/Vm)T =RT2/(Vm- B)2dB/dT 并再写出 (Sm/

13、Vm)T，(Sm/p)T 和 (Hm/p)T的表达式 参考答案参考答案 一、选择题 1. (C) 2.（C） 3. (D) 4. (B) 二、填空题 1答 所有工作在同一高温热源与低温热源之间的热机，其效率都不能超过可逆机。2. 答 二 卡诺 3. 答 耗散结构 消耗能量 4. 答 U; V; N1,N2, ;(dS)U,N 0 三、计算题1答 因该过程为绝热可逆过程，故 Q=0, S=0 T2=T1exp(R/Cp,m)ln(p2/p1)=228.2 K W=-U=nCV,m(T1-T2)=4.302 kJ U= -4.302 kJ H=nCp,m(T2-T1)= -7.171 kJ S环境

14、=0 Siso=S+S环境=0 F=U-nSm(T2-T1)=45.45 kJ G=H-nSm(T2-T1)=42.58 kJ 2答 (1)可通过可逆过程进行计算。 vapG = 0；vapS = nvapHm/T = 41.85 JK-1 vapF = vapG -vap(pV) = -nRT = -3.3256 kJ S环= Q环/T = -vapU/T = -(vapF-TvapS)/T = -3.354 kJK-1 vapS总= vapS + vapS环= 8.31 JK-1 (2) 可用 vapS总判别。因为 vapS总 0，故过程不可逆。 题意为封闭体系的恒温过程，故可用 vapF

15、 判椐，因 W = 0 所以 vapF , , =, 2. (B) 3.（D） 4. (D) 二、填空题 1. , , , . 2. 3. 答 p=pA+(pB- pA)xB 101 325=40 000+(120 000-40 000)xB xB=0.767 xA=0.233 4. 答 16 427 Jmol-1 三、计算题 1答 设在 V1溶液中含溶质的质量为 m，若萃取 n 次,每此都用 V2新鲜溶剂,则最后原溶液中 所剩溶质的量 mn为： mn=mKV1/(KV1+V2)n (1) m2=510-3kg0.40.100 dm3/(0.40.100 dm3+0.020 dm3)2 =2.

16、2210-3 kg (2) m1=510-3 kg0.40.100 dm3/(0.40.100 dm3+0.040 dm3) =2.510-3 kg 2. 答 通过溶液后,苯在气相中的分压为 p1,即为溶液中溶剂的蒸气分压。再通过纯苯后, 苯在气相中的分压就是苯在该浓度下的饱和蒸气压 p1* ,设最后出口处气体总体积为 V, 气体总压为 p。 p1=(m1/M1)(RT/V)=2.1540 g(RT/M1V) p1* = (m1+m2)/M1(RT/V)=(2.1540+0.0160)RT/M1V p1/ p1* =2.1540/(2.1540+0.0160)=0.9926 根据 Raoult

17、s 定律：p1=p1*x1 x1=0.9926 x2= 1-x1= 0.007 373 x2= (3.0/M2)/(3.0/M2)+(200/78) = 0.007 373 M2= 0.157 kgmol-1 四、问答题 . 答 （1）BBpyp 60. 0/590121/BBBBBBxyxpypp BBABA)53040590121(53040)(xxpppp 联立（1） ， （2）式解得： Pa8 .58367;3336. 0Bpx （2）B)53040590121(53040325101x 750. 0Bx 250. 0Ax 第五章第五章 相平衡相平衡一、选择题 1. 二级相变服从的基本

18、方程为： ( ) （A）克拉贝龙方程 （B）克拉贝龙克劳修斯方程 （C）爱伦菲斯方程 （D）以上三个方程均可用2. 硫酸与水可形成 H2SO4H2O(s)、H2SO42H2O(s)、H2SO44H2O(s)三种水合物,问在 101 325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( ) (A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 3. NaCl 水溶液和纯水经半透膜达成渗透平衡时，该体系的自由度是： ( ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 4. 当乙酸与乙醇混合反应达平衡后，体系的独立组分数 C 和自

19、由度 f 应分别为: ( ) (A) C= 2，f= 3 (B) C= 3，f= 3 (C) C= 2，f= 2 (D) C= 3，f= 4 二、填空题 1 二级相变的特点是: , , ,和 。 2. 在二级相变过程中： 0，S 0。3. 当由 A 和 B 组成的二组分溶液的沸点和露点(冷凝点)相合时只有在： 。4. 相律与质量作用定律所讨论的对象虽然都是平衡体系,但相律只能对体系作出 的叙述。例如相律可以确定有几个 能对复杂系统中的相平衡发生影响,但相律却不能告诉我们这些数目具体代表哪些 或哪些 。 三、计算题 1 由实验得酚-水体系的数据列于下表： 表中w w12,分别代表酚在水层和酚层中

20、的质量分数。 （1）根据表中数据绘制 T-x 图； （2）确定临界溶解温度和临界浓度； （3）若在 312.0 K 时，将 50 g 水和 50 g 酚混合，达平衡后水层和酚层的质量各为多少？水层中水和酚的质量各为多少？2. 298 K，p时,(NH4)SO4 -Li2SO4 -H2O 三组分体系相图如下,坐标为质量分数。 (1) 写出其复盐及水合盐的分子式； (2) 指出各部分存在的相； (3) 若将组成相当 X,Y,Z 点所代表的物系在该温度下分别恒温蒸发,则最先析出何种晶体。 ( 已知 Mr(Li2SO4)为 110 ) 四、问答题 下图是根据实验结果而绘制的白磷的相图。试讨论相图中各面

21、、线、点的含义。 参考答案参考答案一、选择题1. （C） 2. (C) 3. (C) 4. (C) 二、填空题1. 相变H=0 , 相变V=0 , Cp,1Cp,2 , 12 ,和 K2=K1 =(1/V)(V/T) , x=-(1/V)(V/p)T 2. 答：=、= 3. 答：A 和 B 能具有共沸混合物，且组成恰好为其共沸组成时。 4. 答 定性 因数 变量 相 三、计算题1 答：（1）根据题给数据，绘制相图如下。 H2O w(C6H5OH) C6H5OH （2）T=339.1K，组成w().酚 035 （3）根据杠杆规则求得： m(酚层质量)=71.8 g m(水层质量)=28.2 g

22、m1(水层中水的质量)=26.0 g m2(水层中酚的质量)=2.2 g （2 分）2答 (1) M(H2O)=0.018 kgmol-1；M(Li2SO4)=0.110 kgmol-1 w(H2O)=(0.018 kgmol-1)/(0.110 kgmol-1)+(0.018 kgmol-1) =0.141=14.1 % 所以 水合盐为：Li2SO4H2O 同理：W(NH4)2SO4=(0.132 kgmol-1)/(0.132 kgmol-1)+(0.018 kgmol-1) =54.5 % 所以 复盐为：(NH4)2SO4Li2SO4 (2) 各区存在的相： 为不饱和溶液的单相区； 为

23、s1与其饱和溶液的两相区； 为 s1, s1s2和组成为 F 的饱和溶液的三相共存； 为 s1s2与其饱和溶液的两相区； 为 s1s2, s2H2O 和其饱和溶液 E 三相共存； 为 s2H2O 与其饱和溶液两相共存; 为 s1s2, s2, s2H2O 三固相共存区。 (3) X,Y,Z 所代表的物系在 298 K 恒温蒸发时,分别首先析出的是:s1, s1s2, s2H2O。 四、问答题1 答：（1）面：相区 AOC 为气相区，COB 为液相区，BOA 为固相区。即12, f。 （2）线： I. 三条实线（分别是两个相区的交界线） ，在线上1, 2f，是两相平 衡，温度和压力只有一个是独立

24、变量。 OC 线是气液平衡线，又称为蒸发曲线； OB 线是液固平衡线，又称为熔化曲线； OA 线是气固平衡线，又称为升华曲线。 II. 两条虚线 EF 和 GH 表示定压下升温时白磷的相变化情况。 在p1恒定情况下升温，白磷将由固态变成气态，即白磷升华； 在p2恒定情况下升温，白磷将由固态熔化为液态，然后再蒸发为气态。 由此可见，若要实现升华操作，必须将体系的压力控制在低于三相点的 压力。 （3）点： O 点是三相点，在该点三相平衡共存，0, 3f，即C1 .44 t， p=21.20 Pa。 C 点是临界点，高于此温度时，无论加多大压力，白磷的气体均不能被液化。 第六章第六章 化学平衡化学平

25、衡一、选择题1. 对于气相反应，当体系总压力 p 变化时， （ ） (A) 对 Kf$无影响 (B) 对 Kr 无影响 (C) 对 Kp$ 无影响 (D) 对 Kf$，Kr，Kp$均无影响 2. 某化学反应在 298 K 时的标准吉布斯自由能变化为正值，则该温度时反应的pK$将是：（ ）（A）pK$=1 （B）pK$=0 （C）pK$1 （D）pK$13. 过饱和溶液中溶剂的化学势与纯溶剂的化学势*的关系式为： （ ） （A）* （B）* （C）* （D）不能确定二、填空题1. 对于非理想气体反应，其平衡常数可用 K f$= KrK p$ 表示，式中 K f$决定于_ ；K p$决定于 _ ；

26、Kr决定于 _ 。 2. 一个抑制剂结合到碳酸酐酶，在 298 K 时反应的平衡常数 K $=4.17107，rH m$=-45.1 kJmol-1，则该温度下反应的 rS m$_ JK-1mol-1。 3. 温度对化学反应平衡常数影响很大，在恒压下，它们的定量关系是 _ 。当 _时，升高温度对反应进行有利；当 _ 时，升高温度对反应进行不利。 4 理想气体的自由能函数的定义是 _ 。由参加反应的气体的自由能函 数计算反应平衡常数还必须知道此反应的 _ 。 参考答案参考答案一、选择题 1. (A) 2. （D） 3. （C） 二、填空题1答 温度；温度和压力；温度和压力 2. 答 rG m$=

27、-RTlnK $=-43.45 kJmol-1 rS m$=(rH m$-rG m$)/T =-5.53 JK-1mol-1 3. 答：不变；减少；减少 4答 自由能函数定义： (G m$- U 0,m$)/T (1 分) 还必须知道反应在 0 K 时的 U 0,m$ (1 分) U 0,m$=B0,mB(U$B) 三、计算题 苯乙烯工业化生产是从石油裂解得到的乙烯与苯作用生成乙苯，在由乙苯直接脱氢而 制得： C6H5CH2CH3(g) C6H5CHCH2(g)H2(g) 乙苯直接脱氢的工艺条件为：温度：600800；压力：常压；原料：过热水蒸气与乙苯蒸气,物质的量比为 9:1 的混合气，已知

28、数据如下： 乙苯(g) 苯乙烯(g) 水(g) fHm$(298 K)/kJmol-1 29.79 146.9 -241.8 fG m$(298 K)/kJmol-1 130.58 213.8 -228.6 (1)已知 700 K 时,上述乙苯脱氢反应的 rG m$33.26 kJmol-1，7001100 K 之间反应热效应平均值 rHm$124.4 kJmol-1,计算 1000 K 时乙苯的理论转化率。 (2)试对本反应为什么采取高温常压，充入惰性气体等工艺条件，做热力学的分析说 明。 (3)用蒸馏法从粗品中分离苯乙烯时，采用什么措施防止或减少其聚合作用。 (4)文献报道，有人建议可用乙

29、苯氧化脱氢的办法来制取苯乙烯 C6H5CH2CH3(g)(1/2)O2(g) = C6H5CHCH2(g)H2O(g) 从热力学角度估算一下，在 25、标准压力下有无实际的可能性，若可能实现,从理论上来讲比直接脱氢法具有什么优点。 三、计算题 答 (1) K p$=exp(-rG m$/RT) =3.310-3 lnK p$(1000 K)/K p$(700 K)=(124 400/8.314)(1000-700)/(1000700) 求得 K p$(1000 K) =2.013 C6H5CH2CH3(g) C6H5CH=CH2(g) + H2(g) + H2O(g) 平衡/mol 1- 9

30、BBn=(10+)mol K p$=Kn(p/p)/nB =2/(1-)1/(10+) =2.013 解得 =0.9584 (2) rH m$=(146.9-29.79) kJmol-1=117.11 kJmol-1 rG m$=(213.8-130.58) kJmol-1=83.22 kJmol-1 由于 rG m$0,表明在常温标准状态下反应不能进行,只有升高温度,增大TrS m$值,使得 rG m$0,低压有利于苯乙烯生成,充入惰性气体,相当于降低体系总压, 采用上述措施利于提高乙苯转化率。 (3) 加入少量阻聚剂, 采用减压蒸馏, 以降低蒸馏温度, 防止聚合。 (4)氧化脱氢 rG m

31、$=-145.4 kJmol-1 2 3 (B) 1 2 1 3 (D) 3 1= 2 2. 有下列两个浓差电池 (a1 0 电池为自发的，表明 Ag 在 OH- 溶液中会被氧化，加入 CN- 后， (Ag(CN),Ag) = -0.31 V 2.06 (B) pH 2.72 (C) pH 7.10 (D) pH 8.02 4. 通电于含有相同浓度的 Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液, 已知 (Fe2+/ Fe) = -0.440 V ， (Ca2+/ Ca) = -2.866 V (Zn2+/ Zn) = -0.7628 V ， (Cu2+/ Cu) = 0.337

32、V 当不考虑超电势时, 在电极上金属析出的次序是 ： ( ) (A) Cu Fe Zn Ca (B) Ca Zn Fe Cu (C) Ca Fe Zn Cu (D) Ca Cu Zn Fe 二、填空题 1. 电解过程中，极化作用使消耗的电能 _；在金属的电化学腐蚀过程中，极 化作用使腐蚀速度 _ 。 2. 电解工业中, 为了衡量一个产品的经济指标，需要计算电能效率, 它的表达式是 _。 3. 已知电极（1）PtH2, H+, （2） PtFe3+, Fe2+, 和（3）PbH2, H+ 的交换电流密度 je分别为： (1) 0.79 mAcm-2; (2) 2.5 mAcm-2; (3) 5.

33、010-12 Acm-2。当它们在 298 K 处于平衡态时, 每秒有多少电子或质子通过双电层被输送? (1) _cm-2s-1 ；(2) _cm-2s-1 ；(3) _cm-2s-1 。 4 已知 (Fe2+/Fe)= -0.440 V, (Cu2+/Cu) = 0.337 V，在 25, p时, 以 Pt 为阴极，石墨为阳极，电解含有 FeCl2(0.01 molkg-1)和 CuCl2 (0.02 molkg-1)的水溶液，若电解过程不断搅拌溶液，且超电势可忽略不计，则最 先析出的金属是 _。 三、计算题 1 在 25时，用铜片作阴极, 石墨作阳极, 对中性 0.1 moldm-3的 C

34、uCl2溶液进行电解, 若电流密度为 10 mAcm-2, （1）问：在阴极上首先析出什么物质? 已知在电流密度为10 mAcm-2时, 氢在铜电极上的超电势为 0.584 V。 （2）问：在阳极上析出什么物质? 已知氧气在石墨电极上的超电势为 0.896 V。假定氯气在石墨电极上的超电势可忽略不计。 已知： (Cu2+/Cu)=0.337 V, (Cl2/Cl-)=1.36 V, (O2/H2O, OH-)=0.401 V。 2 用 Pt 做电极电解 SnCl2水溶液, 在阴极上因 H2有超电势故只析出 Sn(s), 在阳极 上析出 O2, 已知Sn2+=0.10, H+=0.010, 氧在

35、阳极上析出的超电势为 0.500 V, 已知： (Sn2+/Sn) =-0.140 V, (O2/H2O) =1.23 V。 (1) 写出电极反应, 计算实际分解电压 (2) 若氢在阴极上析出时的超电势为 0.500 V, 试问要使Sn2+降至何值时, 才开始析 出氢气? 四、问答题 解释理论分解电压和实际分解电压, 并简要说明其不一致的原因 参考答案参考答案一、选择题 1. (C) 2. (C) 3. (A) 4. A) 二、填空题1. 增加；减少 2. 电能效率 =理论上所需的电能实际消耗的电能 3.答 电子的电流密度是 je/e, 因每个电子携带电量大小为 e, 则： （1）4.9410

36、15 cm-2s-1 1.561016 cm-2s-1 (3) 3.12107 cm-2s-1 4. (Fe2+/Fe) = + RT/2F ln 0.01 = -0.4992 V (Cu2+/Cu) = + RT/2F ln 0.02 = 0.2868 V 最先析出的是 Cu 三、计算题 ( 共 6 题 60 分 )1 答 阴极: (Cu2+/Cu)= (Cu2+/Cu)+(RT/F)ln (Cu2+)= 0.308 V. (H+/H2)= (H+/H2)+(RT/F)ln (H+)- (H2)=-0.998 V 所以在阴极上首先析出 Cu 阳极: (Cl2/Cl-)= (Cl2/Cl-)-

37、(RT/F)ln (Cl-) =1.40 V (O2/H2O,OH-)= (O2/H2O,OH-)-(RT/F)ln (OH-)+ (O2)=1.71 V 所以在阳极上首先析出 Cl2 2 答 (1) 阴极: Sn2+2e- Sn(s) 阳极: H2O -2e- 12O2(g) +2H+ 阴= (Sn2+/Sn) +(RT/2F)ln (Sn2+) = -0.170 V 阳= (O2/H2O)+(RT/2F)ln 2(H+)+ (O2) =1.612 V E(分解)=阳-阴 =1.78 V (2) 当 H2析出时 (H+/H2)- (H2)= (Sn2+/Sn) (H+) =0.01+0.1-

38、 (Sn2+)2 (Sn2+) (H+) =0.21 = (Sn2+) =2.910-14 四、问答题 答 理论分解电压-可逆电解时的分解电压, 在数值上等于可逆电池的电动势. 实际分解电压-实际电解时的最小分解电压, 在数值上等于电流-电压曲线 上直线部分外延到电流为零处的电压。 两者不一致的原因: 电流 I0 时, 电极有极化 第十章第十章 化学动力学基础（一）化学动力学基础（一）一、选择题 1. 反应 A + BC AB + C 的焓变 rHm 0，A ，C 是自由基， AB ， BC 是分子 AB，BC 的摩尔键焓。以下哪个关系式可以近似估算该反应的活化能 Ea？ ( ) (A) 0.

39、055 AB (B) 0.055 AB+ rHm (C) 0.055 BC (D) 0.055 BC- rHm 2. 若反应 A + B = C +D 正逆向均为二级反应， 则平衡常数 K 与正逆向速率常数 k+ , k- 间的关系为： ( ) (A) K k+/ k- (B) K cA,0 r = kcA k = kcB 用一级反应尝试： k = A,00AtAA11lnlnAActct 代入 298 K 的数据： k1= 5.7410-3 min-1 k2= 5.8110-3 min-1 可视为常数， = 1 k平均 = 5.77510-3 min-1 1212B,012B,0ln2/12

40、0ln2/30tcktkc = 2 298 K k1= k/c2B,0= 57.75 min-1 (moldm-3)2 同理 308 K k2= 200 min-1 (moldm-3)2 Ea = ln(k2/k1)RT1T2/(T2-T1) = 94.79 kJmol-1 2 答(甲) lnk=lnA-Ea/(RT) 对照已知条件 Ea/R=7284.4 K Ea=60.56 kJmol-1 (乙) ln k=1.643 k=5.17 mol-1dm3min-1 t1/2=1/(k2a)=24.18 min 四、问答题 答 (A) A 的反应级数为一级。 (B) A+B P (C) B 的反

41、应级数为一级。 (D) lnAA0=kt =kBt 10100 =20t1/2 t1/2 =50 s (E) k =069310100.=6.9310-4 mol-1m3s-1 第十一章第十一章 化学动力学基础（二）化学动力学基础（二）一、选择题1. 光化学与热反应相同之处为： （ ）(A)(A)反应都需要活化能 (B) 反应都向(rGm)T, p P(2) P(3) (B) P(1) P(3) P(2) (C) P(1) P(2) P(3) (D) P(1) P(3) P(2)二、填空题 1. 在波长为 214 nm 的光照下，发生下列反应 NH3H2Oh N2NH2OH当吸收光的强度 Ia

42、1.0010-7 Einstaindm-3s-1，照射 39.38 min 后，测得N2NH2OH24.110-5 moldm-3，则量子效率为_。 2. 吸引型势能面的鞍点靠近_，表示反应物_时就释放能量。 3.过渡态理论速率常数的统计力学表达式中过渡态的配分函数可分解为不同形式运动自由度的配分函数，n 个分子线性过渡态的q线=_，n 个分子非线性过渡态的q非线=_。 4. 根据碰撞理论，反应速率随温度而升高，主要原因是_。三、计算题 1O+HO2OH+O2, T1=298 K, k1=6.1010-11 cm3s-1, T2=229 K, k2=7.5710-11 cm3s-1。(1)(1

43、)求 Ea；(2)(2)用 TST 计算 298 K 时的Um, Hm, Sm, Gm。2 有一酸催化反应 A + B H+ C + D ， 已知该反应的速率公式为： dC / dt = k H+ A B ， 当A0= B0= 0.01 moldm-3 时，在 pH = 2 的条件下， 298 K 时的反应半衰期为 1 h ，若其它条件均不变，在 288 K 时 t12= 2 h ，试计算：(甲) 在 298 K 时反应的速率常数 k 值；(乙) 在 298 K 时反应的活化吉布斯自由能、活化焓、活化熵(设 kBT/ h = 1013 s-1)。四、问答题 NOCl 的光化分解历程可能有下面两

44、种情况： (A) NOCl + h NO + Cl Cl + NOCl NO + Cl2 (B) NOCl + h NOCl* NOCl* + NOCl 2NO + Cl2 (1) 估计每一个历程的量子产率； (2) 已知下列实验事实：使分解有效进行的波长范围为 365.0 - 640.0 nm；NOCl 在 250.0 nm 以上有确定的吸收光谱，但无连续吸收区域；分解为 NO 及 Cl 所需的最小离解能为 194.1 kJmol-1。试据以说明何者是可能的历程？ 参考答案参考答案 一、选择题 1. (A) 2. (C) 3. (C) 4. (B)二、填空题 ( 共 7 题 14 分 )1.

45、 =1.0210-7/1.0010-7=1.02 2. 答 反应物入口山谷一侧，互相靠近 3.答 fffntrv3236 ，fffntrv3337 4. 答 活化分子比例增加 或 有效碰撞分数增加 或 相对平动能在连心线上分量大于 EC的碰撞增多 三、计算题 ( 共 4 题 45 分 )1答 (1) ln/kkER TT212111a，31a1.62 10 J molE (2) HERTma2658.kJmol-1 UHRTmm410.kJmol-1 1cBmm/()exp/exp/kk T hcSRHRT$ Sm647 .JK-1mol-1 GHTSmmm127 .kJmol-1 2 答 d

46、C/dt = kH+ A B = k1A B， 对于A0=B0的二级反应 t1/2 = 1/(k1a)， k1= 100 mol-1dm3h-1 k(298 K)= k1/H+= 1104 mol-2dm6h-1 k2= 1 / (t1/2a)= 50 mol-1dm-3h-1 k(288 K) = k2/H+ = 5103 mol-2dm6h-1 k(298 K)= (kBT/h)exp -DrGm$ $/ RT (c)1- n DrGm$ $= 71630 Jmol-1 lnk(298)/k(288) = (Ea/R)(298-288)/(298288)，Ea= 49.46 kJmol-1

47、 DrHm$ $= Ea - RT = 46.98 kJmol-1 DrSm$ $= (DrHm$ $- DrGm$ $)/ T = - 82.7 JK-1mol-1 四、问答题 答 由所设反应历程，每吸收一个光子使 2 个 NOCl 分子分解，可知 = 2 现将使光化反应发生的波长换算为能量即 E = Lhc/ = (0.01196 / ) J = 365 nm 代入 E = 32.7 kJmol-1 191.4 kJmol-1 此光不足以使 NOCl 分解，且从光谱图未发现表示解离发生的连续光谱， 据此，历程 (I) 不可能，而历程 (II) 有可能。第十二章第十二章 界面现象界面现象 一

48、、选择题1. 下列说法中不正确的是： ( ) (A) 生成的新鲜液面都有表面张力 (B) 平面液体没有附加压力 (C) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心 (D) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心 2. 水在临界温度时的表面 Gibbs 自由能： （ ）(A) (A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 无法确定3. 一个 U 型管的两臂直径不同，一端为 110-3 m，另一端为 310-3 m，水的表 面张力为 0.072 Nm-1。如用这个 U 型管装上水来测量压力，将引入的误差为： ( ) (A) 72 Pa (B) 192 Pa (C) 96 Pa (D) 288 Pa 4

49、. 低压下，气体 A 在表面均匀的催化剂上进行催化转化反应, 其机理为： A(g) KA K B(g) K 第一步是快平衡, 第二步是速控步, 则该反应表观为几级? ( ) (A) 零级 (B) 一级 (C) 二级 (D) 无级数 二、填空题 1. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，同温度下，两种状态相 比，以下性质保持不变的有： ( ) (A) 表面能 (B) 表面张力 (C) 比表面 (D) 液面下的附加压力 2. 植物的叶子一般是憎水性的, 所以在配制农药时常常要加_ ， 以增加药液对植物表面的润湿程度, 使药液能在植物叶子上铺展。 3.液态汞的表面张力 = 0.4636

50、 Nm-1 + 8.3210-3 Nm-1K-1T - 3.1310-7 Nm-1K-2T2 在 400 K 时，汞的 （U/A）T, V = 。 4. 室温时，水在一根粗细均匀的玻璃毛细管中，将上升到高度 h，如将毛细管折断 至 h/2 处，水将沿壁升至 _ 处，此时管中水面的曲率半径将 _ 。 三、计算题 1 水在 40下若以半径为 r=110-3 m 的小液滴存在，试计算其饱和蒸气压增加的百分率。已知液滴的附加压力ps=1.39107 Nm-2，水在 40的摩尔体积 Vm=1.8410-5 m3mol-1。2 将正丁醇蒸气在 298.15 K 时慢慢加压，当开始形成半径为 110-9 m 的微小液滴时，蒸气压力为多大？已知正丁醇的正常沸点为 390 K，vapHm=43.822 kJmol-1，298.15 K 时正丁醇的密度 =806 kgm-3，表面张力 =0.0261 Nm-1。四、问答题 与半径为 r 的液滴的蒸气压相平衡的温度为 Tr，与平面液面蒸气压相平衡的温度为 T0，试证明下述关系成立：rm0vapm2(l)lnTVTH r 参考答案参考答案一、选择题 1. (C) 2. (C) 3. (B) 4. (B) 二、填空题1. (B) 2. 表面活性剂或称为润湿剂 3. dU = TdS - pdV + dA (