考试和答案下册

一、选择题（共20题，每题1分。需简要说明选择的理由，否则不给分）：1．下列各系统中属于独立粒子系统的是：绝对零度的晶体 B.理想液体混合物C.纯气体 D.理想气体的混合物答案：（）原因：双原子分子振动的零点能等于：A.kTB.（1/2）kT C.hvD.（1/2）hv答案：（）原因：一个体积为V粒子质量为m的离域子系统，其最低平动能级和其相邻能级的间隔是:A.h2/A.h2/8mV/3 B.答案：（）原因：3h2/8mV2/3C. 5h2/8mV2/3D. 8h2/8mV2/3C.U=3RT/2rD.U=5RT/2rCOC.U=3RT/2rD.U=5RT/2rrr答案：（）原因：独立子系统的分子全配分函数,可分解为彼此独立的各种运动形式的配分函数的乘积,各配分函数中与压力有关的是平动配分函数 B.转动配分函数C.振动配分函数 D.电子配分函数答案：（）原因：已知CO和％的质量,转动特征温度皆基本相同,若电子均处于非简并的最低能级且振动对熵的贡献可忽略，则A.S（CO）=S（N2） B.S（CO）vS（N2）C.S（CO）与s（n2）无法比较 D.s（co）＞s（n2）答案：（）原因：有两根半径相同的玻璃毛细管插入水中，水面上升高度为h其中一根在1/3h处使其弯曲向下，试问水在此毛细管端的行为是A水从毛细管端滴下； B毛细管端水面呈凸形弯月面；C毛细管端水面呈凹形弯月面； D毛细管端水面呈水平面。答案：（）原因：&讨论固体对气体的等温吸附的兰格缪尔（Langmuir）理论其最重要的基本假设为气体是处在低压下 B.固体表面的不均匀性C.吸附是单分子层的 D.吸附是多分子层的答案：（）原因：同时具有亲水和亲油基团的分子作为表面活性剂是因为A.在界面上产生负吸附B.能形成胶囊C.在界面上定向排列降低了表面能D.使溶液的表面张力增大答案：（）原因：温度T时某一级反应A---B,为了使A的浓度改变1/5,需时4s,则反应的半衰期为A.12.42sB.15.53sC.4.14sD.6.21s答案：（）原因：对行反应当温度一定时由纯A开始反应，下列说法中哪一点是不对的?起始时A的消耗速率最快反应进行的净速率是正逆两向反应速率之差k/心的值是恒定的达到平衡时正逆两向的速率常数相同。答案：（）原因：下面描述的平行反应:的特点,哪一点是不正确的?ki和k2比值不随温度而改变反应的总速率等于两个平行的反应速率之和反应产物B和C的量之比等于两个平行反应的速率比反应物消耗的速率主要决定于反应速率大的一个反应答案：（）原因：已知某反应的级数为一级，则可确定该反应一定是：A.简单反应 B.单分子反应C.复杂反应 D.上述都有可能答案：（）原因：当一反应物的初始浓度为0.04mol.dm-3时，反应的半衰期为360s,初始浓度为0.024mol.dm-3时，半衰期为600s,此反应为：A.0级反应 B.1.5级反应C.2级反应 D.1级反应答案：（）原因：胶体粒子的电势是指固体表面处与本体溶液之间的电势降。紧密层，扩散层分界处与本体溶液之间的电势降。扩散层处与本体溶液之间的电势降。固液之间可以相对移动处(滑动面)与本体溶液之间的电势降。答案：()原因：20．超显微镜观察到的是A.粒子的实像B.粒子的虚像C.散射光D.透过光答案：()原因：二、填空题(10小题，每题1分)TOC\o"1-5"\h\z1.一个体积为V粒子质量为m的离域子系统，平动能级为14h2/8mV2/3时的简并度为 。2．润湿与不润湿的区分在于 。3．化学吸附与物理吸附的本质差别在于 。4．吉布斯吸附等温式为 。化学反应aA+bB-gG+hH用各组分表示的速率关系式存在的关系为dcA/(__)dt=dcB/(__)dt=dcG/(__)dt=dcH/(__)dt一般情况下，温度升高10K，反应速率约为原来的 倍。连串反应A-B-C中B为主产物，生产时为提高产量，应该控制 。丁达尔效应的本质是 。布郎运动是 。三、计算题(5小题，50分)1・已知h2的物性常数如下表分子M/(kg・mol-1)I/(kg•m2)v/s-1比2.0X10-34.715X10-481.271X1014在298.15K时计算：(1)运动在1m3盒子里的H2分子在平动基态的能量和平动配分函数qt。(2)H2分子处于转动第一激发态与基态的粒子数之比。(3)H2分子的振动特征温度》v和振动配分函数q」。(4)H2分子的恒容摩尔热容C；m(振动、电子贡献可忽略)。已知k=1.381X10-23J・K-1,h=6.626X10-34J・s,L=6.023X1023mol-10(10分)2.在101.325kPa外压，100°C的水中产生一个半径为10$m的小气泡。已知该温度下水的表面张力=58.85X10-3N《m」密度1000kg《m」饱和蒸气压为101.325kPa,摩尔质量M=18.02X10-3kg<mol-1。求:(1)小气泡内水的饱和蒸气压；(2)小气泡内水的附加压力；(3)小气泡内的压力，并判断气泡能否溢出液面。(10分)3・反应4A(g)-C(g)+6D(g)的动力学数据如下p总/kPat/minT/K0408095013.3320.0022.22100013.3321.4722.99反应开始时只有A。计算：(1)(1)反应级数和速率常数。(2)(2)反应的活化能及800K时的速率常数。(12分)5.(1)298K时，在直径为1.0mm、长为1m的毛细管两端加40V的电压，介质水通过该毛细管的电渗速率为1.415X10-6m・s-1。已知水的粘度X为0.001kg・m-1・s-1,介电常数亂=8.89X10-9C・V-1・m-1,试计算水和玻璃界面的克电势。(2)在50cm3的某正溶胶溶液中，最少需加入1.0mol・dm-3NaCl溶液52cm3,2.0X10-2mol•dm-3Na2SO4溶液33.1cm3,3.5X10-3mol•dm-3Na3PO4溶液12.5cm3,才能使其聚沉，分别计算NaCl、Na2SO4、Na3PO4的聚沉值和这三种电解质的聚沉值之比。(10分)四、问答题(4小题，每题5分)1.简要说明表面活性剂的去污原理。2•对于反应C2H6+H2-2CH4，其可能的机理为TOC\o"1-5"\h\zC2H6 2CH3 KCH3+H2-CH4+H k2H+C2H6-CH4+CH3 k3设反应(1)为快速对行反应，对H可作稳态近似处理，试证明d[CH4]/dt=2k2K1/2[C2H6]1/2[H2]。0.010dm3、0.02mol・dm-3AgNO3溶液，缓慢地滴加至到0.060dm3>0.004mol•dm-3的KBr溶液中，可制得AgBr溶胶，写出其胶团结构的表示式，并指出该溶胶的电泳方向。已知某复合反应的表观速率常数k=k,k3/k2，试证明其表观活化能E=E,+E-E畀13 2 aa,1a,3a,2参考答案：一、选择题(共20题，每题1分。需简要说明选择的理由，否则不给分)：D只有理想气体是独立子系统D(0+1/2)hv=(1/2)hvB[(12+12+22)-(12+12+12)]h2/8mV2/3=3h2/8mV2/3B直线分子，两个转动，Ur=RTrA q=(2口mkT/h2)3/2V=(2口mkT/h2)3/2RT/ptDS(CO)"S(N),S(CO)-S(N)=Rln[・(N)/♦(C0)]=Rln2tt2rr22TOC\o"1-5"\h\zC8C吸附为单分子层是其基本假设C亲水基与憎水基各自靠在一起,形成定向排列.A对一级反应,ln(c/c)=kt,c=(1-1/5)c或k=(1/t)ln[1/(1无)]A,0A A A,0 Ak=(1/t)ln{c/[(1-1/5)c]}=(1/4s)ln(5/4)=0.0558s-1A,0 A,0t=ln2/k=0.693/0.0558s-1=12.42s1/2D达至平衡时,正逆两向速率常数仍不同,但正逆两向反应速率相等.A两个平行反应的活化能不一样,因此温度对反应速率常数的影响也不一样，％和k2的比值随温度的改变而不同.D实验得至反应为一级，可能是简单反应、单分子反应或复杂反应。C初浓度降低，半衰期增加，可否定为0,1级反应。假设为2级反应，则有k=1/cAt「A,01/2实验结果符合这个关系式，故为2级。D克电势固液之间可以相对移动处(滑动面)与本体溶液之间的电势降。C超显微镜利用胶粒对光的散射现象设计而成。二、填空题(10小题，每题1分)1• 14h2/8mV2/3=(12+22+32)h2/8mV2/3,gt=6即(1,2,3),(1,3,2),(2,1,3),(2,3,1),(3,1,2),(3,2,1)。

2．润湿角＜90°或＞90°3．前者为化学键力，后者为分子间力。4. ⑥=-(c/RT)d・/dc5． -dc/adt=-dc/bdt=dc/gdt=dc/hdtABGH2．润湿角＜90°或＞90°3．前者为化学键力，后者为分子间力。4. ⑥=-(c/RT)d・/dc5． -dc/adt=-dc/bdt=dc/gdt=dc/hdtABGH6 2~47.反应时间8. 支链9. 溶胶对光的散射现象10. 胶粒在分散介质中的不规则的运动三、计算题(5小题，50分)1.解：£(H)= (x*2+y2+z2)(1)t28mV2/3(6.626x10-34J.s)28x[2x10-3kg.mol-i/(6.023x1023mol-1)]x(1m3)2/3(12+12+12)=4.958X10-41j(2兀mk护/2v

h3[2x3.142x(2x10-3kg/6.023x1023)x1.381x10-23J.K-1x298.15K)3/2x1m3(6.626x10-34J.s)3=2.738xIO30⑵(2)转动基态J=0,第一激发态J=1，简并度grJ=(2J+1)As(H)=£ -£r2 r,1 r,0J(J+1)h2 1x(1+1)x(6.626x10-34J.s)2—0=8兀21 8x3.1422x4.715x10-48kg•m2=2.358x10-21Jn(』)n

r,0gA£(H) 3H=〜exp[—r2]=exp[H2g kT1r,02.358x10-21J]=1.6921.381x10-23J.K-1x298.15K(3)》=hv/k=6.626X10-34J・sX1.271X1014s-1/1.381X10-23j・K-1v=6098K1qo(H)= = =1.0000u2 1-exp(-0/T)1-exp(—6098K/298.15K)vC=C+C+C=(3/2)R+(2/2)R+0=(5/2)R=2.5x8.3145J・K-1・mol-1V,mV,m,tV,m,rV,m,v=20.79J•K-1•mol-11)开尔文公式：ln厶=沁p pRTr(4)2解：= 2x58.85x10-3N•m-1x18.02x10-3kg•mol-1

所以气泡不能溢出液面。3.解：(1)4AfC+6Dt=0 pA000卩总=卩总°t=t pA(pA0-pA)/4(pA0-pA)6/4p总=(7PA0-3PA)/4pA=（7pA0-4P总）/3用尝试法，假设为一级计算速率常数k=ln^A0/pA）/1列于下表:Tk/s-1kJs-1k/s-1平950K0.027470.027520.027491000K0.042090.04210.04209由计算结果可知，同温下的速率常数非常接近，故可肯定为一级反应，平均速率常数已列于表中。(2)(2)Ea=[RTT'/(T'-T)]ln(k'/k)a=[8.3145J・K-i・mol-ix950Kxl000K/(1000K-950K)]ln(0.04209s-i/0.02749s-1)=67294J•mol-1=67.29kJ•mol-1T”=8OOK时，k”=kexp[-Ea(1/T”-1/T)/R]=0.02749s-1xexp[-67290J・mol-1(1/800K-1/950K)/8.3145J・K-1・mol-1]5.解：(1)z=uh/eE=1.415X10-6 m• s-1X0.001kg• m-1 •s-1/ (8.89X10-9C • V-1 • m-1X40V/lm)=0.00398V或z=4puh/eE=0.0500V(2)NaCl的聚沉值：1.0mol•dm-3X52cm3/(50+52)cm3=0.510mol•dm-3Na2SO4的聚沉值：0.02mol•dm-3X33.1cm3/(50+33.1)cm3=7.97X10-3mol•dm-3Na3PO4的聚沉值；0.0035mol•dm-3X12.5cm3/(50+12.5)cm3=7.00X10-4mol・dm-3聚沉值之比NaCl：NaSO：NaPO=0.510：7.97X10-3：7.00X10-4=1：0.01563：0.001372 4 3 4四、问答题（4小题，每题5分） 孑乳化作用去污作用原理图1.见左图，油类润湿衣物而在衣物上自动铺展，但很难溶与水。将脏物放入水中，油污洗不掉。若加入洗衣粉（或肥皂）等表面活性剂，表面活性剂的亲油基与污物作用，活性剂分子渗透到油污与衣物之间，从而减弱了油污在衣物上的附着力，经机械摩擦和水分子的吸引，油污便容易脱落，乳化，分散到水中，达到洗涤的作用。 孑乳化作用去污作用原理图2.证：d[CH4]/dt=k2[CH3][H2]+k3[H][C2H6]由d[H]/dt=k2[CH3][H2]-k3[H][C2H6]=0，得k3[H][C2H6]=k2[CH3][H2]由K=[CH3]2/[C2H6]得[CH3]=K1/2[C2H6]1/2所以 d[CH4]/dt=2k2[CH3][H2]=2k2K1/2[C2H6]1/2[H2]。胶粒带负电，电泳时往正极移动。3.答：该系统KBr过量，起稳定剂作用，其胶团结构如左。胶粒带负电，电泳时往正极移动。证明：Ea=RT2dlnk/dT=RT2dln(k1k3/k2)/dT=RT2dln(k1)/dT+RT2dln(k3)/dT-RT2dln(k2)/dT

=E+E

a,1=E+E

a,1a,3-Ea,3a,2与气相系统压力有关的配分函数是(A)A・平动配分函数qt B・振动配分函数qvC・转动配分函数qr D・电子配分函数qe对于连串反应，若中间物为主产物，为得到较多的主产物，应采取的手段是控制反应时间(反应温度，反应时间，反应物浓度)。某金属M的氯化物MCl2是一强电解质，设下列电池:M|MCl2(1mol〃kg-1)|AgCl|Ag2的电动势与温度的关系为E/V=1・200+4・00X10-5(t/°C)+9.00X10-7(t/C)225°C时的E%M2+/M)=-0.9636V,E%AgCl,AglCl-)=0・2223V。F=96500C〃mol-i。(1)写出电极反应与电池反应。⑵计算25C时上述电池反应的E,AG,AS,AH及可逆热Q。(8分)rmrmrm r正极反应2AgCl(s)+2e-f2Ag(s)+2Cl-(2mol〃kg-1)负极反应MfM2+(mol-kg-1)+2e-电池反应2AgCl(s)+Mf2Ag(s)+MCl2(1mol〃kg-1)(2)E=(1.200+4.00X10-5X25+9・00X10-7X252)V=1・2016VAG=-zFE=-2X96500C〃mol-1X1・2016V=-231・9kJ〃mol- (2)400C时的速率常数 (2)400C时的速率常数(mE/mQ=(4・00X10-5+2X9.00X10-7X25)V〃K-1=8.5X10-5V〃K-1AS=zF(mE/mT)=2X96500C〃mol-1X8・5X10-5V〃K-1rm p=16・41J〃K-1〃mol-1AH=AG+TAS=-231・9kJ〃mol-1+298KX16・41J〃K-1〃mol-1rmrmrm=-227・0kJ〃mol-1Q=TAS=298KX16.41J-K-1-mol-1=4・89kJ〃mol-1rrm已知反应NO2(g)=NO(g)+(1/2)O2(g)以NO2的消耗速率表示的反应速率常数与温度的关系为ln(k/dm3•mol-1•s-1)=-12884K/T+20.2664(1)试求反应的级数，活化能E及指前因子A。a⑵若在400C时将压力为26664Pa的NO2(g)通入反应器中，使之发生分解反应，试2计算反应器的压力达到31997Pa时所需时间。(10分)解：(1)速率常数k的单位为dm3•mol-1•s-1,所以反应为2级。与阿累尼乌斯方程的对数式ln(k/dm3•mol-1•s-1)=-E/RT+ln(A/dm3•mol-1•s-1)对比，可得aE=12884KxR=12884Kx8.315J•K-1•mol-1=107.1kJ•mol-1aA=exp(20.2664)dm3•mol-1•s-1=6.33x108dm3•mol-1•s-1注：代入两种温度分别计算k，再算E亦可。a

In(k/dm3mol-is-i)=-12884K/673・15K+20.2664=1.1265k=3.085dm3mol－1s－1设NO2(g)=A,对于二级反应，反应时间与浓度的关系如下2t=(1/cA-1/cA0)/k需知道浓度，可通过压力进行计算：NO2(g)=NO(g)+(1/2)O2(g)t=0p0=26664Pa 0 0t=t26664Pa-px px (1/2)px 总压p=26664Pa+px/2=31997Pa所以p=10666PaxcA=(26664-10666)Pa/RT=15998Pa/RT，cA0=26664Pa/RTt=(1/c