[物理化学]下册期末考试试卷

化学专业《物理化学》下册期末考试试卷

一、单项选择题(每小题2分,共30分)

1、0.001 mol·kg -1 K3[Fe(CN) 6] 水溶液的离子强度为:( ) (A) 6.0×10-3 mol ·kg -1 (B) 5.0×10-3 mol ·kg -1 (C) 4.5×10-3 mol ·kg -1 (D) 3.0×10-3 mol ·kg -1

2、电导测定应用广泛,但下列问题中哪个是不能用电导测定来解决的( ) (A)求难溶盐的溶解度 (B)求弱电解质的解离度 (C)求平均活度系数 (D)测电解质溶液的浓度

3、298 K时, 0.005 mol·kg -1 的 KCl 和 0.005 mol·kg -1 的 NaAc 溶液的离子平均活度系数分别为 γ ±, 1和 γ ±, 2, 则有 ( )

(A) γ ±, 1= γ ±, 2 (B) γ ±, 1> γ ±, 2 (C) γ ±, 1< γ ±, 2 (D) γ ±, 1≥ γ ±, 2

4、金属与溶液间电势差的大小和符号主要取决于: ( )

(A) 金属的表面性质 (B) 溶液中金属离子的浓度 (C)金属与溶液的接触面积 (D)金属的本性和溶液中原有的金属离子浓度

5、金属活性排在H 2之前的金属离子, 如Na + 能优先H +在汞阴极上析出, 这是由于:( ) (A) φθ(Na+/ Na)

(D) H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于φ (Na+/Na) > φ (H+/H2)

2-1-2-8 +-S ⋅m ⋅mol 6、已知Λ∞=4.89×10,此时(291K)纯水中的m (H) =m (OH) =7.8×10()H O , 291K m 2mol ·kg -1,则该温度下纯水的电导率为( )

(A)3.81×10-9 S·m -1 (B )3.81×10-6 S·m -1 (C)7.63×10-9 S·m -1 (D )7.63×10-6 S·m -1

7、基元反应体系aA + dD → gG 的速率表达式中,不正确的是:( ) (A) -d[A]/dt = kA [A]a [D]d ; (B) -d[D]/dt = kD [A]a [D]d ; (C) d[G]/dt = kG [G]g ; (D) d[G]/dt = kG [A]a [D]d 。

8、某反应速率常数k = 2.31 × 10-2mol -1·dm 3·s -1,反应起始浓度为1.0 mol·dm -3,则其反应半衰期为: ( )

(A) 43.29 s ; (B) 15 s ; (C) 30 s ; (D) 21.65 s 。 9、反应A + B → C + D的速率方程为r = k[A][B] ,则反应:( )

(A) 是二分子反应 ; (B) 是二级反应但不一定是二分子反应 ; (C) 不是二分子反应 ; (D) 是对A 、B 各为一级的二分子反应 。

10、有关绝对反应速率理论的叙述中,不正确的是: ( ) (A) 反应分子组实际经历途径中每个状态的能量都是最低 ;

(B) 势能垒是活化络合物分子在马鞍点的能量与反应物分子的能量之差 ; (C) 活化络合物在马鞍点的能量最高 ;

(D) 反应分子组越过马鞍点后可能返回始态 。

11、在低于室温的温度下,在固体表面上的气体吸附一般是什么形式:( )

(A) 形成表面化合物 ; (B) 化学吸附 ; (C) 液化 ; (D) 物理吸附 。

12、由气体碰撞理论可知,分子碰撞次数:( )

(A) 与温度无关 ; (B) 与温度成正比 ;

(C) 与绝对温度成正比 (D) 与绝对温度的平方根成正比 。

13、同一体系,比表面自由能和表面张力都用γ表示,它们 ( ) A 、 物理意义相同,数值相同 B 、 量纲和单位完全相同

C 、 物理意义相同

D 、 前者是标量,后者是矢量,数值相同,单位不同 14、在空间轨道站中,漂浮着一个足够大的水滴,当用一内壁干净、外壁油污的毛细管接触水滴时: ( )

A 、 水不进入毛细管

B 、 水进入毛细管并达到一定高度 C 、 水进入直到毛细管另一端

D 、 水部分进入并从另一端出来,形成两端有水球

15、涉及溶液表面超量的说法中正确的是: ( ) (A) 溶液表面发生吸附后表面自由能增加 ; (B) 溶质的表面张力一定小于溶剂的表面张力 ;

(C) 定温下,表面张力不随浓度变化时,浓度增大,表面超量不变 ; (D) 饱和溶液的表面不会发生吸附现象 。

二、填空题(每空1分,共10分)

1、在10cm 3 1mol ·dm -3 KOH 溶液中加入10 cm3水,其电导率将__________, 摩尔电导率将_________________(填入增加、减小、不能确定) 。

2、测定电解质溶液电导时必须采用________电源, 以防止________。

3、60 Co 广泛用于癌症治疗, 其半衰期为5.26 a (年), 则其蜕变速率常数为:_________________, 某医院购得该同位素20 mg, 10 a后剩余 ______________ mg。

4、平行反应的总速率是所有平行发生的反应速率的____________________。其决速步是平行反应中反应速率最 (填快, 慢) 的一个。

dr

5、当水中加入表面活性剂后,将发生 0, 吸附。

dc

三、证明题(共10分)

气相反应

试证:

的机理为

四、计算题(共50分)

1、(10分)电池:Ag │AgCl(s)│KCl(aq)│Hg 2Cl 2(s)│Hg(l) 在 298 K 时的电动势

E =0.0455 V,(∂E /∂T ) p = 3.38×10-4 V ·K -1,写出该电池的反应,并求出 ∆r H m ,∆r S m 及可逆放电时的热效应Q r 。

2、(10分)根据下列在298K 和p θ下的数据,计算HgO(s)在该温度时的分解压力。 (1) 下述电池的E θ=0.9265V

Pt ,H 2(Pθ) │NaOH (α=1)│HgO (s )+Hg(l )

-1

(2) H2(g) + 1/2 O2(Pθ) = H2O(l) ;∆r H θm =-285.85 kJ·mol (3)

已知298K 下列物质的摩尔熵值

化合物 HgO(s ) O

2(g) H 2O(l) Hg (l ) H 2(g)

-1

S θm /J·K ·mol 73.22 205.1 70.08 77.4 130.7

3、(10分)反应

的速率方程为

(1)

;300 K下反应20 s后

,问继续反应20 s后

(2)初始浓度同上,恒温400 K下反应20 s后,

,求活化能。

4、(10分)求在283K 时,可逆地使纯水表面增加1.0m 2 的面积,吸热0.04J 。求过程的△G 、W 、△U 、△H 、△S 和△F 各为多少?已知该温度下纯水的表面自由能为0.074J·m -2。

5、(10分)在 101.325kPa 外压,100℃的水中产生一个半径为 10-5m 的小气泡。已知该温度下水

的表面张力为58.85×10-3 N·m -1,密度1000kg·m-1,饱和蒸气压为 101.325kPa, 摩尔质量 M = 18.02×10-3kg·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;

物理化学(下册)3卷 标准答案及评分细则

一、单项选择题(共30分,每小题2分)

1、A 2、C 3、A 4、D 5、D 6、B 7、C 8、A 9、B 10、D 11、D 12、D 13、D 14、C 15、C 二、填空题(共10分,每空1分)

-1

1、减小,增加 2、交流, 极化 3、k =0.1318 a 5.4 mg 4、加和, 快 5、

(2分)

(2分)

(2分)

(2分)

(2分)

四、计算题(共50分) 1、(10分)电池反应: Ag(s) + (1/2)Hg2Cl 2(s) = AgCl(s) + Hg(l) (2分) ∆r H θ= -zF [E - T (∂E /∂T ) p ] m

=-96500×(0.0455-298×3.38×10)= -5329 J·mol (3分)

∆r S θ= zF (∂E /∂T ) p =96500×3.38×10= 32.61 J·K ·mol (3分) m

-4

-1

-1

-4

-1

Q r =T ∆r S m =298×32.61=9718 J·mol (2分)

θ

2、(10分)电池反应:HgO (s )+ H2(P) = Hg(l ) + H2O (l ) (1)

θ

已知:H 2(g) + 1/2 O2(P) = H2O(l) (2)

-1

(1)-(2): HgO(s)= Hg(l) + 1/2 O2(g) (3) (2分)

θθ

∆r G θm (3) = ∆r G m (1) - ∆r G m (2) (2分

∆r G θm (1)=-ZEF=-2×96500×0.9265=-178.81 kJ·mol (2分)

-1

θθ

∆r G θ(2)= ∆(2)-T∆r H r S m m m (2)=[-285.85-298×(70.08-130.7-205.1/2)×10] kJ·mol =-237.22

-3

-1

kJ ·mol

∆r G θm (3)=-178.81+237.22=58.42 kJ·mol (2分)

-1

-1

∆r G θm (3) = -RT ln K 得 K =5.748×10 =[p (O2)/p ]

θ

θ

-11

θ

1/2

p (O2)= (K )×p =(5.748×10)×101325Pa=3.348×10 Pa (2分) 3、(10分)反应过程中,A 和B 有数量关系

,方程化为

θ2θ-112-16

(2分

)

(3分)

(2)400 K下

(2分

)

(3分)

4、(10分) G =γdA =0.074J ⋅m -2⨯1.0m 2=0.074J 5分

W f =- G =-0.074J 1分 F = G =0.074J 1分 U =Q -W 1=0.04J -(-0.074J ) =0.114J 1分 . H = U =0.114J 1分

S =

H - G (0.114-0.074) J

=

1分 T 283K

=1.41⨯10-4J ⋅K -1

5、(10分)(1)开尔文公式:

2×58.85×10-3N ⋅m -1×18.02×10-3kg ⋅mol -1p r 2σM

=ln =

p ρRTr 1000kg ⋅m -3×8.3145J ⋅K -1⋅mol -1×373K ×(-10-5m) -5

= - 6.839×10 6分 pr = 0.9999× p = 0.9999×101.325kPa = 101.315 kPa (2)附加压力由拉普拉斯 (Laplace)方程计算:

2σ2⨯58. 85⨯10-3N ⋅m -1

∆p ==

r -10-5m

= -11770Pa 4分


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