新物理化學(xué)下學(xué)期期末考試試卷A卷及其答案詳解

1、院系:_ 班級(jí):_ 姓名:_ 學(xué)號(hào):_.密封線新鄉(xiāng)學(xué)院20092010學(xué)年度第一學(xué)期物理化學(xué)期末試卷A卷課程歸屬部門(mén)：化學(xué)與化工學(xué)院 試卷適用范圍：07級(jí)化學(xué)工程與工藝1.2班題號(hào)一二三四五總分得分得分評(píng)卷人一、填空題（每小題1分，共19分）1吉布斯吸附等溫式=（ ），若一溶質(zhì)加入純水中后使表面張力降低，則該溶質(zhì)在溶液表面發(fā)生（ 正 ）吸附。2不論是電解池或是原電池，極化的結(jié)果都是使陽(yáng)極電勢(shì)（ 更高），陰極電勢(shì)（ 更低 ）。30.1mol/kg的CaCl2水溶液，若± =0.219，則平均離子活度a± =( 0.03476 )。4常見(jiàn)的亞穩(wěn)態(tài)有四種，它們分別是（過(guò)冷液體），

2、（過(guò)熱液體 ），（過(guò)飽和蒸氣），（ 過(guò)飽和溶液 ）。5在下圖中畫(huà)出sl , sg , lg 和 。6振動(dòng)配分函數(shù)計(jì)算公式引入的 的量綱為（ K 或者溫度 ）。7由玻爾茲曼公式可知，任意兩個(gè)能級(jí)的玻茲曼因子之比，等于（該兩能級(jí)分配的粒子數(shù)之比 ）。8. 合成氨反應(yīng)N2（g）+3H2（g）2NH3（g）若反應(yīng)在恒容條件下進(jìn)行時(shí)，則其反應(yīng)速率可表示為H2=（ ； ）或NH3=（ ），兩者之間的關(guān)系為（ ： =3：2 ）。9.碰撞理論的臨界能與活化能的關(guān)系為（ = + ）在（ ）的條件下，可以認(rèn)為與溫度無(wú)關(guān)。10.憎液溶膠在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，它能相對(duì)穩(wěn)定存在的原因是（ 膠體粒子帶電 ）；（ 溶劑化作

3、用）和（ 布朗運(yùn)動(dòng)）。得分評(píng)卷人二、選擇題（每題1分，共8分）1原電池在恒溫、恒壓可逆放電，H與Qr的大小關(guān)系為H（ ）Qr 。 A. B. C.= D.無(wú)法判斷2下列原電池中，其電池電動(dòng)勢(shì)與氯離子的活度無(wú)關(guān)的是（ ）A. Hg Hg2Cl2(s)KCl(a)Cl2(p)|PtB. ZnZnCl2(a)Cl2(p)|PtC. ZnZnCl2(a1)KCl(a2)Hg2Cl2(s) |Hg3一定體積的水，當(dāng)聚成一個(gè)大水球或分散成許多水滴時(shí)，相同溫度下，兩種狀態(tài)相比，以下性質(zhì)保持不變的是（ ） A.表面吉布斯函數(shù) B.表面張力 C.比表面 D.液面下的附加壓力4玻爾茲曼分布，( )A. 只適用于定

4、域子系統(tǒng)； B . 只適用于離域子系統(tǒng)；C. 只適用于獨(dú)立子系統(tǒng)； D. 只適用于相依子系統(tǒng)。5酸堿催化的主要特征是（ ）A. 反應(yīng)中有酸的存在 B. 反應(yīng)中有堿的存在 C. 反應(yīng)中有電解質(zhì)存在 D.反應(yīng)中有質(zhì)子的轉(zhuǎn)移6.某反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物反應(yīng)掉59所需時(shí)間是它反應(yīng)掉13所需時(shí)間的2倍時(shí)，該反應(yīng)是（ ）A.一級(jí)反應(yīng) B.二級(jí)反應(yīng) C.三級(jí)反應(yīng) D.零級(jí)反應(yīng)7.反應(yīng)A B , A C 。已知反應(yīng)的活化能大于反應(yīng)的活化能,以下措施中哪一種不能改變獲得B和D的比例。（ ）A.提高反應(yīng)溫度 B. 延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間 C. 加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?D. 降低反應(yīng)溫度8.如果臭氧分解反應(yīng) 2 3 的機(jī)理是 + + 2請(qǐng)

5、指出此反應(yīng)對(duì)臭氧而言可能是（ ）A. 一級(jí)反應(yīng) B.二級(jí)反應(yīng) C. 1.5級(jí)反應(yīng) D. 零級(jí)反應(yīng)得分評(píng)卷人三、回答下列問(wèn)題（共18分）1. 對(duì)于1-1價(jià)型的難溶鹽AgCl在水中的溶度積很難用普通化學(xué)方法測(cè)定，可分別用電導(dǎo)法和電勢(shì)法測(cè)定，請(qǐng)分別給出操作步驟，計(jì)算公式及需要查找的有關(guān)數(shù)據(jù)。（12分）答：(1)難溶鹽AgCl在水中的溶解度很小，故可認(rèn)為 ，根據(jù) ，由于難溶鹽的摩爾電導(dǎo)率很小，水的電導(dǎo)不可忽略，故： 離子的無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率和純水的電導(dǎo)率可查表，難溶鹽AgCl水溶液的電導(dǎo)率可實(shí)驗(yàn)測(cè)定，根據(jù)以上公式即可得到難溶鹽AgCl在水中的溶度積。 （6分）（2）AgCl的溶解過(guò)程：AgCl（s）=

6、Ag+Cl-設(shè)計(jì)電池為：AgAg+(aAg+)Cl-(aCl-)AgCl(s)Ag，E=E (RT/F)a(Ag+)a(Cl-) = EAgCl/AgEAg+/Ag-(RT/F)Ksp溶液平衡時(shí)，E=0，故:Ksp=F E/RT ，查表可得EAgCl/Ag和EAg+/Ag，即可得Ksp 。 （6分）2. 將50ml的-3 溶液和40ml的0.01 mol.dm-3 溶液混合制溶膠，寫(xiě)出其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。并說(shuō)明將此溶膠進(jìn)行電泳時(shí)，膠粒向何極運(yùn)動(dòng)。若在一定量的此溶膠中分別加入NaCl；MgCl2；;Na2SO4溶液，則哪種溶液的聚沉值最??？(6分）答：因?yàn)檫^(guò)量 所以膠團(tuán)結(jié)構(gòu)為: (4分） 由于膠體粒子帶

7、負(fù)電，所以膠體粒子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)。因?yàn)檎姾蓛r(jià)數(shù)最高的是鋁離子，所以溶液的聚沉值最小。 (2分）得分評(píng)卷人四、計(jì)算題（共48分）1. 電池PtH2(101.325kPa)HCl(0.1mol·kg-1)Hg2Cl2(s)|Hg電動(dòng)勢(shì)E與溫度T的關(guān)系為 E/V=0.0694+1.881×10-3T/K-2.9×10-6(T/K)2(1)寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)；(2)計(jì)算25，z=1時(shí)該反應(yīng)的rGm、rSm、rHm以及電池恒溫可逆放電時(shí)該反應(yīng)過(guò)程的Qr,m。 (14分）解：（1）陽(yáng)極反應(yīng)：1/2H2(g)H+e-陰極反應(yīng)：1/2Hg2Cl2(s) + e-Hg + Cl-

8、電池反應(yīng)： 1/2Hg2Cl2(s)+1/2H2(g) Hg+ HCl(0.1 mol·kg-1) （3分）(2) 25時(shí)，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時(shí) 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時(shí)，測(cè)定氧在某催化劑表面上的吸附作用，當(dāng)平衡壓力分別為101.325kPa及1013.25kPa時(shí)，每千克催化劑的表面吸附氧的體積分別為2.5×10-3m3及4.2×10-3m3(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)，假設(shè)該吸附作用服從朗繆爾公式，試計(jì)算當(dāng)氧的吸附量為飽和吸附量的一半時(shí)，氧的平衡壓力為若干？ （8分）解：由蘭格謬爾吸附等溫式：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 解方程組可得：b = 0.012075 kPa-1 (3分）當(dāng)V a =0.5Vm a時(shí)，p = b-1 =82.81 kPa (2分）3. 某系統(tǒng)由3個(gè)一維諧振子組成，分別圍繞著A，B，C三個(gè)定點(diǎn)作振動(dòng)，總能量為11/2 hn。試列出該系統(tǒng)可能的能級(jí)分布方式。（8分）解：已知一維諧振子能級(jí) ei= (u+1/2)hn (u=0,1,2,3,) （2分）系統(tǒng)

11、的每種能級(jí)分布由其能級(jí)分布數(shù)確定，因此需求出每種能級(jí)分布的粒子數(shù)n i根據(jù)題意系統(tǒng)總能量為 11/2 h n ， 即 S n i ei= 11/2 h nS n i (ui+1/2) h n= 11/2 h n 系統(tǒng)總的粒子數(shù) N = 3， 即 S n i = 3將Sni = 3帶入，可得 Sniui= 3 故 u 3，此時(shí)可能的能級(jí)為： e1= 1/2hn ， e2= 3/2 hn， e3= 5/2h n ， e4= 7/2 h n （2分）這四個(gè)能級(jí)上分布的粒子數(shù)分別為n1 ， n2 ， n3 ，n4 則有 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）該方程組只存在下列 3 組解, 對(duì)應(yīng)3種能級(jí)分布： （2分）能級(jí)分布粒子數(shù)n能級(jí)分布n1n2n3n41110120211310204.某藥品在保存過(guò)程中會(huì)逐漸分解，若分解超過(guò)30即無(wú)效。實(shí)驗(yàn)測(cè)得該藥品分解反應(yīng)的速率常數(shù)k與溫度T的關(guān)系為ln（k/h）=8940k/T + 20.4，試計(jì)算：（1）若該藥品在25下保存，有效期為多長(zhǎng)時(shí)間 ？（2）若使藥品有效期達(dá)到3年以上，應(yīng)在什么溫度下保存 ？每年按365天計(jì)算。(10分)解：（1）k單位是 該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。（

13、1分）又ln（k/h）=8940k/T + 20.4 - - - - - - -T=25+273.15K時(shí) ln（k/h）=-9.585k=6.88 （2分） 該反應(yīng)的速率方程為：=kt=6.88 tt=5184.2 h=216天 （3分）(2) =k×3×365×24 k=0.00001357 (2分）將k=0.00001357代入 解得：T=282.84 K =9.7 (1分）答：若該藥品在25下保存，有效期為216天。若使藥品有效期達(dá)到3年以上，應(yīng)在9.7度以下保存。（1分）5. 時(shí)，兩個(gè)等體積的0.200NaCl水溶液被一半透膜隔開(kāi)，膜的左邊再放入大分子電解質(zhì) 使其濃度為。試求平衡時(shí)，膜兩邊的和的濃度以及溶液的滲透壓？(8分) 解：由于達(dá)到平衡時(shí)，膜兩邊NaCl的化學(xué)勢(shì)相等。設(shè)此時(shí)有膜左邊向右邊滲透。即有：左邊=右邊 (2分） 解得：=0.001353 (1分）所以，左邊 =0.2041 =0.19865 右邊 =0.20135 =0.20135 (2分）=(0.20135+0