05、06级材料专业《物理化学》期未试卷B答案

（2007 ~2008 学年 第二学期）

一、选择题（每题1分；填上正确答案）（15分） 1、已知下列两电极反应的标准电极电势为：

Fe2+(aq) +2e→Fe(s) φ

--3+φ?Fe3+/Fe= -0.04V Fe2+/Fe= -0.44V Fe(aq) +3e→Fe(s)

?

Fe3+(aq) +e-→Fe2+(aq) 的φFe3+/Fe2+ 值为： （D）

?

由此计算

（A）-0.20V； （B）0.40V； （C）0.20V； （D）0.76V

2、已知 298.15K 及101325Pa 压力下，反应A(s) + 2BD(aq) = AD2(aq) + B2(g)

在电池中可逆地进行，完成一个单位的反应时，系统做电功150kJ，放热80kJ，该反应的摩尔等压反应热为多少 kJ/mol （B） (A) -80； (B) -230(C) -232.5； (D) -277.5

3、对弯曲液面（非平面）所产生的附加压力: （A） (A)一定不等于零；(B)一定等于零；(C)一定大于零；(D) 一定小于零

4、把玻璃毛细管插入水中，凹面下液体所受的压力 p 与平面液体所受的压力p0相比: （B） （A）p = p0； （B）p < p0； （C）p > p0； （D）不确定

5、在同一温度下微小晶粒的饱和浓度和大块颗粒的饱和浓度哪个大? （A） （A）微小晶粒的大；（B）大块颗粒的大；（C）一样大；（D）无法比较 6、二级反应的速率常数的单位是（D） （A）s-1；（B）dm6·mol-2·s-1；（C）mol-1·s-1；（D）dm3·mol-1·s-1；

7. 某反应无论反应物的起始浓度如何，完成70%反应的时间都相同，则反应的级数为： （B）（A）0级反应； （B）1级反应； （C）2级反应； （D）3级反应 8. 若反应A + B = C 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（D）A）K>k+/k-；（B）K< k+/k-（C）K= k+/k-；（D）K与k+/k-关系不定

9. 反应AB (I)；AD (II)，已知反应I的活化能E1大于反应II的活化能E2，以下措施中哪一种不能改变获得B和D的比例？ （B）（A）提高温度；（B）延长时间；（C）加入催化剂；（D）降低温度

10. 氢和氧的反应发展为爆炸是因为: （D）

（A）大量的引发剂的引发； （B）直链传递的速度增加 （C）自由基被消除； （D）生成双自由基形成支链 11、某二级反应，反应物消耗1/2需时10min，若再消耗1/2还需时为：（B）

（A）10 min；（B）20 min；（C）30 min；（D）40 min

12、0.001mol·kgCuSO4和0.003mol·kg的Na2SO4溶液的离子强度是 （D） （A）0.001 mol·kg（B）0.003 mol·kg（C）0.002 mol·kg（D）0.013 mol·kg 13、对于反应A

Y，如果反应物A的浓度减少一半，A的半衰期反而延长一倍，则该反应的级数为： （C）

（A）零级； （B）一级； （C）二级； （D）三级

14、质量摩尔浓度为b的K2SO4溶液，离子平均活度因子为γ±，则电解质的活度aB是：

??

（D） （A）aB=2( b / b )3γ±3； （B）aB=2( b / b ) γ±3；

??

（C）aB=4( b / b) γ±3； （D）aB=4( b / b )3γ±3

15、下列各式中，不属于纯液体表面张力的定义式的是： （B） （A）

；（B）

；(C)

； （D）

二、判断题（每题1分；对打√，错打×）（10分）

1、催化剂只能加快反应速率，而不改变化学反应的平衡常数。 （√） 2、一级反应肯定是单分子反应。 （×） 3、鞍点是反应的最低能量途径的最高点。 （√） 4、液体表面张力的方向总是与液体的液面垂直。 （×） 5、物理吸附具有选择性，而化学吸附无选择性。 （×）

6、分子间力越大的液体，其表面张力越大。 (√) 7、弯曲液面的饱和蒸气压总大于同温度下平液面的蒸气压。 (×)

8、在一定的温度和较小的浓度情况下，增大弱电解溶液的浓度，则该弱电解质的电导率增加，摩尔电导率减小。 (√)

-1

-1

-1

-1

-1

-1

9、用?m对c作图外推方法，可求得HAc的无限稀释摩尔电导率。 (×) 10、达到临界胶束浓度（CMC）以后溶液的表面张力不再有明显变化。 (√) 三、填空题（每题1分，在题中“____”处填上答案）（15分）

1、表面张力随温度升高而 减小 。（选填增大、不变、减小），当液体到临界温度Tc时，表面张力等于 零 。

2、物理吸附的吸附力是 范德华力 ，吸附分子层是 单或多分子层 。 3、溶入水中能显著降低水的表面张力的物质通常称为 表面活性 物质。 4、Brown运动的本质就是质点的 热运动 。

5、玻璃毛细管水面上的饱和蒸气压???< ??同温度下水平的水面上的饱和蒸气压。(选填 > , = , < ) 6、聚沉值与异电性离子价数的六次方成 反比，这称为 Schule-Hard规则。 7、化学吸附的吸附力是 化学键力 。

8、今有一溶液，含0.002 mol·kg-1的BaCl2和0.001 mol·kg-1的La(NO3)3，该溶液的离子强度I= 0.012 mol·kg-1 。

9、由于极化，原电池的正极电势将比平衡电势 低 ，负极电势将比平衡电势 高 ；而电解池的阳

极电势将比平衡电势 高 ，阴极电势将比平衡电势 低 。(选填高或低)10、一级反应的半衰期为 。

ln211、朗格缪尔等温吸附理论只适用于 单分子层吸附或化学吸附 。 t?1/2k112、中心离子的电荷数 等于 离子氛的电荷数。

?

13、电池 Pt | H2(p) | NaOH(a) | HgO(s) | Hg(l)的：

?--（1）阳极反应是 H2(p) +2OH(aq)-2e=2H2O(l) ；

--（2）阴极反应是 HgO(s)+H2O(l)+2e= Hg(l)+2OH(aq) ；

?（3）电池反应是 H2(p) +HgO(s)=Hg(l)+H2O(l) 。 14、对元反应 A2Y, 则dcY/ d t = 2k cA ，–dcA/ d t = k cA 。 15、某反应速率常数为0.150 min-1，则反应物浓度从1.0 mol·dm-3变到0.4 mol·dm-3与浓度从0.01 mol·dm-3变到0.004mol·dm-3所需时间之比为 1:1 。

1、(本题5分)用As2O3与过量的H2S制成的硫化砷As2S3溶胶，试写出As2S3溶胶的胶团结构，并标出胶核、胶粒和胶团。解：As2S3溶胶的胶团结构表示式：

2、(本题5分)简答热力学不完全稳定的过饱和蒸气能够存在的原因。

答：从一相中产生一个新相是困难的，是从无到有，从小到大的过程。过饱和蒸气能够存在的原因：虽然过饱和蒸气的压力p1 大于普通（平面）液体的蒸气压p2，但是小于微小液滴的饱和蒸气p3，所以热力学不完全稳定的过饱和蒸气能够存在。

1、（本题10分）电池Pb|PbSO4(s)|NaSO4·10H2O饱和溶液|Hg2SO4(s)|Hg在 25℃电动势为 0.7647V，电动

-4-1

势的温度系数为 1.74×10V·K。 （1）写出电池反应；

（2）计算25℃时该反应的△rGm、△rSm、△rHm，以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Qr,m。

-解：（1）负极反应：Pb (s) + SO42- (aq) - 2e PbSO4(s) （0.5分）

-2-正极反应：Hg2SO4(s) +2e2Hg(l) + SO4 (aq) （0.5分） 电池反应：Pb + Hg2SO4(s) 2Hg(l) + PbSO4(s) （1分） （2）△rGm= -nFE= -2×96484.5×0.7647= -147563.39J·mol-1= -147.56kJ·mol-1 （2分）△rSm=

-4

=2×96484.5×1.74×10K-1·mol-1 （2分） ?E=33.5766J·

△rHm=△nF(m+T△)rSm= -147563.39+298.15×33.5766 rG

pmol-1= -137.55kJ·?T= -137552.5J·mol-1 （2分）

Qr,m= T△rSm=298.15×33.5766=10010.86 J·mol-1=10.01 kJ·mol-1 （2分） 2、（本题10分）已知在273.15K时，用活性炭吸附CHCl3，其饱和吸附量为 93.8dm·kg，若CHCl3的分压为13.375kPa，其平衡吸附量为82.5dm·kg。试求： （1）朗格谬尔吸附等温式中的a值；

（2）CHCl3的分压为6.6672kPa时，平衡吸附量为若干？ 解：

（1） ? ap (4分)

3

-1

3

-1

???1?ap 82.5/93.8=a×13.375/(1+a×13.375)，解得a=0.5459kPa-1 (3分)

3（2） ? ? ? ? ? 73dm·kg-1 (3分) .58ap?1?ap0.5459?6.6672?93.81?0.5459?6.6672-3

3、(本题10分) 反应 A+2B→D 的速率方程为：dcD/dt=k cA0.5 cB1.5。

①、cA,0=0.1mol·dm，cB,0=0.2mol·dm；300K下反应20s后，cA=0.01mol·dm，问继续反应30s后cA=？ ②、初始浓度同上，恒温450K下反应20s，cA=0.003918 mol·dm，求活化能Ea。 解： A + 2B → D

t=0 cA,0 cB,0 0 t=t cA,0 - cD cB,0- 2cD cD

cA=0.1-cD；cB=0.2-2cD=2(0.1-cD)=2 cA （1分） ① -dcA/dt=k cA0.5 cB1.5= kcA0.5 (2cA )1.5=21.5cA2

-3

-3

-3

-dcA/dt==21.5cA2 （1分）

1/cA-1/cA,0 =21.5kt （2分） 1/0.01-1/0.1=20×21.5k 1/ cA-1/0.1=(20+30)×21.5k 5/0.01-5/0.1=2/cA-2/0.1

470=2/cA，cA=2/470=0.00425 mol·dm② 1/0.01-1/0.1=20×21.5 k(300K)

k(300K)=90/20/21.5=4.5/21.5 （1分）

1/0.003918-1/0.1=20×21.5 k(450K)

k(450K)=245.23/20/21.5=12.26/21.5 （1分） k=Ae-Ea/RT （1分） lnk(300K)/k(450K)= -Ea/R(1/300-1/450) （1分）

ln4.5/12.26= -Ea/8.314(1/300-1/450)

Ea(1/300-1/450)=1.00226×8.314 Ea=7499.5J·mol-1 4、反 应A+B→ D+F 的速率方程r=kcAα cBβ，对该反应进行了两次实验测定。 第一次的cA,0=400mmol·dm-3、-3

cB,0=0.400mmol·dm，测得数据如下： t/s 0 120 240 360 ∞ -30 0.200 0.300 0.350 0.400 cD/(mmol·dm) 第二次的cA,0 =0.400 mmol·dm, cB,0 =1000mmol·dm，测得数据如下： 3t/(10s) 0 70 210 490 ∞ -30 0.200 0.300 0.350 0.400 cD/(mmol·dm) 求此反应速率方程中的α，β，k 值。 解： A + B → D + F

t=0 cA,0 cB,0 0 0 t=t cA,0 - cD cB,0- cD cD cD

-3

（1分）

-3-3

dcD/dt=kcAα cBβ= k(cA,0 - cD)α( cB,0- cD)β

dcD/dt=kcAα cBβ= k(400-cD)α( 0.400- cD)β≈400αk( 0.400- cD)β （1分） 由于反应的半衰期t1/2与反应物的浓度无关，即cA从0.400→0.200； 0.200→0.100；0.100→0.050的半衰期t1/2均为120s，所以β=1。 （3分） dcD/dt=kcAα cBβ= k(0.400-cD)α( 1000- cD)β≈1000βk( 0.400- cD)α （1分） 由于反应的半衰期t1/2与反应物的浓度成反比，即cA从0.400→0.200，t1/2=70s； 0.200→0.100， t1/2=140s；0.100→0.050， t1/2=280s，所以α=2。 （3分） ∵t1/2=ln2/(4002k)=120s

∴k=ln2/(4002×120)=3.61×10-8 dm·mmol-2·s-1 （2分）

5、以银为电极电解氰化银钾（KCN+AgCN）溶液时，Ag(s)在阴极上析出。每通过1mol电子的电荷量，阴

6