物理化学(下册)试卷5 班级 姓名 分数 填空题(共17题45分) 1.5分(4258) 4258 某电池在p3时电动势与温度的关系为EmV=6800-0312(7K-298) 298K时电池的电动势E= ,当输出2mol电子电量时,电池反应的 。当输出1mol电子电量时,电池的 电动势E= 电池反应的4Hm= 4Sm= 2.5分(4711) 4711 298K时,已知Cu2++e→Cul的E=0.86V,Cu2+e→Cu的E2=0.153V,为求Cu(s)的 Ks应设计的电池为 3.5分(3899) 3899 已知298K时,A(NHCl)=1499×10Sm2mol,无限稀释氯化铵溶液中 (NH4)=0491,则离子电迁移率U(NH4)= m2s".v-I U(CI= 分( 4196 298K时,已知E(Cu2ku)=0.33V,E2(zn2zn)=-07628V,则电池 Zn(s)Zn (aI=l)lICu(ay=l )(Cu(s)BJE= 电池反应的平衡常数K。= 当电能耗尽时,两离子的活度比a1a2= 5.2分(6612) 6612 液态汞的表面张力 y=04636N·m+832×103N·m2·K1T-3.13×10N·m1.K2·r2 在400K时,汞的(aUaA)r,p 6.2分(7608) 7608 加聚反应的机理可以是 反应机理,也可以是通过 聚合、 聚合或
物理化学(下册)试卷 5 班级 姓名 分数 一、填空题 ( 共 17 题 45 分 ) 1. 5 分 (4258) 4258 某电池在 p ∃时电动势与温度的关系为 E/mV = -68.00 - 0.312 (T/K - 298)， 298 K 时电池的电动势 E = __________ ，当输出 2 mol 电子电量时，电池反应的 ∆rHm= _______ ；∆rSm= ____________ 。当输出 1 mol 电子电量时，电池的 电动势 E = _______ ；电池反应的∆rHm= _________ ；∆rSm= __________ 。 2. 5 分 (4711) 4711 298 K时，已知Cu2++I - +e - →CuI的E1 ∃ =0.86 V，Cu2++e -→Cu+ 的E2 ∃ =0.153 V，为求CuI(s)的 Ksp应设计的电池为______________________________________________________________ ， Ksp=_____________________________________。 3. 5 分 (3899) 3899 已 知 298 K 时 ， ，无限稀释 氯化铵溶 液 中 0.491 ， 则离子电迁移率 ______________ 4 m (NH4Cl) 149.9 10 ∞ − Λ = × 2 -1 S⋅m ⋅mol = + (NH ) 4 t = + (NH ) U 4 2 -1 -1 m s⋅ ⋅V ； = ______________ 。 − U(Cl ) 2 -1 -1 m s⋅ ⋅V 4. 5 分 (4196) 4196 298 K时，已知E∃ (Cu2+|Cu)=0.337 V，E∃ (Zn2+|Zn)= - 0.7628 V，则电池 Zn(s)|Zn2+(a1=1)||Cu2+(a2=1)|Cu(s)的E=______________，电池反应的平衡常数Ka=_________________， 当电能耗尽时，两离子的活度比a1/a2=____________________。 5. 2 分 (6612) 6612 液态汞的表面张力 γ = 0.4636 N·m -1 + 8.32×10-3 N·m -1·K-1·T - 3.13×10-7 N·m -1·K-2·T2 在 400 K 时，汞的 （∂U/∂A）T, V = 。 6. 2 分 (7608) 7608 加聚反应的机理可以是_____________反应机理，也可以是通过_____________聚合、___________聚合或
聚合而得到均聚物 7.2分(5629) 5629 对起始只有反应物的平行反应 k A-c 当反应级数相同时,且[B]o,ICJ均为零时,其反应速率之比等于 气一固表面反应有两种反应历程,其中 Langmuir- Hinshelwood历程是研究 反应, Langmuir- Rideal历程是研究 反应。 9.2分(7208) 7208 用NH4VO3和浓HCl作用,可制得稳定的V2O5溶胶,其胶团结构是: 2分(5211) 2A+B=2C已知反应某一瞬间,rA=12.72mol·dm3·h,则 11.2分(7011) 701l 表面活性剂的结构特征是 12.2分(7490) 7490 在等体积相同浓度的AgNO3和KI混合液中,加入适量的HAc和NaNO3,则胶粒将优先吸附离 分(5450) 5450 丁二烯的液相聚合反应,实验已确定对丁二烯为一级,并测得在323K时,其速率常数 为3.300×102min,当丁二烯的转化率为80%时,反应时间为 14.2分(6975) 6975 25℃时,水的表面张力为007197N·m2,将一玻璃管插入水中,水面上升5cm,此毛细管半径为
_____________聚合而得到均聚物。 7. 2 分 (5629) 5629 对起始只有反应物的平行反应： A k 1 B A k 2 C 当反应级数相同时, 且[B]0 ，[C]0均为零时, 其反应速率之比等于_______。 8. 2 分 (7156) 7156 气－固表面反应有两种反应历程，其中 Langmuir - Hinshelwood 历程是研究 反应， Langmuir - Rideal 历程是研究 反应。 9. 2 分 (7208) 7208 用 NH4VO3和浓 HCl 作用，可制得稳定的 V2O5溶胶，其胶团结构是： 。 *. 2 分 (5211) 5211 2A＋B＝2C 已知反应某一瞬间, rA＝12.72 mol·dm-3·h-1, 则 rB＝ , rC＝___________________。 11. 2 分 (7011) 7011 表面活性剂的结构特征是 。 12. 2 分 (7490) 7490 在等体积相同浓度的AgNO3和KI混合液中，加入适量的HAc和NaNO3，则胶粒将优先吸附______离子， 带______电。 13. 2 分 (5450) 5450 丁二烯的液相聚合反应, 实验已确定对丁二烯为一级, 并测得在 323 K时，其速率常数 为 3.300×10-2 min -1, 当丁二烯的转化率为 80%时, 反应时间为__________________。 14. 2 分 (6975) 6975 25℃时，水的表面张力为 0.071 97 N·m -1，将一玻璃管插入水中，水面上升 5 cm，此毛细管半径为
5.2分(7673) 7673 在下列两种情况下,比较Mn,Mw,M2的大小。 (1)假如试样的分子大小是均匀的(单分散体系),则 (2)假如试样的分子大小不均匀,则 16.2分(5609) 5609 F.S. Willamson和 E. King发现反应 BrO +3S0,= Br+3SO 的起始速率由ABrO3ISO3ⅢH确定,其逆反应按照热力学观点,可能的 个速率方程为 17.1分(7007 7007 苯不溶于水而能较好地溶于肥皂水是由于肥皂的 作用 、计算题(共4题40分) 18.15分(4061) 4061 今有含0.100mol·dm3NH4Cl和0.050mol·dm3NH3·H2O的溶液, (1)不考虑各离子的活度系数,计算OH-的浓度 (2)用德拜-休克尔极限公式,根据NH4Cl存在下的离子强度,估算OH的活度系数和活度; (3)若在溶液中再加入0.5mol·dm3的CaCl2,问OH的活度应该增加还是减少? (不必计算,估计即可),已知NH3·H2O的解离常数K=1.8×103 19.10分(6163) 6163 某顺式偶氮烷烃在乙醇溶液中不稳定,通过计量其分解放出的N2气来计算其分解的速 率常数k值,一系列不同温度下测定的k值如下所示 T/K 248 252 256 k×10/s11.22 2.31 4.398.50 4.3 试计算该反应在298K时的:实验活化能、活化焓、活化熵和活化吉布斯自由能 20.10分(5660) 5660 在673K时,设反应NO(g)=NO(g)+O2(g)可以进行完全,产物对反应速率无影 响,经实验证明该反应是二级反应,一dNO2=ANO22,k与温度T之间的关系为
____________________。 15. 2 分 (7673) 7673 在下列两种情况下，比较 M n, M w, M z的大小。 (1) 假如试样的分子大小是均匀的(单分散体系), 则_____________ (2) 假如试样的分子大小不均匀, 则_____________ 16. 2 分 (5609) 5609 F.S.Willamson 和 E.King 发现反应： BrO 3 − +3SO 3 2 = Br − - +3SO 4 2− 的起始速率由k[BrO 3 ][SO ][H − 3 2− + ]确定, 其逆反应按照热力学观点，可能的 一个速率方程为_______________________________________。 17. 1 分 (7007) 7007 苯不溶于水而能较好地溶于肥皂水是由于肥皂的 ______________ 作用。 二、计算题 ( 共 4 题 40 分 ) 18. 15 分 (4061) 4061 今有含 0.100 mol·dm-3 NH4Cl和 0.050 mol·dm-3 NH3·H2O的溶液， （1）不考虑各离子的活度系数，计算OH –的浓度； （2）用德拜-休克尔极限公式，根据NH4Cl存在下的离子强度，估算OH –的活度系数和活度； （3）若在溶液中再加入 0.5 mol·dm-3的CaCl2，问OH –的活度应该增加还是减少？ （不必计算，估计即可），已知NH3·H2O 的解离常数K=1.8×10-5。 19. 10 分 (6163) 6163 某顺式偶氮烷烃在乙醇溶液中不稳定，通过计量其分解放出的N2气来计算其分解的速 率常数k值，一系列不同温度下测定的k值如下所示： T / K 248 252 256 260 264 k×104 / s-1 1.22 2.31 4.39 8.50 14.3 试计算该反应在 298 K 时的： 实验活化能、活化焓、活化熵和活化吉布斯自由能。 20. 10 分 (5660) 5660 在 673 K 时, 设反应 NO2(g)＝NO(g)＋ 1 2 O2(g) 可以进行完全, 产物对反应速率无影 响, 经实验证明该反应是二级反应，－d[NO2]/dt＝k[NO2] 2 , k与温度 T之间的关系为：
nk=-128867(/K)+2027(k单位为mo·dhm3·s) 甲)求此反应的指前因子A及实验活化能Ea (乙)若在673K时,将NO(g)通入反应器,使其压力为2666kPa,发生上述反应 试计算反应器中的压力达到32.0kPa时所需的时间(设气体为理想气体) 21.5分(6697) 6697 水在293K时的表面张力为727×102N·m,密度为998kg·m3,计算水在 293K,半径为1×103m及1×1053m的毛细管中上升的高度(g=9.81m·s2), 假定接触角θ=0° 问答题(共2题15分) 22.10分(5970) 在稀的NO2NH2水溶液中,发生缓慢分解反应如下: NONH,—)N2O+H20 由实验测得速率方程为dN2OJdr=kNO2NH2/H3O 试拟一可能机理,并由此机理导出与上一致的速率方程。 23.5分(4876) 由 Buttler- Volumer方程:oexp(aFmR)exp(-BFmR)]导出电极稍有 极化时,超电势与电流密度的关系n=oj 物理化学(下册)试卷5答案 填空题(共17题45分 1.5分(4258) 4258 [答] E=-68.00mV AHm=-=FE +:FT(OE/OT,=-4.82kJ. mor- 4Sm=F(OE|=-60.22J·K1·molr E=-68.00mV 4Hn=-241kJ·mol1 AS=-30.1J·K1·moll (各1分) 2.5分(4711) 4711 Cu(s)Cul(s)Cu, I", Cu IPt
ln k＝－12886.7/(T/K)＋20.27 (k 单位为 mol -1·dm3 ·s -1) (甲) 求此反应的指前因子 A 及实验活化能 Ea (乙) 若在 673 K 时, 将 NO2(g)通入反应器, 使其压力为 26.66 kPa, 发生上述反应, 试计算反应器中的压力达到 32.0 kPa 时所需的时间(设气体为理想气体) 。 21. 5 分 (6697) 6697 水在 293 K 时的表面张力为 7.27×10-2 N·m -1，密度为 998 kg·m -3，计算水在 293 K，半径为 1×10-3 m 及 1×10-5 m 的毛细管中上升的高度 (g =9.81 m·s -2)， 假定接触角θ = 0°。 三、问答题 ( 共 2 题 15 分 ) 22. 10 分 (5970) 5970 在稀的 NO2NH2水溶液中，发生缓慢分解反应如下： NO2NH2 ⎯⎯→ N2O + H20 由实验测得速率方程为 d[N2O]/dt = k[NO2NH2]/[H3O+ ] 试拟一可能机理，并由此机理导出与上一致的速率方程。 23. 5 分 (4876) 4876 由Buttler-Volumer方程：j=j0[exp(αFη/RT)-exp(-β Fη/RT)] 导出电极稍有 极化时，超电势与电流密度的关系 η =ω j 。 物理化学(下册)试卷 5 答案 一、填空题 ( 共 17 题 45 分 ) 1. 5 分 (4258) 4258 [答] E = -68.00 mV ∆rHm= -zFE + zFT (∂E/∂T)p = -4.82 kJ·mol -1 ∆rSm= zF (∂E/∂T)p = -60.22 J·K-1·mol -1 E = -68.00 mV ∆rHm= -2.41 kJ·mol -1 ∆rSm= -30.11 J·K-1·mol -1 (各 1 分) 2. 5 分 (4711) 4711 [答] Cu(s)|CuI(s)|Cu2+,I -||Cu2+,Cu+ |Pt
(3分) K=1.0×1012 (2分) 3.5分(3899) 答]U(NH4)=763×103m2s.V (3分) U(Cl-)=791×103m2s2.Vl 4.5分(4196) E=E=10998V (2分) Ka=1.52×103 (2分) a/a2=1.52×1037 (1分) 5.2分(6612) 6612 dS-pdv+y (aU/aA)r v= T(aS/aA)T,v+ y=-1(ar/ana.v+y =0.514J·m 6.2分(7608) 7608 [答]自由基正离子负离子配位 (每空0.5分) 7.2分(5629) 5629 答]k/k2或[B]/[C 8.2分(7156) [答]两个吸附分子间的反应;吸附分子与气态分子的反应 9.2分(7208) 7208 [答][(V2O)m·nVO3nxNH4·xNH4 2分(5211) 52l1 [答]m=6.36mol·dm3·h,r=12.72mol·dm3:h
（3 分） Ksp=1.0×10-12 （2 分） 3. 5 分 (3899) 3899 [答] = 7.63×10 + (NH ) U 4 -8 2 -1 -1 m s⋅ ⋅V （3 分） = 7.91×10 − U(Cl ) -8 2 -1 -1 m s⋅ ⋅V （2 分） 4. 5 分 (4196) 4196 [答] E=E∃ =1.0998 V； （2 分） Ka=1.52×1037 （2 分） a1/a2=1.52×1037 （1 分） 5. 2 分 (6612) 6612 [答] dU = TdS - pdV + γ dA (∂U/∂A)T, V = T (∂S/∂A)T, V + γ = -T(∂γ /∂T)A, V + γ = 0.514 J·m -2 6. 2 分 (7608) 7608 [答] 自由基 正离子 负离子 配位 （每空 0.5 分） 7. 2 分 (5629) 5629 [答] k1／k2 或［Ｂ］／［Ｃ］ 8. 2 分 (7156) 7156 [答] 两个吸附分子间的反应；吸附分子与气态分子的反应。 9. 2 分 (7208) 7208 [答] [(V2O5)m·nVO 3 ,(n-x)NH ] − 4 + x- ·xNH 4 + *. 2 分 (5211) 5211 [答] rB＝6.36 mol·dm-3·h-1, rC＝12.72 mol·dm-3·h-1
11.2分(7011) 701l 答]两亲性 (2 12.2分(7490) 7490 [答] (2分) 13.2分(5450) 5450 [J1=(1/k)In(co/c)=48.78 min 分(6975) 6975 15.2分(7673) 7673 [答](1)Mn=Mw=Mx 16.2分(5609) [Br Iso4] 答\kB5So3P,n=6 Bro3I[SO2 则n=k1SO4Brso32H (2分) 17.1分(7007 7007 [答]增溶 、计算题(共4题40分) 18.15分(4061) 4061
11. 2 分 (7011) 7011 [答] 两亲性 (2 分) 12. 2 分 (7490) 7490 [答] Ac 负 （2 分） − 13. 2 分 (5450) 5450 [答] t = (1/k) ln(c0/c) = 48.78 min 14. 2 分 (6975) 6975 [答] 2 r 0.03 cm gh γ ρ = = （2 分） 15. 2 分 (7673) 7673 [答] (1) M n = M w = M z (1 分) (2) M n < M w < M z (1 分) 16. 2 分 (5609) 5609 [答] k= [ ][SO ] [ ][SO ] Br BrO - 4 2- 3 - 3 2- 3 3 , rf =k1[BrO 3 ][SO ][H − 3 2− + ] 则 rb= k-1[SO ] 4 2− 3 [Br - ][SO ] 3 2− -2 [H+ ] (2 分) 17. 1 分 (7007) 7007 [答] 增溶 二、计算题 ( 共 4 题 40 分 ) 18. 15 分 (4061) 4061 [答]
(1) C(INHA C(OH)=K(NH, LH,O) C(NH,LH,O) 0. 100 mold+C(OH) k(OH)=1.8×103 0.050 moldm-C(OH 所以cOH)=9.0×106molm3 (5分) (2) Igr 0.5115|-4 y=0689 (OH)=Ka(NH4田2O 1.8×10-5×0050 0100×0689=1.3×10-5 (5分) a(NHa) (3).此时增大,因此γ±变小,则铵离子的活度随之变小,故OH的活度要增大。(5分) 19.10分(6163) 6163 [答]用ln(k2/k1)=(Ea/R)(1T)-(1/2),求出E后取平均值 E=84kJ·moll (2分) △Hn=Ea-RT=812kJ·mor (2分) k(298K=0.104s1 k=( kBT/ h)exp(△ Sm/ R)exp(-△Hm/RD) △Ga=△Hn-T△≠Sn=784kJ·mor1 (2分) 20.10分(5660) [答甲)lnk=lnA-E(RT),对照已知公式 nA=20.27, A=6.36×108s1 (2分) ER=128867K Ea=107.1kJ·mol (2分) (乙) no(g) NO(g)+ 3O2(g) =026.66kPa 26.6 Pa=26.66 kPa+P=320 kPa p=10.68kPa
⑴ - 4 3 2 3 2 (NH ) (OH ) (NH H O) (NH H O) c c K c + = -3 - - 5 -3 - 0.100 mol dm (OH ) [ ] (OH 0.050 mol dm (OH ) c c c ) 1.8 10 + − = × − 所以c(OH -)=9.0×10-6 -3 moldm （5 分） ⑵ lg = −0.5115 | | = −0.162 ± + − γ z z I = 0.689 ± γ - 5 3 2 4 (NH H O) 0.050 (OH ) 1.8 10 ( ) 1.3 10 (NH ) 0.100 0.689 a a a K a − −5 + = ≈ × × = × × （5 分） ⑶．此时I 增大，因此 ± γ 变小，则铵离子的活度随之变小，故OH – 的活度要增大。 （5 分） 19. 10 分 (6163) 6163 [答] 用 ln(k2/ k1)=( Ea / R )[(1/T1) - (1/T2)]，求出Ea后取平均值 E a= 84 kJ·mol -1 (2 分) ∆ r H≠ m= Ea - RT = 81.2 kJ·mol -1 (2 分) k(298 K)= 0.1104 s-1 (2 分) k = (kBT/ h)exp(∆ S r ≠ m/ R)exp(-∆ r ≠ Hm/ RT) ∆ S r ≠ m= 9.2 J·K-1·mol -1 (2 分) ∆ r G≠ m= ∆ r ≠ Hm- T∆ S r ≠ m= 78.4 kJ·mol -1 (2 分) 20. 10 分 (5660) 5660 [答](甲) lnk＝lnA－Ea/(RT), 对照已知公式 lnA＝20.27, A=6.36×108 s -1 (2 分) Ea/R＝12 886.7 K Ea=107.1 kJ·mol -1 (2 分) (乙) NO2(g) ────→ NO(g) ＋ 1 2 O2(g) t=0 26.66 kPa 0 0 t=t 26.66 - p p 1 2 p p总＝26.66 kPa＋ 1 2 p＝32.0 kPa p=10.68 kPa
nkc=-12886.7/673+20.27=1.122 kc=3.07morl·dm3·sl kp=kc/(RT (2分) 二级反应公式 x(a(a-x)]=k2, RT k2 a(a-x)k 26.66 kPa(26.66 kPa-p) =4569s (4分) 21.5分(6097) 6697 答] R (2分) R"=000lmh=0.0149 (2分) R=1×103mh=149m (1分) 三、问答题(共2题15分) 22.10分(5970) 5970 答]NONH2+HO目 NONH+ H3O NONH N2O+OH 速控步 (5分) H3O+OH一→2H2O INO,NH, r=kiNO NHT kk2(H,oF (HO) 23.5分(4876) 4876 [答]稍有极化《RTF exp(a Fn/RD=1+aFr exp(-BFn/RT=/. BFn RT j=jo(l+a Fn/RT-1+BFn/RT=joFn/RT (a+B=l) 即n=RTj/H=oj
ln kC＝－12 886.7/673+20.27=1.122 kC=3.07 mol -1·dm3 ·s -1 kp＝kC/(RT) (2 分) 二级反应公式： x/[a(a-x)]=k2 t, 2 1 ( ) 26.66 kPa(26.66 kPa ) c x RT p t k a a x k p = = − − = 45.69 s (4 分) 21. 5 分 (6697) 6697 [答] 2γ /R' = ρgh (2 分) R' = 0.001 m h = 0.0149 m (2 分) R' = 1×10-5 m h = 1.49 m (1 分) 三、问答题 ( 共 2 题 15 分 ) 22. 10 分 (5970) 5970 [答] NO2NH2+ H2O NO 1 1 k k− 2NH- + H3O+ NO2NHk 2 N2O + OH- 速控步 (5 分) H3O+ + OH- ─→ 2H2O r= k2[NO2NH- ] = 1 2 2 2 2 + 1 3 [NO NH ] [H O] [H O ] k k k− (5 分) 23. 5 分 (4876) 4876 [答] 稍有极化 η《 RT/F exp(α Fη/RT) ≅ 1+ α ηF RT , exp(-βFη/RT) ≅ 1 - βFη RT j = j0(1+α Fη/RT-1+βFη/RT) = j0Fη/RT (∵α +β =1) 即 η = RTj/Fj0 = ω j
