物理化学试题

中南大学考试试卷

2011 -- 2012 学年 下 学期 时间110分钟(2012.5.6)

物 理 化 学 课程 32 学时 2 学分 考试形式： 闭 卷

专业年级： 化工、应化、制药、粉体、材化等 2010级

总分100分，占总评成绩 70 %

注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上

一、单选题（每题2分，共26分）

1. 实验测得某二级反应速率常数，正确的是 （ ）

（A）k=5.0s-1 （B）k=5.0 dm6·s-1·mol-2 （C）k=5.0 s-1·mol-1 dm3·s-1·mol-1

2. 加催化剂可使化学反应的下列物理量中哪个改变 （ ）

（A）反应热 (B) 平衡常数 (C) 反应熵变 (D) 速率常数

3. 对下列电解质溶液，其中摩尔电导率最大的是（ ）

D）k=5.0 （

(A) 0.001 mol·kg-1 KCl (B) 0.001 mol·kg-1 KOH

(C) 0.001 mol·kg-1 HCl (D) 0.1 mol·kg-1 KCl

4. 浓度为0.1mol·kg-1的MgCl2水溶液，其离子强度为 ( )

(A) 0.1mol·kg－1 (B) 0.15mol·kg-1 (C) 0.2mol·kg －1， (D) 0.3mol·kg-1。

5. 对下列电解质溶液，其中平均活度系数最大的是 （ ）

（A）0.01 mol·kg-1KCl （B）0.01 mol·kg-1CaCl2 （C）0.01 mol·kg-1LaCl3 （D）0.001 mol·kg-1KCl

6. 用补偿法测定可逆电池的电动势时，是为了 ( )

(A) 消除电极上的副反应； (B) 减小标准电池的损耗；

(C) 在可逆情况下测定电池的电动势； (D) 简便易行。

7. 恒温恒压下可逆电池放电过程 （ ）

（A）ΔH = Q （B）ΔH Q （C）ΔH  Q （D）ΔH 、Q关系不确定

8. 某电池反应为 2Hg(l) + O2 + H2O → 2Hg2+ + OH -，当电池反应达到平衡时，

电池的电动势E必然为 ( )

(A) E > 0 (B) E = EΘ (C) E < 0 (D) E = 0

9. 电解金属盐的水溶液时，在阴极上（ ）

（A）还原电势愈正的离子愈容易析出

（B）还原电势与其超电势的代数和愈正的离子愈容易析出

（C）还原电势愈负的离子愈容易析出

（D）还原电势与其超电势的代数和愈负的离子愈容易析出

10. 将某毛细管垂直插入水中，使毛细管露出水面的长度为8cm，此时毛细管内水面上升了5cm；若将毛细管向下移动，使毛细管露出水面的长度为3cm，则此时毛细管上端口水面的状况是 （ ）

（A）水从毛细管上端溢出 （B）毛细管上端水面呈凸形弯月面

（C）毛细管上端水面呈凹形弯月面 （D）毛细管上端水面呈水平面

11. 对于物理吸附的描述中，哪一条是不正确的 （ ）

（A）吸附力来源于范徳华力，其吸附一般不具有选择性 （B）吸附层可以

是单分子层或多分子层 （C）吸附热较小 （D）吸附速率较小

12. 在稀的砷酸溶液中通入H2S制备硫化砷溶胶(As2S3)，该溶胶的稳定剂是H2S，则其胶团结构式是 （ ）

（A）[(As2S3)m·nH+,(n-x)HS-]x+ ·xHS- （B）[(As2S3)m·nHS-,(n-x)H+]x- ·xH+ （C）[(As2S3)m·nH+,(n-x)HS-]x- ·xHS- （D）[(As2S3)m·nHS-,(n-x)H+]x+ ·xH+

13. 对水溶液中的下列反应，加入惰性电解质能增加反应速率的是 （ ）

（A）S2O82- + 3I- →I3- +2SO42-

（B）H2O2 +2H+ +2Br- →2H2O +Br2

（C）蔗糖 +OH- →葡萄糖+果糖

（D）2H2O2 → 2H2O +O2↑

二、填空题（共18分）

1.（2分）某物质分解反应的速率常数k=4.62×10-2s-1，则该物质反应掉3/4所需要的时间为 。

2. （2分）合成氨反应在一定温度和压力下，平衡转化率为25％。现在加入一种高效催化剂后，反应速率增加了3倍，则其平衡转化率提高 倍，此时平衡转化率

为 ％。

2CD的速率方程为rkcAcB；反应历程为 3. （2分）实验测得反应2ABk1ABCFk2AFCD(慢)(快)

则k1与k的关系为 。

4. （2分）若将反应Sn2+＋Pb2+＝Sn4+＋Pb设计成可逆电池反应，则其电池表达式为

。

5. （2分）电池：Pt，H2(10kPa)︱HCl(1.0 mol·kg-1)︱H2(100kPa），Pt

该电池的电动势E＝ V； 该电池是否为自发电池？ 。

6. （2分）极化作用的结果会使得阳极电势 ，阴极电势 。

7. （2分）表面超量Γ是指： 单位面积的表面层中所含溶质的物质的量与具有相同质量溶剂的本体溶液中所含溶质的物质的量之差。若Γ>0，则称为 吸附；反之, 若 Γ<0, 则称为 吸附。

8. （2分）混合等体积的0.08 mol.dm-3KI和0.1 mol.dm-3 AgNO3溶液所得溶

胶在电泳时，胶体粒子往 极移动；比较 MgSO4, Na2SO4, CaCl2电解质对负电溶胶的聚沉能力大小循序为 。

9. （2分）丁达尔（Dyndall)效应产生的原因是 ；丁达尔效应是鉴别 的有效方法。

三、(12分) 某气体分解反应A（g）→2B（g）为一级反应。553K下，将气体A迅速引入一定容的容器中，751秒后测得体系压力为2.710kPa，经很长时间反应完成后测得体系压强为4.008 kPa；578K下，重复实验，经过320秒后测得体系压力为2.838 kPa，反应完成后体系压力为3.554 kPa。（1）求553K和578K下，此反应的半衰期；（2）求此反应的活化能。

四、(10分) 某气相反应A+C==P 的反应历程为

DAk2k1k3D+CP，试用，

dcPdt稳态近似法导出反应的速率方程 ？；并证明反应在高压下为一级，在低压下为二

级。

pp-1五、(12分) 对电池 Pt，H2(g，)︱H2SO4(0.01mol· kg) ︱O2(g，)，Pt

E

Tp在298K时测得其电动势及电池的温度系数分别为E=1.229V，= -8.493×

10-4 V· K-1。

（1）写出电池反应；

（2）求电池反应在298K时的rGm、rHm及rSm；

（3）该电池在298K可逆放电时的热效应。

六、(10分) 在298K时，电解0.5 mol· L-1 的CuSO4溶液(pH=2)，使Cu镀到Pt片上。若H2 在Cu上的超电势为0.23V，当外电压增加到有H2在电极上析出时，溶液中

Cu2+的浓度为多少？

已知298K时，

ECu0.340V2/Cu。

七、(12分) 已知373K时，水的表面张力为58.9×10-3 N· m-1，密度为958.4 kg· m-3。

（1）373K时直径为1×10-7 m的气泡内的水蒸气压为多少？该气泡能否从373K的常压水中长大逸出？

（2）在373K及 202.650kPa的水蒸气相中，能自然凝结出的最小水珠的半径为多少？

一， 选择题：

1D； 2D； 3C； 4D； 5D； 6C；7B； 8D； 9B；10C；11D； 12B； 13A

二， 填空题：

1.（2分） 30 s 。

2. （2分，每空1分） 0 ； 25% 。

3. （2分，） k1=k 。

4. （2分，） Pt︱Sn4+（a1），Sn2+（a2）‖Pb2+（a3）︱Pb（s） 。

5. （2分，每空1分） -0.0295 ， 非自发 。

6. （2分，每空1分）_ 升高 _，_ 降低 _。

7. （2分，每空1分）_ 正 _，_ 负 _。

8. （2分，每空1分）_ 正电 _，_ Na2SO4>MgSO4>CaCl2 _。

9. （2分，每空1分）_ 光散射 _，_ 胶体 _。

三、(12分) 解：

p2 (1分)

（1）

pA,0

1C1ppA,0klnA,0lntCAtppt

(2分)

553K时，

(1分)

(2分) 578K时，

(1分)

k(T11)ln4.0082.0044.0082.7105.783104s1751

tln20.693012(T1)k(T.69341.198103秒1)k(T1)5.78310k(T1ln3.5541.7772.8411032)3203.5542.838s1

tln21(T2)2k(T0.693(T0.6933244秒2)k1)2.84110

(1分)

RT2T1k(T2)lnT2T1k(T1) (2分)

（2）

EaR578553k(T2)ln169.2kJK-1mol-1578553k(T1)

(2分)

四、(10分) 解：

D为中间产物，用稳态法则有： （1分）

dcDk1cAk2cDk3cDcC0dt

（2分）

k1cAk2k3cC （1分）

所以有：

cD又因：

dcPkkcck3cDcC13ACdtk2k3cC

（2 分）

在高压下：

k2k3cC， （1分）

所以：

dcPk1k3cAcCk1cAdtk2k3cC

反应为一级 （1分）

在低压下：

k2k3cC， （1分）

所以：

dcPk1k3cAcCk1k3cAcCdtk2k3cCk2

反应为二级 （1分）

五、(12分) 解：

pp（1）H2(g，)+1/2O2(g，)= H2O(l) （3分）

(2) rGmzEF （1分）

21.22998500242.113kJmol1

（1分）

ErHmzEFzFTTp

（2分）

242.113298500298(8.493104)291.97kJmol1

（1分）

ErSmzFTp （1分）

2985008.493104167.3JK1mol1

（1分）

(3) QrTrSm （1分）

298167.349.855kJ

（1分）

六、(10分) 解：

当外电压增加到有H2在电极上析出时，阴极上的析出电势为：

RTaH2ln20.232FaHEH2,析

（3分）

RTRTlnaH0.23ln1020.230.336VFF

 （2分）

此时对应Cu的析出，则有：

aRTlnCu0.3362FaCu2ECu,析ECu2/Cu

（3分）

即：

0.34RT1ln0.3362FcCu2

， 所以：

cCu24.531024molL1

（2分）

此时Cu已基本析出完全。

七、(12分) 解

pr2MpRTr （4分）

（1）

lnpr258.910318103ln0.01427p958.48.314373(5108)

（2分）

pr0.9858pp 所以不能逸出。 （3分）

（2）

lnpr2MpRTr

r2M1.03109mRTln2

（3分）