物理化学试卷

一、选择题 ( 共 9题 16分 )

1.气体在固体表面上发生等温吸附过程, 熵如何变化? ( 2 )

(A) ?S＞ 0 (B) ?S＜ 0 (C) ?S＝ 0 (D) ?S≥ 0 2.将半径相同的三根玻璃毛细管分别插入水、乙醇水溶液和NaCl水溶液中，三

根毛细管中液面上升高度分别为h1，h2，h3，则： （ 3 ）

(A) h1＞h2＞h3 (B) h1＞h3＞h2 (C) h3＞h1＞h2 (D) h2＞h1＞h3 3. 将一毛细管端插入水中，毛细管中水面上升 5 cm，若将毛细管向下移动，留了

3 cm 在水面，试问水在毛细管上端的行为是： ( 3 )

(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

4.气固相反应 CaCO3(s)CaO(s) + CO2(g) 已达平衡。在其它条件不变的情况

下，若把 CaCO3(s) 的颗粒变得极小，则平衡将： ( 2 )

(A) 向左移动 (B) 向右移动 (C) 不移动 (D) 来回不定移动 5.纯水的表面张力为 ?1，某溶质的表面张力为?2 ，且 ?2> ?1，制成水溶液后，溶

质的表面浓度为 cs，本体浓度为 c，则： ( 2 )

(A) cs> c (B) cs< c (C) cs= c (D) cs= 0 6.汞不湿润玻璃，其密度? = 1.35×104 kg·m-3，水湿润玻璃，密度 ? = 0.9965 ×103 kg·m-3，汞在内径为 1×10-4 m 的玻璃管内下降h1，在直径为 1×10-3 m 的玻璃管内下降h2；水在直径为 1×10-4 m 的玻璃管内上升 h3，在直径为 1×10-3 m

的玻璃管内上升 h4，令 h1/h2= A，h3/h4= B，则有： ( 3 )

(A) A > B (B) A < B (C) A = B (D) 不能确定 A 与 B 的关系

7.已知某气体在一吸附剂上吸附热随吸附量呈对数下降，此种气体在吸附剂上的吸附满足： （ 2 ）

(A) Langmuir等温式 (B) Freundlich等温式

(C) T?MKuH等温式 (D) 以上三种皆可以

8.吸附理论主要用来描述 ： ( 2 )

(A) 均相催化 (B) 多相催化 (C) 酸碱催化 (D) 酶催化 9.已知 ?? (Zn2+,Zn)＝－0.763 V, 则下列电池反应的电动势为： Zn(s)＋2 H+(a=1)＝Zn2+(a=1)＋H2(p?) ( 2 )

(A) -0.763 V (B) 0.763 V (C) 0 V (D) 无法确定 二、填空题 ( 共 9题 24分 )

2?10.(1) 定温下，比较 H+，? La3+，OH -，? SO4这四种离子在无限稀释水溶液条

件下的摩尔电导率，哪个最大？

(2) 相同温度下，各种不同钠盐的水溶液中，钠离子的迁移数是否相等？ (1) H+ 最大 (2) 不等

11.在希托夫法测定迁移数的实验中，用Pt电极电解AgNO3溶液，在100 g阳极部的溶液中含Ag+的物质的量在反应前后分别为a mol和b mol，在串联的铜库仑计中有c g铜析出，则Ag+的迁移数计算式为：31.8(a-b)/c。[Mr(Cu)=64]

12.写出 25℃时，电池 Sb(s)│Sb2O3(s)│KOH(m),KCl(m')│H2(g,p?)，Pt 的 负极反应2Sb(s) + 6OH-(m) = Sb2O3(s) + 3H2O + 6e-，正极反应 6H2O + 6e- = 3H2(g,p?) + 6OH- (m)，

以及电池的总反应2Sb(s) + 3H2O = Sb2O3(s) + 3H2(g,p?)。

13.已知? ? (Fe2+/Fe)= -0.440 V, ?? (Cu2+/Cu) = 0.337 V，在 25℃, p?时, 以 Pt 为阴极，石墨为阳极，电解含有 FeCl2(0.01 mol·kg-1)和 CuCl2 (0.02 mol·kg-1)的水溶液，若电解过程不断搅拌溶液，且超电势可忽略不计，则最

先析出的金属是 Cu。 14.下列两个反应： Pb(Hg) ─→Pb2+(a) + 2e-+ Hg(l) Pb ─→Pb2+(a) + 2e- 其电极电势公式分别为?(Pb2+/Pb(Hg)) = ? ? (Pb2+/Pb) - RT/2F×ln[a(Pb(Hg))/a(Pb2+)] 及 ?(Pb2+/Pb) = ? ? (Pb2+/Pb) - RT/2F×ln[a(Pb(s))/a(Pb2+)]，

这两个反应相应的?及?? 是否相同？ ? 不相同， ? ?相同

15.采用三电极装置研究超电势时, 一般采用鲁金毛细管, 其作用为降低电阻超电势,

采用搅拌其作用为降低浓差超电势。

16.电池 Pb(s)│H2SO4(m)│PbO2(s)，作为原电池时，负极是Pb│H2SO4(m)，正极 是 PbO2│H2SO4(m)；作为电解池时，阳极是 Pb│H2SO4(m)，阴极是 PbO2│H2SO4(m)。

17.在锌电极上 ，H2的超电势为 0.75 V，电解一含Zn2+的浓度为 1×10-5 mol·kg-1 的溶液，为了不使 H2(g) 析出，问溶液的 pH 值应控制在pH > 2.72 。 已知 25℃时， ? ? (Zn2+/Zn)= -0.763 V 。 18.从能量的利用上看，超电势的存在有其不利的方面。但在工业及分析等方面，超电势

的现象也被广泛的应用, 试举出二个利用超电势的例子极谱分析的滴汞电极, 铅

蓄电池的充电, 氯碱工业, 电镀杂质的分离等。 三、计算题 ( 共 4题 40分 )

19. 18℃时，测定了下列电池的电动势E：

Hg(l)|Hg2Cl2(s)|KCl(1 mol·dm-3)||溶液S|CaC2O4(s)|Hg2C2O4(s)|Hg(l)

若溶液S中含有0.1 mol·dm-3 NaNO3及0.01 mol·dm-3 Ca(NO3)2时, E1 = 324.3 mV；当溶液S中含有0.1 mol·dm-3 NaNO3但含Ca2+不同时, E2 = 311.1 mV。 (1) 写出电极反应和电池反应；

(2) 计算在后一种情况下溶液S中Ca2+的浓度。

(1)负极：2Hg+2Cl -→Hg2Cl2+2e – 正极：Hg2C2O4+Ca2++2e -→CaC2O4+2Hg

2+ -电池反应：Hg2C2O4+Ca+2Cl→CaC2O4+Hg2Cl2(s)

⑵ E=E - RTln21= E2FaCl-aCa2?RTlna2? 2+ RTlnaCl-?Ca2F2F

E +

RT2RTlna2=0.3821 V lnaCl-=E - Ca2?2F2FRTlna2=E – (E + RTlna2)=(0.311 – 0.3821) V= - 0.071 V

Ca2?Cl-2F2F-3

aCa2+=3.479×10

若不考虑活度系数，则cCa2+=3.479×10-3 mol·dm-3

20.气相反应 2NO2+ F2→ 2NO2F，当 2 mol NO2和 3 mol F2在 400 dm3的反

应釜中混合，已知 300 K 时， k = 38 dm3·mol-1·s-1，反应速率方程为： r = k[NO2][F2]。试计算反应 10 s 后 ，NO2 ，F2 ，NO2F 在反应釜中物质的量。 解：2NO2(g) + F2(g) ─→ 2NO2F(g)

t=0 a b 0

t=t a-x b-(x/2) x 可得积分速率方程

a(b?112x)ln[]?kt

2b?ab(a?x) x = 4.9×10-3 mol·dm-3

n(NO2F) = V·x = 1.96 mol n(NO2) = 0.04 mol n(F2) = 2.02 mol

21.乙炔热分解反应是双分子反应，其临界能为 190.2 kJ·mol-1，分子直径5×10-8 cm，求∶

(a) 800 K、101 325 Pa 下在单位时间、单位体积内分子碰撞数Z ； (b) 反应速率常数； (c) 初始反应速率。

[答] (a) Z(AA) = 2L2 πd2(RT/π ?）1/2 cA2 =3.77×1034次·m-3·s-1 (b) k = 2Lπd2(RT/π?)1/2exp(-Ea/RT)= 1.03×10-4 m3·mol-1·s-1 = 0.103 dm3·mol-1·s-1

(c) r = kc2= 2.39×10-2 mol·m-3·s-1= 2.39×10-5 mol·dm-3·s-1 22.有一单体和二聚体达成平衡的体系 2P

P2, 已知单体的摩尔质量为

M＝1.00

kg·mol-1, 用渗透压法测出该体系的数均摩尔质量为Mn＝1.25 kg·mol-1, 试

求该平衡

常数。 [答] 设单体的物质的量为 n1＝1.00 mol, 二聚体为 n2, M2＝2M Mn＝∑ niMi/(∑ni)＝(1.00 mol×M＋n2×2 M)/(1.00 mol＋n2)

解得 n2＝0.33 mol K＝[P2]/[P]2＝n2/n12＝0.33 四、问答题 ( 共 3题 20分 )

23. A和B按化学计量反应生成P, 即A+B ─→ P。若混合0.01 mol·dm-3 A和 10 mol·dm-3 B, 发现A浓度的对数对时间作图是一直线。 (A) 问A的反应级数 (B) 写出与动力学和化学计量相一致的机理 (C) 按所写的机理, B的反应级数是多少 ?

(D) A消耗的半衰期是100 s, 若B的浓度从10 mol·dm-3变到20 mol·dm-3, 半衰期会是多少?

(E) 由(D)所给的半衰期, 计算A与B反应的速率常数并标明单位 [答] (A) A的反应级数为一级。 (B) A+B ─→ P

(C) B的反应级数为一级。

[A]0 (D) ln =k't =k[B]t

[A] 10×100 =20×t'1/2 t'1/2 =50 s

0.693 (E) k = =6.93×10-4 mol-1·m3·s-1

10?10024. 乳化剂为什么能使乳状液稳定存在？

[答] 乳化剂之所以能使乳状液稳定，主要有以下几种因素：

（1） 在分散相的液滴周围形成牢固的保护膜； （2） 降低了界面张力； （3） 形成了双电层。

（4） 根据体系的不同，可以是上述因素的一种或几种同时起作用。

25.由热力学关系式证明下式成立：

??U????? ? ???T????A?T??T,V,n??A,V,n[证] dU?TdS?pdV??dA???BdnB

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