物理化学 题库

答案

11、(1)AgBr(s)+2H2(1.0kPa)→Ag(s)+H+(aH)+Br-(aBr);(2)E?=

??0.0896V;(3)QR=65.92kJ;(4)??=0.73。

12、(1)Zn(s)∣Zn2+(a1),H+(a2)∣O2(p),Pt ;Zn(s)+2O2(p)+2H+→Zn2+(a1)+H2O(l),E?=1.991V ;(2)3417d或9.362a。 3、

??=0.3446V。

4、(1)?rHm=-571 .8kJ ?mol-1,?rUm=-579.2 kJ ?mol-1,?rGm=-474.8 kJ ?mol-1,?rSm=-325.5 kJ ?mol-1,?rFm=-482.2 kJ ?mol-1;(2)?rUm、?rHm、

?rSm、?rGm、?rFm变量同(1)。

115、(1)Ag(s)+Ac-+2Cu2+→2Cu(s) + AgAc(s);(2)?rGm=35.90 kJ ?mol-1;

?rSm=-19.3 kJ

?mol-1;?rHm=30.15 kJ ?mol-1(3)Ksp=2.58*10-3)。

2??6、 I=0.011m; ?,CaCl=0.7820;?,NaCl=0.8843。

7、Kap=1.14*10-10。

???8、(1)?m(K)=?m(Cl)=7.5*10-3Ω-1?m2?mol-1,?m(Na)=5.1*10-3Ω-1?m2?

mol,?m(NO3)=7.0*10-3Ω-1?m2?mol-1;(2)?m(HCl)=0.044Ω-1?m2?mol-1)

-1

?9、?m(NaCl)=0.0125 S?m2?mol-1;?m(KCl)=0.0148 S?m2?mol-1 10、?rGm=55.8 kJ?mol-1;m(AgCl)=1.42*10-5 mol?kg-1) 11、U(Ba

2??)=5.40*10-8m2?S-1?V-1;U(Cl)?=6.94*10-8 m2?S-1?V-1)

(第二部分)

复杂反应动力学

??B ;1. 某对峙反应 A?B???A ; 已知 k1=0.006min, k-1=0.002min. 如

k1k?1-1-1

果反应开始时只有 A , 问当 A和 B的浓度相等时, 需要多少时间? [ 137 min ]

?B,(2)A???D中,反应(1)和(2)的指前因子相同而活化能2. 平行反应(1)A??k1k2不同,E1为120kJ/mol,E2为80kJ/mol,求1000K时两个反应的速率系数之比。 [ 8.138×10 ]

?? B ??? C 3. 某连串反应 A ?k1k2-3

试证明: ① 若 k1>>k2 , 则 C的生成速率决定于 k2; ② 若 k1<<k2 , 则 C的生成速率决定于 k1.

4. 在二硫化碳溶液中,以碘为催化剂,氯苯与氯发生如下平行反应:

k12 C6H5Cl + 2 Cl2k2邻-C6H4Cl2 对-C6H4Cl2 + 2 HCl

在温度和碘的浓度一定的条件下,C6H5Cl和 Cl2的起始浓度均为0.5 mol.dm-3 , 30 min 后C6H5Cl 有 15%转变为邻- C6H4Cl2 , 而有25%转变为对- C6H4Cl2 ,求k1和 k2 。 [k1 = 1.67×10moldmmin k2 = 2.78×10moldmmin ] 5. 在1189K下,乙酸的气相分解有两条平行的反应途径:

( 1 ) CH3COOH → CH4 + CO2 k1 = 3.74 s-1 ( 2 ) CH3COOH → H2C=C=O + H2O k2 = 4.65 s-1 求(1)乙酸反应掉99%所需的时间;(2)此温度下乙烯酮的最大产率。 [ (1) 0.55 s, (2) 0.554 ]

6. 由H2和Cl2 合成HCl 的计量方程式为: H2 (g) + Cl2 (g) → 2 HCl (g) 它的反应历程有如下步骤:

( 1 ) Cl2 + M → 2 Cl + M k1 ( 2 ) Cl + H2 → HCl + H k2 ( 3 ) H + Cl2 → HCl + Cl k3 ( 4 ) 2 Cl + M → Cl2 + M k4 试证明其速率方程为:

d[HCl]1-2-13-1-2-13-1

7. 乙醛的热分解反应

dt?k[Cl2]2[H2]

CH3CHO ( g ) → CH4 ( g ) + CO ( g ) 有人推测其反应历程为:

( 1 ) CH3CHO → CH3 + CHO k1 ( 2 ) CH3 + CH3CHO → CH4 + CH3CO k2 ( 3 ) CH3CO → CH3 + CO k3 ( 4 ) CH3 + CH3 → CH3CH3 k4

试证明其动力学方程为:

d[CH4]?k2(k12k4123

dt)[CH3CHO]2

8. 在823K~923K,乙烷的热分解反应主要产物是CH2=CH2和H2: CH3CH3 → CH2=CH2 + H2 有人推测其反应历程为:

(1) CH3CH3 → 2CH3 k1 , E1 = 351.5 kJ.mol-1 (2) CH3 + CH3CH3 → CH4 + CH3CH2 k2 , E2 = 35.5 kJ.mol-1 (3) CH3CH2 → CH2=CH2 + H k3 , E3 = 167 kJ.mol-1 (4) H + CH3CH3 → H2 + CH3CH2 k4 , E4 = 29.3 kJ.mol-1 (5) H + CH3CH2 → CH3CH3 k5 , E5 = 0 试根据上述历程证明反应的速率方程为: 并求总反应的活化能。 [ E1 ]

9. 实验测得丁二烯气相二聚反应的速率系数为 k = 9.2×109exp(-?O?d[CH3CH3]dt?k[CH3CH3]

12058T)dm3mol-1.s-1

O 已知此反应?rSm(p)= -60.79J.K-1mol-1 ,试用过渡态理论求算此反应在600K时的指

前因子A,并与实验值比较。 [ 3.08×1010dm3mol-1s-1 ]

10. 今有反应: 2 NO(g) + 2 H2(g) → N2(g) + 2 H2O( l ) 。NO和H2的起始浓度相等,当采 用不同的起始压力时,得不同的半衰期,实验数据如下:

p0 / kPa t1/2 / min 求该反应的级数。 [ n=2.8≈3 ]

11. 二氧化氮的热分解为二级反应,已知不同温度下的反应速率系数k的数据如下:

T/ K 592 603.2 627 651.5 656 47.20 45.4 0 38.40 33.46 26.93 81 102 14 0 180 224

k/(mol-1cm3s-1) 522 755 1700 4020 5030 (1)确定反应速率系数与温度的函数关系式; (2)求500K和700K时的反应速率系数。

lgk??5890T?12.65-1

3

-1

4

-1

3

-1

[ (1) (2) k(500) = 7.4 mol.cm.s, k(700) = 1.72×10mol.cm.s]

12. 乙烷催化氢化反应可表示如下:

2???C2H6?H2?????????2CH4

Ni?SiO在464K时测得有关数据如下:

p(H2) / kPa p(C2H6) / kPa r / r0 10 40 20 20 3.0 3.0 3.0 1.0 4.10 0.25 1.00 0.32 其中r 代表反应速率,r0 是当p(H2) = 20 kPa 和 p(C2H6) = 3.0 kPa时的反应速率。若反应的速率公式可表示为

nm r?kpHpCH

226试根据上列数据求出m和n的值。 [ n = - 2, m = 1 ] 13. 下述反应被酸催化: Co(NH3)5F2??H2O???Co(NH3)5(H2O)H?3??F

? 若反应的速率公式可表示为

r = k [ Co(NH3)5F][H]

在一定的温度及初始浓度条件下测得两组分数寿期数据如下:

T / K [Co(NH3)5F2+/(mol.dm-3) [H+] / mol.dm-3 t1/2 / (102s) t1/4 /(10s) (1)求反应级数α和β的值; (2)求不同温度时的反应速率系数k值; (3)计算反应的实验活化能Ea的值。

[ (1)α=1,β=1 (2)k(298) = 0.019 mol.dm.s, k(308) = 0.039 mol.dm.s

kJ.mol-1 ]

14. 双环戊二烯单分子气相热分解反应(产物环戊二烯单体)的速率系数如下

-1

3

-1

-1

3

-1

22+

α

+

β

298 298 308 0.1 0.2 0.1 0.01 0.02 0.01 36 18 18 72 36 36 (3) 52.9

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