2011-2012川大工物理化学试题A卷期末试题及解析

一.是非题。正确用O,错误用x.

1. 在一个给定的体系中,物种数可以因分析问题的角度的不同而不同,但独立组分数相同。

2. 再简单低共熔系统的相图中,三相点上的任何一个系统点的液相组成都相同。 3. 电解质的无限稀摩尔电导率?m可以由?m对c1/2作图外推至c1/2?0得到。 4. 在有液体接界电势的浓差电池中,当电池对外放电时,在液体接界处,离子总是从高浓度向低浓度扩散。

5. 只有在比表面积很大时才能明显的看到表面现象,所以系统表面增大是表面张力产生的原因。

6. 过饱和蒸汽之所以可能存在,是因为新生成的微小液滴具有很大的表面吉布斯函数。

7. 能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶。 二.选择题

2.物质A与B可形成低恒沸混合物E。已知纯A的沸点小于B的沸点。若将任意比得A+B混合物在一个精馏塔中精馏,在塔釜(精馏塔低)的馏出物是 A. 纯A; B. 纯B; C. 低恒沸混合物; D. 纯A或纯B

4. 在86.0kPa压力下用水蒸气蒸馏甲苯,已知在此压力下该系统的共沸点为800C, 800C时水的饱和蒸汽压为47.3kPa.欲蒸出100g甲苯,需消耗水蒸气多少克. M=92g/mol。

A. 32.7 B. 47.3 C.23.9 D.100

5. 组分A和B可以形成以下几种化合物:AB(s),AB2(s)和AB4(s),则此A-B系统的低共熔点最多有几个 A. 2

B. 3

C.4

D.6

?6.用9650C的电量,可以从CuSO4溶液中沉淀出-----gCu。(M/(Cu)=64g/mol)。

1

A.64 B. 3.2 C. 1.6 D. 12.8.

7.同一电池在恒温,恒压下分别经如下两过程:(1)可逆放电2F和(II)以一定的电压放电2F,一下说法正确的是

A. 对环境作的电功w相同。B.两个过程的?rGm都等于-ZFE。 C. 与环境交换的热Q都相同 D. 电池反应的?rHm相同。 8

?.已知

?m(Na?)?50.11?10?4S?m2?mol?1?,

?m(OH?)?198.0?10?4S?m2?mol?1,在无限稀的NaOH溶液中t?(Na?)是 A. 0.202

B. 0.253

C.0.798

D.1

9.在下述电池中,能测定水的离子积的是

A..H2(g)?H2SO4(aq)?O2(g) B. H2(g)?OH???H??H2(g) C. H2(g)?NaOH(aq)?O2(g) D. H2(g)?HCl(aq)?H2(g)

10.在298K时,无限稀释的水溶液中下列离子的摩尔电导率最小的是 A. 0.5SO42-

B. SO42-

C.OH-

D. H+.

11. 温度T时,浓度均为0.01mol/kg-1的NaCl,CaCl2和浓度为0.001 mol/kg-1的LaCl3三种电解质水溶液,离子平均活度系数最大的是 A. NaCl

B. CaCl2.

C. LaCl3 .

D.不能确定.

12.在相同温度下,同一液体被分散成具有不同曲率半径的分散体系时,将具有不同饱和蒸汽压,以P平,P凹和P凸分别表示平面,凹面和凸面液体上的饱和蒸汽压,则三者关系为: A. p平〉p凹〉p凸 C. p凸>p平>p凹.

B. p凹〉p平?p凸

D. p凸〉p凹〉p平。

13.水可以在固体表面上铺展,界面张力?g?l,?s?l和?g?s间的关系为: A. ?g?l+?g?s>?s?l

B. ?g?s-?s?l>?g?l

2

C. ?g?l+?s?l>?g?s

D. ?g?l-?s?l>?g?s

14.对于化学吸附的描述中,那一条是正确的? A. 吸附一般不具有选择性 C. 吸附力较大

B.吸附层可以是多分子层 D. 吸附速度较大

15. 液体在能被他完全湿润的毛细管中上升的高度反比于 A.空气压力

B. 毛细管半径

C. 液体的表面张力 D.液体黏度

16.如图所示,毛细管内装有少量不能湿润毛细管的液体,若在箭头处加热,则管内液体将向---移动 A. 左

B. 右

C. 不动

D. 不能确定

17. 将一定体积的水分散成许多小水滴时,以下物理量中保持不变的是: A.表面吉布斯函数 B. 表面张力

C. 饱和蒸汽压 D. 比表面

18.溶胶有三个最基本的特性,下列哪点不在其中? A. 分散性

B. 热力学不稳定性 C. 动力学稳定性 D. 多相性

19. 溶胶与大分子溶液相比,以下各性质中完全不同的是: A. 粒子大小

B. 渗透压

C. 丁达尔效应

D. 相数

20. 若KI将溶液滴加至过量的AgNO3溶液中,形成AgI的溶胶中加入下列不同电解质溶液,则使溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的量最少者为: A. AlCl3

B. ZnSO4

C. NaNO3

D. KCl.

21、二元液系相图中,共沸点的自由度数F为

A.0 B.1 C.2 D.3 22、当克拉佩龙-克劳修斯方程应用与液相变为气相时,则

A.P必随T的升高而减小 B.P不随T的升高而改变 C.P必随T的升高而变大 D.P随T的升高可变大或减小

23、下列哪组电极的组合可计算AgC1的标准摩尔生成吉布斯函数? A.Ag+/Ag和C1-/AgC1/Ag B.Ag+/Ag和Cl2/C1- C.C1-/AgC1/Ag和Cl2/C1- D.三者都不可以 24.在下述电池中,电池电动势与氯离子活度无关的是: A。Ag(s)|AgCl(s)|HCl(aq)|H2(P)|Pt B.Pt|Cl2(P)|HC1(aq)|AgCl(s)|Ag(s)

3

C.Ag(s)|AgN03(aq)||HCI(aq)|AgC1(s)|Ag(s) D。Ag(s)|AgCl(s)|HCl(aq)||AgN03(aq)|Ag

25.在298K时,无限稀释的水溶液中下列离子的摩尔电导率最大的是 A.N03 B.Ag+ C.OH D.H+

26.温度T时,浓度均为0.01 mol·kg-1的NaC1,CaC12,LaCl3三种电解质水溶液,离子平均活度系数最大的是

A.NaCl B.CaCl2 C. LaCl3 D。不能确定

27.水可以在固体上铺展,界面张力?g?1??g?s和?g?s间的关系是: A.?g?1??g?s<?s?1 B. ?g?s??s?l??g?l C. ?g?1??s?1>?g?s D. ?g?1??s?1>?g?s

三.1. FeCl3和水可以形成FeCl3?H2O,FeCl3?2H2O,FeCl3?6H2O三种化合物,当在p?下,与的水溶液共存的水化合物最多可以有--------种。

2. CCl4的蒸汽压与温度的关系可近似地表示为如下关系:

ln?p/Pa???3637.1?T/K??21.918 则CCl4液体的正常沸点为---------0C.

3.已知250C时,一电导池的Kcell?21.20m?1,在同一电导池中盛一0.01mol/dm3的HCl溶液,测得电阻为51.40?,则HCl溶液的摩尔电导率?m--------S?m2?mol?1.

4.电池Cu?CuSO4(?1)?CuSO4(?2)?Cu的电动势E>0,则?1----?2。

5.已知Cu2??2e?Cu的E?(1)?0.340v,Cu??e?Cu的E?(2)?0.521v则

Cu2??e?Cu?的E??----V.

6. 朗格缪尔等温吸附理论基本的假设为:(1)--------------,(2)固体表面是均匀的,(3)---------,(4)吸附平衡是动态平衡 。

4

7.表面惰性物质加入到溶液中,引起溶液表面张力的变化d?/dc__0,产生的吸附是------吸附。

8.一个空气中的小气泡的表面张力??25.1?10?3N?m?1,曲率半径r=0.001m,小气泡内所承受的附加压力为----------。

9. 在298.15K时,水的饱和蒸汽压为2337.8Pa,密度为0.9982?103kg?m?3,表面张力为72.75?10?3N?m?1。则半径为4?10?7m球形小液滴的饱和蒸汽压pr?____.

10. 胶体粒子在电场中运动的现象称为______,因胶体粒子沉淀引起的电势差称为______.

11. 已知氧气在某催化剂上的吸附系数为0.0122kPa?1,每克催化剂的饱和吸附量为4.54cm3(标准状况)。当平衡压力为100kPa时,每克催化剂吸附氧气的量为____cm3。

12. 250C时,浓度为0.01mol?kg?1的BaCl2溶液中,BaCl2的???____, BaCl2的?=_____.

13.在稀溶液中摩尔电导率随浓度的增加而 ,电导率随浓度的增加而 。

14.人工降雨是将AgI的微小品粒喷撇在积雨云层中,其目的是为阵雨提供 。这是因为云层中的水蒸气处于 状态。

15.胶体分散系统的粒子尺寸在 nm至 nm之间。

16.表面活性物质加入到溶液中,引起溶液表面张力的变化d?/dc 0,产生的吸附是 吸附。

17.己知AgCl(s)的?fHm=-127.07kJ.mol-1,若将2Ag(s)+C12(g)=2AgCl(s)反应布置成可逆电池,在25℃,100kPa下可逆进行则放热65.996kJ.mol-1。该反应的?rSm?(298K)= JK-1Mol-1,电池的标准电动势E= V。

18.用同一电导池测得浓度为0.02mo1.dm-3的A溶液和浓度为0.1 mo1.Dm-3的B溶液的电阻分别为1000?和500?,则它们的摩尔电导率之比?m(A): ?m(B)= 。

??

5

四.计算题

1.已知NaCl-H2O系统的凝聚系统相图如下,C为不稳定化合物NaCl?2H2O。 1)试填写下表并绘a, b出两系统点冷却时的步冷曲线。 区域或线 存在的相 自由度数

T/K a. b. T/K

I II D E F III IV

H2O C NaCl t

2)图中D点的组成为w=0.27,E点的组成为w=0.618,当100g组成为w=0.28的氯化钠溶液的系统从高温冷却到无限接近线时,理论上析出多少克纯NaCl? 注意:存在的相不是填相数,而是添是什么相,如A(s).

2. 已知电池Ag?AgAc(s)?Cu(Ac)2(b?0.100mol?kg?1)?Cu的电动势

E(250C)??0.372V,E(300C)??0.373V,且电池电动势的温度系数与温度无关。

I II III IV DEF 250C时E?(Ag?/Ag)?0.7994V,E?(Cu2?/Cu)?0.337V; 1)写出电极反应和电池反应;

2)求250C时,2F电量通过电池时的?rSm,?rHm,?rGm;; 3)求该电池的E?;(各离子活度系数可取1,250C)

6

4)计算250C时,银-醋酸银电极的标准电极电势E?(Ac?/AgAc/Ag); 5)计算250C时醋酸银的ksp。

3.已知25℃时AgCI的溶度积Ksp=1.75×1010,E?(Ag+/Ag)=0.7994V;25℃时电池Pt|H2(100kPa)|HC1(b=0.462mol.kg-1)|AgCI(s)|Ag的电池电动势E=0.276V, 1)写出电极反应和电池反应:

2)计算银-氯化银电极的标准电极电势E(CI/AGC1/Ag); 3)求0.462mol.kg-1的HCI的活度及HCl离子的平均活度系数??;

4. 已知190C时已酸水溶液的表面张力?(N?m)与溶液浓度c(mol/m3)之间,在一定范围内有如下关系:??6.25?10-2-0.55c

试计算表面吸附层中每个已酸分子占据0.5 nm2面积时溶液的浓度。

?1?一OOXX XOX

二.选择题1D2D3D4C5C 6B7D8A9B10A 11A12C13B14C15B 16A17B 18C19D20B 21A22C23A24B25D 26A27B

三.1. 2 2. 76.840C 3. 0.04125 4. <. 5. 0.519V 6. (1)单分子吸附,(2)分子间无相互作用力 7. >, 负 8. 100.4Pa 9. 2344Pa 10. 电泳,沉降电势 11. 2.495 12. 0.666, 1.183?10?6.13.减小,、增大14.晶核、亚稳。15.1nm至1000nm。16.d?/dc<0、正吸附。17.?rSm(298K)??221.4J·K-1·mol-1,

?E??0.975V。

18.?m(A):?m(B)?2.5:1。

四.计算题 1. 1)

7

区域或线 存在的相 自由度数

I 1 2 II NaCl(s)+l 1 III C(s)+l 1 IV DEF H2O(s)+C(s) Na(s)+C(s)+l 1 0 T/K a. b. T/K

I II D E F III IV

H2O C NaCl 2)

m(s)?(1?0.28)?(100?m(s))?(0.28?0.27) 0.72m(s)?1?0.01m(s)

m(s)?1.37g 2.

解:1) 正极:Cu2??2e?Cu 负极:2Ag?2Ac?2e?2AgAc(s)

电池:2Ag?2Ac?Cu2??2AgAc(s)?Cu2)(?ET)?0.3773?0.3772p?303.15?298.15??2.0?10?4V?K?1? ????E??1?1rSm?ZF??T????38.6J?K?mol

P 8

t

?rGm??ZEF?71.796kJ?mol?1?rHm??ZEF?T?rSm?60.287kJ?mol3)

?1

E?E??0.059161lg2?(Ac?)2?(Cu2?)

E??E?0.02958lg[?(Ac?)2?(Cu2?)??0.3011V4)E?(Ac/AgAc/Ag)?E?(Cu2?/Cu)?E??0.6381V 5)

E?(Ac/AgAc/Ag)?E?(Ag?/Ag)?0.05916lgKspKsp?1.88?10?3

正极 :2AgAc(s)+2e->2Ag(s)+2Ac-.

负极: 2Ag(s)-2e->2Ag+.

电池反应:AgAc->Ac-+Ag+.

E??E正?E负?RTlnksp?0.6381?0.7994??0.1613F

?ksp?1.88?10?33. 解:1)+)AgCl(s)+e→Ag(s)+Cl- -)0.5H2(100kPa)-e→H+

电池 AgCI(s)+0.5H2(100kPa)=Ag(s)+HCI(b=0.50mol.kg1) 2) +)AgCl(s)+e→Ag(s)+Cl-…

-)Ag-e?Ag?

电池 AgCl(s)?Ag??Cl?

?E??E?(Cl?/AgCl/Ag)?E?(Ag?/Ag)?0.05916lgKsp E?(Cl?/AgCl/Ag)?E?(Ag?/Ag)?0.05916V1gKsp

=0.7994V+0.05916V1g1.75?1010

9

=07994V+0.05916V?(?9.757) =0.2222V

3)EMF??E?(Cl?/AgCI/Ag)?0.2222V

E=E??0.05916Iga(HCl) 得: 0.276V=0.2222V-0.05916Ig? a(HCl)=0.1232

a?(HCl)=a(HCl)0.5=0.351

??=a?/(b?/b?)?0.351/0.462?0.760

4. 解 单个分子在表面吸附层占据的面积为

As?1 L?2(HCl)

式中?2为溶质的表面吸附量。 稀溶液中吉布斯吸附公式为 ?2??联立上面两式得 c??cd?

RTdcRTd?

LAsdc由题给条件知 d???0.55dc即代入上式得: c?dc??1.818 d?8.314?2926.022?1023?0.5?10?9??2?1.818?0.0147mol?m?3

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