… …………… 诚信应考,考试作弊将带来严重后果!
… … … 华南理工大学期末考试
…号…位《 物理化学》试卷
…座…注意事项:1. 考前请将密封线内填写清楚;
… 2. 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上); 线 3.考试形式:闭卷;
… 4. 本试卷共四大题,满分100分, 考试时间120分钟 …。 …题 号 一 二 三 四 五 总分 … 得 分 … 评卷人 … … …业…一. 选择题(每题2分,共20分)
专… 1. 原电池是指: ( )
… …(A)将电能转换成化学能的装置 …(B) 将化学能转换成电能的装置 … (C) 可以对外作电功的装置
…)(D)对外作电功同时从环境吸热的装置 题封 … 答…2. 电解金属盐的水溶液时, 在阴极上 : ( 院不… (A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出 学内… (B) 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出 线… … (C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出 封… (D) 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出 密… (… …3. LiCl 的无限稀释摩尔电导率为 115.03×10-4 S·m2·mol-1,在 298 K 时,测得 … LiCl 稀溶液中 Li+ 的迁移数为 0.3364,则 Cl- 离子的摩尔电导率 ?m(Cl-)为: ( … (A) 76.33×10-4 S·m2·mol-1 …… (B) 113.03×10-4 S·m2·mol-1 … (C) 38.70×10-4 S·m2·mol-1 … (D) 76.33×102 S·m2·mol-1 … 号…密4. 有一ZnCl2水溶液,m=0.002 mol·kg-1 ,?±=0.83,则a±为: ( )
学…(A) 1.66×10-3
(B) 2.35×10-3
… (C) 2.64×10-3
(D) 2.09×10-4 … … …5. 对于反应 2NO2= 2NO + O2,当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时,其 …相互关系为: ( … (A) -2d[NO2]/dt = 2d[NO]/dt = d[O2]/dt … (B) - d[NO2]/2dt = d[NO]/2dt = d[O2]/dt = d? /dt 名…姓… (C) - d[NO2]/dt = d[NO]/dt = d[O2]/dt
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……… )
) )
_____________ ________ (D) - d[NO2]/2dt = d[NO]/2dt = d[O2]/dt = 1/V d? /dt
6. 二级反应的速率常数的单位是: ( ) (A) s-1 (B) dm6·mol-2·s-1 (C) s-1·mol-1 (D) dm3·s-1·mol-1
7. 气相反应 A + 2B ─→ 2C,A 和 B 的初始压力分别为 pA和 pB,反应开始时
并无 C,若 p 为体系的总压力,当时间为 t 时,A 的分压为: ( ) (A) pA- pB (B) p - 2pA (C) p - pB (D) 2(p - pA) - pB
8. 光化学反应中的量子效率?一定是: ( )
(A) 正整数 (B) <1
(C) >1 (D) 可>1,也可<1
9. 多孔硅胶的强烈吸水性能说明硅胶吸附水后,表面自由能将: ( ) (A) 变高 (B) 变低 (C) 不变 (D) 不能比较
10. 下列物系中为非胶体的是: ( ) (A) 灭火泡沫 (B) 珍珠 (C) 雾 (D) 空气
二. 填空题(每题2分,共10分)
1. 在10 cm3 1mol·dm-3 KOH溶液中加入10 cm3水,其电导率将_______________,
摩尔电导率将_________________(填入增加、减小、不能确定)。
2. 电池放电时,随电流密度增加阳极电位变 ________,阴极电位变 ________,正极
变 ________ ,负极变_____。
3. N2和H2合成NH3, 在400℃下, 动力学实验测定结果表明没有催化剂时, 其活化
能为334.9 kJ·mol-1 ,用Fe催化时, 活化能降至167.4 kJ·mol-1。假定催化和非催化反应的指前因子相等, 则两种情况下,反应速率常数之比值kc a t / k0) =______________________________。
4. 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,
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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 ______。
5. 对带正电的溶胶, NaCl 比 AlCl3的聚沉能力 。
对对带负电的溶胶, Na2SO4比 NaCl 的聚沉能力 。
三.计算题
1.25℃时,TlCl在纯水中的溶解度为1.607×10-2 mol·dm-3,在0.100 mol·dm-3 NaCl溶液中的溶解度是3.95×10-3 mol·dm-3,TlCl的活度积是2.022×10-4,试求在不含NaCl和含有0.1000 mol·dm-3 NaCl的TlCl饱和溶液中离子平均活度系数。(10分)。
2.电池 Ag(s)|AgBr(s)|HBr(0.1 kJ·mol-1)|H2(0.01p?),Pt,298 K时,E=0.165 V,当电子得失为1mol时,?rHm= - 50.0 kJ·mol-1,电池反应平衡常数K?=0.0301,E?(Ag+|Ag)=0.800 V,设活度系数均为1。
(1) 写出电极与电池反应;
(2) 计算298 K时AgBr(s)的Ksp; (3) 求电池反应的可逆反应热QR; (4) 计算电池的温度系数。(15 分)
3. 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(10 分)。
4.苯乙烯工业化生产是从石油裂解得到的乙烯与苯作用生成乙苯,在由乙苯直接脱氢而 制得:
C6H5CH2CH3(g) C6H5CH=CH2(g)+H2(g) 乙苯直接脱氢的工艺条件为:温度:600~800℃;压力:常压;原料:过热水蒸气与乙
苯蒸气,物质的量比为 9:1 的混合气,已知数据如下: 乙苯(g) 苯乙烯(g) 水(g) ΔfHm(298 K)/kJ?mol-1 29.79 146.9 -241.8 ΔfG m(298 K)/kJ?mol-1 130.58 213.8 -228.6 (1)已知 700 K 时,上述乙苯脱氢反应的ΔrG m=33.26 kJ?mol-1,700~1100 K 之间反应
热效应平均值 ΔrHm=124.4 kJ?mol-1,计算1000 K 时乙苯的理论转化率。
$$$$ (2)试对本反应为什么采取高温常压,充入惰性气体等工艺条件,做热力学的分析说明。 (3)用蒸馏法从粗品中分离苯乙烯时,采用什么措施防止或减少其聚合作用。 (4)文献报道,有人建议可用乙苯氧化脱氢的办法来制取苯乙烯 C6H5CH2CH3(g)+(1/2)O2(g) = C6H5CH=CH2(g)+H2O(g) 从热力学角度估算一下,在25℃、标准压力下有无实际的可能性,若可能实现,从理论上来讲比直接脱氢法具有什么优点。(15 分)
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5.水在40℃下若以半径为r=1×10-3 m的小液滴存在,试计算其饱和蒸气压增加的百分率。已知液滴的附加压力ps=1.39×107 N·m-2,水在40℃的摩尔体积Vm=1.84×10-5 m3·mol-1。(10 分)
四.问答题
1.用 Pt 为电极,通电于稀 CuSO4溶液, 指出阴极部、中部、阳极部中溶液的颜色在通电
过程中有何变化?若都改用 Cu 作电极,三个部分溶液颜色变化又将如何? (5分)
2.简述憎液溶胶的三个最基本特征。(5分)
物理化学试卷 答案
一、选择题 ( 共10题 20分 )
BBADDDCDBD
二、填空题 ( 共 5题 10分 ) 1 [答] 减小 ;增加
2 正,负,负,正. 3. k(cat)/k0 =exp{[-E(cat)-E]/RT}=1013
4 ? (Fe2+/Fe) = ? ?+ RT/2F× ln 0.01 = -0.4992 V
? (Cu2+/Cu) = ? ?+ RT/2F× ln 0.02 = 0.2868 V
最先析出的是 Cu
5 大;小
三、计算题 ( 共 5题 60分 ) 1
????231/5[答] m??(m??1081/5m ??m?)?[(2m)(2m)]1
所以:a[Al2(SO4)3]?a?a??a??(235??m?m$
5)5?108??(m5) m$
Ksp?a(Tl)a(Cl)??-2??c(Tl?)c(Cl-)(c$)2
在不含NaCl的TlCl饱和溶液中:
c(Tl?)?c(Cl-)?1.607?10?2molgdm-3
???Ksp?(c$)2c(Tl)c(Cl)?-?0.885
-3
dmNaCl的TlCl饱和溶液中: 在含0.1000 molg4 / 7
c(Tl?)?3.95?10?3 molgdm-3 c(Cl-)?0.1040 molgdm-3
???0.702
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[答]
⑴ (-) Ag(s)+Br –(a -Br?) – e→AgBr(s) (+) H+(a1H+)+e -→2H2(0.01p?)
Ag(s)+HBr→AgBr(s)+12H2(0.01p?)
⑵ 可用设计电池求算:
Ag(s)|Ag+||Br -|AgBr(s)+Ag(s)
E?= E?(AgBr|Ag) –E?(Ag+|Ag)= - 0.71 V [由K?求得,E?=
RTzFlnK$??0.09 V? - E?(AgBr|Ag)] KzE$F1?(?0.71)Fsp=exp(RT) = exp(RT) = 9.8×10-13
⑶ QR=T?rSm=?rHm - ?rGm= - 50.0 kJ – ( - zEF)= - 34.08 kJ ⑷ (?E?T)?QRpzFT??1.19?10?3 V?K?1
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[答] 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
1a(b?2b?aln[12x)b(a?x)]?kt 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 4
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