级年本科《物理化学》下学期考试试卷

《》试卷第1页共13页一．选择题（每题2分，共20分）1.理想气体反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),若起始原料CO与H2的分子比为1:2,平衡时CO的转化率为α,平衡常数为Kp,则（）(A)α与p有关(B)H2的转化率是2α(C)Kp=[α(3-2α)2]/[4(1-α)2p2](D)Kp与p2成反比2.用铜电极电解0.1mol·kg-1的CuCl2水溶液，阳极上的反应为()(A)2Cl-─→Cl2+2e-(B)Cu─→Cu2++2e-(C)Cu─→Cu++e-(D)2OH-─→H2O+12O2+2e-3.对于一个一级反应，如其半衰期t12在0.01s以下，即称为快速反应，此时它的速率常数k值在：()(A)69.32s-1以上(B)6.932s-1以上(C)0.06932s-1以上(D)6.932s-1以下4.在H3AsO3的稀溶液中，通入过量的H2S气体，生成As2S3溶胶。用下列物质聚沉，其聚沉值大小顺序是：()(A)Al(NO3)3＞MgSO4＞K3Fe(CN)6(B)K3Fe(CN)6＞MgSO4＞Al(NO3)3(C)MgSO4＞Al(NO3)3＞K3Fe(CN)6(D)MgSO4＞K3Fe(CN)6＞Al(NO3)35.已知400K时，汞的饱和蒸气压为p0，密度为，如果求在相同温度下，一个直径为10-7m的汞滴的蒸气压，应该用公式：()(A)p=p0+2/R'(B)ln(p/p0)=VapHm(1/T0-1/T)/R(C)RTln(p/p0)=2M/Ｒ'(D)p=nRT/V6.用铜电极电解CuCl2的水溶液，在阳极上会发生：()(A)析出氧气(B)析出氯气(C)析出铜(D)铜电极溶解7.当一反应物的初始浓度为0.04mol·dm-3时，反应的半衰期为360s，初始浓度为0.024《》试卷第2页共13页mol·dm-3时，半衰期为600s，此反应为：()(A)0级反应(B)1.5级反应(C)2级反应(D)1级反应8.放射性Pb201的半衰期为8h，1g放射性Pb201在24h后还剩下：()(A)1/8g(B)1/4g(C)1/3g(D)1/2g9.溶胶（憎液溶胶）在热力学上是：()(A)不稳定、可逆的体系(B)不稳定、不可逆体系(C)稳定、可逆体系(D)稳定、不可逆体系10.若在固体表面上发生某气体的单分子层吸附，则随着气体压力的不断增大，吸附的量是：()(A)成比例的增加(B)成倍的增加(C)恒定不变(D)逐渐趋向饱和二.填空题（每题2分，共10分）1．反应3C(s)+2H2O(g)=CH4(g)+2CO(g)在恒温恒容条件下进行,达平衡后,气相各组分皆可看成理想气体,其平衡常数Kp1,碳的转化率为1;若向该体系内充入N2,则反应体系压力升高,但气体组分仍可近似为理想气体,此时反应的平衡常数Kp2,碳的转化率2,则Kp1与Kp2的关系为____________,1与2的关系为____________。(大于,小于,等于的关系)2．O3分解反应为2O3─→3O2，在一定温度下,2.0dm3容器中反应。实验测出O3每秒消耗1.50×10-2mol,则反应速率为_______________mol·dm-3·s-1，氧的生成速率为_______________mol·dm-3·s-1,d/dt为_______________mol·dm-3·s-1.3．液态汞的表面张力=0.4636N·m-1+8.32×10-3N·m-1·K-1·T-3.13×10-7N·m-1·K-2·T2，在400K时，汞的（U/A）T,V=。4．憎液溶胶的三个最基本特性为，，。《》试卷第3页共13页5．对于分散体系,如果按照粒子的大小来区分,则当粒子半径为___________________时,称为分子(或离子)分散体系;当粒子半径为___________________时,称为胶体分散体系;当粒子半径为_______________时,称为粗分散体系。三．计算题1．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$(298K)/kJmol-129.79146.9-241.8ΔfGm$(298K)/kJmol-1130.58213.8-228.6(1)已知700K时,上述乙苯脱氢反应的ΔrGm$＝33.26kJmol-1，700～1100K之间反应热效应平均值ΔrHm$＝124.4kJmol-1,计算1000K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）2．电池Ag(s)|AgBr(s)|HBr(0.1kJ·mol-1)|H2(0.01p),Pt，298K时，E=0.165V，当电子得失为1mol时，rHm=-50.0kJ·mol-1，电池反应平衡常数K=0.0301，E(Ag+|Ag)=0.800V，设活度系数均为1。(1)写出电极与电池反应；(2)计算298K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.水在40℃下若以半径为r=1×10-3m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=1.39×107N·m-2，水在40℃的摩尔体积Vm=1.84×10-5m3·mol-1。（10分）4．气相反应2NO2+F2→2NO2F，当2molNO2和3molF2在400dm3的反应釜中混合，已知300K时，k=38dm3·mol-1·s-1，反应速率方程为：r=k[NO2][F2]。试计算反应10s后，NO2，F2，NO2F在反应釜中物质的量（10分）。《》试卷第4页共13页5．25℃时，TlCl在纯水中的溶解度为1.607×10-2mol·dm-3，在0.100mol·dm-3NaCl溶液中的溶解度是3.95×10-3mol·dm-3，TlCl的活度积是2.022×10-4，试求在不含NaCl和含有0.1000mol·dm-3NaCl的TlCl饱和溶液中离子平均活度系数。四．问答题1．写出下列两电极作为原电池正极时的电极反应:(1)Cl-(a-)│AgCl(s)│Ag(s)(2)Ag+(a+)│Ag(s)并说明它们的电极类型和电极电势是否相同?（5分）2．简述憎液溶胶能够稳定存在的原因。（5分）一、选择题(共10题20分)ABABCDCAAD二、填空题(共5题10分)1Kp1=Kp2α1=α220.75×10-2,2.25×10-2,1.50×10-2.3.dU=TdS-pdV+dA(U/A)T,V=T(S/A)T,V+=-T(/T)A,V+=0.514J·m-24特有的分散程度不均匀的（多相）性聚结不稳定性5r＜10-9m,10-9＜r＜10-7m,r＞10-7m三、计算题(共5题60分)1[答](1)Kp$=exp(-ΔrGm$/RT)=3.3×10-3ln[Kp$(1000K)/Kp$(700K)]=(124400/8.314)[(1000-700)/(1000×700)]求得Kp$(1000K)=2.013C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)+H2O(g)平衡/mol1-ααα9BBn=(10+α)mol《》试卷第5页共13页Kp$=Kn[(p/p)/∑nB]Δν=[α2/(1-α)][1/(10+α)]=2.013解得α=0.9584(2)ΔrHm$=(146.9-29.79)kJ·mol-1=117.11kJ·mol-1ΔrGm$=(213.8-130.58)kJ·mol-1=83.22kJ·mol-1由于ΔrGm$0,表明在常温标准状态下反应不能进行,只有升高温度,增大TΔrSm$值,使得ΔrGm$0时反应才可以进行。本反应为吸热反应,升高温度，Kp$增大,反应向右移动,有利于苯乙烯生成,本反应Δν0,低压有利于苯乙烯生成,充入惰性气体,相当于降低体系总压,采用上述措施利于提高乙苯转化率。(3)加入少量阻聚剂,采用减压蒸馏,以降低蒸馏温度,防止聚合。(4)氧化脱氢ΔrGm$=-145.4kJ·mol-10,表明在常温下反应能进行,且平衡常数很大(Kp$=3.04×1025),乙苯几乎完全转化。优点:反应温度低,转化率高,节约能源。2[答]⑴(-)Ag(s)+Br–(Bra)–e-→AgBr(s)(+)H+(+Ha)+e-→12H2(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)=-0.71V[由K求得，E=ln0.09VRTKzF$-E(AgBr|Ag)]Ksp=exp(zEFRT$)=exp(RTF)71.0(1)=9.8×10-13⑶QR=TrSm=rHm-rGm=-50.0kJ–(-zEF)=-34.08kJ⑷31()1.1910VKRpEQTzFT（3[答]s2prmVM《》试卷第6页共13页smsmr0222lnprVpVpMpRTrRTrRT751.39101.84100.098228.314313.15ppr01103.pppr00100%103%.4[答]2NO2(g)+F2(g)─→2NO2F(g)t=0ab0t=ta-xb-(x/2)x可得积分速率方程12()1ln[]2()abxktbabaxx=4.9×10-3mol·dm-3n(NO2F)=V·x=1.96moln(NO2)=0.04moln(F2)=2.02mol5[答]1231/51/5()[(2)(2)]108mmmmmm所以：235555243[Al(SO)]()108()mmaaaamm$$2--sp2(Tl)(Cl)(Tl)(Cl)()ccKaac$在不含NaCl的TlCl饱和溶液中：-2-3(Tl)(Cl)1.60710moldmcc2sp-()0.885(Tl)(Cl)Kccc$在含0.1000-3moldmNaCl的TlCl饱和溶液中：《》试卷第7页共13页3-3(Tl)3.9510moldmc--3(Cl)0.1040moldmc702.0四、问答题(共2题10分)1(1)AgCl(s)＋e-─→Ag(s)＋Cl-(a-)(2)Ag+＋e-─→Ag(s)属于二类电极,(2)属于一类电极,两者电极电势不相同。2（1）布朗运动（2）胶核带电（3）溶剂化《》试卷第8页共13页选择题（每题2分，共20分）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2.电解金属盐的水溶液时,在阴极上：()(A)还原电势愈正的粒子愈容易析出(B)还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出(C)还原电势愈负的粒子愈容易析出(D)还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出3.LiCl的无限稀释摩尔电导率为115.03×10-4S·m2·mol-1，在298K时，测得Li