物理化学期中测试答案

物理化学期中测试（2011秋）
一、选择题
1．关于反应级数，说法正确的是： （ D ）
(A) 只有基元反应的级数是正整数； (B) 反应级数不会小于零 ；
(C) 催化剂不会改变反应级数； (D) 反应级数都可以通过实验确定 。

2．关于反应速率r ，表达不正确的是（ D ）
(A) 与体系的大小无关而与浓度大小有关； (B) 与各物质浓度标度选择有关；
(C) 可为正值也可为负值； (D) 与反应方程式写法无关。

3．进行反应A + 2D→3G 在298K 及2dm 3容器中进行，若某时刻反应进度随时间变化率为0.3 mol·s -1，则此时G 的生成速率为(单位：mol·dm －3·s -1
) ： （ C ）
(A) 0.15 ； (B) 0.9 ； (C) 0.45 ； (D) 0.2 。

4．基元反应体系aA + dD→ gG 的速率表达式中，不正确的是： （ C ）
(A) -d[A]/dt = k A [A]a [D]d ； (B) -d[D]/dt = k D [A]a [D]d ；
(C) d[G]/dt = k G [G]g ； (D) d[G]/dt = k G [A]a [D]d 。

6．反应3O 2 →2O 3，其速率方程 -d[O 2]/dt = k[O 3]2[O 2] 或 d[O 3]/dt = k'[O 3]2[O 2]，那么k 与k'的关系是： （ C ）
(A) 2k = 3k' ； (B) k = k' ； (C) 3k = 2k' ； (D) k =2k' 。

7．某反应，其半衰期与起始浓度成反比，则反应完成87.5％的时间t 1与反应完成50％ 的时间t 2之间的关系是： （ C ）
(A) t 1 = 2t 2 ； (B) t 1 = 4t 2 ； (C) t 1 = 7t 2 ； (D) t 1 = 5t 2 。

8．某反应只有一种反应物，其转化率达到75％的时间是转化率达到50％的时间的两倍，反应转化率达到64％的时间是转化率达到x ％的时间的两倍，则x 为： （ C ）
(A) 32 ； (B) 36 ； (C) 40 ； (D) 60 。

9．某一气相反应在500℃下进行，起始压强为p 时，半衰期为2秒；起始压强为0.1p 时半衰期为20秒，其速率常数为： （ C ）
(A) 0.5 s -1 ； (B) 0.5 dm 3·mol -1·s -1 ；
(C) 31.69 dm 3·mol -1·s -1 ； (D) 31.69 s -1 。

10．某化合物与水相作用时，其起始浓度为1 mol·dm-3，1小时后为0.5 mol·dm-3，2小时后为0.25 mol·dm-3。

则此反应级数为：（B ）
(A) 0 ；(B) 1 ；(C) 2 ；(D) 3 。

11．某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应之半衰期与反应物最初浓度有何关系? （B ）
(A) 无关；(B) 成正比；(C) 成反比；(D) 平方成反比。

12．对自由基反应A + B－C→A－B + C，已知摩尔等压反应热为-90kJ·mol-1，B －C的键能是210 kJ·mol-1，那么逆向反应的活化能为：（）
(A) 10.5 kJ·mol-1 ；(B) 100.5 kJ·mol-1 ；
(C) 153kJ·mol-1 ；(D) 300 kJ·mol-1 。

13．一个基元反应，正反应的活化能是逆反应活化能的2倍，反应时吸热120 kJ·mol-1，则正反应的活化能是(kJ·mol-1)：（ B ）
(A) 120 ；(B) 240 ；(C) 360 ；(D) 60 。

14. 若某电池反应的热效应是负值，那么此电池进行可逆工作时，与环境交换的热：（ D ）
(A) 放热；(B) 吸热；(C) 无热；(D) 无法确定。

15. 在温度为T时，有下列两反应
½Cu＋½Cl2＝½Cu2＋＋Cl－E1
Cu＋Cl2＝Cu2＋＋2Cl－E2
两反应对应的电池E1和E2的关系为( A )
(A) E1＝E2；(B) 2E1＝E2；(C) 4E1＝E2；(D) E1＝2E2
16. 下列电池中，电动势与Cl-离子的活度无关的是:（ C ）
A. Zn|ZnCl2(a)|Cl2(p)(Pt)；
B. Zn|ZnCl2(a1)||KCl(a2)|AgCl(s),Ag；
C. Ag,AgCl|KCl(a)|Cl2(p)(Pt)；
D. (Pt)H2(p)|HCl(a)|Cl2(p)(Pt)
17. 在一定温度和较小的浓度情况下，增大强电解质溶液的浓度，则溶液的电导率κ与摩尔电导Λm变化为：( B )
(A) κ增大，Λm增大；(B) κ增大，Λm减少；
(C) κ减少，Λm增大；(D) κ减少，Λm减少。

18. 丹聂尔电池(铜- 锌电池)在放电和充电时锌电极分别称为：( C )
(A) 负极和阴极；(B) 正极和阳极；
(C) 阳极和负极；(D) 阴极和正极。

二、计算题
1．1033 K时Ｎ2O5的热分解获得如下数据：
ｐ
０
／Pa 38663 47996
ｔ1/2／ｓ265 216
求：(1) 反应级数；
(2) 起始压强ｐ０＝101325 Pa时的半衰期。

解：(1) 因t1/2与P0有关，故不可能是一级反应。

用零级试尝：k= P0/2 t1/2，得：k=72.95及k=111.10
用二级试尝：k= 1/ （P0 t1/2），得：k=9.76×10-8及k=9.65×10-8显然应为二级反应，平均：k=9.71×10-8
对于二级反应k=1/(t1/2×P o)
k=1/(265×38663)=9.76×10-8
k=1/(216×47996)=9.65×10-8
(2) 当P0=101325 Pa时，t1/2=1/ (P0 t1/2)= 101.6 s
2. 双光气分解反应：ClCOOCCl
3(g) → 2COCl
2
(g)为一级反应，将一定量的双光
气引入到一个预先抽空的280℃的刚性容器中，751秒后测得系统的压力为2.710 kPa，反应完了之后测得系统的压力为4.008 kPa。

305℃时重复实验，320秒时测得系统的压力为2.838 kPa，反应完了之后系统的压力为3.554 kPa。

(1)求出两温度下的速率常数k
1和k
2
；
(2)求上述分解反应的表观活化能。

解：由ClCOOCCl3----------- 2COCl2
在280℃下，t=0时，P A，00 P=P A，0
t=751s时，P A P B=2P A，0-P A，）P=P A+2（P A，0-P A，）P A=2P A,0-P=P∞-P
t ∞ 时，0 P B=P∞=2P A,0 P A,0=1/2P∞此关系在305℃时也成立。

由一级反应的关系式，lnP A,0/P A=kt
k=ln(P A,0/P A)/t （2’）
∴在280℃时，
k1=ln[(4.008/2)/(4.008-2.710)]/751=0.0005783s-1
在305℃
k2=ln[(3.554/2)/(3.554-2.838)]/320=0.00284s-1
由lnk2/k1=E a(T2-T1)/RT2T1
E a=RT2T1ln(k2/k1)/(T2-T1)
=8.314(578.15×553.15)ln(0.00284/0.0005783)/(305-280)
=169.3kJ·mol-1
3. 五氧化二氮的分解为典型的一级反应，分解产物为NO2和O2，下面的复杂反应历程推断较之单分子反应历程推断来得正确。

试按复杂反应历程推导分解速率方程式。

k1 k2
N2O5——→NO2+ NO3 , NO2+ NO3——→N2O5 ,
k3 k4
NO2+ NO3——→NO2 + O2 + NO （慢）, NO + NO3 ——→2NO2
解：总反应为：2N2O5======4NO2+O2
-dC N2O5/dt=2×dC O2/dt
∵dC O2/dt=k3C NO2·C NO3
而：dC NO/dt= k3C NO2·C NO3-k4C NO·C NO3=0
dC NO3/dt=k1C N2O5-k2·C NO2·C NO3-k3·C NO2·C NO3-k4·C NO·C NO3=0 解得：C NO2·C NO3= k1C N2O5/( k2+2 k3)
∴dC N2O5/dt=2k1·k3C N2O5/(k2+2 k3)
4. 电池在25℃时测得电池电动势，试计算待测溶液的pH。

查表知，在所给条件下甘汞电极的电极电势为。