《物理化学II》

2009 — 2010 学年第二学期《物理化学》期中试卷答案一、判断题（每题1分；正确的打“√”，错误的打“×”）10%1、原电池的正极即为阳极，负极即为阴极。

（×）2、单分子反应肯定是一级反应。

（√）3、电极Pt(s)|H2(pө) | OH-(a=1) 是标准氢电极，其φөH-=0 （×）2O/H2,OH4、在一定的温度和较小的浓度情况下，增大弱电解溶液的浓度，则该弱电解质的电导率增加，摩尔电导率减小。

（√）5、设MgCl2水溶液的质量摩尔浓度为b，离子平均活度因子(系数)为γ±，则其离子平均活度a±=43γ± b /b。

（√）6、对于反应A Y，如果反应物A的浓度减少一半，A的半衰期也缩短一半，则该反应的级数为零级。

（√）7、对反应2NO + Cl2→2NOCl，只有其速率方程为：υ=k{c(NO)}2 c(Cl2)，该反应才可能为元反应。

其他的任何形式，都表明该反应不是元反应。

（√）8、用Λm对c作图外推的方法，可求得HAc的无限稀释摩尔电导率。

（×）9、等温等压下进行的一般化学反应，∆G<0，电化学反应的∆G可小于零，也可大于零（√）10、若反应A+B−→−Y+Z 的速率方程为υ=kc A1.5c B0.5，则该反应为二级反应，且肯定不是双分子反应。

（√）二、选择题（每题1分；填上正确答案）10%1、某二级反应，反应物消耗1/3需时10min，若再消耗原1/3还需时（C）(A) 10min (B) 20min (C) 30min (D) 40min2、在等温、等压下电池以可逆方式对外作电功的热效应Q r，则：（B）(A) Q r=0 (B) Q r=T∆S(C) Q r=∆r H(D) Q r=∆r U3、0.001mol·kg-1CuCl2和0.003 mol·kg-1Na2SO4溶液的离子强度是：（D）(A) 0.001mol·kg-1 (B) 0.003mol·kg-1(C) 0.002mol·kg-1 (D) 0.012mol·kg-14、在浓差电池Pt(s)│Cl2(pө)│HCl(a±=0.1)│HCl(a±=0.01)│Cl2(pө) │Pt(s) 中，电池的电动势是E，液接电动势是E J，则：（A）(A) E >0，E J >0 (B)E >0，E J <0 (C)E <0，E J >0 ( D)E <0，E J <05、25℃时，电池反应 Ag(s)+12Hg 2Cl 2==AgCl(s)+Hg(l)的电池电动势E =0.0193V反应时所对应的∆S=32.9 J·K -1·mol -1，则电池电动势的温度系数 为：（D ） (A) 1.70×10-4V ·K -1 (B) 1.10×10-6V ·K-1 (C) 1.01×10-1V ·K -1 (D) 3.41×10-4V ·K -16、有关基元反应的描述在下列诸说法中哪一个是不正确的？ （D ）(A) 基元反应的级数一定是整数 (B)基元反应的级数一般不大于3(C) 基元反应进行时无中间产物 (D)基元反应不一定符合质量作用定律7、已知下列二个电极反应的标准电极电势为：Cu 2+ + 2e -→Cu(s) φөCu 2+/Cu =0.337VCu + + e -→Cu(s) φөCu +/Cu =0.521V由此算得Cu 2+ + e -→Cu +的φөCu 2+/Cu + =？ （D ）(A) 0.184V (B) 3.52V (C) -0.184V (D) 0.153V8、在293.15K 及101325Pa 下，反应A(s)+2BD(aq)==AD 2(aq)+B 2(g)在电池中可逆进行，完成单位的反应时间，系统做电功150kJ ，放热80kJ ，该反应的摩尔等压反应热为多少kJ·mol -1？ （B ）(A) -80 (B) -230 (C) -232.5 (D) -277.59、平行反应中，已知E 1>E 2，下列措施中哪一个不能改变获得B 和C的比例？ （B ）(A) 提高温度 (B) 延长时间 (C) 降低温度 (D) 使用催化剂10、氢和氧反应发展为爆炸是因为（D ）(A) 大量的引发剂引发 (B) 直链传递的速度增加(C) 自由基被消除 (D) 生成双自由基形成支链三、填空题（每题2分；在题中“____”处填上正确答案）20%1、离子导体的电导率随温度升高而增大，电子导体的电导率随温度升高而降低。

2、由于极化，原电池的正极电势将比平衡电势 低 ，负极电势将比平衡电势高 ；而电解池的阳极电势将比平衡电势 高 ，阴极电势将比平衡电势p T E )(∂∂低 。

(选填高或低)3、下列图中的四条极化曲线，曲线①表示 原电池 的 阳 极，曲线②表示原电池 的 阴 极，曲线③表示 电解池 的 阴 极，曲线④表示 电解池的 阳 极，4、反应A P ，实验测得反应物的半衰期与与初始浓度c A,0成反比，则该反应为 二 级反应5、某反应速率常数为0.107 min -1，则反应物浓度从 1.0 mol·dm -3变到0.7mol·dm -3与浓度从0.01 mol·dm －3变到0.007mo·ldm －3所需时间之比为 1 。

6、反应A + B Y 的速率方程为：－d cA /d t =k A c A cB /c Y ，则该反应的总级数是一 级。

若浓度以mol·dm -3，时间以s 为单位，则反应速率常数k A 的单位是 s -1。

7、原电池Pb(s)│PbSO 4(s)│SO 42- (a 1)，S 2O 82-(a 2)│Pt (s)，负极的反应为Pb(s)+SO 42-(aq)-2e -→PbSO 4(s) ，称 氧化 反应；正极的反应为 S 2O 82-(aq)+2e -→2SO42-(aq) ，称 还原 反应，电池反应为 Pb(s)+S 2O 82-(aq)PbSO 4(s)+SO 42-(aq) 。

8、在电池 Ni(s)│NiO(s)│OH -(aq)│H 2(p )│Pt(s) 中进行的反应是Ni(s)＋H 2O(l)→NiO(s)＋H 2(g)9、在希托夫（Hittorf)法测定迁移数的实验中，用Ag 电极电解AgNO 3溶液，测出在阳极区 AgNO 3 浓度增加了x mol ，而串联在电路中的Ag 库仑计上有y mol的Ag 析出，则Ag +的迁移 数为 1-x /y 。

10、298K 时，已知φөCu 2+/Cu =0.337V ，φөZn 2+/Zn =-0.763V ，则电池 Zn(s)│Zn 2+(a 1=1)║Cu 2+(a 2=1)│Cu(s) 电动势E ө= 1.10V ，电池反应的平衡常数K ө= 1.615 ×1037；当电量耗尽时，两离子的活度比a 1/a 2= 1.615 ×1037 。

四、计算题（每题10分，共六题）60%1、电池Pb(s)│PbSO 4(s)│SO 42-(aq)│Hg 2SO 4(s)│Hg(l)在25℃电动势为0.764V，电动势的温度系 数为1.74×10-4V ·K -1。

（1）写出电池反应；（2）计算25℃时该反应的∆r G m 、∆r H m 、∆r S m 以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Q r.。

解：（1）阳极反应：Pb(s)-2e - + SO 42-(aq)→PbSO 4(s)阴极反应：Hg 2SO 4(s) + 2e -→2Hg(l) + SO 42-(aq) (1分)电池反应：Pb(s) + Hg 2SO 4(s)→PbSO 4(s) + 2Hg(l) (1分)（2）n =2 (1分)∆r G m =-nEF = -2×96484.5×0.7647= -147.563kJ·mol -1 (1.5分)∆r S m =nF =2×96484.5×1.74×10-4=33.5766 J·K -1·mol -1 ∆r H m =∆r G m +T ∆r S m = -147.563+298.15×33.5766×10-3= -137.552kJ·mol -1 Q r =T ∆r S m =298.15×33.5766×10-3=10.011 kJ·mol -12、以银电极电解氰化银钾(KCN+AgCN)溶液时，Ag(s)在阴极上析出，每通过1mol电子的电荷量，阴极部失去1.40mol 的Ag +和0.80mol 的CN -，得到0.60mol 的K +，试求：(1) 氰化银钾络合物的化学表示式[Ag n (CN)m ]z-中n ，m ，z 的值；(2) 氰化银钾络合物中正负离子的迁移数。

解：阴极区的电极反应：1/n[Ag n (CN)m ]z-+e -→Ag(s)+m/nCN -ξ=1.0mol ，n 电=1.0mol阴极区[Ag n (CN)m ]z-物质的量变化：n 终=n 始 -n 迁-1/n ×n 电 n 迁=n 始 –n 终-n 电=1.40/n -1.0/n=0.4/nmol(1分)t [Ag n (CN)m ]z-= n 迁/ n 电=0.4/n 阴极区CN -物质的量变化：n 终=n 始-n 迁n 迁=n 始 –n 终=0.80mol ， n 迁,CN -/n 迁,[Ag n (CN)m ]z-=m=0.8n/ 0.4，m/n=2 阴极区K +物质的量变化：n 终=n 始 + n 迁 n 迁=n 终 – n 始=0.60molt K += n 迁/ n 电=0.60/1=0.60， t K ++ t [Ag n (CN)m ]z-=1 t [Ag n (CN)m ]z-=1-0.60=0.40， 0.4/n=0.40，n =1 m/n==2，m=2， n ×1+m ×(-1)=-z ，z=m -n=2-1=13、已知25℃时AgI 的溶度积K өsp =8.3×10-17，φөI 2/I -=0.534V ，φөAgI/Ag =-0.152V ，试计算25℃时：(1) φөAg +/Ag =? p TE )(∂∂(2) AgI(s)的标准生成吉布斯自由能∆f G өm =?解：(1) 设计如下电池：Ag(s)│Ag+(aq)║I -(aq)│AgI(s)│Ag(s) 阳极反应：Ag(s)-e -→Ag +(aq) 阴极反应：AgI(s)+e -→Ag(s)+I -(aq)电池反应：AgI(s)Ag +(aq)+I -(aq) E ө=RT/F ln Kөsp =8.314×298.15/96484.5ln8.3×10-17=-0.951VE ө=φөAgI/Ag -φөAg+/Ag =-0.951V ，φөAg+/Ag =0.799V（2）设计如下电池：Ag(s)│AgI(s)│I -(aq)│I 2(s)│Pt(s) 阳极反应：Ag(s)+I -(aq)-e -→AgI(s) (0.5分)阴极反应：I 2(s)+e -→I -(aq)电池反应：Ag(s)+I 2(s)AgI(s) E ө=φөI 2/I --φөAgI/Ag =0.534+0.152=0.686V∆f G өm =-nE өF =-1×0.686×96484.5=-66.2kJ· mol -1 4、在298K 时，浓度为0.01 mol·dm -3的CH 3COOH 溶液在某电导池中测得其电阻为2220Ω， 已知该电导池常数为K cell =36.7 m -1。