物理化学下试卷B评分标准

（勤奋、求是、创新、奉献）

2009～2010 学年第1 学期考试试卷

主考教师：

学院化学化工学院班级__________ 姓名__________学号___________ 《物理化学（二）》课程试卷B参考答案与评分标准

（本卷考试时间120分钟）

一、选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分）

1、NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时,有: ( A )

(A) C= 2，Φ = 2，f= 2

(B) C= 1，Φ = 2，f= 1

(C) C= 2，Φ = 3，f= 2

(D) C= 3，Φ = 2，f= 3

2、298 K 时，φ? (Au+/Au) = 1.68 V，φ? (Au3+/Au) = 1.50 V，φ? (Fe3+/Fe2+) = 0.77 V 则

反应2Fe2++ Au3+= 2Fe3++ Au+的平衡常数K?= ( A)

(A) 4.33×1021(B) 2.29×10-22

(C) 6.61×1010(D) 7.65×10-23

3、在通常情况下,对于三组分物系能平衡共存的最多相为： ( D )

(A) 2(B)3(C) 4(D)5

4、某反应物反应掉7/8 所需的时间恰好是它反应掉1/2 所需时间的3 倍，则该反应的级

数是：( B ) (A) 零级(B) 一级反应

(C) 二级反应(D) 三级反应

5、在平行反应中要提高活化能较高的反应的产率，应采取的措施为：( A )

(A) 升高反应温度(B) 降低反应温度

(C) 反应温度不变(D) 不能用改变温度的方法。

6、对于形成简单低共熔混合物的二组分液-固平衡相图，当组成为x 的样品冷却

到T 时（如图所示），固液二相的质量比为：（ C ）

（A ）m s ：m l = ac ：ab （B ） m s ：m l = bc ：ab （C ） m s ：m l =ac ：bc （D ） m s ：m l =bc ：ac A x B B

7、 对于二组分气-液平衡系统，哪一个可以用蒸馏或精馏的方法将两个组分分离成纯组分？

( A )

(A) 接近于理想的液体混合物 (B) 对拉乌尔定律产生最大正偏差的双液系 (C) 对拉乌尔定律产生最大负偏差的双液系 (D) 部分互溶的双液系

8、下列电池的电动势，哪个与Br -的活度无关：

（ A ）

(A) Ag(s)|AgBr(s)|KBr(aq)|Br 2(l),Pt (B) Zn(s)|ZnBr 2(aq)|Br 2(l),Pt

(C) Pt,H 2(g)|HBr(aq)|Br 2(l),Pt

(D) Hg(l)|Hg 2Br 2(s)|KBr(aq)||AgNO 3(aq)|Ag(s)

9、 溶胶的光学性质是其高度分散性和不均匀性的反映, 丁铎尔效应是最显著的表现, 在 下列光学现象中,它指的是： ( B ) (A) 反射

(B) 散射

(C) 折射 (D) 透射

10、 溶胶（憎液溶胶）在热力学上是： ( B )

(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

二、填空题（本题共10小题，每题2分，共20分）

1、用同一电导池分别测定浓度为0.01 mol ·dm -3和0.1 mol ·dm -3的1-1型电解质溶液，其电阻分别为1000 Ω及600 Ω，则它们的摩尔电导率之比为 6/1 。

2、一般物质当温度升高时，表面张力 减小 ，达到 临界 温度时，表面张力为零。

3、CaCl 2无限稀释摩尔电导率与其离子的无限稀释摩尔电导率的关系是：

)Cl (2)Ca

()CaCl

(-

m 2m 2

m ∞+

∞∞

Λ+Λ=Λ。

4、0.1 mol ·kg -1 BaCl 2水溶液的离子强度为____________ 0.3

mol ·kg -1。

5、以 Cu 为电极，电解 1 mol ·dm -3 CuSO 4溶液 (pH = 3), 则在阴极上的电极反应

_____ Cu2+ + 2e-→Cu↓__，阳极上的电极反应__Cu - 2e-→Cu2+___ 。已知：H2在Cu 电极上, η = 0.5 V, φ? (Cu2+/Cu)= 0.337 V ，

O2在Cu 电极上, η = 0 V, φ? (O2/H+,H2O)= 1.229 V 。

6、反应A??→B ，对A而言为二级反应, t

1

2和t

1

4

分别代表反应物A消耗掉50%和75%

所需时间, 其值比为_____1/3___________。

7、经验规则“温度每增加10 K, 反应速率增加2 倍”。在T1＝298 K 和T2＝308 K 时，符合这规则的活化能值E a＝____52.9 kJ·mol-1___________。

8、对起始只有反应物的平行反应：

A k1

B

A k2

C

当反应级数相同时, 且[B]0，[C]0均为零时, 其反应速率之比等于__ k1／k2 或［Ｂ］／［Ｃ］_。

9、植物的叶子一般是憎水性的, 所以在配制农药时常常要加____表面活性剂(或称为润湿剂)__________ ，以增加药液对植物表面的润湿程度, 使药液能在植物叶子上铺展。

10、乳状液有O/W型和W/O型, 牛奶是一种乳状液, 它能被水稀释, 所以它属于__O/W______型。

三、已知Hg-Tl二组分体系的数据如下：

（1）绘制其温度-组成图（示意图）；

（2）指出各相区、水平线段、交点的相数；

（3）为扩大低温测量范围，应选什么组成的Hg-Tl混合物做温度计较合适？

答：（1）绘制相图如下：

Hg w (Tl) Tl （4分）

（2）相区：

1区：为熔化物，单相区，Φ=1

2区~7区：为两相平衡共存区，Φ=2

水平线：FG 和HI 为三相平衡共存线，Φ=3

交点：E 1和E 2为最低共熔点，三相平衡共存，Φ=3 A 和B 分别为Hg 和Tl 的熔点，Φ=2

C 点为化合物的相合熔点，Φ=2 （4分） （3）为扩大测温范围，所采用混合物的熔点越低越好，由相图可知，选Hg –Tl 混合物的组成应为w (Tl)=8%最合适。 （2分）

四、电池：Ag │AgCl(s)│KCl(aq)│Hg 2Cl 2(s)│Hg(l)在 298 K 时的电动势 E = 0.0455 V ，(?E /?T )p = 3.38×10-4 V ·K -1

，写出该电池有1个电子得失的反应，并求出 ?r H m ，?r S m 及可逆放电时的热效应Q r 。

[答] 电池反应： Ag(s) + (1/2)Hg 2Cl 2(s) = AgCl(s) + Hg(l) (3分) ?r H m $= -zF [E - T (?E /?T )p ] = 5329.1 J ·mol -1 (3分) ?r S m $

= zF (?E /?T )p = 32.62 J ·K -1·mol -1 (2分)

Q r = T ?r S m = 9720.8 J ·mol -1 (2分)

五、已知电池：Pt kPa g H kg

mol SO H s PbSO s Pb )100,()01.0()()(21

424-?

在298.15K 时的电动势为0.1705V 。有关物质在298.15K 的标准摩尔生成吉布斯自由能为： 1

4299.742)]([-Θ

?-=?mol kJ aq SO H G m f

1

424.811)]([-Θ

?-=?mol

kJ s PbSO G m f

(1) 写出有2个电子得失的电极反应和电池反应； (2) 求298.15K 时的标准电极电势{}

)()(424

s Pb s PbSO SO

E

-

Θ

；

(3) 求298.15K 时H 2SO 4在浓度为0.01 mol·kg -1

溶液中的±a 和±γ 解：(1) 电极反应和电池反应如下：

负极：)(2)(424s PbSO e SO s Pb →-+- （1分） 正极：222H e H

→++

（1分）

总反应：2424)(2)(H s PbSO SO H

s Pb +=++-

+

（1分）

(2) 根据化学反应热力学

)]([)]([424s SO H G s PbSO G G m f m f m r Θ

ΘΘ?-?=?

1

1

25.68)]99.742(24.811[--?-=?---=mol

kJ mol

kJ （2分）

V V zF

G E

m r 354.09650021025.683

=???

?

?

???--=?-

=Θ

Θ

（2分） {}

{}

V E

H H

E

s Pb s PbSO SO

E

354.0)()(2424

-=-=Θ

+

Θ

-Θ

（2分）

(3) 根据电池反应的能斯特方程，有

-

+?-

=Θ

Θ

24

2

2

ln

2SO H H a a p

p F

RT E

E

3

ln 2±Θ

+

=a F

RT E

（2分）

解得3

10545.8-±?=a （2分）

538.0==±

Θ

±

±m m

a γ （2分）

六、已知蔗糖水解反应在27℃的速率常数k=4.00×10-3min -1，此反应的活化能E a =133.89 kJ·mol -1。 (1) 试计算蔗糖水解反应的半衰期。

(2) 若反应温度为37℃，问此时反应速率为27℃时的多少倍？ (3) 若使用酶催化剂，则该反应的活化能变成39.33 kJ·mol -1，问在27℃时催化剂使反应速率增加了多少倍？(设酶催化剂对指前因子无影响) 解：(1) t 1/2=ln2/k=[ln2/(4.00×10-3)]min=173.3 min （3分） (2)

73.115.30015.31015

.30015.310314.81089.133ln 32

11

212

=?-??=???

? ??-=T T T T R E k k a 64.5/12=k k （3分）

(3) 由Arrhenius 方程RT

E

a

Ae k /-=

27℃时 k 酶/k=RT

E E RT

E RT E a a a a e

Ae

Ae /)(//'

'

---===2.862×1016 （4分）

七、在抽空的刚性容器中, 引入一定量纯 A 气体, 压力为 p A0, 发生如下反应： A(g) →2B(g) 设反应能进行完全, 在323 K 恒温一定时间后开始计时, 测定体系总压随时间的变化关系如下：

t /min 0 5 10 25 ∞ p (总)/kPa 35.60 40.00 42.66 46.66 53.33

求该反应级数和速率常数。

A(g) → 2B(g)

t =0 P A0 P 总压= P A0 + P=35.60 kPa (1) (2分)

t =t P A P+2(p A0 - P A ) 总压= P A +[P+ 2(p A0 - P A )] = P t (2) (2分) t =∞ 0 P+2 p A0 总压= P+2 p A0=53.33 kPa (3) (2分)

（3）-（1）得： p A0=（53.33 -35.60 ）kPa =17.73 kPa (2分) 带入（1）得：P=35.60 - p A0==35.60 - 17.73 kPa=17.87 kPa (2分) （3）-（2）得：P A =53.33- P t (2分)

t /min 0 5 10 25 ∞ p (总)/kPa 35.60 40.00 42.66 46.66 53.33

P A /kPa 17.73 13.33 10.67 6.67

尝试法得到：n=2

此时：t=(1/P A -1/P A0)/k

得到k 平均=3.73×10-3 (KPa)-1·min -1。 (3分)