物化试卷1

物理化学期末考试卷一、选择题1.下列说法中不正确的是……………………………………………………（C）。（A）生成的新鲜液面都有表面张力（B）平面液体没有附加压力（C）弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心（D）弯曲液面的附加压力指向曲率中心2.同一固体,大块颗粒和粉状颗粒,其溶解度哪个大……………………（B）。（A）大块颗粒大（B）粉状颗粒大（C）一样大（D）无法比较3.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0.024mol·dm-3时，半衰期为600s，此反应为…………………………（C）。（A）零级（B）1.5级（C）2级（D）1级4.有一放射性元素，其质量等于8g，已知它的半衰期1/210dt，则经过40d后，其剩余的重量为………………………………………………………………（C）。（A）4g（B）2g（C）1g（D）0.5g5.在300K时，某基元反应的阀能Ec=83.68kJ·mol-1，则有效碰撞的分数值等于………………………………………………………………………………（D）。（A）3.719×10-14（B）6.17×10-15（C）2.69×10-11（D）2.69×10-156.某一反应在一定条件下的平衡转化率为25.3%，当有催化剂存在时，其转化率应当是…………………………………………………………………………（C）。（A）大于25.3%（B）小于25.3%（C）等于25.3%（D）不确定7.把玻璃毛细管插入水中，凹面下液体所受的压力p与平面液体所受的压力p0相比…………………………………………………………………………（B）。（A）p=p0（B）pp0（C）pp0（D）不确定8.298K时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合吸附Langmuir吸附等温式，苯蒸汽的压力为40Pa，石墨表面的覆盖度θ=0.05。如果要使覆盖度θ=0.5，则此时苯蒸汽的压力应控制在………………………………………………………………（C）。（A）200Pa（B）400Pa（C）760Pa（D）1000Pa9.在碰撞理论中，校正因子P小于1的主要原因是……………………（B）。（A）反应体系是非理想的（B）空间的位阻效应（C）分子碰撞的激烈程度不够（D）分子间的作用力10.当表面活性物质加入溶剂后，所产生的结果是……………………（A）。（A）BT0a，正吸附（B）BT0a，负吸附（C）BT0a，正吸附（D）BT0a，负吸附二、填空题1.将一毛细管端插入水中，毛细管中水面上升5cm，若将毛细管向下移动，留了3cm在水面，则毛细管上端水面呈凹形弯月面。2.298K时，将直径为1m的毛细管插入水中，为防止水面上升需压力_288kPa____（已知：298K时水的表面张力为72.14×10-3N·m-1，密度ρ=0.997×103kg·m-3。）3.在一封闭容器底上钻一个小孔，将容器浸入水中至深度0.40m处，恰可使水不浸入孔中。设298K时，水的表面张力为72.14×10-3N·m-1，密度ρ=0.997×103kg·m-3，则孔的半径为___3.69×10-5m。4.气相色谱法测定多孔固体的比表面，通常是在液氮温度下使样品吸附氮气，然后在室温下脱附，这种吸附属于__物理__吸附。5.某人工放射性元素，放出确粒子，半衰期为15min。若该试样有80%分解，所需时间为__35min__。6.已知物质A的分解反应是一级反应，当A起始浓度为0.1mol·dm-3时，分解20%的A需时50min，则该反应的速率系数k为__4.46×10-3min-1。7.298K时，乙酸乙酯与NaOH的皂化作用，反应的速率常数为6.36dm3·mol-1·min-1，若起始时酯和碱的浓度均为0.02mol·dm-3，则10min后酯的水解分数为__56%__。8.汽车尾气中的氮氧化物在平流层中破坏奇数氧（O3和O）的反应机理为：NO+O3→NO2+O2NO2+O→NO+O2在此机理中，NO是___催化剂___。9.在过渡态理论的计算速率系数的公式中，因子kBT/h对所有反应几乎都一样的，所以称为普适因子。在通常反应温度（设为500K）下，其值约为__1013s-110.用同一滴管分别滴下1cm3NaOH水溶液、水、乙醇水溶液,滴数数量比较为__乙醇水NaOH（用表示）。三、计算题1.已知在300K时纯水的饱和蒸汽压ps=3.529kPa，密度ρ=997kg·m-3，表面张力=0.0718N·m-1。在该温度下：（1）将半径r1=5.0×10-4m的洁净玻璃毛细管插入纯水中，管内液面上升的高度为h=2.8m，，试计算水与玻璃之间的接触角；（2）若玻璃毛细管的半径为r2=2nm，求水蒸气在该毛细管中发生凝聚的最低压力。解：（1）由于水能润湿毛细管，水在毛细管内呈弯月面，附加压力使水在毛细管内上升。最终达到平衡：sg2cos()pghghghR水水水32-41997kgm9.8ms0.028m5.010mcos==0.9526220.0718NmghR水水θ=17.7（2）利用Kelvin公式，计算300K时，半径为2.0nm的水滴面上的饱和蒸气压r'02lnpMpRTRr920.07180.018Cos17.7ln-0.4953.529kPa8.314300-210997p2.151kPap2.某些农药水解反应是一级反应,在293K时，敌敌畏在酸性介质中水解反应的半衰期为61.5d，试求它在此条件下的水解速率系数。若在343K时的速率系数为0.173h-1,求343K时的半衰期及该反应的活化能Ea。解：一级反应的半衰期与反应物的起始浓度无关，从293K时的半衰期表示式，求出该温度下的速率系数：14112ln20.693(293K)0.0113d4.7110h61.5dkt再从343K时的速率系数值，求出该温度下的半衰期1212ln20.6934.01h0.173htk根据Arrhenius的定积分公式211211ln()aEkkRTT140.17311ln()98.70kJmol4.71108.314293343aaEE该反应的活化能为198.70kJmol。答案解析一、选择题1.解析：（C）表面张力的方向总是与表面相切2.解析：（B）颗粒表面是凸面，曲率半径取正值，根据Kelvin公式，半径越小，其饱和溶液的浓度越大，溶解度也越大。3.解析：（C）这反应符合起始物浓度相等的二级反应的特点，半衰期与起始物浓度成反比。4.解析：（C）根据1/2ln2tk和0lntakta，则有t01180.5g1616aa5.解析：（D）根据有效碰撞理论有c/ERTqe，383.6810/8.314300-15=2.6910qe。6.解析：（C）催化剂只改变反应的速率，缩短到达平衡的时间，但是它不能改变平衡的组成。7.解析：（B）凹面的附加压力方向与外压相反，曲率半径取负值，附加压力与外压相减，所以凹面下液体所受的总压力小于平面液体所受的压力。8.解析：（C）根据Langmuir吸附等温式=1apap，p=40Pa时，θ=0.05；θ=0.5时，p=760Pa。9.解析：（B）有的分子碰撞的激烈程度单从能量角度考虑已经可以引发反应，但是由于空间的位阻效应，能量不能传递到要破裂的化学键上，所以反映仍不能发生，使校正因子P小于1。10.解析：（A）表面活性物质加入溶剂后，使溶液的表面张力明显降低，表面张力随表面活性物质的浓度增加而下降，表面浓度高于本体浓度，发生正吸附。二、填空题1.解析：水在毛细管中上端水面的形状决定于接触角，水能润湿玻璃毛细管，上端水面呈凹形弯月面，这不会因毛细管的长短而改变。2.解析：防止水面上升需要加的压力，就等于毛细管中水形成弯月面的附加压力，即：3152s'62271.9710Nm2.8810Nm=288kPa0.510mpR3.解析：容器浸入水中深度处的水的静压力，恰好等于小孔处弯曲液面的附加压力，这时水才不会浸入孔中。即'2ghR21'5332227.21410Nm3.6910m1.010kgm9.8ms0.40mRgh4.解析：液氮在多孔固体表面吸附主要靠分子之间作用力，故属于物理吸附。5.解析：放射性元素的蜕变符合一级反应的特征，按一级反应的积分式：112ln2ln2=0.046min15minkt设当分解80%所需时间为：111111lnln35min10.046min10.80xtky6.解析：因为是一级反应，则有1ln1kty。311111lnln4.4610min150min10.2kty7.解析：本题一个反应物起始浓度相等的二级反应，它的速率方程和速率系数的表示式分别为：21ykaty把t=10min，a=0.02mol·dm-3，k2=6.36dm3·mol-1·min-1代入上式，得：y=56%8.解析：NO参与了破坏臭氧的反应，但反应前后本身没有变化，起了催化剂的作用。9.解析：-2313-1B-341.3810500=10s6.62610kTh。10.解析：因为在密度相差不大的情况下，液滴的大小与表面张力有关。一般表面张力越大，在管端能悬挂的液滴体积也越大。NaOH是非表面活性剂，其水溶液的表面张力比水大，滴数应该最少，其次是水，乙醇是表面活性剂，其水溶液的表面张力比水小，所以液滴最多。三、计算题1、【点评】贯穿表面现象知识，灵活应用Kelvin公式和其它各个公式是解本题的关键。2、【点评】本题较为简单，熟练一级反应的各个要点和Arrhenius的定积分公式即可解出本题。