武汉大学物理化学期末试题题库

一、选择题(共3题15分)1.5分(3611)3611H2S2O8可由电解法制取，阳极反应为：2H2SO4→H2S2O8+2H++2e-，阳极副反应为O2的析出。阴极析氢效率为100%，已知电解产生H2，O2的气体体积分别为9.0L和2.24L（标准态下），则生成H2S2O8的物质的量为：（）(A)0.1mol(B)0.2mol(C)0.3mol(D)0.4mol2.5分(7149)7149试由管孝男速率方程式d/dt＝kap-μ－kd导出弗伦德利希吸附等温式V=kp1/n式中n＝＋3.5分(7150)7150试由叶洛维奇速率方程式d/dt＝kape－g－kdeh导出乔姆金吸附等温式＝1/ln(A0p)式中=g+h，A0=ka/kd二、填空题(共7题35分)4.5分(4453)4453可将反应Ag++Cl-─→AgCl(s)设计成电池为。已知25℃时电池的E=0.576V，则电池反应的rGm$(298.15K)=，AgCl(s)的活度积Ksp=，电池反应达平衡时，电动势E等于______。5.5分(5841)5841反应A+2B→P的反应机理如下∶A+B11kkC，C+B2kP其中A，B为反应物，P为产物，C为高活性中间物，则：dcp/dt=，在______________条件下，总反应表现为二级。6.5分(7652)7652用渗透压法测大分子化合物的摩尔质量属于_____均摩尔质量；用光散射法得到的摩尔质量属于____均摩尔质量；沉降速度法得到_____均摩尔质量；粘度法测得的称为粘均摩尔质量，一般近似地认为它属于____均摩尔质量。请填：(A)质均(B)数均(C)Ｚ均或(D)平均7.5分(4860)4860(1)设阳极和阴极的超电势均为0.7V，还原电位均为1.20V，则阳极电位等于__________，阴极电位等于__________。(2)电池充电时，充电电压比平衡电动势高、低还是相等_________。8.5分(4476)4476(1)电解质溶液的摩尔电导率随浓度的减小而____________；(2)电池M1(s)│M1+(a1)│M(a2)│M2(s)的电动势除了电极与导线的接触电势外，还由哪些界面电势组成___________________________________。9.5分(4908)4908某含有Ag+，Ni2+，Cd2+（活度均为1）离子的pH=2的溶液，电解时,H2与各金属在阴极析出的先后顺序为________、________、_________、__________。(已知(Ag+/Ag)=0.799V，(Ni2+/Ni)=-0.23V，(Cd2+/Cd)=-0.402V。H2在Ag上超电势=0.20V，在Ni上,=0.24V，在Cd上,=0.30V)*.5分(6611)6611从表面热力学的角度看，比表面吉布斯自由能表达式是________，其单位为______，从力学平衡角度看，表面张力是_______________，其单位为_______。三、计算题(共4题50分)11.15分(6718)6718有人提出一种将不很纯的铜粉进行提纯的工艺：将不纯的铜粉于酸化的硫酸铜溶液中反应：2++Cu+Cu(s)2Cu过滤后，溶液中的Cu+可歧化得到纯铜粉，已知，298K，p下：2++Cu+eCuE1=0.02V+Cu+eCu(s)E2=-0.57V如果使一种含铜量为3kg·m-3（以CuSO4形式存在）的溶液通过一个装有铜粉的反应器（25℃），假设反应已达到平衡，计算溶液流出反应器时Cu2+,Cu+和总的铜的浓度。12.15分(5976)5976反应2NO(g)+H2(g)=N2O(g)+H2O(g)的速率方程为：dp(N2O)/dt=kp2(NO)p(H2),实验得到如下数据为：(反应在恒温、恒容下进行)反应序号p0(NO)/kPap(H2)/kPa半寿期/sT/K180.01.3319.21093280.02.66？109331.3380.0830109342.6680.0？1093580.01.33101113(1)求所缺半寿期数据(2)求1093K时的k值(3)求反应活化能(4)提出一个只涉及双分子步骤的反应机理,由此机理可得上述规律(5)如果1093K时，p0(NO)=2.66kPa,p0(H2)=1.33kPa，求该反应半寿期。13.10分(7712)7712设将某单元酸(HR)0.0013kg溶于0.1dm3的稀盐酸溶液后完全解离，如果将此溶液置于半透膜()中，与膜外()298K，0.1dm3蒸馏水达到平衡时，测得膜外pH=3.26，膜电势为34.9mV，试计算：(1)膜内溶液的pH值(2)该单元酸的相对分子质量假定溶液可视作理想溶液。14.10分(6506)6506用＝400nm单色光照含有Ｈ2＋Cl2之反应池，被Cl2吸收的光强为Ia＝11×10-7J·s-1，照射一分钟后，p(Cl2)由27.3kPa降为20.8kPa（已校正为273K时之压力）求量子产率（反应池体积为100cm3），并由对反应历程提出你的分析。一、选择题(共3题15分)1.5分(3611)3611[答](C)（5分）2.5分(7149)7149[答]吸附达平衡时d/dt＝0kap-＝kd(2分)n＝ka/kd·pn＝＋∴＝(ka/kd)1/np1/n＝kp1/n其中k＝(ka/kd)1/n(3分)3.5分(7150)7150[答]吸附达平衡时d/dt＝0kapeg＝kdeh(2分)e(h+g)＝ka/kdp∴＝1/(h+g)·ln(ka/kd·p)＝1/·ln(A0p)(3分)二、填空题(共7题35分)4.5分(4453)4453[答]Ag│AgCl(s)│KCl(aq)‖Ag+(aq)│Ag(s)(2分)rGm$=-zEF=-55.60kJ·mol-1(1分)Ksp=1.8×10-10(1分)E=0(1分)5.5分(5841)5841[答]d[P]/dt=k1k2[A][B]2/(k-1+k2[B])k-1k2[B]6.5分(7652)7652[答](B)(A)(C)(A)7.5分(4860)4860[答](1)1.9V；0.5V(3分)(2)高(2分)8.5分(4476)4476[答](1)增加(2)M1与M2间液接电势，M1、M2与溶液间的界面电势9.5分(4908)4908[答]Ag;Ni;H2;Cd*.5分(6611)6611[答](G/A)Tpn,,B，J·m-2；作用在单位边界指向液体内部与表面相切的力；N·m-1三、计算题(共4题50分)11.15分(6718)6718[答]反应前Cu2+浓度为：3/63.55mol·kg-1=0.0472mol·kg-1（2分）经铜粉处理并平衡后，设反应量为x，即铜的总浓度为2x。E(Cu+|Cu)=E(Cu2+|Cu+)即E2(Cu+|Cu)+0.0591lg[Cu+]=E1(Cu2+|Cu+)+0.0591lg{[Cu2+]/[Cu+]}（5分）已知E2(Cu+|Cu)–E1(Cu2+|Cu+)=-0.59V故lg{[Cu2+]/[Cu+]2}=-0.59/0.0591=-9.98即Cu2+几乎全部变为Cu+，x≈0.0472mol·kg-1=[Cu+]（5分）[Cu2+]=9.3×10-13mol·kg-1（2分）故溶液中铜的总浓度为:2x=0.0994mol·kg-1（1分）12.15分(5976)5976[答](1)反应1和2中，NO过量,反应3,4中，H2过量所以反应2的t1/2（2）=19.2s反应4的t1/2=1/[k(表)·p0(NO)]，反应4的t1/2是反应3的一半,即t1/2（4）=4.15s(4分)(2)据反应1，k(表)=kp2(NO)=0.69/19.2=0.036s-1k=5.6×10-12Pa-2·s-1(3分)(3)反应1与5比较，ln(k2/k1)=(Ea/R)(1/T1-1/T2),Ea=329.9kJ·mol-1(3分)(4)2NON2O2(快速平衡)N2O2+H2=N2O+H2O(速控步)(4分)(5)按计量比进料(5分)dp(N2O)/dt=4kp3(H2)=dp(H2)/dt积分得：22,22HH011pp=8kt,t1/2=3.8×104s13.10分(7712)7712[答](1)根据膜电势公式△(,)=()-()=RT/F×ln[a(H+,)/a(H+,)]即pH()=pH()-△(,)/0.05916=2.67(4分)(2)根据pH值分别求得H+浓度为[H+]=0.0005488mol·dm-3(2分)[H+]=0.002136mol·dm-3(2分)∵([H+][Cl-])=([H+][Cl-])∴[Cl-]=1.41×10-4mol·dm-3故HR的摩尔质量M(HR)=0.0013/([HR]×0.1)=6.516kg·mol-1(2分)14.10分(6506)6506[答]反应分子数为nr=(pi-pf)V/RT=2.86×10-4mol(2分)吸收的光子为n0=It/hcL=2.20×10-10mol(3分)=nr/n0=1.3×106≥1(2分)反应历程应为光引发的链反应，即①Cl2h2Cl②Cl+H2HCl+H③H+Cl2HCl+Cl④Cl+Cl+MCl2+M(3分)一、选择题(共1题5分)1.5分(4084)4084在298K时，0.002mol·kg-1的CaCl2溶液的平均活度系数±，1与0.002mol·kg-1的CaSO4溶液的平均活度系数±，2相比较是：（）(A)±,1±,2(B)±,1±,2(C)±,1=±,2(D)无法比较二、填空题(共9题45分)2.5分(7719)7719半透膜两边电解质的起始浓度为：c(NaP)/mol·dm-3c(KCl)/mol·dm-30.010.1其中NaP电离出的P－为不能透过半透膜的大离子，膜平衡的条件是_________________________________________________________________________________________。3.5分(5352)5352反应A(g)→2B(g)在一个恒容容器中进行，反应的温度为373K，测得不同时间系统的总压如下：t/min051025∞p/kPa35.59739.99742.66346.66353.329t=∞时，A全部消失。(1)试导出A的浓度与系统总压的关系(2)求该二级反应的速率常数k(单位用：dm3·mol-1·s-1表示)4.5分(4196)4196298K时，已知E(Cu2+|Cu)=0.337V，E(Zn2+|Zn)=-0.7628V，则电池Zn(s)|Zn2+(a1=1)||Cu2+(a2=1)|Cu(s)的E=______________，电池反应的平衡常数Ka=_________________，当电能耗尽时，两离子的活度比a1/a2=____________________。5.5分(4967)49671.00mol·dm-3的CdSO4溶液在25℃时，用面积各为50cm2的Ni阴极和Pt阳极在0.05A的恒电流下电解，若H+活度为1,当阴极上刚析出H2时,Cd2+的浓度将是______________________________________。已知：H++e-──→12H2在Cd上的超电势为0.65V,(Cd2+/Cd)=-0.403V。6.5分(4076)4076某电解质溶液浓度m=0.05mol·kg-1，其离子强度I=0.15mol·kg-1，则该电解质是_________________型。7.5分(3839)3839(1)定温下，比较H+，⅓La3+，OH-，½SO42这