2015物理化学复习题下册

选择题：1.对于一个一级反应，如其半衰期t1/2在0.01s以下，即为快速反应，此时它的速率常数k值在：（A）A.69.32s-1以上；B.6.932s-1以上；C.0.06932s-1以上；D.6.932s-1以下2.反应A→产物为一级反应，2B→产物为二级反应，t1/2(A)和t1/2(B)分别表示两反应的半衰期，设A和B的初始浓度相等，当反应分别进行的时间为t=2t1/2(A)和t=2t1/2(B)时，A、B物质的浓度cA、cB大小关系为：(C)A.cA﹥cB;B.cA=cB；C.cA﹤cB;D.两者无一定关系3.两个活化能不相同的反应，如E2﹥E1，且都在相同的升温区间内升温，则(A)A.dlnk2/dT﹥dlnk1/dT;B.dlnk1/dT﹥dlnk2/dT;C.dlnk1/dT=dlnk2/dT;D.dk2/dT﹥dk1/dT4.电池在下面三种情况下放电：（1）电流趋于零；（2）有一定大小的工作电流；（3）短路。则电池的电动势：A.相同；B.不相同（A）电池的端电压：C.相同；D.不相同（D）5.半径为r，表面张力为σ，则肥皂泡内、外压力差为（C）A.△p=0；B.△p=2σ/r;C.△p=4σ/r;D.无法确定6.在相同温度下，同一液体被分散成具有不同曲率半径的物系时，将具有不同的饱和蒸汽压，以p平、p凹、p凸分别表示平面、凹面和凸面液体上的饱和蒸汽压，则三者之间的关系是（C）A.p平﹥p凹﹥p凸;B.p凹﹥p平﹥p凸;C.p凸﹥p平﹥p凹;D.p凸﹥p凹﹥p平7.若用σ和a2分别表示表面张力和活度，则在定温下加入表面活性剂后，将（B）A.dσ/da2﹥0；B.dσ/da2﹤0；C.dσ/da2=0；D.dσ/da2≧08.纯水的表面张力为σ1，加入溶质后水溶液的表面张力为σ2，且σ2﹥σ1，制成水溶液后，溶质的表面浓度为cs，本体浓度为c,则（B）A.cs﹥c；B.cs﹤c；C.cs=c；D.cs=09.气-固相反应CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)已达平衡，在其他条件不变的情况下，若把CaCO3(s)的颗粒变得极小，则平衡（B）A.向左移动;B.向右移动;C.不移动;D.来回不定移动10.吸附热的绝对值随吸附覆盖度的增大而（B）A.增加;B.减小;C.不变;D.无法确定11.一水平放置的毛细管内有少量润湿性液体，若液体在管内一直向左方移动，说明毛细管有何缺陷（B）A.左端内径大;B.右端内径大;C.内径均无缺陷;D.不能说明有无缺陷12.在电泳实验中，观察到分散相向阳极移动，这表明（B）A.胶粒带正电;B.胶粒带负电;C.ζ电势相对于本体溶液为正;D.斯特恩面处相对本题溶液为正。问答题：1.反应A与反应B都是一级反应，而且在某一温度T时，kA﹥kB。在T时，反应A的速率是否必须大于反应B的速率？答：不一定。因为反应速率除与速率常数有关外，还与反应物的浓度有关。计算题：1.某人工放射性元素放出α粒子，半衰期为15min。多长时间后该试样分解了80%。解：反应为一级反应t1/2=ln2/kk=ln2/t1/2=0.693/15=0.0462(min-1)t=(1/k)ln(1/(1-y))=34.8(min)2.蔗糖在稀酸溶液中按下式水解：C12H22O11+H2O====C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)当温度与酸的浓度一定时，反应速率与蔗糖的浓度成正比。今有一溶液，1dm3中含0.300mol蔗糖及0.1molHCl，在48℃，20min内有32%的蔗糖水解。（1）计算反应速率常数；（2）计算反应开始（t=0）时及20min时的反应速率；（3）40min后有多少蔗糖水解？（4）若60%蔗糖发生水解，需多少时间？解：根据题意可知反应为一级反应，有：r=k[A](式中A代表蔗糖)（1）k=-(1/t)ln(1-y)=-(1/20)ln(1-32)=0.0193(min-1)（2）r0=k[A]0=0.0193×0.300=5.8×10-3(mol·dm-3·min-1)rt=k[A]=0.0193×[1-0.32]×0.300=3.9×10-3(mol·dm-3·min-1)（3）ln{[A]/[A]0}=-kt=-0.0193×40=-0.772[A]/[A]0=0.46则40min后，蔗糖水解的分数为：1-0.54=54%（4）t=-(1/k)ln(1-y)=-(1/0.0193)ln(1-0.6)=47.5min3.反应2NOCl====2NO+Cl2在200下的动力学数据如下：t/s0200300500[NOCl]/(mol×dm-1)0.020.01590.01440.0121反应开始至含有NOCl，并认为反应能进行到底，求反应级数和速率常数。解：采用尝试法，将表中数据反别代入二级反应的动力学方程1/[NOCl]-1/[NOCl]0=kt即：k=(1/t){1/[NOCl]-1/[NOCl]0}则：k1=(1/200)(1/0.0159-1/0.02)=0.0645(dm3·mol-1·s-1)k2=(1/300)(1/0.0144-1/0.02)=0.0648(dm3·mol-1·s-1)k3=(1/500)(1/0.0121-1/0.02)=0.0653(dm3·mol-1·s-1)所得k值几乎为一常数，所以反应为二级反应，且k=0.065dm3·mol-1·s-14.在500℃及初压为101325Pa时，某碳氢化物的气相热分解反应的半衰期为2s。若初压降为10132.5Pa，则半衰期曾为20s。求速率常数。解：n=1+ln(t1/2/t/1/2)/ln(p/B,0/pB.0)=1+ln(20/2)/ln(101325/10132.5)=25.65℃时N2O5气相分解的速率常数为0.292min-1。活化能为103.3kJ·mol-1,求80℃时k及t1/2。解：先由阿累尼乌斯公式求80℃时的k值，有：Ln[k(353K)/k(338K)]=Ea/R(1/T1-1/T2)k(353K)=1.38min-1由速率常数的单位可以确定该反应为一级反应，所以t1/2=0.693/k=0.693/1.39=0.498(min)6.反应2NO+O2====2NO2有下列数据：T/K600645K1/(dm6·mol-2·min-1)K-1/(dm6·mol-2·min-1)6.63×1058.396.52×10540.7试求：（1）这两个温度下反应的平衡常数；（2）反应的△Um和△Hm；（3）正向反应和逆向反应的活化能解：（1）Kc(600K)=k1(600K)/k-1(600K)=6.63×105/8.39=7.90×104(dm3·mol-1)Kc(645K)=k1(645K)/k-1(645K)=6.52×105/40.7=1.60×104(dm3·mol-1)(2)ln[Kc(T2)/Kc(T1)]=△rUm/R[(T2-T1)/T2T1]Ln[1.60×104/7.90×104]=△rUm/R[(645-600)/645×600]△rUm=-114kJ·mol-1因为Kp=Kc(RT)ΣγB=Kc/RTLn[Kp(T2)/Kp(T1)]=△rHm/R[(T2-T1)/T2T1]所以Ln{[Kc(T2)/(RT2)]/Kc(T1)/(RT1)}=△rHm/R[(T2-T1)/T2T1]Ln[1.60×104×600/7.90×104×645]=△rHm/8.314[(645-600)/645×600]△rHm=-119kJ·mol-1(3)根据公式Ln[k(T1)k(T2)]=(Ea/R)[(T2-T1)/T2T1]对正反应有Ln[k1(T1)k1(T2)]=(Ea,1/R)[(T2-T1)/T2T1]Ea,1=-1.20kJ·mol-1Ln[k-1(T1)k-1(T2)]=(Ea,1/R)[(T2-T1)/T2T1]Ea,-1=113kJ·mol-17.设有下列电池：Pt|Fe2+(a=2.00),Fe3+(a=1.20)||I-(a=0.100)|I2(s)|Pt（1）写出电极反应和电池反应；（2）计算25℃时的电池电动势E;(3)哪一个电极电势较高？已知：E(Fe3+/Fe2+)=0.771V；E(I2/I-)=0.536V解：（1）电极反应（-）Fe2+(a=2.00)===Fe3+(a=1.200)+e-（+）1/2I2(s)+e-===I-(a=0.100)电池反应：Fe2+(a=2.00)+1/2I2(s)====Fe3+(a=1.200)+I-(a=0.100)(2)E=E(+)-E(-)=[E0(I2/I-)+(RT/F)ln(1/aI-)]-[E0(Fe3+/Fe2+)+(RT/F)ln(aFe3+/aFe2+)]=-0.163(3)由于E小于零，故Pt|Fe2+(a=2.00),Fe3+(a=1.20)电极的电势较高。8.利用标准电极电势，计算25℃时Ag2S的溶度积Ksp。已知：EAg2S/Ag=-0.7051;EAg+/Ag=0.7996解：Ag2S(s)====2Ag++S2-Ksp=a2Ag+aS2-=Ka=exp(-△rGm/RT)设计可逆电池Ag|Ag+||S2-|Ag2S(s)|Ag电极反应：（-）极2Ag====2Ag++2e-（+）极Ag2S+2e-===2Ag+S2-电池反应：E=EAg2S/Ag-EAg+/Ag=-0.7051-0.7996=-1.5047(V)△rGm=-zFEKsp=exp(zFE/RT)=1.34×10-519.在101325Pa时，白锡与灰锡在18℃时成平衡，从白锡转变为灰锡的相变热为-2.01kJ·mol-1。试写出下列电池：Sn(s,白)|SnCl2(aq)|Sn(s,灰)的电极反应和电池反应，并分别计算0℃和25℃时的电池电动势E值。设在0～25℃，△rHm、△rSm为常数。解：Sn(s,白)|SnCl2(aq)|Sn(s,灰)电极反应：（-）极Sn(s,白)+2Cl-===SnCl2+2e-（+）极SnCl(aq)+2e-===Sn(s,灰)+2Cl-电池反应Sn(s,白)====Sn(s,会)在18℃时，白锡Sn(s,白)与灰锡Sn(s,会)成平衡，△rGm=0，有△rHm=-2.01kJ·mol-1△rSm=△rHm/T=-2.01×103/291.15=-6.904(J·mol·K-1)0℃时:△rGm=△rHm-T△rSm=-124.17（J·mol-1）△rGm=-zFEE=-△rGm/zF=6.43×10-4(V)25℃时:△rGm=△rHm-T△rSm=48.428（J·mol-1）E=-△rGm/zF=-2.51×10-4(V)10.25℃及101325Pa下，将一可逆电池短路，使有1F的电量通过电池，此时放出的热量恰为该电池可逆操作时所吸收的热量的43倍。在25℃及101325Pa下，改电池的电动势温度系数是0.00014V·K-1。计算：（1）此电池在25℃及101325Pa下的电动势；（2）35℃及101325Pa时的E（308K）。解：（1）可逆电池短路，其热效应为Qp=△rHm；电池可逆热效应为Qr=T△rSm.△rSm=zF(∂E/∂T)p=1×96485×1.4×10-4=13.51(J·mol·L-1)Qr=T△rSm=298.15×13.51=4028.01(J·mol-1)Qp=△rHm=-43×4028.01=-1.732×105(J·mol-1)E=-△rGm/zF=1.836(V)(2)(∂E/∂T)p=0.00014∫dE=∫0.00014dTT2T1E2E1E2-E1=0.00014(T2-T1)E(308K)=E(298K)+0.00014×(308-298)=1.8274(V)11.硝基异丙烷在水溶液中与碱的中和反应是二级反应，其速率常数可用下式表示：lnk=−7284.4T/K+27.383时间以mi