福州大学历届物化试题

物理化学试卷（A）41.5分(6698)有一吹肥皂泡装置，下端连有一个一端通大气的U型水柱压力计，当肥皂泡的直径是5×10-3m时，压力计水柱高度差为2×10-3m，试计算该肥皂液在直径为1×10-4m的毛细管中的升高值。设皂液对毛细管壁完全润湿，且密度与水相同。41.5分(6698)[答]ps=2×2/R'=gh=0.01225N·m-1(3分)h=2cos/gR2=0.05m(2分)135.5分(7035)在298.15K时，苯蒸气在石墨上吸附服从Langmuir吸附等温式。当苯蒸气压力为760Pa时，石墨表面覆盖率=0.5，求苯蒸气在石墨表面上的吸附系数a。135.5分(7035)[答]1apap将=0.5p=760Pa代入解得a=0.001315Pa-1（5分）7.10分(4813)298K时,以Pt为阳极,Fe为阴极,电解浓度为1mol·kg-1的NaCl水溶液(活度系数为0.66)。设电极表面有H2(g)不断逸出时的电流密度为0.1A·cm-2,Pt上逸出Cl2(g)的超电势可近似看作零。若Tafel公式为=a+blg(j/1A·cm-2),且Tafel常数a=0.73V,b=0.11V,(Cl2/Cl-)=1.36V，请计算实际的分解电压。7.10分(4813)[答]E理论=+－-=[(Cl2/Cl-)－RTFln(Cl-)]－[((H+/H2)+RTFln(H+))=1.36-0.01-831429896500.ln10-7=1.76V(3分)阴=a+blgj=0.73+0.11×lg0.1=0.62V(2分)阳=0(2分)E分解=E理论+阴+阳=2.38V(3分)213.10分(4710)有电池Hg(l)|Hg22+(a1)||Hg22+(a1),Hg2+(a2)|Pt。(1)写出电池反应式；(2)计算电池的标准电动势。已知2+2Hg|Hg(l)和Hg2+|Hg(l)的标准电极电势分别为0.798V和0.854V。(3)求电池反应的平衡常数。213.10分(4710)(1)Hg(l)+Hg2+(a2)→Hg22+(a1)（3分）(2)E=E(Hg2+|Hg22+)–E(Hg22+|Hg)E(Hg2+|Hg22+)=2E(Hg2+|Hg)–E(Hg22+|Hg)=(2×0.854–0.798)V=0.910VE=(0.910–0.798)V=0.112V（4分）(3)电池反应中电子得失为1，K=exp(zEF/RT)=78.4（3分）18.10分(5319)纯BHF2被引入292K恒容的容器中，发生下列反应：6BHF2(g)─→B2H6(g)+4BF3(g)不论起始压力如何，发现1h后，反应物分解8%，求：(1)反应级数；(2)计算速率常数；(3)当起始压力是101325Pa时，求2h后容器中的总压力。18.10分(5319)[答](1)因t(8%)与初始浓度无关，所以这是一级反应(3分)(2)11ln1kty=0.083h-1(3分)(3)6BHF2(g)─→B2H6(g)+4BF3(g)t=0p000t=tp1/6(p0-p)4/6(p0-p)ln(p0/p)=kt得p=85.8kPap总＝p+1/6(p0-p)+4/6(p0-p)=98.7kPa(4分)44.10分(6159)NO高温均相分解是二级反应，反应为：2NO(g)N2(g)+O2(g)，实验测得1423K时速率常数为1.843×10-3dm3·mol-1·s-1，1681K时速率常数为5.743×10-2dm3·mol-1·s-1。求：(1)反应活化熵≠Sm$，活化焓≠Hm$；(2)反应在1500K速率常数。已知：玻耳兹曼常数kB=1.3806×10-23J·K-1，普朗克常数h=6.6262×10-34J·s。44.10分(6159)[答]由T1，T2和k1，k2的数据得Ea=265.1kJ·mol-1A=9.94×106dm3·mol-1·s-1k(1500K)=5.82×10-3dm3·mol-1·s-1所以≠Hm$=Ea-2RT=239.3kJ·mol-1（T取平均温度）A=(kBT/h)e2exp(≠Sm$/R)得≠Sm$=-141.3J·K-1·mol-1(c=1mol·dm-3)(各2分)物理化学试卷（B）31.10分(3824)在298K时BaSO4的饱和水溶液的电导率是4.58×10-4S·m-1，所用水的电导率是1.52×10-4S·m-1。求BaSO4在水中饱和溶液的浓度（单位：mol·dm-3）和溶度积。已知298K无限稀释时½Ba2+和½SO42的离子摩尔电导率分别为63.6×10-4S·m2·mol-1和79.8×10-4S·m2·mol-1。31.10分(3824)[答]k(BaSO4)=k（溶液）－k（水）＝3.06×10-4S·m-1(2分)m(BaSO4)=2m(½Ba2+)+2m(½SO42)=0.02868S·m2·mol-1(4分)c(BaSO4)=k/m=1.7×10–5mol·dm-3(2分)Ksp=c(Ba2+)/c×c(SO42)/c=1.14×10-10(2分)7.10分(4186)已知反应Ag(s)+12Hg2Cl2(s)→AgCl(s)+Hg(l),在298K时，有如下数据：物质Ag(s)Hg2Cl2(s)AgCl(s)Hg(l)fHm/kJ·mol-10-264.93-127.03Sm/J·K-1·mol-142.55195.896.277.4(1)将反应设计成电池并写出电极反应；(2)计算298K时的电动势E和温度系数pTE)(；(3)计算可逆热效应QR与恒压反应热Qp二者之差值。7.10分(4186)[答]Ag(s)+AgCl(s)|Cl–(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)(1)(-)Ag(s)+Cl--e-→AgCl(s)(+)1/2Hg2Cl2(s)+e-→Hg(l)+Cl-（3分）(2)rHm=[-127.03–12(-264.93)]kJ·mol-1=5.435kJ·mol-1rSm=[(77.4+96.2)–(195.8×1/2+42.55)]J·K-1·mol-1=33.15J·K-1·mol-1rGm=rHm-TrSmJ·mol-1E=E=-rGm/zF=0.046V（3分）pTE)(=rSm/zF=3.43×10-1V·K-1（2分）(3)QR=TrSm，Qp=rHm，QR-Qp=4.44kJ（2分）222.10分(5730)ClCOOCCl3热分解反应，ClCOOCCl3(g)→2COCl2(g)是一级反应，一定量ClCOOCCl3迅速引入一个553K的容器中，经454s，测得压力2.475kPa，经过极长时间后压力为4.008kPa，此实验在578K时重复一次，经过320s后，测得压力2.838kPa，求此分解反应活化能Ea。222.10分(5730)[答]令p(COCl2)=px则p(ClCOOCCl3)=pt=p0-pxT1=535K时，k1=1/t1×ln(p0/pt)=5.9×10-4s-1(3分)T2=578K时，k2=1/t2×ln(p0/pt)=2.84×10-3s-1(3分)Ea=RT2T1/(T2-T1)×ln(k2/k1)=167kJ·mol-1(4分)82.10分(5420)298K时，N2O5(g)分解反应半衰期t12为5.7h,此值与N2O5的起始浓度无关,试求：(甲)该反应的速率常数；(乙)作用完成90％时所需时间。82.10分(5420)[答](甲)对一级反应k＝ln2/t12＝0.1216h-1(5分)(乙)ln[1/(1-y)]＝kt,y=0.90t＝(1/k)ln[1/(1-y)]＝18.94h(5分)149.5分(7094)用活性炭吸附CHCl3，符合Langmuir吸附等温式，在273K时，饱和吸附量为0.0938m3·kg-1。已知CHCl3的分压为13.4kPa时的平衡吸附量为0.0825m3·kg-1.试计算：(a)Langmuir吸附等温式中的常数a；(b)CHCl3的分压为6.67kPa时的平衡吸附量。149.5分(7094)[答](1)V/Vm=ap/(1+ap)a=5.45×10-4Pa-1(3分)(2)V=Vm×ap/(1+ap)=0.0736m3·kg-1(2分)物理化学练习题33.10分(4912)有电池Pt│Cl2(p)│HCl(0.1mol·kg-1)│AgCl(s)│Ag,已知AgCl在25℃时的标准生成焓为-127.03kJ·mol-1，Ag，AgCl和Cl2(g)在25℃时的标准熵依次为：41.95，96.10和243.86J·K-1·mol-1。试计算25℃时:(A)电池电动势；(B)电池可逆操作时的热效应；(C)电池的温度系数；(D)AgCl的分解压力。33.10分(4912)[答](1)负极：Cl-→(1/2)Cl2(p)+e-正极：AgCl(s)+e-→Ag(s)+Cl-电池反应：AgCl(s)→Ag(s)+(1/2)Cl2(p)(1分)Gm$=Hm$-TSm$=106.83kJ·mol-1(2分)E=-Gm$/zF=-1.107V(1分)(2)Q可逆=TSm$=20.198kJ·mol-1(2分)(3)(E/T)p=Sm$/zF=7.02×10-4V/K(2分)(4)lnK=-Gm$/RT=-43.12p(Cl2)=3.57×10-33Pa(2分)169.10分(4647)298K时，测得下列电池的电动势E=1.136V，Ag│AgCl(s)│HCl(aq)│Cl2(p)│Pt在此温度下，(Cl2/Cl-)=1.358V，(Ag+/Ag)=0.799V.请计算：AgCl(s)的标准生成吉布斯自由焓fGm$，活度积Ksp。169.10分(4647)[答]电池反应：Ag(s)+1/2Cl2(p)─→AgCl(s)E=(Cl2/Cl-)-(AgCl/Ag)得(AgCl/Ag)=0.222V(4分)设计电池Ag│AgCl(s)│HCl(aq)‖Ag+│Ag电池反应Ag++Cl-─→AgCl(s)(2分)fG(AgCl)=-zEF=-1×1.136×F=-109.6kJ·mol-151.10分(4957)298K时,p压力下,以Pt为阴极,电解含FeCl2(0.01mol·kg-1)和CuCl2(0.02mol·kg-1)的水溶液.若电解过程中不断搅拌,并设超电势可略去不计,试问：(1)何种金属先析出?(2)第二种金属析出时至少需施加多大电压?(3)当第二种金属析出时,第一种金属离子浓度为多少?已知：(Fe2+/Fe)=-0.44V,(Cu2+/Cu)=0.337V,(Cl2/Cl-)=1.36V51.10分(4957)[答](1)(Fe2+/Fe)=(Fe2+/Fe)+(RT/2F)ln(Fe2+)=-0.499V(2分)(Cu2+/Cu)=(Cu2+/Cu)+(RT/2F)ln(Cu2+)=0.287V(2分)所以Cu先析出(2)(Cl2/Cl-)=(Cl2/Cl-)-(RT/F)ln(Cl-)=1.43VE=阳-阴=1.93V(4分)(3)(Cu2+/Cu)=(Cu2+/Cu)+(RT/2F)ln(Cu2+)=-0.499V∴m(Cu2+)(Cu2+)m=5.7×10-29mol·kg-1(2分)183.10分(5602)已知对峙反应k-1k12NO(g)+O2(g)2NO2(g)在不同温度下的k值为:T/Kk1/(mol-2·dm6·min-1)k-1/(mol-1·dm3·min-1)6006.63×1058.396456.52×10540.4试计算:(甲)不同温