2012-2013学年第二学期《物理化学(下)》期末试卷B答案-2

2012～2013学年第二学期化学与材料学院10级应用化学专业《物理化学（下）》期末试卷B答案注意事项：考生信息必须填入信息栏内指定位置。题号一二（1）二（2）三（1）三（2）三（3）三（4）四总分复核人得分评卷人一、选择题（共20题,每题2分,共40分）1.下列电解质溶液中，离子平均活度系数r±最小的是（设浓度均为0.01mol·kg-1）（D）A.ZnSO4B.CaCl2C.KClD.LaCl32.298K时,电池Ag(s)|AgI(s)|KI(0.02mol·kg-1,γ±=0.905)||KOH(0.05mol·kg-1,γ±=0.820)|Ag2O(s)|Ag(s)的电动势为0.456V，当电池反应进行至电子传输量为1mol时，这时电池反应的平衡常数为（C）A.5.16×107B.1.9×10-8C.1.17×108D.1.22×1093.25℃，将含有Fe2+和Fe3+的水溶液与Fe粉一起振荡，使其达平衡，求出K=[Fe2+]3[Fe3+]-2=8.98×1040，其φө(Fe2+|Fe)=-0.4402V，则下列答案正确的是：（C）A.φө(Fe3+|Fe2+)=0.771V，φө(Fe3+|Fe)=0.3308VB.φө(Fe3+|Fe2+)=1.6514V，φө(Fe3+|Fe)=0.8439VC.φө(Fe3|Fe2+)=0.771V，φө(Fe3+|Fe)=-0.0365VD.φө(Fe3+|Fe2+)=1.6514V，φө(Fe3+|Fe)=-0.0365V4.对于混合电解质溶液中，下列表征导电性的量中不具有加和性的是（A）A.电导B.电导率C.摩尔电导率D.极限摩尔电导率5.丹聂耳电池（铜－锌电池）在充电和放电时锌电极被称为（C）A.负极和阴极B.正极和阳极C.负极和阳极D.正极和阴极6.某一反应在有限时间内可完全反应，所需时间为co/k，该反应级数是（A）A.0级B.一级C.二级D.三级7.某反应速率常数k=2.31×10-2mol-1·dm3·s-1，反应起始浓度1.0mol·dm-3，则其反应半衰期是（A）A.43.29sB.15sC.30sD.21.65s8.乙酸高温分解时，实验测得CH3COOH（A）、CO（B）、CH=CO（C）的浓度随时间的变化曲线如图所示，由此可以断定该反应是（C）A.基元反应B.对峙反应C.平行反应D.连串反应9.为了测定吸附剂的比表面，要求吸附剂和吸附质之间最好的情况是什么？（A）A.只有物理吸附B.只有化学吸附C.既有物理又有化学吸附D.没有吸附10.关于绝对反应速率理论的叙述中，不正确的是（D）A.反应分子组实际经历途径中每个状态的能量都是最低B.势能垒是活化络合物分子在马鞍点的能量与反应物分子的平均能量之差C.活化络合物在马鞍点的能量最高D.反应分子组越过马鞍点后可能返回始态11.体温计打碎后，落在水泥地面上的水银基本呈球形，这说明（D）A.r汞+r汞-水泥地面r水泥地面B.r汞r水泥地面C.r汞r水泥地面D.r汞+r汞-水泥地面r水泥地面12.某温度压力下，有大小相同的水滴、水泡和气泡，其气相部分相同，见图，它们三者表面Gibbs自由能大小是（B）A.Ga=GcGbB.Ga=GbGcC.GaGbGcD.Ga=Gb=Gc13,下列摩尔浓度相同的各物质的稀水溶液中，哪一种溶液的表面发生负吸附？（A）A.硫酸B.己酸C.硬脂酸D.苯甲酸14.一根毛细管插入水中，液面上升的高度为h，若在水中加入少量的NaCl后，这时毛细管中液面上升的高度为（C）A.等于hB.小于hC.大于hD.无法确定考生信息栏院（系）班级姓名学号………………………………………………装……………………订……………………线……………………………………15.有机液体与水形成W/O型还是O/W型乳状液与乳化剂的HLB值有关，一般是（C）A.HLB值大，易形成W/O型B.HLB值小，易形成O/W型C.HLB值大，易形成O/W型D.HLB值小，不易形成W/O型16.将不同蛋白质分子分离，工业上通常采用的方法是利用溶胶性质中的（A）A.电泳B.电渗C.沉降D.扩散17.对于AgI水溶胶，当以KI为稳定剂时，其结构式可以表示为：[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·xK+，则被称为胶核的是指（C）A.(AgI)m·nI-B.[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-C.(AgI)mD.[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·xK+18.对于Donnan平衡，下列说法正确的是（A）A.膜两边同一电解质化学势相同B.膜两边带电粒子的总数相同C.膜两边同一电解质浓度相同D.膜两边的离子强度相同19.胶体粒子的Zeta电势是指（D）A.固体表面处与本体溶液之间的电势差B.扩散层处与本体溶液之间的电势差C.紧密层、扩散层分界处与本体溶液之间的电势差D.固液之间可以相对移动处与本体溶液之间的电势差20.使用瑞利(Reyleigh)散射光强度公式，下列问题中可以解决的是（A）A.溶胶粒子的大小B.溶胶粒子的形状C.散射光的振幅D.散射光的波长二、简答题（共两题，每题5分，共10分）1.等体积的0.10mol.dm-3KCl和0.08mol.dm-3的AgNO3溶液混合以制成AgCl溶胶。写出并注明AgCl溶胶的胶团结构。答:KCl过量，作稳定剂（1分）胶团：[(AgCl)m·nCl-·(n-x)K+]x-·xK+（2分）胶粒：[(AgCl)m·nCl-·(n-x)K+]x-（1分）胶核：(AgCl)m（1分）2.为什么小晶粒的熔点比大块的固体的熔点低，而溶解度却比大晶粒大？答:根据开尔文公式,RRTMpp20,小晶粒比大晶粒有更高的附加压力，它的化学势相对较高，所以小晶粒的熔点比大块的固体的熔点低，而溶解度却比大晶粒大。三、计算题（每题10分；共四题）40%1.298K时，浓度为0.01mol·dm-3的CH3COOH溶液在某电导池中测得其电阻为2220Ω，已知该电导池常数Kcell=36.7m-1。Λ∞m(H+)=3.4982×10-2S·m2·mol-1，Λ∞m(CH3COO-)=0.409×10-2S·m2·mol-1，纯水的电导率为1.496×10-4S·m-1，试求在该条件下CH3COOH的解离度和平衡常数Kө。解：κ(溶液)=Kcell/R=36.7/2220=1.65315×10-2S·m-1（2分）κ(CH3COOH)=κ(溶液)-κ(水)=1.65315×10-2-1.496×10-4=1.6382×10-2S·m-1（1分）Λm(CH3COOH)=κ(CH3COOH)/c(CH3COOH)=1.6382×10-2/(0.01×103)=1.6382×10-3S·m2·mol-1（2分）Λ∞m(CH3COOH)=Λ∞m(H+)+Λ∞m(CH3COO-)=3.4982×10-2+0.409×10-2=3.9072×10-2S·m2·mol-1（1分）α=Λm(CH3COOH)/Λ∞m(CH3COOH)=1.6382×10-3/3.9072×10-2=4.193×10-2（2分）Kө=(c/cө)α2/(1-α)=0.01×(4.193×10-2)2/(1-4.193×10-2)=1.766×10-5(2分)2.25℃时有一原电池Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(a=1)||Cu2+(a=0.01)|Cu(s)。（1）写出电极反应和电池反应式；（2）计算该原电池在的电动势E；（3）原电池反应的吉布斯函数变ΔrGm和标准平衡常数Kө各为多少？已知：φө(Cu2+|Cu)=0.3402V，φө(AgCl|Ag|Cl-)=0.2223V。解：（1）阳极反应：2Ag(s)-2e-+2Cl-(aq)→2AgCl(s)(1分)阴极反应：Cu2++2e-→Cu(s)（1分）电池反应：2Ag(s)+2Cl-+Cu2+→Cu(s)+2AgCl(s)(1分)（2）Eө=φө(Cu2+|Cu)-φө(AgCl|Ag|Cl-)=0.3402-0.2223=0.1179V(1分)E=Eө+]Cu[]Clln[22-nFRT=0.1179+V05874.0)01.01ln(5.96484215.298314.82(2分)（3）n=2,∆rGm=-nEF=-2×96484.5×0.05874=-11.335kJ·mol-1(2分)Kө=exp(-nEөF/RT)=exp[15.298314.8)2223.03402.0(2]=9683.5（2分）息考生信栏院（系）班级姓名学号………………………………………………装……………………订……………………线……………………………………3.25℃时，AgBr(s)的溶度积Kspө=4.09×10-14，φө(Ag+|Ag)=0.799V，φө(Br2|Br-)=1.09V，计算25℃时：（1）φө(AgBr|Ag|Br-)=？(2)AgBr(s)的标准生成吉布斯自由能∆fGөm。解：(1)设计如下电池：Ag(s)│Ag+(aq)║Br-(aq)│AgBr(s)│Ag(s)(1.5分)阳极反应：Ag(s)-e-→Ag+(aq)(0.5分)阴极反应：AgBr(s)+e-→Ag(s)+Br-(aq)(0.5分)电池反应：AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)(0.5分)Eө=RT/nFlnKspө=8.314×298.15/96484.5ln4.09×10-14=-0.792V(1分)Eө=φө(AgBr|Ag|Br-)-φө(Ag+|Ag)=-0.792，φө(AgBr|Ag|Br-)=-0.792+0.799=0.007V(1分)（2）设计如下电池：Ag(s)│AgBr(s)│Br-(aq)│Br2(g)│Pt(s)(1.5分)阳极反应：Ag(s)+Br-(aq)-e-→AgBr(s)(0.5分)阴极反应：Br2(l)+e-→Br-(aq)(0.5分)电池反应：Ag(s)+Br2(l)AgBr(s)(0.5分)Eө=φө(Br2|Br-)-φө(AgBr|Ag|Br-)=1.09-0.007=1.083V(1分)∆fGөm=-nEөF=-1×1.083×96484.5=-104.49kJ·mol-1(1分)4.气相反应2A(g)+B(g)→C(g)的速率方程为−dpB/dt=kpApB。（a）在300K下，将nA/nB=2/1的混合气通入抽空密闭容器中，起始总压为40.0kPa，50秒后系统的总压为26.7kPa，计算速率常数k与150秒后系统的总压。（b）若将nA/nB=2/1的混合气通入抽空密闭容器中，起始总压仍为40.0kPa，试计算要求系统的总压变为26.7kPa需时为25秒时系统的反应温度。已知反应活化能Ea＝20.00kJ·mol-1。解：(a)2A(g)+B(g)→C(g)t=0，kPa2p0p00(0.5分)t=t，kPa2p0-2pcp0-pcpc(0.5分)p起始=3p0=40.0kPa，p0=40.0/3kPa(1分)p=3p0-2pc，2pc=(40.0-26.7）=13.3kPa，pc=6.65kPa(1分)−dpB/dt=kpApB，−d(p0-pc)/dt=k(2p0-2pc)(p0-pc)=2k(p0-pc)2（1分）−dpB/dt=2kpB2→1/pB−1/p0=2kt（1分）t=50s，1/(40/3−6.65)−3/40=2×50k，3/(40−6.65×3)−3/40=2×50k，k=7.4626×10-4kPa-1·s-1（1分）t=150s，1/pB−3/40=2×150×7.4626×10-4，pB=3.346kPa，pc=9.987kPa，p=20.025kPa（1分）（b）p=3p0-2pc=26.7kPa，pc=6.65kPa，1/(40/3-6.65)−3/40=2×25k，k=0.001493kPa-1·s-1（1分）)13001(ln300TREkkaT，