2015物理化学复习题下册.pdf

-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质的浓度 cA、cB大小关系为：A.cA cB;B.cA=cB；3.两个活化能不相同的反应，如t=2t1/2(A)和 t=2t1/2(B)时，A、B 物(C)C.cA cB;D.两者无一定关系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;则电池的电动势：电池的端电压：A.p=0；B.A.相同；B.不相同C.相同；D.不相同C.dlnk1/dT=dlnk2/dT;D.dk2/dT dk1/dT（A）（D）（C）4.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。5.半径为 r，表面张力为，则肥皂泡内、外压力差为 p=2/r;C.p=4/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A.p平 p凹 p凸;B.p凹 p平 p凸;C.p凸 p平p凹;D.A.d/d a20；B.d/d a20；C.d/d a2=0；D.d/d a2 08.纯水的表面张力为，加入溶质后水溶液的表面张力为1（C）（B）p凸 p凹 p平7.若用 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，且，制成水溶液后，221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=0CaCO3(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9.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.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。;D.不能说明有无缺陷计算题：-1.某人工放射性元素放出 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/k-1k=ln2/t1/2=0.693/15=0.0462(min )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 0.1mol HCl，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=kA(式中 A 代表蔗糖)-1（1）k=-(1/t)ln(1-y)=-(1/20)ln(1-32)=0.0193(min)（2）r0=kA0=0.0193 0.300=5.8 10-3(mol dm-3 min-1)rt=kA=0.0193 1-0.32 0.300=3.9 10-3(mol dm-3 min-1)（3）lnA/A0=-kt=-0.0193 40=-0.772A/A0=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/s02003005000.0121NOCl/(mol dm-1)0.020.01590.0144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/NOCl0=kt即：k=(1/t)1/NOCl-1/NOCl0 则：k1=(1/200)(1/0.0159-1/0.02)=0.0645(dmk2=(1/300)(1/0.0144-1/0.02)=0.0648(dmk3=(1/500)(1/0.0121-1/0.02)=0.0653(dm3 mol-1 s-1)mol-1 s-1)33 mol-1 s-1)所得 k 值几乎为一常数，所以反应为二级反应，且-1-1 mol sk=0.065 dm34.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，则半衰期曾为解：n=1+ln(t1/2/t/1/2)/ln(p2 520s。求速率常数。/B,0/p B.0)=1+ln(20/2)/ln(101325/10132.5)=2-15.65时 N O 气相分解的速率常数为及 t1/2。Lnk(353K)/k(338K)=Ea/R(1/Tk(353K)=1.38min-10.292min。活化能为 103.3kJ mol-1,求 80时 k解：先由阿累尼乌斯公式求 80时的 k 值，有：1-1/T 2)-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/KK1/(dm6 mol-2 min-1)K-1/(dm6 mol-2 min-1)试求：（1）这两个温度下反应的平衡常数；反应的活化能6006.63 1058.396456.52 10540.7（2）反应的 Um和 Hm；（3）正向反应和逆向543-1解：（1）Kc(600K)=k1(600K)/k-1(600K)=6.63 10/8.39=7.90 10(dm mol)543-1Kc(645K)=k1(645K)/k-1(645K)=6.52 10/40.7=1.60 10(dm mol )(2)lnKc(T2)/Kc(T1)=r Um/R(T2-T1)/T2T1Ln1.60 104/7.90 104=r Um/R(645-600)/645600 rUm=-114kJ mol-1因为 Kp=Kc(RT)B=Kc/RTLnKp(T2)/Kp(T1)=r Hm/R(T2-T1)/T2T1所以LnKc(T2)/(RT2)/Kc(T1)/(RT1)=r Hm/R(T2-T1)/T2T1Ln1.60104 600/7.90 104 645=r Hm/8.314(645-600)/645 600r Hm=-119kJ mol-1(3)根据公式Lnk(T1)k(T2)=(Ea/R)(T2-T1)/T2T1对正反应有Lnk1(T1)k1(T2)=(Ea,1/R)(T2-T1)/T2T1Ea,1=-1.20kJ molLnk-1(T1)k-1(T2)=(Ea,1/R)(T2-T1)/T2T1-1Ea,-1=113 kJ 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3+2+-E;(3)哪一个电极电势较高？已知：E(Fe /Fe)=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：2+3+-Fe(a=2.00)+1/2I2(s)=Fe(a=1.200)+I(a=0.100)0-2+03+(2)E=E(+)-E(-)=E(I2/I)+(RT/F)ln(1/aI)-E(Fe /Fe)+(RT/F)ln(aFe3+/aFe2+)=-0.1632+3+(3)由于 E 小于零，故 Pt|Fe(a=2.00),Fe(a=1.20)电极的电势较高。25时 Ag2S 的溶度积 Ksp。8.利用标准电极电势，计算已知：E Ag2S/Ag=-0.7051;EAg+/Ag=0.7996+2-解：Ag2S(s)=2Ag+S-2Ksp=aAg+aS2-=Ka=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 Ag S/Ag-E2+Ag/Ag=-0.7051-0.7996=-1.5047(V)rG m=-zFEKsp=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)|SnCl (aq)|Sn(s,灰)2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。电极反应：解：Sn(s,白)|SnCl2(aq)|Sn(s,灰)（-）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-1rSm=rHm/T=-2.010时:103/291.15=-6.904(JmolK-1)rGm=rHm-T rSm=-124.17（Jmol-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)为该电池可逆操作时所吸收的热量的及 101325Pa时的 E（308K）。解：（1）可逆电池短路，其热效应为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）35Qp=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=298.1513.51=4028.01(J mol-1)Qp=rHm=-43 4028.01=-1.732E=-rGm/zF=1.836(V)(2)(?E/?T)p=0.00014 105(J mol-1)E2T2dE=E1T10.00014dT-E2-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：7284.4+27.383lnk=-T/K时间以 min 为单位，浓度单位用（1）计算反应的活化能。mol dm-1表示。（2）在 283K 时，若硝基异丙烷与碱的浓度均为0.008 mol dm-1，求反应的半衰期。解：（1）dlnk/dT=Ea/RT2Lnk=-7284.4/T+27.383由 lnk=-7284.4 +27.383T/K2dlnk/dT=7284.4/TEa=7284.4 8.314=605.6kJ(2)lnk=-7284.4/283+27.383=1.643 k=5.171t=1/(kc )=1/(5.171 0.008)=24.17min1/2012.试为下述反应设计一个电池2+-Cd s+I2 s =Cd aCd2+=1.0 +2I(aI-=1.0)求电池在 298K 时的 E，反应 rGm 和平衡常数 K a，如将反应写成：111-(aI-=1.0)Cd s+I2 s =Cd2+aCd2+=1.0 +I222再计算 E，反应 rGm 和平衡常数K a，从此了解反应方程式的写法对这些数值的影响。已知：E(I-/I2)=0.5355V;E（Cd2+/Cd）=-0.4029V-1解：Cd(s)|Cd2+(a=1.0)|I-(a=1.0)|I2(s)|PtE=E(I-/I2)-E（Cd2+/Cd）=0.5355-(-0.4029)=0.9384VrG m=-zFE=-2 96500 0.9384=-181.1kJmol Ka=EXP(-rG m/RT)=5.56 1031当反应写成1Cd s +1I2 s =1-Cd aCd2+=1.0 +I(aI-=1.0)2+222E=E(I-/I2)-E（Cd2+/Cd）=0.5355-(-0.4029)=0.9384V-1rG m=-zFE=-1 96500 0.9384=-90.55kJmol Ka=EXP(-rG m/RT)=7.457 101513.设计一个电池，使其中进行下述反应2+3+2+aAg+=Ag s +Fe(aFe3+)FeFea+Ag（1）写出电池的表示式。（2）（3）计算上述电池反应在 298K，反应进度为 1mol 时的平衡常数 K a。若将过量研磨细的银粉加到浓度为0.05mol kg-1的 Fe(NO3)3溶液中，求当反应1）？达到平衡后 Ag+的浓度为多少（设活度系数均等于已知：E(Ag+/Ag)=0.7991V；E（Fe3+/Fe2+）=0.771V解：（1）Pt|Fe2+，Fe3+|Ag+|Ag(s)(2)E=E(Ag+/Ag)-E（Fe3+/Fe2+）0.7991-0.771=0.0281V-1rG m=-zFE=-96500 0.0281=-2711.65 J molK a=EXP(-rG m/RT)=2.988(3)Fe00aFe +Ag aAg0.050.05-22+2+=Ag s +Fe3+(aFe3+)K a=（aAgaFe3+）/(aFe2+aAg+)=(0.05-)/cAg+=0.0442 mol kg-1-