2012物理化学复习1-考研试题文档资料系列.doc

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1、一、选择题1. 下面哪点不能用以衡量液体在固体表面上的润湿程度？ ( ) (A) 固、液两相相接后物系表面自由能降低的程度 (B) 固体在液体中的分散程度 (C) 测定接触角的大小（对于固体具有光滑平面时） (D) 测定润湿热的大小（对于固体粉末） 1. (6957) 答 (B) 2. 如果臭氧 (O3) 分解反应 2O3 3O2的反应机理是： O3 O + O2 (1) O + O3 2O2 (2) 请你指出这个反应对 O3而言可能是： ( ) (A) 0 级反应 (B) 1 级反应 (C) 2 级反应 (D) 1.5 级反应 2. 答 (B) -dO3/dt = k1O3+ k2OO3dO

2、/dt = k1O3+k2OO3 =0 O = k1/k2-dO3 /dt = k1O3 + (k2k1/k2)O3 = 2k1O33. 电池中使用盐桥的作用是：（ ）(A) 使电池变成无液体接界的可逆电池 (B) 基本消除电池中的液体接界电势 (C) 消除电池中存在的扩散现象 (D) 使液体接界电势为零 3. 答 (B)4. 浓度为m的Al2(SO4)3溶液中，正负离子的活度系数分别为g+和g-，则平均活度系数 g 等于： （ ）(A) (108)1/5 m (B) (g+2g-3)1/5 m (C) (g+2g-3)1/5 (D) (g+3g-2)1/54. 答 (C)Mv+ Av- =

3、v+Mz+ + v- Az- a = (a+v+.a-v- )1/v 5. 已知氧(O2)的解离能为 491.53 kJmol-1, 氧原子在清洁的W 表面上进行化学吸附时放热 543.92 kJmol-1, 则氧在 W 表面上发生解离吸附时吸附热为多少? ( ) (A) 491.53 kJmol-1 (B) 543.92 kJmol-1 (C) 596 kJmol-1 (D) 721 kJmol-1 5. 2 分 (7117) 答 (C) O2 2O 491.53 kJ.mol-12O + 2W 2O-W 2(-543.92) kJ.mol-1O2 + 2W 2O-W -596.31 kJ.

4、mol-16. CaCl2 摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是： ( ) (A) L(CaCl2) = lm(Ca2+) + lm(Cl-) (B) L(CaCl2) = lm(Ca2+) + lm(Cl-) (C) L(CaCl2) = lm(Ca2+) + 2lm(Cl-) (D) L(CaCl2) = 2 lm(Ca2+) + lm(Cl-) 6. 2 分 (3806) 答 (C) 物质基本单元 CaCl2, Ca2+, Cl- L(CaCl2) = k/c(CaCl2) L(1/2CaCl2) = k/2c(1/2CaCl2) L(CaCl2)=2L(1/2CaCl2)7. 25时

5、，Lm(LiI)、lm(H+)、Lm(LiCl) 的值分别为 1.1710-2，3.5010-2 和 1.1510-2 Sm2mol-1。 LiCl 中的 t+为 0.34，当假设其中的电解质完全电离时， HI 中的 t+为 ： （ ） (A) 0.18 (B) 0.82 (C) 0.34 (D) 0.66 7. 答 (B) HI = H+ + I- = H+ + I- + Li+ - Li+ + Cl- - Cl-= LiI LiCl + H+ + Cl- Lm(LiCl)(1-t+) = lm(Cl-)Lm(HI) = Lm(LiI) -Lm(LiCl) +lm(H+) + lm(Cl-)

6、 = 1.17 1.15 + 3.5 +(1-t+)1.15 t+(HI) = 3.5/ 1.17 1.15 + 3.5 +(1-t+)1.15 = 0.828.在CuSO4溶液中用铂电极以0.1 A的电流通电10 min，在阴极上沉积的铜的质量是： （ ）(A) 19.9 mg (B) 29.0 mg(C) 39.8 mg (D) 60.0 mg8. 答 (A)Q= nzF nB =Q/zF mB =QMB/zF M(Cu)= 63.55m = 0.1*60*10*63.55 /(2 * 96500) =19.8 mg10. 溶胶（憎液溶胶）在热力学上是： ( ) (A) 不稳定、可逆的体系

7、 (B) 不稳定、不可逆体系 (C) 稳定、可逆体系 (D) 稳定、不可逆体系 10. 答 (B) 11. 反应 2A P 为二级反应，其半衰期： ( ) (A) 与 A0无关 (B) 与 A0成正比 (C) 与 A0成反比 (D) 与 A成反比 A0为反应物 A 的起始浓度。 11. 答 (C) t0.5 = 1/kA0 12. 25时，电池反应 Ag + Hg2Cl2= AgCl + Hg 的电池电动势为 0.0193V，反应时所对应的 DrSm为 32.9 JK-1mol-1，则电池电动势的温度系数 (E/T ) 为： ( ) (A) 1.7010-4 VK-1 (B) 1.1010-6

8、 VK-1 (C) 1.0110-1 VK-1 (D) 3.4010-4 VK-1 12. 答 (D) (E/T ) =DrSm /zF = 32.9/96500=3.4010-4 VK-1DrSm =zF(E/T )DrGm =zFEDrHm = -zFE/T+zF (E/T )二、填空题 ( 共 8题 15分 )13. 界面吉布斯自由能和界面张力的相同点是 不同点是 。13. 答 量纲和数值相同；物理意义和单位不同。 14. 用 NH4VO3和浓 HCl 作用，可制得稳定的 V2O5溶胶，其胶团结构是： 。14. 答 (V2O5)mnVO,(n-x)NHx-xNH15. 2NO + O2

9、2NO2 的反应机理拟定为： 2NO N2O2 (达到平衡，平衡常数为 K1) N2O2+ O2 2NO2 (慢，速率常数为 k2) 总包反应对 O2是 级；对 NO是 级。 15. 答 总包反应对 O2 是 1 级, 对NO是2 级 K1=N2O2/NO2r2 =k2N2O2O2 = k2K1NO2O216. 298 K 时,已知 f$ (Fe3+,Fe2+)= 0.77 V, f$ (Sn4+,Sn2+)= 0.15 V,将这两个电极排成自发电池时的表示式为_, E $=_。 16. 答 PtSn4+,Sn2+Fe3+,Fe2+Pt E$0.62 V 17. 已知25下列各物质的无限稀释摩

10、尔电导率L(HAc)=390.7210-4 Sm2mol-1, L(NaAc) = 91.0110-4 Sm2mol-1, L(NaCl)=126.4510-4 Sm2mol-1。 氢离子的无限稀时的离子淌度 U0= 36.210-8 m2s-1-1。则 HCl 溶液中 H+的无限稀释时的迁移数t ( H+) = _ 。 17. 答 0.82 L(HCl) =L (HAc) + L(NaCl) L(NaAc)t ( H+) =L (H) /L (HCl) = U0F/L(H Cl) = 36.2E-8*96500 / (390.72+126.45 -91.01)E-4 = 0.8218. 30

11、0 K 时，水的表面张力g = 0.0728 Nm-1，密度r 为 0.9965103 kgm-3。在该温度下，一个球形水滴的饱和蒸气压是相同温度平面水饱和蒸气压的2倍，这个小水滴的半径是 _。 18. 答 r = 1.5210-9 m RTln(p/p0) = 2gM /r r 8.314*300 ln2 = 2*0.0728*18/(0.9965E3 *r)19. 对于AgI的水溶胶, 当以AgNO3为稳定剂时, 如果x 电势为0, 即等电态时的胶团结构为:_。 19. 答 (AgI)mnAg+n NO 等电态: 胶体所带净电荷为零。 20. 氧气在某固体表面上的吸附，温度 400 K 时

12、进行得较慢，但在 350 K 时进行得更慢，这个吸附过程主要是化学吸附还是物理吸附？ 20. 答 化学吸附 三、计算题 ( 共 5题 45分 )21. 10 分 (5420) 298 K时，N2O5(g)分解反应半衰期 t为 5.7 h, 此值与N2O5的起始浓度无关, 试求： (1) 该反应的速率常数 (2) 作用完成 90时所需时间 。 21. 答(1) 对一级反应 k ln2/t0.1216 h-1 (5分) (2) ln 1/(1-y)kt , y=0.90 t(1/k) ln1/(1-y)18.94 h (5分) 由电泳实验测得Sb2S3溶胶在电压为210V，两极间距离为38.5cm

13、时，通电36min12s，引起溶胶界面向正极移动3.2cm，已知介质的介电常数为8.8910-9F m-1，粘度为0.001Pa s，计算此溶胶的电动电势。22. 10 分 23. 用Pt做电极电解SnCl2水溶液, 在阴极上因H2有超电势故只析出Sn(s), 在阳极上析出O2, 已知a=0.10, a =0.010, 氧在阳极上析出的超电势为0.500 V, 已知： f$ (Sn2+/Sn) =-0.140 V, f $ (O2/H2O) =1.23 V。 (1) 写出电极反应, 计算实际分解电压 (2) 若氢在阴极上析出时的超电势为0.500 V, 试问要使a降至何值时, 才开始析出氢气?

14、 23. 答 (1) 阴极: Sn2+2e- Sn(s) 阳极: H2O -2e- O2(g) +2H+ f阴=f $ (Sn2+/Sn) +(RT/2F)lna (Sn2+) = -0.170 V f阳=f $ (O2/H2O)+(RT/2F)lna 2(H+)+h (O2) =1.612 V E(分解)=f阳-f阴 =1.78 V (2) 当H2析出时 f (H+/H2)-h (H2)=f (Sn2+/Sn) (RT/F)lna(H+)-h (H2)= f $ (Sn2+/Sn) +(RT/2F)lna (Sn2+) a (H+) =0.01 h (H2)=0.5 f$ (Sn2+/Sn)

15、 =-0.140 Va (H+) =0.01+0.1-a (Sn2+)2 a (Sn2+)a (H+) =0.21 = a (Sn2+) =2.910-14 24.试为下述反应设计一电池 Cd(s) + I2(s) Cd2+(a=1) + 2I-(a=1) 求电池在 298 K 时的 E$，反应的 DrG 和平衡常数 K$。 已知： f $ (I2/I-)= 0.5355 V， f$ (Cd2+/Cd) = -0.4029 V 24. 答 Cd(s)Cd2+(a=1)I-(a=1)I2(s) (3分) Eq=(f+)$- (f-)$) = 0.9384 V (2分) DrG= -zE$F =

16、-181.1 kJmol-1 (2.5分) K$= exp(-DrG/RT) = 5.5610 31 (2.5分) 25. Langmuir 吸附等温式 q = ap/(1 + ap)，式中 a 是吸附作用的平衡常数(也叫吸附系数)，q 是表面遮盖率。现测得在 273 K 时， CO 在活性炭上的吸附数据如下： p / Pa1333226664399965332866660V / cm310.218.625.531.436.9活性炭质量为 3.02210-3 kg，V为吸附体积（已换算到标准状态），试求固体表面铺满单分子层时的吸附体积 (Vm)。 25. 5 分 p/V = 1/aVm + p

17、/Vm 以 p/V p 作图得一直线，斜率为 0.0094 cm-3 (3分) Vm=1/斜率 = 106.3 cm3 (2分) 四、问答题 ( 共 2题 20分 )26. 今研究金属离子M2+与四苯基卟啉(H2TPP)在水溶液中生成金属卟啉的动力学，拟定了如下反应历程：H2TPPTPP2- + 2H+ ，TPP2- + 2H+H2TPP ， M2+ + TPP2-MTPP（1） 请写出该反应的总反应方程；（2） 求MTPP生成反应速率方程；（3） 在什么条件下对H2TPP为一级反应？26. 1 H2TPP MTPP + 2H+ 2 r = dMTPP/dt = k3M2+TPP2-k1H2T

18、PP=k2TPP2-H+2TPP2- =k1H2TPP/k2H+2r = (k3 k1 /k2 ) M2+ H2TPP / H+2H+= ?稳态近似：dTPP2- /dt = k1H2TPP - k2TPP2-H+2 -k3M2+TPP2-=0TPP2-=k1H2TPP /k2H+2 +k3M2+r = k1k3M2+H2TPP/(k2H+2+k3M2+) 当H+一定，且k3M2+k2H+2时 r =k1H2TPP 27.活化焓（）与活化能（Ea）之间有怎样的关系？对一双分子气相反应，证明Ea2RT。27.答 kc = kBT / h Kc Ea / RT 2 = lnkc / T = 1/T

19、 + lnKc/ T = 1/T + / RT 2 )得Ea = RT = - DnRT + RT = - (1 n)RT + RT = nRT (4分)对双分子气相反应：n = 2 Ea2RT 2分 水在40下若以半径为r=110-3 m的小液滴存在，试计算其饱和蒸气压增加的百分率。已知液滴的附加压力ps=1.39107 Nm-2，水在40的摩尔体积Vm=1.8410-5 m3mol-1。 答 2将正丁醇蒸气在298.15 K时慢慢加压，当开始形成半径为110-9 m的微小液滴时，蒸气压力为多大？已知正丁醇的正常沸点为390 K，vapHm=43.822 kJmol-1，298.15 K时正

20、丁醇的密度r =806 kgm-3，表面张力g =0.0261 Nm-1。 答 298.15 K时正丁醇的蒸气压为p0 p0=p2=1.576 kPa pr=10.89 kPa 一、选择题 1. 使用瑞利 (Reyleigh) 散射光强度公式，在下列问题中可以解决的问题是：( ) (A) 溶胶粒子的大小 (B) 溶胶粒子的形状 (C) 测量散射光的波长 (D) 测量散射光的振幅 1. 答 (A) 2. 在分析化学上，有两种利用光学性质测定胶体溶液浓度的仪器，一是比色计，另一个是比浊计，分别观察的是胶体溶液的： ( ) (A) 透射光； 折射光 (B) 散射光； 透射光 (C) 透射光； 反射光

21、 (D) 透射光； 散射光 2. 答 (D) 3. 用三氯化铝 AlCl3水解制备的氢氧化铝溶胶，哪种物质聚沉能力最强? ( ) 哪种物质聚沉能力最弱？ ( ) (A) Na2SO4 (B) MgCl2 (C) La(NO3)3 (D) K4Fe(CN)6 3. 答 (1) D (2) C 4. 溶胶与大分子溶液的相同点是： ( ) (A) 是热力学稳定体系 (B) 是热力学不稳定体系 (C) 是动力学稳定体系 (D) 是动力学不稳定体系 4. 答 (C) 二、填空题 憎液溶胶在热力学上是_体系。不稳定的、不可逆由等体积的1 moldm-3KI和0.8 moldm-3AgNO3溶液制备的AgI

22、溶胶，分别加入K3Fe(CN)6，NaNO3，MgSO4和FeCl3时，其聚沉值最小者是_。4. 答 FeCl3 三、计算题下图表示在浓度为c2的高分子化合物电解质Na2P溶液和浓度为c1的NaCl水溶液中间有半透膜隔开，半透膜只允许Na+和Cl-通过。 Na2P(c2) NaCl(c1)（1） 求达到膜平衡时Na+和Cl-在膜两边的浓度；（2） 求达平衡时的渗透压，并对其进行讨论。设所有活度系数均为1。 答 (1) 开始和达到膜平衡图略。当达到膜平衡时，膜两边同一组分化学势相等，即 m(NaCl,左)=m (NaCl,右)，或a(Na+)a(Cl-)左=a(Na+)a(Cl-)右 因所有活度

23、系数均为1，故 (Na+Cl-)左=(Na+Cl-)右 (2c2+x)x=(c1-x)2 x=c12/2(c1+c2) 则 Na+左=2c2+c12/2(c1+c2) Cl-左=c12/2(c1+c2) Na+右=c1-c12/2(c1+c2) Cl-右=c1-c12/2(c1+c2) (2) =c2(c1+3c2)/(c1+c2)RT 当c1c2时, c2RT 一、选择题1. 光化学与热反应相同之处为： （ (A) ）(A) 反应都需要活化能 (B) 反应都向(DrGm)T, p P(2) P(3) (B) P(1) P(3) P(2) (C) P(1) P(2) P(3) (D) P(1)

24、 P(3) P(2)二、填空题 1. 在波长为214 nm的光照下，发生下列反应 NH3H2Ohn N2NH2OH当吸收光的强度Ia1.0010-7 Einstaindm-3s-1，照射39.38 min后，测得N2NH2OH24.110-5 moldm-3，则量子效率F为_。1. 答 F=1.0210-7/1.0010-7=1.02 3. 过渡态理论速率常数的统计力学表达式中过渡态的配分函数可分解为不同形式运动自由度的配分函数，n个分子线性过渡态的=_，n个分子非线性过渡态的=_。3.答 ， 4根据碰撞理论，反应速率随温度而升高，主要原因是_。4. 答 活化分子比例增加 或 有效碰撞分数增加

25、 或 相对平动能在连心线上分量大于EC的碰撞增多 计算题 1O+HO2OH+O2, T1=298 K, k1=6.1010-11 cm3s-1, T2=229 K, k2=7.5710-11 cm3s-1。(1) 求Ea；(2) 用TST计算298 K时的m, m, m, m。1答 (1) ， (2)kJmol-1 kJmol-1 JK-1mol-1 kJmol-1 2 有一酸催化反应 A + B C + D ， 已知该反应的速率公式为： dC / dt = k H+ A B ， 当A0= B0= 0.01 moldm-3 时，在 pH = 2 的条件下， 298 K 时的反应半衰期为 1 h

26、 ，若其它条件均不变，在 288 K 时 t = 2 h ，试计算：(甲) 在298 K时反应的速率常数k值；(乙) 在298 K时反应的活化吉布斯自由能、活化焓、活化熵(设 kBT/ h = 1013 s-1)。2 答 dC/dt = kH+ A B = kA B， 对于A0=B0的二级反应 t1/2 = 1/(ka)， k= 100 mol-1dm3h-1 k(298 K)= k/H+= 1104 mol-2dm6h-1 k= 1 / (t1/2a)= 50 mol-1dm-3h-1 k(288 K) = k/H+ = 5103 mol-2dm6h-1 k(298 K)= (kBT/h)exp -DG/ RT (c$)1- n DG= 71630 Jmol-1 lnk(298)/k(288) = (Ea/R)(298-288)/(298288)，Ea= 49.46 kJmol-1 DH= Ea - RT = 46.98 kJmol-1