2017高等教育化学与化工学院物理化学试卷A卷

高等教育化学与化工学院2017-2018学年学期期末仿真考试《物理化学》试卷(A卷)

5.(编号:12428)体积为1cm3,质量为m克的单原子分子气体，在温度为 T时，对一般的物理过程， 分子的配分函数为：(A)8.781055(MrT)3/2； (B)1.88¥02°(MrT)3/2；(C)1.881026(MrT)3/2； (D)8.78M049(MrT)3/2。、填空题(共3、填空题(共3题，合计10分)a=Rln径)1.(编号：11959) ^1J的适用条件、6.(编号:12457)玻尔兹曼统计认为：(A)玻尔兹曼分布不是最概然分布但却代表平衡分布;(B)玻尔兹曼分布只是最概然分布但不代表平衡分布;(C)玻尔兹曼分布不是最概然分布也不代表平衡分布;(D)玻尔兹曼分布是最概然分布可代表平衡分布。2.(编号：11958)自然界可否存在温度降低，嫡值增加的过程？举一例。

7.(编号：12789)恒温恒压下，电池在以下三种情况下放电： ①电流趋近于零，②一定大小的工作电流， ③短路。卜列各式不正确的是：3.(3.(编号:11954)在100C、p.时，1mol水与100c的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成100C、p?的水蒸气，试计算此过程的？S、？S(环)。(A)在①下，Qr=TArSm=nFT(?E/?T)p；(B)在①下，Qr=Qp=初m；(C)在②下，Qp=剑m—W'=rHm+nFE'E'为实际工作电压)；(D)在③下，Qp=砥m。、单项选择题(共10题，合计10分)1.(编号:12285)有一理想气体反应A+B=2C,在某一定温度下进行，下列哪种条件下可以用 "rGm直接判断反应方向和限度：(A)任意压力和组成 ；(B)总压P0,Xa=Xb=?,XC=?。(C)总压3P9,Xa=xb=xc=?;(D)总压4P9,Xa=xb=?,xc=?。

8.(编号：12288)对于摩尔反应吉布斯自由能 ？rGm,下列理解错误的是：(A)?rGm是在T、p、E一定的条件下，进行一个单位反应时吉布斯自由能的改变；(B)?rGm是在有限反应系统终态和始态吉布斯自由能的差值，即实际过程的 ？G；(C)?rGm是指定条件下反应自发进行趋势的量度， ？rGm<0,反应自发向右进行；图中反应进度为图中反应进度为E时的曲线斜率9.(编号：12576)某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系， 则此反应之半衰期与反应物最初浓度有何关系2.(编号:12570)某一气相反应在500c下进行，起始压强为为20秒，其速率常数为：(A)0.5s1； (B)0.5dm3mol1s1；(C)31.7dm3m011s1； (D)31.7s1。p?时，半衰期为2秒；起始压强为0.1p?时半衰期(A)无关；(C)成反比；(B)成正比；(D)平方成反比。3.(编号:12582)某温度时，平行反应BC一的均和k2分别为0.008和0.002min1,那么100min后A的转化率为：(A)100%; (B)81.9%;(C)44.9%;(D)63.2%。10.(编号:12851)Tafel公式『a+blgi中，i的物理意义是:(A)交换电流密度；(B)极限电流密度；(C)电极表面在还原方向的电流密度 ；(D)电极与溶液界面上的净电流密度 。三、多项选择题(共10题，合计20分)4.(编号:12701)离子运动速度直接影响离子的迁移数，它们的关系是：(A)离子运动速度越大，迁移电量越多，迁移数越大 ；(B)同种离子运动速度是一定的，故在不同电解质溶液中，其迁移数相同(C)在某种电解质溶液中，离子运动速度越大，迁移数就大；(D)离子迁移数与离子本性无关，只决定于外电场强度 。

.(编号：12724)无限稀释的CaCl2摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是:Am(CaCl2)=；m(Ca2+)+而(Cl);Am(?CaCl2)=?m(?Ca2+)+2浙(Cl);Am(CaCl2)=赤(Ca2+)+2加(Cl);Am(CaCl2)=2[赤(Ca2+)+而(Cl)];Am(?CaCl2)=?m(?Ca2+)+赤(Cl)。.(编号:12611)对过渡状态理论，以下正确的结论是:(A)能垒即为反应的活化能；(B)能垒即为活化络合物与反应物分子间零点能之差;(C)能垒在数值上与阈能相等；(D)能垒是是反应需要活化能的实质；(E)能垒原则上可以通过量子力学计算求得。8.(编号：12496)设有一反应，其反应历程如下： (1)A+B---C+D(2)2C---F,(3)F+B---2A+G依据历程写出其总反应的化学方程式，下列对该历程属于反应物、产物、中间物、催化剂的判断哪些是正确的 ？A是反应物，B是催化剂，C是中间物，D是产物；B是反应物，A是催化剂，C是中间物，D是产物；B是反应物，A是催化剂，F是中间物，G是产物；B是反应物，C是催化剂，F是中间物，G是产物；B是反应物，C是催化剂，F是中间物，G是产物；3.(3.(编号:12753)对于气体可视为理想气体的浓差电池，在等温可逆放电时应有:〉G(A)Q=0;(B)rm=0; (C)AHm=0；(D)ASm=0; (E)(?E/?T)p=0。9.(编号：12494)氢和氧反应，而发生爆炸的原因是:(A)生成双自由基的支链反应 ；(B)大量引发；(C)自由基消除；(D)直链速率增加；(E)在较高压力下发生热爆炸 。qq0表示，如指定最低能级能量值为4.(编号:12869)若测得某溶液表面张力 b与浓度c关系为：(T=a+blnc(一定温度下，a、b均为常数)。当发生正吸附时：a>0,(?”?c)t大于零；a<0,b>0;a>0,b<0;(D)a>0,(?”？nc)t小于零；(E)a<0,(?”?c)t大于零。10.(编号:12418)能级的能量在最低能级时指定为零，此时配分函数以此时配分函数以q(0)表示，下列何者正确：q。=汇gexp(-〃kT);q(鲂=exp(-0/kT)q°；q0=q(0)exp(-由/kT);(D)如令U0=N0©,贝Ulnq0=lnq(鲂+Uo/RT;(E)选取q(鲂或q0只影响嫡及热容，不影响其它热力学函数。5.(编号5.(编号:12501)利用微分法确定反应级数(时间级数)的依据是:(A)不同时刻反应速率之比等于反应物浓度的乘方之比 ；(B)初始浓度不同，反应速率不同 ；(C)级数不随起始浓度不同而变化 ；(D)不同时刻，体系的反应速率不同 ；(E)初始浓度不同，反应级数不变 。6.(编号:12497)下列叙述不正确的是：lnc〜t图为直线的反应为一级反应 ；/2〜t图为直线的反应为二级反应 ；(C)二级反应必为双分子反应 ；(D)一级反应的半衰期3/2=ln2/k;(E)二级反应k2的量纲为［浓度］T［时间］T。7.(编号:12205)指出下列哪个过程中， ？G<0:H2O(l,100C,p?)-H2O(g,100C,p?)；H2O(l,100C,2p?)一H2O(g,100c,2p?);H2O(l,101C,p?)一H2O(g,101C,p?);(D)H2O(l,100C,p?)-H2O(g,100C,2p?);(E)H2O(g,100c,2p?)一H2O(g,101C,p?)。四、判断题(共10题，合计10分)1.(编号:12805)()恒电流法采用三电极体系。2.(编号:12884)()过饱和蒸气之所以可能存在，是因新生成的微小液滴具有很低的表面吉布斯自由能。3.(编号:11978)()过冷水结冰的过程是在恒温、 恒压、不做其他功的条件下进行的， 由基本方程dG=-SdT+vdP可得？G=0。4.(编号:12192)()将少量挥发性液体加入溶剂中形成稀溶液，则溶液的沸点一定高于相同压力下纯溶剂剂的沸点。溶液的凝固点也一定低于相同压力下纯溶剂的凝固点。5.(编号:12464)()反应物分子的能量高于产物分子的能量，则此反应就不需要活化能。6.(编号:12308)()等温、等压条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。若某化学反应在给定条件下？rGm<0,则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。7.(编号:12667)( )电解质溶液中各离子迁移数之和为 1。8.(编号:12601)()催化剂在反应前后所有性质都不改变。TOC\o"1-5"\h\z9.（编号：12595）（）过渡状态理论成功之处，只要知道活化络合物的结构，就可以计算出速率常数 ko10.（编号:12462）（ ）质量作用定律只适用于基元反应 （含表面基元反应）。五、计算题（共4题，合计40分）— k1 —C2H6(g)L二，2CH3(g) A.(编号:12585)反应 弓 ,在800-1000K及P0时测得：k1(s,)-1016exp(-360000/RT)k」(dm3mol,s,)=1.191010exp(-21000/RT)

【答案】=========================================一、填空题mol理想气体，等温过程， V1-V2过程。.有，如NHCl溶于水，或气体绝热不可逆膨胀；AO AvapHmAO-Q-AvapUm MapHm-RTLS= S环= = =- . T, TT T二、单项选择题1.C【分析】（1）计算在1000K时正逆反应的活化嫡（1）计算在1000K时正逆反应的活化嫡（2）求正方向反应的反应嫡变4Sm。已知kB=1.38父10JKh=6.62610*Js可以用ArGm直接判断反应方向和限度两种情况，” 40KJ近似规则”与各组分处于标准状态下， （C）,总压3P0,XA=XB=XC=?,三种气体都处于标准状况下。2.C【分析】由半衰期和起始浓度的关系可知，起始浓度降低 10倍，半衰期增加10倍，半衰期和起始浓度成反比，是二级反应。k」t"2k」t"2c01 RTt"2(P)/RT)-t"2P)8.3147732101.325=31.7dm3-mol_1-s_1.（编号:12811）298K、p?时以Pt为电极，电解含有FeCl2（0.01moldm3）和CuCL（0.02moldmj的水溶液，若电解过程不断搅拌，并不考虑过电位，试问：（1）何种金属先析出？（2）第二种金属析出时，至少加多少电压？（3）第二种金属开始析出时，第一种金属的浓度为多少？.（编号:12176）25c时，当1molSO2溶于1升水中，液面上平衡的 SQ压力为0.70p?,此时SQ在水中有13%电离成H+与HSQ—;当1molSO2溶于1升CHC3中，液面上平衡压力为0.53p?o今将SQ通入一个含有1升CHC3与1升水的5升容器中（容器中没有空气），在25c时达到平衡，巳知1升水中含SO总摩尔数为0.2mol,并有25%的SO电离，求通入这5升容器中的SQ共有多少摩尔？.（编号：12408）单原子钠蒸气（理想气体），在298K,101325Pa下的标准摩尔嫡为153.35J•K-mol-1（不包括核自旋的嫡），而标准摩尔平动嫡为 147.84J•K-1mol。又知电子处于基态能级，试求 Na基态电子能级的简并度为多少？六、简答题（共2题，合计10分）1.（编号:12291）反应CaCQ（s）=CaO（s）+CO2（g）在常温常压下的分解压力并不等于零，那么古代大理石建筑物何以能够保留至今而不倒？2.（编号:11836）—摩尔单原子理想气体从 0C、2p?始态，经由方程pV2=const规定的途径到达终态压力为15p?,计算沿此途经的平均热容。3.D【分析】1ln——=0.0080.0021001,1级平行反应， … ，y=0.632。4.A【分析】一般来说，离子运动速度越大，迁移电量越多，迁移数越大是正确的，这种越大是相对该离子运动速度小时而言的；某种离子的迁移数不仅与运动速度有关， 还与溶液中其他离子运动速度、 浓度有关，故在不同电解质溶液中，它迁移数很难相同；在某种电解质溶液中，离子运动速度大，迁移数就大却不一定 ^5.B【分析】只考虑平动配分函数，qt=1.88M026（MrT）3/2V,该公式是SI制，1m3体积中qt=1.88¥026（MrT）3/2；目前题中1cm3,要换算，qt=1.88M02°（MrT）3/2。6.D【分析】玻尔兹曼分布是最可几分布也代表平衡分布，但不能认为就是平衡分布。7.B【分析】①电流趋近于零，是可逆电池，②一定大小的工作电流，是不可逆电池，③短路，是无非体积功； （B）不正确QP=Mm,只在等压、无非体积功的情况下才成立，有电功就不成立。8.B【分析】摩尔反应吉布斯自由能？rGm是反应进度E时，维持体系组成不变条件下，发生 1个等温反应的自由能变化值，不

是有限反应系统终态和始态吉布斯自由能的差值。9.B【分析】c^t,这是零级反应。4'2工c0,与起始浓度成正比。10.D【分析】Tafel公式y]=a+blgi中，i的物理意义是电极与溶液界面上的净电流密度，即测量出的极化电流。三、多项选择题.CE;【分析】An(CaCl2)=赤(Ca2+)+2加(Cl)与Am(?CaCl2)=1(?Ca2+)+赤(Cl)是正确的。.DE;【分析】能垒是活化络合物与反应物两者最低势能之差值。正确的说法是，能垒是活化能这个物理量的实质；能垒原则上可以通过量子力学计算求得。.BC;【分析】该浓差电池的电池反应可写成： B(g，Pl)TB(g，p2)。理想气体等温过程ArHm=0,又因为是浓差电池E=0,则相应地4Gm=0,但ew0,dGm#0/�。.CD;【分析】<0,发生正吸附，一上0RT，所以b<0。又仃=a+blnc,表面张力。是>0的，则a>0.A;【分析】测量时间级数是用一个样品，测量不同反应时刻的反应物浓度，由于反应速率与反应物浓度的乘方成正比，因此不同时刻反应速率之比等于反应物浓度的乘方之比，其他选项都不对，本题只有一个答案。.BC;【分析】cT2〜t图为直线的反应为3级反应，不是二级反应；二级反应不一定为双分子反应。.CE;【分析】看等温等压能否自发进行，自发进行， AG<0o%0。,101C,p?)一H2O(g,101C,p?)是自发的，AG<0;H2O(g,100c,2p?)一H2O(g,101C,p?),压力增加化学势增大，温度升高，化学势降低，因此这是自发过程， AG<。「一&二二一£b「一&二二一£b二一也三RTfctRTcRT ；ct【分析】2A+2B———2C+2D2C———FF+B———2A+G以上三式相加：3B———2D+GB是反应物；C,F是中间物；D,G是产物；A是催化剂。由于A首先反应物B作用的，并在总反应方程式中不出现，因此是催化剂； CF也在总反应方程式中不出现，因此是中间物；产物是 D与G好理解。.AE;【分析】氢和氧反应，而发生爆炸的原因可以在不同条件下可能发生支链爆炸或热爆炸。.AB;【分析】正确：q°=ILjexp(—«/kT);q(e)=exp(—©ZkT)q0,选取q(a)或q0不影响嫡，影响不少热力学函数。四、判断题.正确【分析】对。恒电流法、恒电位法都要采用三电极体系。.错误【分析】错，新生成的微小液滴有很大的比表面积，因而有很高的表面吉布斯自由能。.错误【分析】错。基本方程对不可逆相变不适用。.错误【分析】错。加入挥发性溶质，沸点不一定升高，要看溶质挥发性大小的。对溶液凝固点要看溶质是否析出，若溶质不析出，凝固点会降低；若溶质不析出，则不好确定。.错误【分析】错。该反应是放热反应，但中间产物的能量比反应物高，需要活化能的。.错误【分析】错。ArGm<0只是在给定反应进度那一时刻，判定反应自发进行方向。当反应进行后，反应进度改变， ArGm也发生变化，到ArGm=0时达到平衡。封闭体系中一般情况下反应物不可全部变成产物。.正确【分析】't,i'J=1对。i i.错误【分析】错，催化剂在反应后的一些物理性质可以改变。.正确【分析】对。过渡状态理论只要知道活化络合物的结构，就可以计算出速率常数 k,又叫绝对速率理论。.错误【分析】错。对一些复杂反应，质量作用定律也适用，如 M+I2=2HI。r=k[H2][l2],但复杂反应的速率方程不能由质量作用定律得出。五、计算题, kpTe/q、iik1= (c)—exp(A忑m1/R)exp(-E1/RT)1.解：(1)正向是单分子反应： h10161.38102310002.7186.62610，4exp(.：,a,1/R)解得:△r」Sm,1=43.01J-1•K•mol逆向是2分子反应:k=kBT^(c0)〔nexp("Sm」(*/R)exp(—E」/RT)h_0 0 0Kh(w)=pc/c=0.70P/0.87=0.8046P容器中，气相3升，水中n(w)=0.2mo1,c(末)=0.2x(1—25%)=0.15mo1dm30 _0 ?气相中SO2压力p(SO2)=Kh(w)c(末)/c =0.8046PX0.15=0.1207pn(气)=pV/RT=0.1207101.3253/(8.314298)=0.0148mo1CHC13相中，c(CH3C1)=p/Kh(CH3c1)=0.1207/0.53=0.2277mo1dm3 -n=0.2+0.0148+0.2277=0.4425mo14.解:Sm(Na)=Sm,t+Sm,eSm,e=153.35-147.87=5.51JK-1mo1-1而Sm,e=R1n(ge,0)ge,0=1.94〜2六、简答题1.1910101.3810*10002.7182kBTe26.62610,4exp(.：r-Sm,j(c^)/R)1.答：CaCO在常温的分解压力23Pco"1"1。p，空气中CO的分压为0.005p?,pCO2<0.005p解得：A3」(c)=-78.7J•K-1•mol-1向左移动，分解反应不能发生，大理石建筑物不倒。2.解：P1=2p?,T1=273K(2)根据微观可逆性原理，反应活化能Ea=E1-E」，类似，反应嫡变:nRT1 18.314273 3 = =11.2dmP12101.325△rSm 4&,」(1)=43.01-(-78.7)=121.8JK,aol」2const=pM=2101325(11.210*)2=25.42Pam61 k1E1k2E2 E'=kRk2E2RT2 k1+k2 所以 k1+k2P2=15pV2=constIP212■_I125.42j-115M101325J3=4.09dm.解：(1)阴极上，(f)(Fe)=6+0.029581g[Fe2+]=—0.44—0.029581g0.01=-0.4992V())(Cu)=膜+0.029581g[Cu2+]=0.337