06化教、应化专业《物理化学》期未试卷B答案(2008-2009学年第二学期)

1、 院（系） 班级 姓名 学号 装订线2008 2009 学年 第 二 学期化学与材料学院（系）06级化教、应化专业物理化学期末试卷（B）答案试卷类别：开卷（ ）闭卷（ ）考试用时： 120 分钟考试时间： 2009 年 7 月 1 日 上 午考试地点： 题号分数一二三四（1）四（2）注意事项1、学生的院（系）别、专业、班级、姓名、学号必须填写在考生信息栏内指定的位置。2、学生在考试之前必须填写考试时间和地点。3、答题字迹要清楚，并保持卷面清洁。五（1）五（2）五（3）五（4）五（5）总分评卷人复核人 物理化学试卷 共10 页 第 1 页考生考试诚信承诺书在我填写考生信息后，表示我已阅读和理解龙

2、岩学院考试纪律与违纪处分办法的有关规定，承诺在考试中自觉遵规守纪，如有违反将接受处理；我保证在本科目考试中，本人所提供的个人信息是真实、准确的。考生签名： 物理化学试卷 共10 页 第 2 页 院（系） 班级 姓名 学号 装订线一、选择题（每题1分；填上正确答案）15分1、已知下列两电极反应的标准电极电势为：Fe2+(aq) +2e-Fe(s) Fe2+/Fe= -0.445VFe3+(aq) +3e-Fe(s) Fe3+/Fe= -0.040V 由此计算Fe3+(aq) +e-Fe2+(aq) 的Fe3+/Fe2+ 值为： （A）（A）0.770V； （B）0.405V； （C）-0.485

3、V； （D）-0.770V2、在298.15K及p下，反应A(s) + 2BD(aq) = AD2(aq) + B2(g)在电池中可逆地进行，完成一个单位的反应时，系统做电功120kJ，放热90kJ，该反应的摩尔等压反应热为多少kJmol-1。 （B）（A）30； （B)）-210； （C）210； （D） -903、如图，在一玻璃管两端各有一大小不等的肥皂泡。当开启活塞使两泡相通时，两泡体积将 (A) （A）大泡变小，小泡变大； （B）大泡变大，小泡变小； （C）不改变。4、把玻璃毛细管插入水中，凹面下液体所受的压力p与平面液体所受的压力p0相比: （B）（A）p = p0； （B）p p0

4、； （D）不确定5、常温下非极性有机液体的表面张力有与水的表面张力水的关系存在： （C） （A）有 = 水； （B）有 水； （C）有k+/k-； （B）K p平 p凹 。四、简答题10分1、(本题5分)以KI和AgNO3为原料制备AgI溶胶时，若AgNO3过量，试写出AgI溶胶的胶团结构，并标出胶核、胶粒和胶团。解： 2、 (本题5分)反应分子数与反应级数有哪些区别？答：反应分子数是基元反应中反应物的微粒数，正整数，最大为3； 物理化学试卷 共10 页 第 6页反应级数是质量作用定律反应物浓度的幂之和，是实验测定值，可正，可负，可零，可分数； 院（系） 班级 姓名 学号 装订线五、计算题50

5、分1、（本题10分）在298K有电池：Pt(s)H2(p)HI(m)AuI(s)Au(s) ，已知当HI浓度m=110-4 molkg-1时，E=0.97V；当m=3.0 molkg-1时，E=0.41V，电极Au+Au(s)的Au+/Au=1.68V。试求：（F=96484.5Cmol-1） （1）写出上述电池的电极反应与电池反应； （2）HI溶液的浓度为3.0 molkg-1时的 ； （3）AuI(s)的活度积Ksp 。解：（1）阳极的电极反应：H2(p)-2e-2H+(aq) (0.5分) 阴极的电极反应：AuI(s)+e-Au(s)+I-(aq) (0.5分) 电池反应：H2(p)+2

6、AuI(s)=2Au(s)+2HI(aq) (1分)（2）E=AuI(s)/Au-H+/H2-RT/FlnaHI (0.5分)m=110-4 molkg-1, =1.0，m=110-4 molkg-1，aHI=( m /m)2=110-8 (1分)0.97=AuI(s)/Au-8.314298/96484.5ln110-8 (0.5分)AuI(s)/Au=0.97-0.0256789.2103=0.497V (1分)m=3 molkg-1，m=3 molkg-1，aHI=( m /m)2 (0.5分)0.41=0.497-0.025678ln( m /m)2 (0.5分)ln( m /m)=0

7、.087/2/0.025678=1.694 (0.25分)( m /m)=exp(1.694)=5.4412 (0.25分) =5.1442m/ m =5.44121/3.0=1.814 (0.5分) （3）AuI(s)/Au=Au+/Au+ RT/FlnaAu+=Au+/Au+ RT/FlnKsp (1分) 0.497=1.68+0.025678lnKsp，lnKsp= -1.183/0.025678=-46.07 (1分)Ksp= exp(-46.07)=9.8210-21 (1分) 物理化学试卷 共10 页 第 7页2、（本题10分）在298K时，以AgAgCl为电极，电解KCl的水溶液

8、，通电前溶液中KCl的质量分数为w(KCl)=1.494110-3，通电后在质量为120.99g的阴极部溶液中w(KCl)=1.940410-3。串联在电路中的银库仑计有160.24mg的Ag(s)沉积出来。试分别求K+和Cl-的迁移数。（MAg=107.87，MKCl=74.555）解：阴极区电极反应：AgCl(s) e-Ag(s) + Cl- （1分）=mAg/MAg=160.2410-3/107.87=1.485510-3mol （1分）n电=1.485510-3mol （1分）阴极区Cl-物质的量变化：n终=n始 n迁 + n电 （1分）n始=120.991.494110-3/74.5

9、55=2.424710-3 mol （0.5分）n终=120.991.940410-3/74.555=3.148910-3 mol （0.5分）n迁=n始 n终 + n电=2.424710-33.148910-3+1.485510-3=7.61310-4 mol （1分） tCl-= n迁/ n电=7.61310-4/1.485510-3=0.512 （1分）阴极区K+物质的量变化：n终=n始 + n迁 （1分）n迁=n终 n始=3.148910-32.424710-3=7.24210-4 mol （1分） tK+= n迁/ n电=7.24210-4/1.485510-3=0.488 （1分）

10、3、(本题10分) 在298K和p时，用铁Fe(s)为阴极，C(石墨)为阳极，电解6.0 mol.kg-1的NaCl水溶液。若H2(g)在铁阴极上的超电势为0.20V，O2(g)在石墨阳极上的超电势为0.60V，Cl2(g) 的超电势忽略不计。试说明两电极上首先发生的反应及计算至少需加多少外加电压，电解才能进行。(设活度因子均为1，H2O/H2= -0.83V，Cl2/Cl- =1.36V，O2/OH-=0.40V，)解：阴极：2H2O(l) +2e-H2(p) + 2OH-(aq) （1分H2O/H2= H2O/H2RT/2Fln(aOH-2)= 0.83+ 0.025678ln(10-7

11、)= 1.244V （1分）H2O/H2,Fe=H2O/H2,Fe H2,Fe= 1.244 0.20= 1.444V （1分）阳极：2Cl-(aq) 2e-Cl2(p) （1分） 物理化学试卷 共10 页 第 8页Cl2/Cl-=Cl2/Cl- + RT/2Fln(aCl2/aCl-2)=1.36+0.012839ln(1/6.02)= 1.300V （1分） 院（系） 班级 姓名 学号 装订线阳极：4OH-4e-2H2O(l) + O2(p) （1分）O2/OH- =O2/OH-+ RT/4Fln(aO2/aOH-4)=0.400.025678ln(10-7)= 0.0139 V （1分）

12、 O2/OH-, 石墨= 0.0139 + 0.60=0.586V （1分）O2/OH-, 石墨Cl2/Cl-，阳极先放出O2(g)。 （1分）E电解=O2/OH-, 石墨H2O/H2,Fe=0.586+1.444=2.03V （1分）4、(本题10分) 当气相反应2在一密闭容器中进行时，实验测得反应器内气体的总压随时间的变化如下：t/s0100200300400p/kPa53.542.938.435.734.1（1）求此反应的级数和速率常数；（2）当反应物消耗掉60%时需多少时间？ 解：（1） 2 t=0，kPa： 53.5 0t=t，kPa： 53.5-2x x (1分)p=53.5-x，

13、pA=53.5-2x=53.5-2(53.5-p)=2p-53.5 (0.5分)-dpA/dt=kpAn，-d(2p-53.5)/dt= k(2p-53.5)n (0.5分)n1时，1/(2p-53.5)n-1-1/53.5n-1= kt (1分)1/(242.9-53.5)n-1-1/53.5n-1= 100k (0.5分)1/(238.4-53.5)n-1-1/53.5n-1= 200k (0.5分)2/(242.9-53.5)n-1-2/53.5n-1=1/(238.4-53.5)n-1-1/53.5n-1 (0.5分)2/32.3 n-1-1/23.3 n-1=1/53.5n-1，n=

14、2 (0.5分)1/(242.9-53.5)-1/53.5=100k ， k =1.22710-4 kPa-1s-1 (0.5分) 物理化学试卷 共10 页 第 9页1/(238.4-53.5)-1/53.5=200k ， k =1.21110-4 kPa-1s-1 (0.5分)1/(235.7-53.5)-1/53.5=300k ，k =1.23910-4 kPa-1s-1 (0.5分)1/(234.1-53.5)-1/53.5=400k ，k =1.23310-4 kPa-1s-1 (0.5分)k=1.23610-4kPa-1s-1 (1分)(2) pA= pA,0=53.5(1-60%)=21.4kPa (0.5分)1/21.4-1/53.5= 1.23610-4t3/5 (0.5分) t3/5=226.8s