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物理化学复习题

物理化学复习、练习题

选择题部分:

电化学

1、下列关于电解质溶液导电能力的叙述不正确的是:

(a)随离子浓度(从零开始)增大先增大后减小

(b)与离子大小成正比

(c)与离子运动速度成正比

(d)与离子电荷成正比

答案:b

2、描述电极上通过的电量与已发生电极反应的物质的量之间的关系的是:

(a)欧姆定律(b)离子独立运动定律

(c)法拉第定律(d)能斯特定律

答案:c

解释:Faraday’s Law

①、在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电量成正比。

②、通电于若干个电解池串联的线路中,当所取的基本粒子的荷电数相同时,在各个电极上发生反应的物质,其物质的量相同,析出物质的质量与其摩尔质量成正比。例如

物理化学复习题

3、下列化合物的极限摩尔电导率能从摩尔电导率对m1/2作图外推到m=0 时而求得的是:

(a)CH3COOH (b)HCOOH

(c)CH3COONa (d)NH4OH

答案:c 解释:

物理化学复习题

4、用电导仪测未知溶液的电导,将一定浓度的标准KCl 溶液注入电导池中进行测定,其目的是:

(a )做空白试验 (b )校正零点 (c )求电导池常数 (d )作工作曲线

5、醋酸的极限摩尔电导率数值是根据下列何种方法得到的:

(a )D-H 极限公式 (b )Kohlrausch 经验公式外推值 (c )离子独立运动定律 (d )实验直接测得

6、(1) Zn |ZnSO 4(a 1) CuSO 4(a 2)|Cu

(2) Pt |H 2(p )|HCl (m)|A gCl |A g (3) Pt |H 2 (p )|HCl (m)|H 2(2p )|Pt

(4) Pt |H 2(p )|HCl (a 1)HCl (a 2)|H 2 (p ) |Pt 。上述电池中,属于浓差电池的是:

(a )(1)(2) (b )(3)(4) (c )(2)(3) (d )(1)(4)

7、电解下列四种物质水溶液,哪个产物与众不同:

(a )H 2SO 4水溶液 (b )NaOH 水溶液 (c )HCl 水溶液 (d )KOH 水溶液

8、在一定温度下稀释电解质溶液,电导率和摩尔电导率m 将怎样变化?

(a )增大,m 减小 (b )增大,m 增大 (c )变化不一定,m 增大 (d )先增后减,m 增大

9、下列关于摩尔电导率的说法,哪个是最为正确的 :

(a )摩尔电导率是在两电极之间放入含1mol 电荷的电解质溶液的电导率 (b )摩尔电导率就是1m 3溶液中含1mol 电解质溶液的电导率

(c )根据m Λ=κ/c ,说明m Λ与c 成反比,溶液的浓度愈小,摩尔电导率愈大

(d )引进摩尔电导率概念的最大好处是排除了离子多少对溶液导电能力的影响

解释: 摩尔电导率:

物理化学复习题

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10、在浓度为m 的FeCl 3溶液中,FeCl 3的活度a 为:

(a )(γ±)2(m /m )2 (b ) 4γ± (m /m ) (c )9(γ±)4(m /m )

4

(d )27(γ±)4 (m /m )

4

物理化学复习题

物理化学复习题

解释:

11、就如图所示的电池,下列说法中正确的是:

(a )该电池由 Cu│Cu 2+电极和 Zn│Zn 2+

电极组成 (b )该电池由C u电极和Zn 电极及电解质溶液组成 (c )该电池阴极反应为Zn →Zn 2++2e-

(d )该电池的符号是 Zn | Zn SO 4(a 1)│Cu SO 4 (a 2)|Cu

解释:

电极反应: 正极 (阴极):Cu 2++2e-→Cu 负极(阳极):Zn -2e-→Zn 2+ 电池反应:

Zn+Cu 2+→Cu+Zn 2+

12、能测定水的离子积K W (反应:H 2O=H ++HO -)的电池是:

(a )Pt | H 2 | H 2SO 4(aq) | O 2 |Pt (b )Pt | H 2| H +

OH - | H 2 | Pt

物理化学复习题

(c )Pt | H 2 | NaOH(aq) | O 2 | Pt (d )Pt | H 2O | NaOH(aq) | O 2| Pt 解释:

(a )电极反应: 正极 (阴极):1/2O 2(g ,p )+ 2H + + e -→H 2O(l)

负极(阳极):H 2(g ,p )-2e -→2H +

电池反应: 1/2O 2(g ,p )+H 2(g ,p )→H 2O(l)

(b ) 正极(阴极):2H 2O+2e -→H 2(g ,p )+2OH -

负极(阳极):H 2(g ,p )-2e -→2H +

电池反应: H 2O →H ++ OH -

13、反应3Cu 2++2Fe →2Fe 3++3Cu ,所对应的电池表示应为:

1+ def

= () a a a νννννν+--

-+±+1def ()

νννγγγ+--+±1 def ()

m m m νν

ν+--+

±

m

a m

γ

±±±=$

(a)Fe(s)|FeCl3(m1)‖CuSO4(m2)|Cu(s)

(b)Cu(s)|CuSO4 (m2)‖FeCl3 (m1)|Fe(s)

(c)Cu(s)|FeCl3 (m2)‖CuSO4 (m1)|Fe(s)

(d)2Fe(s)|2FeCl3 (m1)‖3CuSO4 (m2)|3Fe(s)

14、某电池在等温和标准压力下的可逆放电过程中Q r=-100J,则焓变

(a)ΔH=100 J (b)ΔH=0

(c)ΔH>-100 J (d)ΔH<-100 J

解释:

△r H m = -zFE +zFT(?E/?T)p

15、对于电池Pt│H2(p?)│NaOH(0.01 m ol·kg-1)│O2(p?)│Pt其电极电位和电池电动势可表示为:

(1) E= E? (O2/OH-) - (RT/F)ln[a(OH-)/a1/4(O2)]

(2) E左= E? (H2O/H2,OH-) - (RT/F)ln[a1/2(H2)·a(OH-)]

(3) E左= E? (H+/H2) - (RT/F)ln[a1/2(H2)/a(H+)]

(4) E = E右- E左

上述表示中

(a)(1) 的表示式不对(b)(2) 的表示式不对

(c)(3) 的表示式不对(d)四种表示式都可以

解释:

正极1/2O2 (g, p(O2) )+2H2O(l)+2e-→2 OH-

负极H2 (g, p(H2))+ 2 OH- -2e- →2H2O (l) (H2 (g, p(H2)) - 2 e-→2 H+)

电池反应1/2O2 (g, p(O2) )+ H2 (g, p(H2) ) →H2O (l)

16、下图所示的极化曲线中,a,b,c,d所代表的极化曲线如表所示,其中正确的一组是:

物理化学复习题

原电池电解池

阴极(+) 阳极(-) 阴极阳极

(a)abcd

(b)bacd

(c)cdab

(d)dcba

解释:由于电化学极化的存在,使得电极反应速率跟不上电荷输送速率,导致:

负极积累越来越多的负电荷,电极电势较平衡时电极电势更负;

而阳极则积累越来越多的正电荷,电极电势较平衡时的电极电势更正。

由此我们知道,阳极越极越正,而阴极越极越负。

17、对于Tafel公式的理解,错误的是:

(a)Tafel公式是电化学极化时,过电位与电流密度关系式。

(b)当极化电流很小时,该公式不适用。

(c )Tafel 公式仅适用阴极电化学极化时过电位与电流密度关系。 (d )Tafel 公式也适用于阳极电化学极化时过电位与电流密度关系。 解释:

18、已知Cu 的二种氧化态在水溶液中转化时,电势间关系:Cu 2+ 0.153V ???

→Cu +0.521V

???→Cu 试比较在水溶液中,它们稳定性大小:

(a) Cu 2+大 ,Cu +小 (b) Cu 2+小 ,Cu +大

(c) 两者稳定性相同 (d) 无法比较稳定性大小 解释:

解: Cu ++e -→Cu (1) E(1)=0.521V Cu 2++e - →Cu + (2) E(2)=0.153V E 右>E 左,岐化反应能发生。

19、一个电池反应确定的电池,E 值的正或负可以用来说明:

(a )电池是否可逆 (b )电池反应是否已达平衡 (c )电池反应自发进行的方向 (d )电池反应的限度

20、常用韦斯登电池作为标准电池,主要原因是 :

(a )电动势大 (b )电动势稳定

(c )电动势与温度的关系已有精确公式

(d )寿命长,不必经常更换电解液,使用的温度范围大

21、I 代表离子强度,m 代表电解质质量摩尔浓度,下列关系中不正确的是:

(a )1-1 型电解质,I =m (b )1-2 型电解质, I =3 m (c )1-3 型电解质,I =5 m (d )2-3 型电解质, I =15 m 解释:

22、盐桥的作用是:

(a )降低电池的内阻 (b )减小液体接界电势 (c )完全消除液体接界电势 (d )提高电池电动势

23、下列对铁表面防腐方法中属于"阴极保护"的是:

(a )表面喷漆 (b )电镀 (c )Fe 表面上镶嵌Zn 块 (d )加缓蚀剂

动力学选择题:

24、反应A + 2B 3D →的反应速率A

d d c t

-

等于_______。 (a )B d 2d c t - (b )D d 3d c

t -

(c )D d 1 2d c t (d )B

d 1 2d c t

-

解释:

r

j

b a ln +=η2B B B 1

2

I m z

=∑1/1B B

B B dn V v dt dc v dt

==

25、基元反应的分子数_______。

(a ) 可以是0,1,2,3 (b )只能是 1,2,3 这三个正整数 (c ) 可以是小于1的数 (d )正数,负数和零都可以

解释: 基元反应的反应分子数就是参与该基元反应的反应物分子数之和.

26、某反应进行时,反应物浓度与时间成线性关系,则此反应的半衰期与反应物初始浓度______。

(a )成正比 (b )成反比 (c )平方成反比 (d ) 无关

解释: 零级反应的特点

27、一级反应的浓度与时间的线性关系是______。

(a )A ~ c t (b ) A ln ~ c t

(c ) A

1

~ t c (d ) 以上均不成立

解释:

一级反应的特点

①速率系数 k 的单位为时间的负一次方,时间 t 可以是 (s), 分 (min),小时(h),天(d)和年(a)等。

②半衰期(half-life time ):t 1/2 =ln2/k 1 是一个与反应物起始浓度无关的常数 ③ln c A 与 t 呈线性关系,斜率= -k

④所有分数衰期都是与起始物浓度无关的常数 ⑤

⑥ y =c A /c A,0 =exp(-k1t),即反应进行到某一转化率y 与c A,o 无关,或说反应间隔t 相同, c A /c A,0有定 值。

28、阿仑尼乌斯经验式适用于______。

(a )基元反应 (b )基元反应和大部分非基元反应 (c )对峙反应 (d )所有化学反应。

29、如果某(基元)反应的 1r m 100kJ mol H -?=?,则活化能值______。

(a )1a 100kJ mol E -≠? (b )1a 100kJ mol E -≥? (c )1a 100kJ mol E -≤? (d ) 都可以

解释: E a,1-E a,-1= △U

30、确定复杂反应的速率方程,若可用稳态近似法处理,则必须具备的条件是______。

(a )可逆反应快速达到平衡

(b )中间产物很活泼,反应稳定时d[]/d 0t ≈中间物 (c )决速步在最后(生成最终产物的一步) (d )中间产物一定为自由基或自由原子 解释:

所谓稳态就是指某中间物的生成速率与消耗速率相等以致其浓度不随时间变化的状态

137248

::1:2:3

t t t =0≈dt

dc I

31、对于链反应,下面说法不正确的是______。

(a )链反应的共同步骤为:链的引发、传递及终止三步 (b )支链反应在一定条件下可引起爆炸

(c )链反应的速率可用稳态近似法和平衡态近似法处理 (d )链反应的速率极快,反应不需要活化能

32、碰撞理论中的c E 和阿累尼乌斯公式中的a E 相比______。

(a )c a >E E (b )c a

解释: Ea=E C +1/2RT, Ea>E C

33、关于马鞍点和反应轴的各种说法中正确的是______。

(a )马鞍点是势能面上的最高点

(b )马鞍点是反应通过最佳反应路程上的最高点

(c )一个实际反应进行时,只有在马鞍点才能形成活化络合物 (d )各种反应途径比较,在马鞍点的活化络合物最不稳定

解释:

物理化学复习题

物理化学复习题

34、某光化学反应的量子效率很大,可能的原因是______。

(a )反应吸收光能力强 (b )次级反应是连串反应 (c )反应活化能大 (d )反应温度系数大

35、下面关于催化剂特征的描述,不正确的是______。

(a )催化剂不能实现热力学上不可能进行的反应

(b )催化剂在反应前后,其化学性质和物理性质皆不变 (c )催化剂不能改变平衡常数

(d )催化剂只能缩短反应达到平衡的时间,而不能改变平衡状态 解释:

(1).催化剂参与催化反应,且反应前后催化剂的化学性质和数量都不变 (2).催化剂只能缩短到达平衡的时间,而不能改变平衡状态,即不影响化学平衡。

①因为催化剂不改变平衡状态,所以催化剂在加速正反应同时,也加速了逆反应速率.

②催化剂只能加速热力学允许的反应

③催化剂不改变反应的恒压或恒容热效应

36、两个反应ln ~1/k T 的图如下所示

21

ln k

1/T 在相同温度下,它们的活化能与指前因子的关系是______。

(a ) 1212, A A E E >> (b ) 1212, A A E E <<

(c )1212, A A E E <> (d )1212, A A E E ><

37、已知臭氧分解反应 322O 3O →的反应机理如下:

32 O O O 1) →+ d[O 2]/dt=k 1[O 3]+k 2[O][O 3] , d[O]/dt=k 1[O 3]-k 2[O][O 3]=0

32 O O 2O 2) +→ [O]=k 1/k 2 , d[O 2]/dt=k 1[O 3]+k 2k 1/k 2[O 3] =2k 1[O 3] 请指出这个反应对3 O 而言可能是______。

(a )零级反应 (b )一级反应 (c )二级反应

(d )三级反应

解释:

用稳态近似法近似法处理

38、根据活化络合物理论,液相分子重排反应之活化能E a 和活化焓?≠H m 之间的关系是______。

(a )a r m E H ≠=? (b )a r m E H RT ≠

=?-

(c )a r m E H RT ≠=?+ (d )a r m E H RT ≠=?

物理化学复习题

解释:

(2)艾林方程的热力学表达式与Arrhenius 方程及碰撞理论的比较

a. 与Ea 的关系

对凝聚相反应:

H ≠?a r m E H RT

=?+'ln ln()ln ln k K T B

≠=++2

ln r m U RT d k dT RT

≠?+=2ln a E d k

dT RT =与Arrhenius 2ln ()a r m r m d k E RT U RT H pV RT

dT

≠≠

==?+=?-?+有1'

()()n

B k T k c K h -≠='2

ln()r m

U d K dT RT ≠≠?=a r m E H nRT ≠

=?+

39、已知某反应随温度升高平衡正向移动,则该反应______。

(a )正逆反应的活化能相等 (b )正反应的活化能大

(c )逆反应活化能大 (d )反应物系数和大于产物系数和 解释:

E a,1-E a,-1= △U

40、某双分子反应的速率系数为k ,根据阿仑尼乌斯公式a exp()k A E RT =-,若指前因

子的实验值很小,则说明______。

(a )表观活化能很大 (b )活化熵有绝对值较大的负值 (c )活化熵有较大的正值 (d )活化焓有绝对值较大的负值

物理化学复习题

解释: P ~ 41、在描述一级反应的下述说法中,不正确的是______。

(a )ln c 对时间t 作图得一条直线 (b )半衰期与反应物起始浓度成反比

(c )同一反应消耗反应物的百分数相同时,所需的时间相等

(d )速度系数的单位是()1

-时间

42、反应A B C D +→+的速率方程为[A][B]r k = ,则反应_______。

(a ) 是二分子反应 (b ) 是二级反应但不一定是二分子反应 (c ) 不是二分子反应 (d ) 是对A 、B 各为一级的二分子反应

43、某反应物反应掉7/8所需的时间恰好是它反应掉1/2所需时间的3倍,则该反应的级数是______。

(a )零级 (b )一级反应 (c )二级反应 (d )三级反应

44、对于气相基元反应,下列条件:(1)温度降低;(2)活化熵r m S ≠?越负;(3)活化焓r m H ≠?越负;(4)分子有效碰撞直径越大。能使反应速率变大的条件是______。

(a ) (2)(4) (b ) (3)(4) (c ) (2)(4) (d ) (1)(2)(4)

解释: 分子有效碰撞直径 d AB =r A +r B

物理化学复习题

2ln RT

U

dT K d C ?=S

R

e

≠?2

AB

r d πσ=

45、已知平行一级反应

A

B C

k 1

k 2

E a1

E a2

且知a1a2

(c )增加反应物A 的浓度 (d )增加反应时间

表面及胶体题目:

46、一定温度下,由微小液滴聚集成大液滴的过程,下列表述正确的是______。 (a ) 表面自由能降低 (b ) 表面积增大 (c ) 蒸气压增加 (d ) 体积减少

47、对于大多数纯液体而言,一定压力下表面张力随温度的变化率_______

(a ) 0p T γ???>

???? (b ) 0p T γ???

< ????

(c ) 0p

T γ???

= ???? (d ) 无法确定

48、一定温度下,微小固体颗粒在水中的溶解度_______。

(a ) 与颗粒大小成正比 (b ) 与颗粒大小无关 (c ) 随表面张力增大而增大 (d ) 与固体密度成正比

解释:

49、高分散的固体微粒表面吸附气体后,体系的表面能

(a ) 升高 (b )降低 (c )不变 (d )需要具体计算

50、已知两种气体1及2在固体表面上发生混合吸附,若固体表面是均匀的,则气体1及2在固体表面的覆盖率12 , θθ与气相平衡压力12,p p 的关系为_______。

(a ) 11111221b p b p b p θ=

++ 22

21122

1b p b p b p θ=++

(b ) 1/21/21111/21/21/21/211221b p b p b p θ=++ 1/21/2

2221/21/21/21/2

1122

1b p b p b p θ=++ (c ) 1/21/2

1111/21/2

11221b p b p b p θ=++ 2221/21/21122

1b p b p b p θ=++ B B ,,,,)()(n P A n P T T A S ??-=??γ

)(,,>??B

N P T S A

S 0

)(,,

γ晶晶晶r

M

a

a

RT l s B r B ργ-=

2ln

,

(d ) 1111/21/211221b p b p b p θ=++ 22

2

1/21/21122

1b p b p b p θ=++

解释:

51、在水中加入肥皂液后,将发生_______。

(a ) d 0d γ

α< 正吸附 (b ) d 0d γ

α< 负吸附 (c ) d 0d γ

α

> 正吸附 (d ) d 0d γ

α

> 负吸附

52、已知如下图示,玻璃管两端各有一大小不等的肥皂泡,中间用活塞相连,打开活塞后_______。

(a ) 两泡的大小保持不变 (b ) 两泡均变小

(c ) 大泡变小,小泡变大 (d ) 小泡变小,大泡变大

r 1

r 2

53、多孔固体表面易吸附水蒸气,而不易吸附氧气、氮气,主要原因是 。 .

(a ) 水蒸气分子量比O 2、N 2小 (b )水蒸气分子的极性比O 2、N 2要大 (c )水蒸气的凝聚温度比O 2、N 2高 (d )水蒸气在空气中含量比O 2、N 2要少

54、用非离子型表面活性物质作乳化剂制备W/O型乳状液,在外电场作用下,分散相粒子______。

(a ) 向正极移动 (b ) 向负极移动 (c ) 不作定向运动 (d ) 静止不动

55、雾属于分散系统,其分散介质是________

(a) 液体 (b) 气体 (c) 固体 (d) 气体或固体

56、对溶胶的以下描述中,不正确的是_______

(a) 均相系统 (b) 多相系统

(c) 热力学上属不稳定系统 (d) 动力学上属稳定系统

57、对于AgI 的水溶胶,当以KI 为稳定剂时,其结构式可以写成

++m [(AgI)I ,(-)K ]K x n n x x --??,则被称为胶粒的是指_______

(a) (AgI)I m n -? (b) (AgI)m

(c) ++

[(AgI)I ,()K ]K x m n n x x --?-? (d) +[(AgI)I ,()K ]x m n n x -

-?-

1i i

i

i i i b p

b p

θ=

+∑

解释:

物理化学复习题

58、对亚铁氰化铜负溶胶而言, 电解质KCl、CaCl2、K2SO4、CaSO4的聚沉能力顺序为________

(a) KCl > CaCl2 > K2SO4 > CaSO4

(b) CaSO4 > CaCl2 > K2SO4 > KCl

(c) CaCl2 > CaSO4 > K2SO4 > KCl

(d) K2SO4 > CaSO4 > CaCl2 > KCl

59、溶胶扩散的主要原因是______

(a) 胶粒与反离子的静电作用(b) 粒子带电

(c) 分散相分子热运动(d) 分散介质分子热运动

60、一个烧杯中,盛有某种溶胶20×10-6 m3,如使其聚沉,至少需浓度为1000 mol·m-3的NaCl 溶液20×10-6m3, 或浓度为1 mol·m-3的Na2SO4溶液100×10-6m3,由这些数据得出的结论是________

(a) 溶胶带正电,NaCl 的聚沉值比Na2SO4的聚沉值小

(b) 溶胶带负电,NaCl 的聚沉值比Na2SO4的聚沉值大

(c) 溶胶带正电,NaCl 的聚沉值比Na2SO4的聚沉值大

(d) 溶胶带正电,NaCl 的聚沉能力比Na2SO4的聚沉能力强

61、溶胶的稳定性与温度的关系是______

(a) 随温度升高而增加(b) 随温度升高而降低

(c) 随温度升高先增加后下降(d) 与温度无关?

62、发生电渗现象时,某一液体介质运动的方向主要决定于_________

(a) 介质运动的速度(b) 多孔固体的本性

(c) 外电场强度 (d) 多孔固体的吸附能力

63、某液体在毛细管中呈凹球面,原因是_______。

(a ) 液体能够润湿毛细管壁 (b ) 液体的表面张力较大 (c ) 液体的温度较高 (d ) 附加压力p ?较大

相图章节选择题:

64、下列体系属于单相的是:

(a )极细的斜方硫和单斜硫混合物 (b )漂白粉 (c )大小不一的一堆尿素碎粒 (d )墨汁 65、 CaCO 3(s)分解产生 CaO(s)和 CO 2(g), 尽管产物之间存在有定量关系, 但在求算自由度时, 这种定量关系不能作为浓度限制条件: (a )因为 CaO(s) 用x 表示其浓度, 而CO 2(g)用p 表示 (b )因为是化学反应 (c )因为两者处于不同相 (d )因为 CO 2的平衡压力等于大气压

66、关于三相点,下面的说法中正确的是:

(a ) 单组分体系与多组分体系中均有三相点 (b ) 三相点就是二条两相平衡线的交点 (c ) 三相点的温度可随压力而改变

(d ) 三相点是纯物质的三相平衡共存时温度和压力所决定的相点

67、下列说法中正确的是:

(a )对于完全互溶的双液混合物可以可用分馏方法将二者分开 (b )对于部分互溶的双液混合物可用分馏方法将二者分开

(c )对于完全互溶的有恒沸点的双液混合物,不能用简单的分馏方法同时得到两种纯液体

(d )水蒸气蒸馏通常用于分离或提纯沸点比较高,相对分子质量比较大的能溶于水的有机化合物

物理化学复习题

解释:

水(A)—正丁醇(B)系统

222**H O H O H O A B B m

p

M

m

p

M

=

?

68、以下说法中正确的是:

(a)相图中的点都是代表系统状态的点

(b)在恒定的压力下,根据相律得出某一系统的F=l,则该系统的温度就有一个唯一确定的值

(c)单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述

(d)自由度就是可以独立变化的变量

解释:

物系点:在T-x图的两相区,物系点C代表

了体系总的组成和温度,如右图的C点。

相点: 对应于物系点相同温度(T—x相图)

(或相同压力(p—x相图))时的相组成

点。如右图的D(液相组成)点和E

(气相组成)点。

单相区:相点=物系点

二相区:相点≠物系点

69、对于 KCl~H2O体系, 平衡共存的相数:

(a)只能是1相(b)只能是4相

(c)只能是1相或4相(d)可能是1、2、3、4相

70、单组分固~液两相平衡的P~T曲线如图所示,则:

(a)V m(l)=V m(s) (b)V m(l)>V m(s)

(c)V m(l)<V m(s) (d)无法确定

71、A~B 溶液系统T~x图如图所示,下列叙述中不正确的是:

(a)adchb 为气相线,aecgb 为液相线;

(b)B 的含量x(e,l)>y(d,g),y(h,g)>x(g,l);

(c)B 的含量y(e,g)>x(d,l),y(h,g)>x(g,l);

(d)B 的含量y(c,g)=x(c,l)

计算题部分: 电化学部分:

1、三种盐 NaCl 、KCl 与KNO 3分别溶于水,其极稀溶液的摩尔电导率m Λ/(10-4S·m 2·mol -1)分别为:126 、150和145。且 NaCl 溶液中 Na +迁移数为 0.39 。求NaNO 3极稀溶液的摩尔电导率与此溶液中 Na +的迁移数。

1、解:m Λ (NaNO 3)=m Λ(KNO 3)+ m Λ(NaCl) - m Λ(KCl)

= 126 + 145 - 150 = 121×10 -4 S·m 2·mol -1 [2分]

∵ 在 NaCl 中 t (Na +)= 0.39

∴ m Λ (Na +)= m Λ(NaCl)× 0.39 = 49.14×10 -4 S·m 2·mol -1

分]

在 NaNO 3中,t (Na +)=m Λ(Na +)/m Λ(NaNO 3)=49.14/121=0.406 [2分]

2、计算AgBr 饱 和 水 溶 液 在25 ℃ 时的电导率。已知其在此温度下的溶度积 K SP =4.81×10-13 mol 2?dm -6;AgNO 3, KBr, KNO 3的无限稀释摩尔电导率分别等于133.3×10-4 S·m 2·mol -1,151.9×10-4S·m 2·mol -1,144.9×10-4S·m 2·mol -1,所用水的电导率为4.40×10-6 S·m -1。

2、解:c (AgBr) = K SP 1/2= 6.94×10-7mol·dm -3

m ∞Λ(AgBr) = m ∞Λ (AgNO 3) +m ∞Λ ( KBr )- m ∞Λ (KNO 3)

=140.3×10-4 S·m 2·mol -1

分] κ(AgBr) = m Λ(AgBr)?c (AgBr) =m ∞Λ(AgBr)?c (AgBr) =9.74×10-6S·m -1分] κ(溶液) =κ (AgBr) +κ (H 2O)=1.414×10-5S·m -1

分]

3、电池Cu(s)│CuAc 2(0.1 mol·kg -1)│AgAc(s)∣Ag(s),在 298 K 时,电动势 E = 0.372 V ,当温度升至308K 时,E = 0.374 V ,已知 298 K 时, E θ (Ag +|Ag) = 0.800 V ,E θ (Cu 2+|Cu) = 0.340 V 。

(1)写出电极的反应和电池反应; (2)298 K 时,当电池有 2F 电量流过,这时 ?r G m 、?r H m 、?r S m 为多少?

解:(1) Cu(s) + 2AgAc(s) ─→ Cu 2+ (0.1 mol ·kg -1) + 2Ag + 2Ac -(0.2 mol ·kg -1)

(2) ?r G m = -zEF = -71.796 kJ ·mol -1

?r S m = zF (?E /?T )p = 38.6 J ·K -1·mol -1

?r H m = ?r G m + T ?r S m = -60.293 kJ ·mol -1

4、已知水的活度积常数 K w =1×10-14, 求25℃时电极 OH -(H 2O)│H 2的标准电极电电势 E ?。 解:设计电池 H 2(g,p ?)│H +(aq)‖OH -(aq)│H 2(g,p ?) [2分]

负极:1

2

H 2(p ?)─→H +(aq)+e -

+)正极:H 2O +e - ─→1

2

H 2(p ?)+OH -(aq)

───────────────────

电池反应:H 2O =H +(aq)+OH -(aq) [1分]

E ?=E ? [OH -(aq)│H 2]-E ? [H +(aq)│H 2]=E ? [OH -(aq)│H 2] =RT /

F ×ln K w =-0.828 V [2分]

5、已知298 K 时,E (Hg 22+|Hg)=0.7959 V ,E (Hg 2+|Hg)=0.851 V ,Hg 2SO 4(s)的活度积为8.20×10-7。试计算E ( Hg 2SO 4|Hg) 及E (Hg 2+| Hg 22+|Pt) 。

5、解:(1)Hg 2SO 4 (s)溶解平衡式:Hg 2SO 4 (s) === Hg 22+ + SO 42- 设计成一电池反应,则电池反应为:

负极:2Hg(l) -→ Hg 22++2e -

正极:Hg 2SO 4 (s) +2e - -→ 2Hg(l) + SO 42- [2分] E = E (Hg 2SO 4|Hg) - E (Hg 22+|Hg) = (RT /2F)ln K SP [2分] E ( Hg 2SO 4|Hg)= (0.02958 lg8.2×10-7 +0.7959)= 0.6159 V [2分] (2)电极反应: 2Hg(l) -e - →Hg 2+ (1) 2 Hg(l) -2e -→Hg 22+ (2)

(1)-(2)得:Hg 22++e - -→Hg 2+ (3) [2分] r m G ?,3=r m G ?,1-r m G ?,2 - F

物理化学复习题

3E = -F 1E +2 F 2E

物理化学复习题

3E =(1E -22E ) =1E -22E =(0.851-0.7959×2) V = V

E (Hg 22+| Hg 2+|Pt)= -0.7408 V [2分]

6、欲从镀银废液中回收金属银,废液中 AgNO 3的浓度为 1×10-6mol·kg -1(设γ±=1),还含有少量 Cu 2+。今以银为阴极,石墨为阳极用电解法回收银,要求银的回收率达 99%,试问阴极电位应控制在什么范围之内? Cu 2+离子浓度低于多少才不至使 Cu(s) 和 Ag(s) 同时析出?已知 E (Ag +/Ag) = 0.799V 、E

(Cu 2+/Cu) = 0.337V 。

6、解:E (Ag +/Ag )=E (Ag +/Ag)+0.05915 lg a (Ag +)

=0.799+0.05915 lg(10-6×0.01)

=0.3258V 阴极电势应低于 0.3258 V [2分]

在该阴极电位下,0.3258=E (Cu 2+/Cu)=E

(Cu 2+/Cu)+ RT /2F×ln a (Cu 2+)

a (Cu 2+)=0.4181 [Cu 2+] 要小于 0.4181 mol/kg [3分]

7、298K 、P 时,以 Pt 为阴极,C (石墨)为阳极,电解含 CdCl 2(0.01mol·kg -1) 和 CuCl 2 (0.02mol·kg -1)的水溶液,若电解过程中超电势可忽略不计,试问:(设活度系数均为1,已知

E (Cd 2+/Cd)=-0.402V 、E (Cu 2+/Cu)=0.337V 、E (Cl 2/Cl -)=1.36V 、E (O 2/H 2O,H +)

= 1.229V ), 电解过程中H 2超电势?. (甲)何种金属先在阴极析出?

(乙)第二种金属析出时,至少须加多少电压?

(丙)当第二种金属析出时,第一种金属离子在溶液中的浓度为若干?

(丁)事实上 O 2(g) 在石墨上是有超电势的,若设超电势为 0.6V ,则阳极上首先应发生什么反应?

7、解:(1) E (Cd)=-0.402+0.05915/2 lg0.01=-0.4612 V ;

E (Cu)=0.337+0.05915/2 lg0.02=0.2868 V ; E (H 2)=0.05915 lg10-7=-0.414 V 。

∴阴极上首先是 Cu 2+ 还原成 Cu [2分]

(2) H 2O → 2H ++ 1/2O 2+ 2e - 铜析出后,[H +]=2×0.02 mol/kg

E (O 2)=E (O 2/H 2O)+RT /

F ×ln a (H +)

=1.229+0.05915 lg0.04=1.1463 V ;

E (Cl 2)=1.36-0.05915 lg0.06=1.4323 V

∴ E 分解 =E (O 2)-E (Cd)=1.6075 V [3分] (3) E (Cd)=E (Cu)

-0.4612=E (Cu 2+/Cu)+0.05915/2× lg a (Cu 2+)

[Cu 2+]=0.103×10-26 mol/kg [2分] (4) E (O 2) =E (O 2/H 2O)] +η

=1.229+0.05915 lg10-7+0.6=1.415 V ;E (Cl 2)=1.4323 V

阳极上先发生 H 2O 氧化反应 [2分]

8、25N O 在惰性溶剂中()4CCl 分解是一级反应:

25222241

N O 2NO

O 2NO N O 2

→+= 分解产物2NO ,24N O 都能溶于4CCl 中,而2O 则不溶,在恒温、恒压下测定2O 的体积,

实验在46C ?时进行,当2O 的体积为3

10.75cm 时,开始计时(0t =),当2400s t =时,2O 的体积为3

29.65cm ,反应完后(t →∞),2O 的体积为3

45.50cm ,试求反应的k 及12t 。 8、解: 令c 及n 分别表示反应产生的2O 的浓度及物质的量,则 0011ln

ln c n k t

c t n ==0

1ln

t

V V t V V ∞∞-=-413.2710s --=? 120.693

2120s t k

=

=

9、对于反应 ()422NH CNO CO NH → 已知实验数据如下表示:

[]340

NH CNO mol dm -?

h 半衰期

0.05 37.03 0.10 19.15 0.20

9.45

试求反应的级数。

9、解:由题给数据可知,12t 与0c 有关,故该反应不是一级反应 则 ()()

1212ln 1ln t t n a a '=+

'

将已知数据代入上式: (1) (2) 组 1.95n = (1) (3) 组 1.98n = (2) (3) 组 2.02n = 取平均值 1.982n =≈,故为二级反应 。

10、某物质气相分解反应为平行一级反应:

1A R k ??

→ 2A S k

??→ 298K 时,测得

12=24k k ,试估算573K 时12

k

k 的数值。 10、解: i exp i i E k A RT ??

=-

???

,12A A = k k E E R T 12

12=--?? ???e x p 设1E 、2E 不随温度而变 ()()()()1122573K 298K 298K 298

ln

ln ln 24573K 573K 298K 573

k k k k ==

()

()

12573K 5.22573K k k =

11、物质A 的分解反应为一级反应, 已知300K 下其半衰期为1800s 。试求:

(1)该一级反应的速率系数;

(2)若该反应的活化能为1

80kJ mol -?,试求反应在500K 时的速率系数?

11、解:(1) 一级反应 1/21

l n 2

t k =

代入数据得14

1sec 1085.3--?=k

(2)由 ????

??--=12

12

11ln

T T R

E k k a

??

?

??-????-=?-----K 3001K 5001K mol J 314.8mol J 1080sec 1085.3ln 1113142k

求知500K 时 1

2s e c 7.143-=k

12、某一级平行反应

A

B C

k 1

k 2

反应开始时3A00.50mol dm c -=? , 已知反应进行到30min 时,分析可知

3B 0.08m o l d m c -=?

, 3C 0.22mol dm c -=? ,试求:

(1)该时间反应物A 的转化率(用百分号表示); (2)反应的速率系数1212? / ? k k k k +==及

12、解:(1) 转化率%6050

.022

.008.0A0C B A0A A0=+=+=-=

c c c c c c x (2) 对于平行一级反应 A

1A 2A 12A d ()d c k c k c k k c t ??

-=+=+

???

t k k c c )(ln

21A

A0

+= min 30)(dm

mol )22.008.0(dm mol 50.0ln 213

3

?+=?+?--k k 1

21m in

03.0-=+k k

2133C B dm mol 22.0dm mol 08.0k k c c =??=-- 解之36.02

1

=k k

13、反应 A+2B P → 的可能历程如下: 11

A B

I k k -+

2

I B P k

+??

→ 其中I 为不稳定的中间产物。若以产物P 的生成速率表示反应速率,试问:

(1) 什么条件下,总反应表现为二级反应