物理化學(xué)練習(xí)題與答案

1、第七章第七章 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 一、選擇題 1. 用同一電導(dǎo)池分別測定濃度為 0.01 molkg-1和 0.1 molkg-1的兩個電解質(zhì)溶液， 其電阻分別為 1000 和 500 ，則它們依次的摩爾電導(dǎo)率之比為 ( B ) (A) 1 : 5 (B) 5 : 1 (C) 10 : 5 (D) 5 : 10 2. 298 K 時， 0.005 molkg-1 的 KCl 和 0.005 molkg-1 的 NaAc 溶液的離子平均活 度系數(shù)分別為 ,1和 ,2,則有 ( A ) (A) ,1= ,2 (B) ,1 ,2 (C) ,1 ,2 (D) ,1 ,2 3. 在 HAc 解離常數(shù)測

2、定的實驗中，總是應(yīng)用惠斯頓電橋。作為電橋平衡點的指零儀器，結(jié)合本實驗，不能選用的是： （ D ）(A) 耳機(B) 電導(dǎo)率儀(C) 陰極射線示波器(D) 直流橋流計 4. 1-1 型電解質(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)率可以看作是正負離子的摩爾電導(dǎo)率之和，這一規(guī)律只適用于：（C ）(A) (A) 強電解質(zhì)(B) (B) 弱電解質(zhì)(C) (C) 無限稀釋電解質(zhì)溶液(D) (D) 摩爾濃度為 1 的溶液 二、填空題 ( 共 7 題 14 分 )11. 2 分 (3892)3892CaCl2摩爾電導(dǎo)率與其離子的摩爾電導(dǎo)率的關(guān)系是：_。 12. 2 分 (4069)40690.3 molkg-1 Na2HPO4水溶液

3、的離子強度是_0.9_ molkg-1 。 13. 2 分 (4070)4070濃度為 0.1 molkg-1 的 MgCl2水溶液，其離子強度為_0.3_ molkg-1 。 14. 2 分 (3822)3822 有下列溶液： (A) 0.001 molkg-1 KCl (B) 0.001 molkg-1 KOH (C) 0.001 molkg-1 HCl (D) 1.0 molkg-1 KCl 其中摩爾電導(dǎo)率最大的是 （ C ） ； 最小的是 （ D ） 。 三、計算題 1 25時，濃度為 0.01，moldm-3的 BaCl2水溶液的電導(dǎo)率為 0.2382，-1mS，而該電解質(zhì)中的鋇離子

4、的遷移數(shù) t(Ba2+)是 0.4375，計算鋇離子和氯離子的電遷移率 U(Ba2+)和 U(Cl -)。 2. 25時，KCl 和 NaNO3溶液的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率及離子的無限稀釋遷移數(shù)如下： m( Sm2mol-1) t,+ KCl 1.4985 10-2 0.4906 NaNO3 1.2159 10-2 0.4124 計算： (1) 氯化鈉溶液的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率m(NaCl) (2) 氯化鈉溶液中 Na+ 的無限稀釋遷移數(shù) t(Na+)和無限稀釋淌度 U (Na+)。 參考答案參考答案 一、選擇題1. 答(B) 2. 答 (A) 3. 答 (D)4. 答 (C)二、填空題1答 )Cl

5、(2)Ca()CaCl(-m2m2m2. 答 0.93. 答 0.3（2 分）4. 答 (C) (D) 三、計算題 1答 1 -22221mmolmS10191. 12)BaCl(c-1222221m221mmolmS10521. 0)Ba()BaCl()Ba(t （3 分）-122-221m-mmolmS10670. 0)Cl()BaCl()Cl(t21282-1-1m2( Ba)(Ba)5.40 10 msVUF -82-1-1m(Cl )(Cl )6.94 10 msVUF 2 答 m(NaCl) = m(Na+) + m(Cl-) = tNa+m(NaNO3) + tCl-m(KCl)

6、 = 1.264710-2 Sm2mol-1 tNa+= m(Na+)/m(NaCl) = 0.3965 UNa+= m(Na+)/F = 5.20010-8 m2s-1-1 第八章第八章 可逆電池的電動勢及其應(yīng)用可逆電池的電動勢及其應(yīng)用 一、選擇題 1. 常用的甘汞電極的電極反應(yīng) Hg2Cl2(s) + 2e-2Hg(l) + 2Cl-(aq) 設(shè)飽和甘汞電極、摩爾甘汞電極和 0.1 moldm-3甘汞電極的電極電勢相應(yīng)地為 1、 2、 3，則 298 K 時，三者之相對大小是： ( B ) (A) 1 2 3 (B) 1 2 1 3 (D) 3 1= 2 2. 有下列兩個濃差電池 (a1

7、0 電池為自發(fā)的，表明 Ag 在 OH- 溶液中會被氧化，加入 CN- 后， (Ag(CN),Ag) = -0.31 V 2.06 (B) pH 2.72 (C) pH 7.10 (D) pH 8.02 4. 通電于含有相同濃度的 Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的電解質(zhì)溶液, 已知 (Fe2+/ Fe) = -0.440 V ， (Ca2+/ Ca) = -2.866 V (Zn2+/ Zn) = -0.7628 V ， (Cu2+/ Cu) = 0.337 V 當不考慮超電勢時, 在電極上金屬析出的次序是 ： ( A ) (A) Cu Fe Zn Ca (B) Ca Zn Fe

8、 Cu (C) Ca Fe Zn Cu (D) Ca Cu Zn Fe 二、填空題 1. 電解過程中，極化作用使消耗的電能 _；在金屬的電化學(xué)腐蝕過程中，極 化作用使腐蝕速度 _ 。 2. 電解工業(yè)中, 為了衡量一個產(chǎn)品的經(jīng)濟指標，需要計算電能效率, 它的表達式是 _。 3. 已知電極（1）PtH2, H+, （2） PtFe3+, Fe2+, 和（3）PbH2, H+ 的交換電流密度 je分別為： (1) 0.79 mAcm-2; (2) 2.5 mAcm-2; (3) 5.010-12 Acm-2。當它們在298 K 處于平衡態(tài)時, 每秒有多少電子或質(zhì)子通過雙電層被輸送? (1) _cm-

9、2s-1 ；(2) _cm-2s-1 ；(3) _cm-2s-1 。 4 已知 (Fe2+/Fe)= -0.440 V, (Cu2+/Cu) = 0.337 V，在 25, p時, 以 Pt 為陰極，石墨為陽極，電解含有 FeCl2(0.01 molkg-1)和 CuCl2 (0.02 molkg-1)的水溶液，若電解過程不斷攪拌溶液，且超電勢可忽略不計，則最 先析出的金屬是 _。 三、計算題 1 在 25時，用銅片作陰極, 石墨作陽極, 對中性 0.1 moldm-3的 CuCl2溶液進行電解, 若電流密度為 10 mAcm-2, （1）問：在陰極上首先析出什么物質(zhì)? 已知在電流密度為10

10、mAcm-2時, 氫在銅電極上的超電勢為 0.584 V。 （2）問：在陽極上析出什么物質(zhì)? 已知氧氣在石墨電極上的超電勢為 0.896 V。假定氯氣在石墨電極上的超電勢可忽略不計。 已知： (Cu2+/Cu)=0.337 V, (Cl2/Cl-)=1.36 V, (O2/H2O, OH-)=0.401 V。 2 用 Pt 做電極電解 SnCl2水溶液, 在陰極上因 H2有超電勢故只析出 Sn(s), 在陽極 上析出 O2, 已知Sn2+=0.10, H+=0.010, 氧在陽極上析出的超電勢為 0.500 V, 已知： (Sn2+/Sn) =-0.140 V, (O2/H2O) =1.23

11、V。 (1) 寫出電極反應(yīng), 計算實際分解電壓 (2) 若氫在陰極上析出時的超電勢為 0.500 V, 試問要使Sn2+降至何值時, 才開始析 出氫氣? 四、問答題 解釋理論分解電壓和實際分解電壓, 并簡要說明其不一致的原因 參考答案參考答案 一、選擇題 1. 答 (C) 2. 答 (C) 3. 答 (A) 4. 答 (A) 二、填空題1. 答 增加；減少 2. 答 電能效率 =理論上所需的電能實際消耗的電能 3. 答 電子的電流密度是 je/e, 因每個電子攜帶電量大小為 e, 則： （1）4.941015 cm-2s-1 1.561016 cm-2s-1 (3) 3.12107 cm-2s

12、-1 4. 答 (Fe2+/Fe) = + RT/2F ln 0.01 = -0.4992 V (Cu2+/Cu) = + RT/2F ln 0.02 = 0.2868 V 最先析出的是 Cu 三、計算題 ( 共 6 題 60 分 )1 答 陰極: (Cu2+/Cu)= (Cu2+/Cu)+(RT/F)ln (Cu2+)= 0.308 V. (H+/H2)= (H+/H2)+(RT/F)ln (H+)- (H2)=-0.998 V 所以在陰極上首先析出 Cu 陽極: (Cl2/Cl-)= (Cl2/Cl-)-(RT/F)ln (Cl-) =1.40 V (O2/H2O,OH-)= (O2/H2

13、O,OH-)-(RT/F)ln (OH-)+ (O2)=1.71 V 所以在陽極上首先析出 Cl2 2 答 (1) 陰極: Sn2+2e- Sn(s) 陽極: H2O -2e- 12O2(g) +2H+ 陰= (Sn2+/Sn) +(RT/2F)ln (Sn2+) = -0.170 V 陽= (O2/H2O)+(RT/2F)ln 2(H+)+ (O2) =1.612 V E(分解)=陽-陰 =1.78 V (2) 當 H2析出時 (H+/H2)- (H2)= (Sn2+/Sn) (H+) =0.01+0.1- (Sn2+)2 (Sn2+) (H+) =0.21 = (Sn2+) =2.910-

14、14 四、問答題 答 理論分解電壓-可逆電解時的分解電壓, 在數(shù)值上等于可逆電池的電動勢. 實際分解電壓-實際電解時的最小分解電壓, 在數(shù)值上等于電流-電壓曲線 上直線部分外延到電流為零處的電壓。 兩者不一致的原因: 電流 I0 時, 電極有極化 第十章第十章 化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)（一）化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)（一） 一、選擇題 1. 反應(yīng) A + BC AB + C 的焓變 rHm 0，A ，C 是自由基， AB ， BC 是分子 AB，BC 的摩爾鍵焓。以下哪個關(guān)系式可以近似估算該反應(yīng)的活化能 Ea？ ( ) (A) 0.055 AB (B) 0.055 AB+ rHm (C) 0.055 BC (D)

15、0.055 BC- rHm 2. 若反應(yīng) A + B = C +D 正逆向均為二級反應(yīng)， 則平衡常數(shù) K 與正逆向速率常數(shù) k+ , k- 間的關(guān)系為： ( ) (A) K k+/ k- (B) K cA,0 r = kcA k = kcB 用一級反應(yīng)嘗試： k = A,00AtAA11lnlnAActct 代入 298 K 的數(shù)據(jù)： k1= 5.7410-3 min-1 k2= 5.8110-3 min-1 可視為常數(shù)， = 1 k平均 = 5.77510-3 min-1 1212B,012B,0ln2/120ln2/30tcktkc = 2 298 K k1= k/c2B,0= 57.75

16、 min-1 (moldm-3)2 同理 308 K k2= 200 min-1 (moldm-3)2 Ea = ln(k2/k1)RT1T2/(T2-T1) = 94.79 kJmol-1 2 答(甲) lnk=lnA-Ea/(RT) 對照已知條件 Ea/R=7284.4 K Ea=60.56 kJmol-1 (乙) ln k=1.643 k=5.17 mol-1dm3min-1 t1/2=1/(k2a)=24.18 min 四、問答題 答 (A) A 的反應(yīng)級數(shù)為一級。 (B) A+B P (C) B 的反應(yīng)級數(shù)為一級。 (D) lnAA0=kt =kBt 10100 =20t1/2 t1

17、/2 =50 s (E) k =069310100.=6.9310-4 mol-1m3s-1 第十一章第十一章 化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)（二）化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)（二） 一、選擇題1. 光化學(xué)與熱反應(yīng)相同之處為： （ ）(A)(A)反應(yīng)都需要活化能 (B) 反應(yīng)都向(rGm)T, p P(2) P(3) (B) P(1) P(3) P(2) (C) P(1) P(2) P(3) (D) P(1) P(3) P(2)二、填空題 1. 在波長為 214 nm 的光照下，發(fā)生下列反應(yīng) NH3H2Oh N2NH2OH當吸收光的強度 Ia1.0010-7 Einstaindm-3s-1，照射 39.38 min 后，測

18、得N2NH2OH24.110-5 moldm-3，則量子效率為_。 2. 吸引型勢能面的鞍點靠近_，表示反應(yīng)物_時就釋放能量。 3. 過渡態(tài)理論速率常數(shù)的統(tǒng)計力學(xué)表達式中過渡態(tài)的配分函數(shù)可分解為不同形式運動自由度的配分函數(shù)，n 個分子線性過渡態(tài)的q線=_，n 個分子非線性過渡態(tài)的q非線=_。 4. 根據(jù)碰撞理論，反應(yīng)速率隨溫度而升高，主要原因是_。三、計算題 1O+HO2OH+O2, T1=298 K, k1=6.1010-11 cm3s-1, T2=229 K, k2=7.5710-11 cm3s-1。(1)(1)求 Ea；(2)(2)用 TST 計算 298 K 時的Um, Hm, Sm,

19、 Gm。 2 有一酸催化反應(yīng) A + B H+ C + D ， 已知該反應(yīng)的速率公式為： dC / dt = k H+ A B ， 當A0= B0= 0.01 moldm-3 時，在 pH = 2 的條件下， 298 K 時的反應(yīng)半衰期為 1 h ，若其它條件均不變，在 288 K 時 t12= 2 h ，試計算：(甲) 在 298 K 時反應(yīng)的速率常數(shù) k 值；(乙) 在 298 K 時反應(yīng)的活化吉布斯自由能、活化焓、活化熵(設(shè) kBT/ h = 1013 s-1)。四、問答題 NOCl 的光化分解歷程可能有下面兩種情況： (A) NOCl + h NO + Cl Cl + NOCl NO

20、+ Cl2 (B) NOCl + h NOCl* NOCl* + NOCl 2NO + Cl2 (1) 估計每一個歷程的量子產(chǎn)率； (2) 已知下列實驗事實：使分解有效進行的波長范圍為 365.0 - 640.0 nm；NOCl 在250.0 nm 以上有確定的吸收光譜，但無連續(xù)吸收區(qū)域；分解為 NO 及 Cl 所需的最小離解能為 194.1 kJmol-1。試據(jù)以說明何者是可能的歷程？ 參考答案參考答案 一、選擇題 1. 答 (A) 2. 答 (C) 3. 答 (C) 4. 2 分 答 (B)二、填空題 ( 共 7 題 14 分 )1. 答 =1.0210-7/1.0010-7=1.02 2. 答 反應(yīng)物入口山谷一側(cè)，互相靠近 3.答 fffntrv3236 ，fffntrv3337 4. 答 活化分子比例增加 或 有效碰撞分數(shù)增加 或 相對平動能在連心線上分量大于 EC的碰撞增多 三、計算題 ( 共 4 題 45 分 )1答 (1) ln/kkER TT212111a，31a1.62 10 J molE (2) HERTm