武汉大学物理化学期末试题题库教案资料.doc

武汉大学物理化学期末试题题库

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一、选择题 ( 共 3题 15分 )
1. 5 分 (3611)
3611
H2S2O8可由电解法制取，阳极反应为：2H2SO4 → H2S2O8 + 2H+ + 2e- ，阳极副反应为O2的析出。阴极析氢效率为100%，已知电解产生H2，O2的气体体积分别为9.0 L和2.24 L（标准态下），则生成H2S2O8的物质的量为： （ ）
(A) 0.1 mol (B) 0.2 mol
(C) 0.3 mol (D) 0.4 mol

2. 5 分 (7149)
7149
试由管孝男速率方程式 dq /dt ＝ ka pq -μ－kdq g 导出弗伦德利希吸附等温式
V=k p1/ n 式中 n＝m＋g

3. 5 分 (7150)
7150
试由叶洛维奇速率方程式 dq /dt＝kap e－gq －kd ehq 导出 乔姆金吸附等温式
q ＝1/a ln(A0p) 式中 a =g+h ， A0=ka/kd

二、填空题 ( 共 7题 35分 )
4 5 分 (4453)
4453
可将反应 Ag++ Cl-─→ AgCl(s) 设计成电池为 。
已知 25℃时电池的 E$= 0.576 V，则电池反应的 DrG(298.15 K) = ，
AgCl(s) 的活度积 Ksp = ，电池反应达平衡时，电动势 E 等于 ______ 。

5. 5 分 (5841)
5841
反应 A + 2B → P 的反应机理如下∶ A + B C， C + BP
其中 A ，B 为反应物，P 为产物，C 为高活性中间物，则：
dcp/dt = ，在 ______________ 条件下，总反应表现为二级。

6. 5 分 (7652)
7652
用渗透压法测大分子化合物的摩尔质量属于 _____ 均摩尔质量；用光散射法得到的
摩尔质量属于 ____ 均摩尔质量；沉降速度法得到 _____ 均摩尔质量；粘度法测得的
称为粘均摩尔质量，一般近似地认为它属于 ____ 均摩尔质量。
请填：(A) 质均 (B) 数均 (C) Ｚ均 或 (D) 平均

7. 5 分 (4860)
4860
(1) 设阳极和阴极的超电势均为 0.7 V，还原电位均为 1.20 V，则阳极电位等
于__________ ，阴极电位等于__________ 。
(2) 电池充电时，充电电压比平衡电动势高、低还是相等 _________ 。

8. 5 分 (4476)
4476
(1) 电解质溶液的摩尔电导率随浓度的减小而 ____________ ；
(2) 电池 M1(s)│M1+(a1)│M(a2)│M2(s) 的电动势除了电极与导线
的接触电势外，还由哪些界面电势组成 ___________________________________ 。

9. 5 分 (4908)
4908
某含有 Ag+，Ni2+ ，Cd2+ （活度均为1）离子的pH = 2 的溶液，电解时, H2与各金属在阴极析出的先后顺序为 ________、________、_________、__________。
(已知f$ (Ag+/Ag)= 0.799 V，f$ (Ni2+/Ni)= -0.23 V，f$ (Cd2+/Cd)= -0.402 V 。 H2在 Ag 上超电势 h =0.20 V，在 Ni 上, h =0.24 V，在 Cd 上, h =0.30 V)

*. 5 分 (6611)
6611
从表面热力学的角度看，比表面吉布斯自由能表达式是 ________ ，其单位为
______ ，从力学平衡角度看，表面张力是 _______________ ，其单位为 _______ 。

三、计算题 ( 共 4题 50分 )
11. 15 分 (6718)
6718
有人提出一种将不很纯的铜粉进行提纯的工艺：将不纯的铜粉于酸化的硫酸铜溶液中反应：

过滤后，溶液中的Cu+可歧化得到纯铜粉，已知，298 K，p$下：
E1$ = 0.02 V
E2$ = - 0.57 V
如果使一种含铜量为3 kg·m-3（以CuSO4形式存在）的溶液通过一个装有铜粉的反应器（25℃），假设反应已达到平衡，计算溶液流出反应器时Cu2+,Cu+和总的铜的浓度。

12. 15 分 (5976)
5976
反应 2NO(g) +H2(g) =N2O(g) +H2O(g) 的速率方程为：
dp(N2O)/dt = k p2 (NO) p(H2), 实验得到如下数据为：
(反应在恒温、恒容下进行)
反应序号 p0(NO)/kPa p(H2)/kPa 半寿期/s T/K
1 80.0 1.33 19.2 1093
2 80.0 2.66 ？ 1093
3 1.33 80.0 830 1093
4 2.66 80.0 ？ 1093
5 80.0 1.33 10 1113
(1) 求所缺半寿期数据
(2) 求1 093 K时的k值
(3) 求反应活化能
(4) 提出一个只涉及双分子步骤的反应机理, 由此机理可得上述规律
(5) 如果1 093 K时，p0(NO)=2.66 kPa, p0(H2)=1.33 kPa ，求该反应半寿期。

13. 10 分 (7712)
7712
设将某单元酸 (HR) 0.0013 kg 溶于 0.1 dm3的稀盐酸溶液后完全解离，如果将
此溶液置于半透膜(b)中，与膜外(a) 298 K，0.1 dm3蒸馏水达到平衡时，测得膜外
pH = 3.26，膜电势为 34.9 mV，试计算：
(1)膜内溶液的 pH 值
(2)该单元酸的相对分子质量
假定溶液可视作理想溶液。

14. 10 分 (6506)
6506
用l＝400 nm单色光照含有Ｈ2＋Cl2之反应池，被 Cl2吸收的光强为Ia＝11×10-7 J·s-1，照射一分钟后，p(Cl2)由27.3 kPa降为20.8 kPa（已校正为273 K时之压力）求量子产率F（反应池体积为100 cm3），并由F对反应历程提出你的分析。

一、选择题 ( 共 3题 15分 )
1. 5 分 (3611)
3611
[答] (C) （5分）

2. 5 分 (7149)
7149
[答] 吸附达平衡时 dq /dt＝0
kapq -m＝kdq g (2分)
q n＝ka/kd·p n＝m＋g
∴ q ＝(ka/kd)1/np1/n＝kp1/n
其中 k＝(ka/kd)1/n (3分)

3. 5 分 (7150)
7150
[答]吸附达平衡时 dq /dt＝0
kape gq ＝kde hq (2分)
e (h+g)q＝ka/kdp
∴ q ＝1/(h+g)·ln(ka/kd·p)＝1/a·ln(A0p) (3分)

二填空题 ( 共 7题 35分 )
4. 5 分 (4453)
4453
[答]
Ag│AgCl(s)│KCl(aq)‖Ag+(aq)│Ag(s) (2分)
DrG= -zEqF = -55.60 kJ·mol-1 (1分)
Ksp = 1.8×10-10 (1分)
E = 0 (1分)

5. 5 分 (5841)
5841
[答] d[P]/dt = k1k2[A][B]2/(k-1+ k2[B])
k-1 << k2[B]

6. 5 分 (7652)
7652
[答] (B)
(A)
(C)
(A)

7. 5 分 (4860)
4860
[答]
(1) 1.9 V ； 0.5 V (3分)
(2) 高 (2分)

8. 5 分 (4476)
4476
[答]
(1) 增加
(2) M与 M间液接电势，M1、M2 与溶液间的界面电势

9. 5 分 (4908)
4908
[答] Ag; Ni; H2; Cd

*. 5 分 (6611)
6611
[答] (¶G/¶A)， J·m-2 ；
作用在单位边界指向液体内部与表面相切的力；N·m-1

三、计算题 ( 共 4题 50分 )
11. 15 分 (6718)
6718
[答]
反应前Cu2+浓度为：3/63.55 mol·kg-1= 0.0472 mol·kg-1 （2分）
经铜粉处理并平衡后，设反应量为 x，即铜的总浓度为 2x。
E(Cu+|Cu)=E(Cu2+|Cu+)
即E2$(Cu+|Cu)+0.0591lg[Cu+]= E1$(Cu2+|Cu+)+0.0591lg{[Cu2+]/[Cu+]} （5分）
已知E2$(Cu+|Cu) –E1$(Cu2+|Cu+)= -0.59 V
故lg{[Cu2+]/[Cu+]2}= -0.59/0.0591= - 9.98
即Cu2+几乎全部变为Cu+，x ≈0.0472 mol·kg-1=[Cu+] （5分）
[Cu2+]=9.3×10-13 mol·kg-1 （2分）
故溶液中铜的总浓度为: 2x= 0.0994 mol·kg-1 （1分）

12. 15 分 (5976)
5976
[答] (1) 反应1和2 中，NO过量, 反应3, 4 中，H2过量
所以反应2的 t1/2（2）=19.2 s 反应4的t1/2=1/[k(表)·p0(NO)] ，
反应4的t1/2是反应3的一半, 即t1/2（4）= 4.15 s (4分)
(2) 据反应1， k(表)=kp2(NO) =0.69/19.2 =0.036 s-1
k =5.6×10-12 Pa-2·s-1 (3分)
(3) 反应1与5比较 ，ln(k2/k1)=(Ea/R)(1/T1-1/T2), Ea=329.9 kJ·mol-1 (3分)
(4) 2NON2O2 (快速平衡)
N2O2+H2=N2O+H2O (速控步) (4分)
(5) 按计量比进料 (5分)
dp(N2O)/dt =4kp3(H2) =dp(H2)/dt 积分得：
= 8 k t, t1/2 =3.8×104 s

13. 10 分 (7712)
7712
[答]
(1) 根据膜电势公式 △f (a,b) = f (a) - f (b)
= RT/F×ln[ a(H+b)/a(H+,a)]
即 pH(b) = pH(a) -△f (a,b) / 0.05916 = 2.67 (4分)
(2) 根据 pH 值分别求得 H+ 浓度为
[H+]a = 0.0005488 mol·dm-3 (2分)
[H+]b = 0.002136 mol·dm-3 (2分)
∵ ([H+][Cl-])a = ([H+][Cl-])b
∴[Cl-]b= 1.41×10-4 mol·dm-3
故 HR的摩尔质量 M (HR) = 0.0013/ ([HR]×0.1) = 6.516 kg·mol-1 (2分)

14. 10 分 (6506)
6506
[答] 反应分子数为nr=(pi-pf)V/RT =2.86×10-4 mol (2分)
吸收的光子为n0=Itl /hcL=2.20×10-10 mol (3分)
F =nr/n0=1.3×106 ≥1 (2分)
反应历程应为光引发的链反应， 即
① Cl22Cl
② Cl+H2 HCl+H
③ H+Cl2 HCl+Cl
④ Cl+Cl+M Cl2+M (3分)

一、选择题 ( 共 1题 5分 )
1. 5 分 (4084)
4084
在298 K时，0.002 mol·kg-1 的 CaCl2溶液的平均活度系数g±，1与0.002 mol·kg-1 的CaSO4溶液的平均活度系数g±，2 相比较是： ）
(A) g±,1 > g±,2 (B) g±,1 < g±,2
(C) g±,1 = g±,2 (D) 无法比较

二、填空题 ( 共 9题 45分 )
2. 5 分 (7719)
7719
半透膜两边电解质的起始浓度为：
c(NaP)/mol·dm-3 c(KCl)/mol·dm-3
0.01 0.1
其中NaP电离出的P－为不能透过半透膜的大离子，膜平衡的条件是______________________
_________________________________________________________________。

3. 5 分 (5352)
5352
反应 A(g) → 2B(g) 在一个恒容容器中进行，反应的温度为 373 K，测得不同
时间系统的总压如下：
t / min 0 5 10 25 ∞
p / kPa 35.597 39.997 42.663 46.663 53.329
t = ∞ 时，A全部消失。
(1) 试导出 A 的浓度与系统总压的关系
(2) 求该二级反应的速率常数 k (单位用：dm3·mol-1·s-1 表示)

4. 5 分 (4196)
4196
298 K时，已知E$(Cu2+|Cu)=0.337 V，E$(Zn2+|Zn)= - 0.7628 V，则电池
Zn(s)|Zn2+(a1=1)||Cu2+(a2=1)|Cu(s)的E=______________，电池反应的平衡常数Ka=_________________，当电能耗尽时，两离子的活度比a1/a2=____________________。

5. 5 分 (4967)
4967
1.00 mol·dm-3的CdSO4溶液在25℃时，用面积各为50 cm2的Ni阴极和Pt阳极在0.05A
的恒电流下电解，若H+ 活度为1, 当阴极上刚析出H2时, Cd2+的浓度将是__________
____________________________。已知：
H++e-──→H2 在Cd上的超电势为0.65 V, f $ (Cd2+/ Cd) =-0.403 V 。

6. 5 分 (4076)
4076
某电解质溶液浓度m=0.05 mol·kg-1 ，其离子强度I=0.15 mol·kg-1 ，则该电解质是_________________型。

7. 5 分 (3839)
3839
(1) 定温下，比较 H+，⅓ La3+，OH -，½ SO这四种离子在无限稀释水溶液条件下的摩尔电导率，哪个最大？
(2) 相同温度下，各种不同钠盐的水溶液中，钠离子的迁移数是否相等？

8. 5 分 (3687)
3687
在HCl浓度为c1与BaCl2浓度为c2的混合溶液中，若已知(H+)、 (K+)、(Cl - )，则氢离子迁移数可表示成：______________________________________

9. 5 分 (4851)
4851
电化学中电极反应的速度以 ______ 表示，极化是 _________________________
的现象，极化主要有 _________, _________。超电势是 。

*. 5 分 (4015)
4015
(a) 德拜-休克尔极限公式为 ，
适用条件是 。
(b) 测迁移数的方法有 ， ，和 。

三、计算题 ( 共 4题 50分 )
11. 15 分 (4322)
4322
从下列 298.15 K, p$下的数据，求Pt│S2O,S4O的电极电势.
1 mol Na2S2O3·5H2O溶于大量水中,吸热 46.735 kJ·mol-1;
1 mol Na2S2O3·5H2O溶于过量I3- 的溶液中，吸热28.786 kJ·mol-1;
1 mol I2(s) 溶于过量I- 的溶液中,吸热3.431 kJ·mol-1;
(以上均为无限稀释溶液的数据)
S2O S4O I- I2(s)
S/(J·K-1·mol-1) 33.47 146 105.9 116.7
Pt│I2(s)│I- f$＝－0.534 V

12. 15 分 (5437)
5437
在溶液中，A和B两个化合物之间的反应对B是一级。 在300 K时, 从动力学
实验得到如下结果： [B]o =1.0 mol·dm-3
[A]/mmol 1.000 0.692 0.478 0.29 0.158 0.110
t/s 0 20 40 70 100 120
(A) 试求A的反应级数, 并计算这个反应的速率常数
(B) 如果B的初始浓度等于0.5 mol·dm-3, A的半衰期会不同吗?
(C) 如果活化能是83.6 kJ·mol-1, 当A和B的浓度都是0.1 mol·dm-3时, 试
计算在323 K时反应的速率。

13. 10 分 (7678)
7678
蛋白质的数均分子质量约为40 kg·mol-1，试求在298 K时，含量为1.00×10-2 kg·dm-3的蛋白质水溶液的冰点降低、蒸气压降低和渗透压。已知298 K时水的饱和蒸气压为3.168 kPa，Kf=1.86 kg·K·mol-1，r(H2O)=1.0 kg·dm-3。设溶液的密度近似为纯水的密度。

14. 10 分 (6382)
6382
溶液中离子间的反应速率正比于活化络合物的活度， 请推导反应速率常数与离子强度和离子电荷数间的关系式，设反应式为AZa+BZbX≠Ｐ 。

一、选择题 ( 共 1题 5分 )
1. 5 分 (4084)
4084
[答] (B) （5分）

二、填空题 ( 共 9题 45分 )
2. 5 分 (7719)
7719
[答] [Na+]内[Cl-]内=[Na+]外[Cl-]外， （2.5分）
[K+]内[Cl-]内=[K+]外[Cl-]外 （2.5分）

3. 5 分 (5352)
5352
[答] A(g) ────→ 2B(g) 总压力
t = 0 p p p0 = p +p ....(1)
t = t p - px p + 2px pt =p+ p+px ...(2)
t = ∞ 0 p + 2p p∞ = p + 2px ....(3)
(2) - (1) 得 px = pt - p0
(3) - (1) 得 p = p∞ - p0
(3) - (2) 得 p - px = p∞ - pt (以上各1分)
二级反应：1/cA- 1/c0.A= kt ....(4) ∵ c = n/V = p/RT (2分)
∴c0,A= p/RT = (p∞ - p0)/RT
cA = (p- px)/RT = (p∞ - pt)/RT (2分)
将其代入 (4) 式，整理得：
k =
将各组数据代入上式，计算平均值：k平均 = 0.193 dm3·mol-1·s-1 (3分)

4. 5 分 (4196)
4196
[答]
E=E$=1.0998 V； （2分）
Ka=1.52×1037 （2分）
a1/a2=1.52×1037 （1分）

5. 5 分 (4967)
4967
[答] 4.5×10-9 mol·dm-3 (5分)

6. 5 分 (4076)
4076
[答] A2B，(A正一价，B负二价) （2分）

7. 5 分 (3839)
3839
[答] (1) H+ 最大
(2) 不等

8. 5 分 (3687)
3687
[答] （5分）

9. 5 分 (4851)
4851
[答]
电流密度；电极电位偏离平衡电位或静止电位；浓差极化，电化学极化，有电流通过时，电极电位对平衡电位的偏离。

*. 5 分 (4015)
4015
[答]