物理化学复习题下册

物理化学复习题

⼀、判断下列说法是否正确（不必改正）

1.⾦属和电解质溶液都是靠⾃由电⼦来导电的。（）

2.恒温下电解质溶液的浓度增⼤时，其摩尔电导率总是减⼩的。（）3.对于基元反应，⼏分⼦反应就是⼏级反应。（）4.电池反应的可逆热，就是该反应的恒压反应热。（）

5.阿累尼乌斯活化能等于活化分⼦平均能量与普通分⼦平均能量之差。（）6.质量作⽤定律对基元反应和复杂反应都适⽤。（）

7.对两种不同液体来说，曲率半径相同时，曲⾯下的附加压⼒与表⾯张⼒成反⽐。（）

8. 朗格缪尔吸附等温式适合于单分⼦层吸附。（）

9．吸附平衡即是固体表⾯不能再吸附⽓体分⼦，⽽被吸附的⽓体分⼦也不再脱附。（）

10.⾦属和电解质溶液都是靠⾃由电⼦来导电的。（）

11. 25 ℃时电极Hg, Hg2Cl2(S) | KCl(1mol/kg) 的电极电势为0.2800 V，这⼀数值就是⽢汞电极的标准电极电势。( ×)12. 化学吸附为单分⼦层吸附，⽽且具有选择性。（√）

13. 表⾯过剩就是单位⾯积的表层溶液中所含溶质的物质的量。( ×)

14. 物质的⽐表⾯吉布斯函数就是单位⾯积的表⾯层分⼦所具有的表⾯吉布斯函数。（√）简答下列概念

溶液表⾯过剩正吸附原电池表⾯张⼒基元反应⼆、填空题

1、对于平⾏反应，⼀般地说Ea值⼩的反应，k值随T的变化率，升温对Ea值的反应影响更⼤。2. 在恒温下，加⼊催化剂能加快反应速率的原因是由于，⽽升⾼温度能增加反应速率的原因是由于。3. ⼀定温度下，液滴越⼩，饱和蒸汽压越，⽽液体中⽓泡越⼩，泡内液体的饱和蒸汽压越。（⼤；⼩）

4. ⽤导线把电池的两极连接上，理科产⽣电流，电⼦的流动是从极经由导线进⼊极的。在电池内部，电解质的正离⼦通过溶液向极迁移，并发⽣反应，负离⼦通过溶液向极迁移，并发⽣反应。（负；正；正；还原；负；氧化）5. 链反应由链、链和链三步构成。（引发；传递；终⽌）

6. 电池恒温恒压可逆放电时，吉布斯函数的降低值与该电池所做的电功的关系为。（相等）7. 列举两种热⼒学亚稳态（如过饱和溶液），他们是、。（过饱和蒸汽；过冷⽔）8. 阿累尼乌斯公式的微分式为；活化能Ea越，反应速率收温度的影响越⼤。

9. 在⼀定温度下，想纯⽔中加⼊少量表⾯活性剂，在此表⾯活性剂的表⾯吸附量零（填“⼤于”、“等于”或“⼩于”）10. 已知298K时的标准电极电势Eθ(Fe3+/Fe)= -0.036V; Eθ(Fe2+/Fe)= -0.439V, Eθ(Fe3+/Fe2+)为V。（0.77）

11、反应2O3(g) ==== 3O2的活化能为117kJ·mol-1，O3的△f H m 为142 kJ·mol-1，则该反应的反应热为，逆反应的活化能

为。（-284；401）

12、链反应可分为反应和反应。

13. 若反应A+2B===Y是基元反应，则其反应速率⽅程可以写为-dcA/dt = 。14. ⼆级反应的半衰期与反应物的初始浓度关系为。15. Langmuir吸附等温式仅适⽤于。

16. 若某溶液中含KCl 0.1mol·kg-1, BaCl20.2 mol·kg-1, 该溶液的离⼦强度I= 。(0.7)三、选择题

1.电池Cu│Cu+┋┋Cu+,Cu2+┃Pt和Cu┃Cu2+┋┋Cu2+,Cu+┃Pt的电池反应均可写作Cu+Cu2+=2Cu+,此电池的（）a）△rGm，E均相同b）△rGm相同，E不同c）△rGm，E均不相同d）△rGm不同，E相同2. 已知某反应为⼀级反应，则该反应为（）

a）基元反应b）单分⼦反应c）复杂反应d）不能确定3. 双分⼦反应是（）a. ⼆级反应b. 不是⼆级反应c. 不⼀定是⼆级反应d.不可能是⼆级反应

4. 某反应的速率常数k=4.6*10-2mil-1，⼜初始浓度为0.1mol·dm-3，则该反应的半衰期为（）a. 1/(6.93*10-2*0.12)minb. 15minc. 30min

d. 1/(4.6*10-2*0.1)mil

5.已知某⼀反应为⼀级反应，则该反应为（）a.简单反应b.单分⼦反应c.复杂反应d.不能确定

6. 下列不属于胶体（憎液胶体）的基本特性是（ D ）A. ⾼度分散型；B. 聚结不稳定性；C. 多相性；D. 动⼒稳定性

7. 丁达尔（Tyndall）现象是光照射到粒⼦上发⽣的（B ）A. 反射；B. 散射；C. 透射；D. 折射

8. 在溶胶制备的过程中，常常需要净化，其⽬的是（ A ）A. 去除制备过程中过多的电解质，以利于溶胶的稳定性；B. 除去制备时其它杂质，以提⾼溶胶的纯度；C. 除去⽐溶胶粒⼦更⼤的粒⼦，使分散⼒度均匀；D. 除去过多的溶剂，以提⾼溶胶的浓度。

9. 某反应的反应物消耗⼀半的时间正好是反应物消耗1/4的时间的2倍，则该反应的级数是（ B ）A. 0.5级反应；B. 0级反应；C. 1级反应；D. 2级反应

10. 当⼀反应物的初始浓度为0.04mol/dm3时，反应的半衰期为360s，当初始浓度为0.024mol/dm3时，半衰期为600s，此反应为（ C ）A. 0级反应；B. 1.5级反应；C. 2级反应；D. 1级反应

11. ⼀级反应完成99.9%所需时间是完成50%所需时间的（ C ）A. 2倍；B. 5倍；C. 10倍；D. 20倍

12. 两⼀级平⾏反应A k1B, A k2 C，下列结论不正确的是（C ）A. k总=k1+k2;B. k1/k2 = c B/c C;C. E总= E1+E2;D. t1/2=0.693/(k1+k2)

13. 反应A B(Ⅰ)；A D（Ⅱ），已知反应Ⅰ的活化能E1⼤于反应Ⅱ的活化能E2，以下措施中不能改变获得B和D的⽐例的是：（）

A. 提⾼反应温度；B. 延长反应时间；C. 加⼊适当催化剂；D. 降低反应温度。

14. 某⼀反应在⼀定条件下最⼤转化率为30%，在同样条件下，加⼊催化剂后，其转化率将（C ）A. ⼤于30%；B. ⼩于30%；

BC. 等于30%；D. 不确定

15. 下列两电池反应的标准电动势分别为E1 和E2 ，则两个的关系为（B ）（1）1/2H2(p ) + 1/2Cl2(p ) ==== HCl(a = 1)(2) 2HCl (a=1) ==== H2(p ) + Cl2(p )A. E1 =2E2 ;B. E2 = -E1 ;C. E2 = -2E1 ;D. E2 = E1

16. 当表⾯活性物质加⼊溶剂后，所产⽣的结果是（）A. dσ/dc﹤0 正吸附；B. dσ/dc﹥0 负吸附C. dσ/dc﹥0 正吸附；D. dσ/dc﹤0 负吸附四、简答下列各题：

1．试⽐较物理吸附与化学吸附？

2．两块平板玻璃在⼲燥时，叠放在⼀起，很容易分开，在其间放些⽔，再叠放在⼀起，则要使之分开（沿板的法线⽅向分开）却很费劲。这是什么道理？3.请绘出对消法测电动势的原理图。

4. 请将反应Zn(s)+Cu+→Zn2++Cu设计成原电池。

5．基元反应aA+bB→gG+hH、反应物的消耗速率µAµB及产物的⽣成速率V G和V H间的关系如何？速率常数K A与K B间有何关系？

6.请写出韦斯顿标准电池图式,并写出电池反应与电极反应.7.请将反应H2(g) + 1/2 O2(g) ═ H2O(l)设计成⼀个电池.8.请指出反应分⼦数与反应级数有何区别.

9. 已知H—H的键能为436kJ/mol，使H2光化学裂解所需照射光的波长是274.4nm，实际上H2的光裂解能需要另⼀个物质（光敏剂）作为吸收和传递光能，现有Hg(g)及Na(g)，其初始吸收光的波长分别是253.6519nm及330.2988nm，请问何种物质可作为H2光解的光敏剂？答：Hg(g)

10. 试讨论温度对⼀级反应的半衰期有什么影响。答：温度升⾼⼀级反应的半衰期减⼩。

11. 什么叫极化作⽤和超电势？随着电流密度的增加，原电池和电解池的阴阳极上析出电势如何变化？并画出⽰意图。12. 纯液体、溶液和固体，他们各采⽤什么⽅法来降低表⾯吉布斯函数以能达到稳定状态？若把⼤⼩不等的液滴封在以玻璃罩内，隔相当长时间后，估计会出现什么现象？

35. 请写出阿累尼乌斯公式、克劳修斯—克拉佩龙⽅程、范特霍夫⽅程，并对⽐三个⽅程找出规律。

13.计算298K时在0.1mol/kg的硫酸锌溶液中Zn2+、SO2-4离得的活度与ZnSO4的活度。已知298K时的γ±=γ﹢=γ﹣=0.148.解：b+=b-=0.1mol/kg

a+=(b+/bθ)=a-=0.148*0.1=0.0148

a(ZnSO4)==0.01482=0.00021914. 已知反应A k1

k B 正逆反应均为已级，已知：

反应开始时c A,0=0.5mol/dm3,c B,0=0.05mol/dm3.计算逆反应的活化能。解：Kc=k1/k-1lgKc=lgk1-lgk-1

lgk-1=-lgKc+lgk1=-2000/T + 4.0 - 2000/T + 4.0=-4000/T + 8.0dlgk-1/dT = 2.303dlgk-1/dT= 3.303*4000/T2 = E a,-1/RT2E a,-1 = 2.303*4000*8.314*10-3 = 76.59(kJ/mol)15. 试为下列反应设计原电池，并写出电动势表达式。（1）Sn + 2Fe3+(αFe3+) Sn2+(αSn2+) + 2Fe2+(αFe2+)(2) H2(P H2) + 2AgCl(s) 2Ag + 2HCl(α±)解：（1）

Sn|Sn2+(αSn2+)||Fe3+(αFe3+), Fe2+(αFe2+)|Pt

E = E [Fe3+, Fe|Pt]- E [Sn2+|Sn]-(RT/2F)ln(αSn2+*α2Fe2+/α2Fe3+)(2)

H2(P H2) + 2AgCl(s) 2Ag + 2H+ + 2Cl-原电池图式

Pt|H(pH2)|HCl(α±)|AgCl(s)|Ag

E = E [AgCl(s)|Ag]- (RT/2F)ln[α2H+*α2Cl-/(pH2/p )]= E [AgCl(s)|Ag]- (RT/2F)ln[α±4/(pH2/p )]四、已知反应H2 + I2→ 2HI的机理为I2 + M*2I? + M0H2 + 2I?→ 2HI

请推导该反应的速率⽅程（ M*为⾼能分⼦，M0为低能分⼦）五、计算题：

1．25℃时、电池Ag|AgCl(s)|HCl(b|)Cl2(g、100Kpa)|Pt的电动势的E=1.136v.电动势的温度系数（ E/ T）p=-5.95×10-4vK-1,电池反应为Ag+1/2Cl2(g100Kpa)=AgCl(s)试计算该反应的△G、△H、△S及电池恒温可逆放电时过程的可逆热Qr.

2. 某⾦属钚的同位素进⾏?放射，经14天后，同位素活性降低6.85%，试求此同位素的蜕变速率常数和半衰期。要使同位素活性降低90%需多长时间？

3．25℃时在⼀电导池中盛有浓度为0.02mol·dm-3的KCl溶液，测得其电阻为82.4Ω。若在同⼀电导池中盛以浓度为

0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液，测得其电阻326.0Ω。已知25℃时0.02mol·dm-3的KCl溶液的电导率为0.2768s·m-1。试求：1）电池常数k cell；

2）0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液的电导率和摩尔电导率。

4．在某反应 A →B + D 中，反应物A的初始浓度C A0为1mol·dm-3，出速率v A为0.01mol·S-1·dm-3，如果假定该反应为

①零级反应；②⼀级反应；③⼆级反应; ④2.5级反应；

试分别求各不同级数的速率常数k A，标明k A的单位，并求各不同级数的半衰期和反应物A 的浓度变为0.1mol·dm-3所需的时间。

5. 298K时N2O5(g)分解反应半衰期t1/2为 5.7h，此值与N2O5起始浓度⽆关，试求：（1）该反应的速率常数。（2）作⽤完90%时所需的时间。解：

（1）对于⼀级反应k = ln2/t1/2 = 0.1216 h-1(2) ln[1/(1-y)] = ktt = (1/k)ln[1/(1-y)] 18.9 h

6. 电池：Zn-Hg | ZnSO4(aq) || PbSO4(s), Pb-Hg的Eθ(298K) = 0.4055V，电池中ZnSO4溶液浓度为5.0×10-5mol/kg，离⼦平均活度系数为0.74，写出电池反应并求25℃时电池的电动势。解：(-) Zn -2e- == Zn2+

(+) PbSO2-4 + 2e- == Pb +Zn2+ + SO2-4总反应：Zn + PbSO2-4 == Pb + Zn2+ + SO2-4E = Eθ– (RT/2F)ln(a Zn2+·a SO2-4)= Eθ- (RT/2F)lna2±= Eθ- (RT/2F)ln(γ±·b±/bθ)2

= 0.4055 – (0.05916/2)lg (0.74×5.0×10-5)2= 0.6677(V)

7. 设有等物质量的液体A与液体B混合，反应⾄1000s时，A反应掉1/2，问⾄2000s时，未反应的A与A的起始浓度之⽐（c A/cA,0）是多少？

（1）假定为A的⼀级反应；假定单分⼦A与单分⼦B的⼆级反应。解：

（1）-dc A/dt = k A c At1/2 = 1000 = ln2/k Ak A = 0.693×10-3s-1c A = c A, 0 e-k A tc A/c A,0= e-kAt = 0.25

(2) – dc A/dt = k A c A c B = c A2积分得：1/c A = 1/c A,0 + k A tt1/2 = 1/(k A c A,0)

k A = 1/(t1/2c A,0) = 10-3/c A,0 (dm3 mol-1 s-1)1/c A = 1/c A,0 + (10-3/c A,0) ×2000 = 3/c A,0

c A/c A,0 = 0.33

8. 某药物的分解为⼀级反应，速率常数与温度的关系为：

（1）求30℃时的速率常数；

（2）若此药物分解30%即⽆效，问在30℃时保存，有效期为多少？（3）预使有效期延长⾄2年以上，保存温度不能超过多少？解：

（1）lnk = -38/303 + 20.400 = -9.10k = 1.12×10-4 h-1(2)

c A = c A,0e-kt0.70c A,0 = c A,0 e-ktt = 3.18×103h(3)

0.70c A,0 = c A,0 e-kt

将t/=365*24*2 = 17520 h 代⼊，解得：k/ = 2.04×10-5 h-1lnk/ = -38/T/ + 20.400T/= 286K

9. 某⼀级分解反应，在600K时，K=5.16×10-4s-1，在900K时8min已有80%的反应物进⾏反应，求反应的活化能。解：900K时c A = c A,0 e-kt0.2c A,0 = c A,0e-ktk=3.35×10-3s-1

ln(k//k)=-(Ea/R)(1/T/ - 1/T)Ea = 2.80×10-4(J)

10. N2O5分解反应为⼀级反应，其反应速率常数k=4.80×10-4s-1，请问该反应的半衰期为多少？当初始压⼒p0=66.66kPa，反应开始（1）10s，（2）10min后总压⼒p t分别为多少？解：

t1/2 = ln2/k = 1.44*103(s)

N2O5 ==== N2O4（g）+ 1/2 O2(g)t= 0 p00 0t= t p0-x x 0.5xp t = p0 + 0.5x

由⼀级反应动⼒学⽅程得：p0– x = p0e(-kt)(1) t = 10s时

x = p0[1-e(-kt)] = 66.66*[1- exp(-4.8*10-4*10)]= 0.319kPa

pt = 66.66 + 0.5*0.319 = 66.28(kPa)(2) t =600s时

x = p0 [1-exp(-kt)]= 66.66*[1-exp(-4.8*10-4*600)= 16.68(kPa)

Pt= 66.66+ 0.5*16.68=75.00(kPa)

11. 在300K时，鲜⽜奶⼤约5h变酸，但在275K的冰箱中可保持50h，计算⽜奶变酸反应的活化能。（提⽰：⽜奶变酸反应的速率常数与变酸的时间的关系为：k2/k1=t1/t2）解：k2/k1 = t1/t2

lg(k2/k1)= -(Ea/2.303R)*(1/T2-1/T1)ln(50/5) = (Ea/2.303*8.314)*(1/275-1/300)Ea=6.32*104J/mol

12. 电池：Zn-Hg | ZnSO4(aq) || PbSO4(s), Pb-Hg的Eθ(298K) = 0.4055V，电池中ZnSO4溶液浓度为5.0×10-5mol/kg，离⼦平均活度系数为0.74，写出电池反应并求25℃时电池的电动势。

13、298K时，电池Pt|H2(100kPa)|HCl(b=0.1mol·kg-1)|AgCl(s)|Ag的电池电动势为0.3522V。求反应：

H2(g)+ 2AgCl(s) ==== 2Ag + 2H+ + 2Cl-在298K时的标准平衡常数。已知0.1mol·kg-1 |HCl的γ±=0.798。解：0.1molkg-1 |HCl的a±=γ±b/b =0.798*0.1=0.0798E = E – (RT/2F)ln(a+*a-)2= E – (2RT/F)ln a±E = E +(2RT/F)ln a±= 0.2223VK = exp(ZFE /RT) = 3.28*10814、例7.8.1

将碱性氢电极和酸性氢电极组成如下电池，Pt|H2(g, 100kPa)|H+||H2O, OH-|H2(g, 100kPa)|Pt

写出电极、电池反应和电池电动势的能斯特⽅程，并计算E {H2O,OH-|H2(g)}。15、例7.9.1

已知25℃时E (Ag+|Ag) = 0.7994V，E {AgCl(s)|Ag}=0.22216V，求25℃时AgCl(s)在⽔中的溶度积Ksp。

16、⽓体反应A + B ====D，对反应物A，B来说都是⼀级反应，反应的活化能Ea=163kJ·mol-1，温度为380K时的反应速率常数k=6.30×10-3dm3·mol-1·s-1，反应开始时由等量A和B（nA=nB）组成的⽓体混合物压⼒为101.325kPa，求温度在400K时的反应初速率。解：

lg(k1/k2)=(-Ea/2.303R)(1/T1-1/T2)

设T1=400K，T2=380K,

求得：k1=8.3×10-2dm3·mol-1·s-1，

因⽓体混合物中n A=n B，即P A=P B=P/2=51kPac A,0=c B,0=P A/(RT)=1.5×10-2mol·dm-3反应速率公式u=kcAcB

T=400K时的初速率

u0= k1c A,0c B,0=1.9×10-5（mol·dm-3·s-1）17、例11.4.1

⼀般化学反应活化能在40～400kJ·mlo-1范围内，，多数在50～250 kJ·mlo-1之间。

（1）若活化能为100，试估算温度由300K上升10K，由400K上升10K时，速率常数k各增加多少倍。假设之前因⼦相同。（2）若活化能为150 kJ·mlo-1，做同样的计算。（3）将计算结果加以⽐较，并说明原因。18、例11.6.2

实验表明⽓相反应2N2O5 ==== 4NO2 + O2的速率⽅程为u = k[N2O5]，并对其提出了以下反应机理：（1）N2O5NO2 + NO3

（2）NO2 + NO3NO + O2 + NO3（3）NO + NO32NO2

试应⽤稳态近似法推导该反应的速率⽅程。