1m??(????????)?mZnCl2?4mZnCl2=0.00794mol?kg-1
13由Debye-Huckel极限公式: lg????A?2?1?I
12mBZB?0.015 mol?kg-1 代入数据,解得:???0.7504 ?2m?33?,解得:a±=2.11×10-7 代入数据,aZnCl2?a???????mRTRTInaZnCl2=1.227+InaZnCl2=1.029V Eθ=E+ZFZFI? (3) △rGmθ=-ZFEθ 得到:△rGmθ=-198.6 kJ?mol-1
(4) 设计电池:Ag (s) |Ag+ (aAg+) | | Cl-(aCl-) | AgCl (s) | Ag (s) 负极:Ag (s)→Ag+ (aAg+) +e- 正极:AgCl (s) +e-→Ag (s)+ Cl -( aCl-) 电池反应:AgCl (s)= Ag+ (aAg+) + Cl -( aCl-)
由(2)可知Eθ=φθ(AgCl |Ag)-φθ(Zn2?| Zn)=1.029V
而φθ(Zn2+|Zn)=-0.7628V,代入数据,解得:φθ(AgBr|Ag)=0.2662V
??0.799V 已知?Ag+|Ag由设计电池可知Eθ=φθ(AgBr|Ag)-φθ(Ag+|Ag)=代入数据,解得:Ksp(AgCl)=9.71 ?10-10 4、(16分)
解:(1)由半衰期法确定反应的级数:
RTInKsp ZF?t1???lg?2'??1520?lg???t1?380?T=967K时,n?1??2'??1???2
?a??156.80?lg???lg??a?39.20?????t1???lg?2'??212?lg???t1?1440?或T=1030K时,n?1??2'??1???2
?a??7.07?lg???lg??a?48.00????故此反应为二级反应。
二级反应的半衰期为:t1?211 ?ak2cp0k2p代入数据,解得:
k2p(967K)?11??1.68?10?5(kPa)?1?S?1
t1?p0380?156.802k2p(1030K)?11??9.82?10?5(kPa)?1?S?1
t1?p01440?7.072(2)由阿仑尼乌斯公式
Ek(1030)Ea11dInK?a2可得:In2?(?) dTRTk1(967)RT1T2 代入数据,解得: Ea?R(T1T2k)In2?232.1kJ?mol-1 T2?T1k1k(3) 2N2O(g)???2N2?O2(g)
t?0 54.00kPa 0 0 t?t 54?p p p
dp?2k(54?p)2 dt?p0tdp11?2kdt???2kt?k2p(1030K)t 2?054?p54(54?p) 已知总压:p总?54?p?64kPa, 故:此时p?10kPa,代入得:t=110.9S 5、(12分)
证明:整个反应的速率决定于最慢的一步,由速控步近似法得到反应的速率方程
为:r?k2[N2O2][O2],
因为:第一个反应为快速平衡,故由平衡假设法得到:
[N2O2]k1k1,故可得到:中间产物?K?[NO]?[NO]2 222k?1k?1[NO]k2k1[NO]2[O2]?k[NO]2[O2] k?1代入上述速率方程:得到r?与实验得到的反应级数相吻合,说明拟定的反应历程合理。
?ak1k2由于表观速率常数k?,故由阿仑尼乌斯公式的指数形式:k?A?eRT ,
k?1E代入k?Aexp(?EaAAE?E2?E?1)?(12)exp(?1) RTA?1RT由上式可知:表观活化能为:Ea?E1?E2?E?1
物理化学模拟题(六)
一、单项选择题( 每题2分,共20分)
1. 在一定的温度下,当电解质溶液被冲稀时,其摩尔电导率变化为: ( A ) (A) 强电解质溶液与弱电解质溶液都增大
(B) 强电解质溶液与弱电解质溶液都减少 (C) 强电解质溶液增大,弱电解质溶液减少 (D) 强弱电解质溶液都不变
2. 已知298K,?CuSO4、CuCl2、NaCl的极限摩尔电导率Λ∞分别为a、b、c(单位为S·m2·mol-1),那么Λ∞(Na2SO4)是: ( B ) (A) c + a – b (B) 2a - b + 2c (C) 2c - 2a + b (D) 2a - b + c 3. 质量摩尔浓度为m的H3PO4溶液,离子平均活度系数为γ±,则溶液中H3PO4的活度aB为: ( D )
(A) 4m4γ±4 (B) 4mγ±4 (C) 27mγ±4 (D) 27m4γ±4
m的是:4. 下列电池中能测定AgCl的?fG? ( A )
(A) Ag|AgCl(s)|KCl(aq)|Cl2(p)|Pt (B) Ag|Ag+||Cl-|Cl2|Pt
(C)
Ag|Ag+||Cl - |AgCl(s)|Ag
(D) Ag|AgCl|AgCl(s)|Ag
5. 通过电动势的测定,可以求难溶盐的活度积,今欲求 AgCl 的活度积,则应设计的电池为: ( C ) (A) Ag│AgCl│HCl(aq)‖Cl2(p)│Pt (B) Pt│Cl2│HCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag (C) Ag│AgNO3(aq)‖HCl(aq)│AgCl│Ag (D) Ag│AgCl│HCl(aq)‖AgCl│Ag 6. 298 K 时,φφ
00(Au+/Au) = 1.68 V,φ
0(Au3+/Au) = 1.50 V,
(Fe3+/Fe2+) =0.77 V,
则反应 2Fe2++Au3+=2Fe3++Au+的平衡常数 K值为: ( A )
(A) 4.33×1021 (B) 2.29×10-22 (C) 6.61×1010 (D) 7.65×10-23 7. 400 K 时,某气相反应的速率常数kp= 10-3(kPa)-1·s-1,如速率常数用 kC表示, kC应为: ( A )
0(A) 3.326 (mol·dm-3)-1·s-1 (B) 3.0×10-4 (mol·dm-3)-1·s-1 (C) 3326 (mol·dm-3)-1·s-1 (D) 3.0×10-7 (mol·dm-3)-1·s-1 8. 反应 A →产物 为一级反应,2B → 产物 为二级反应,t2(A) 和 t2(B) 分别表示 两反应的半衰期,设 A 和 B 的初始浓度相等,当两反应分别进行的时间为 t = 2t2(A) 和 t = 2t2(B) 时,A、B 物质的浓度 cA和cB的大小关系为: ( C )
(A) cA> cB (B) cA= cB (C) cA< cB (D) 两者无一定关系 9.当一反应物的初始浓度为 0.04 mol·dm-3时,反应的半衰期为 360 s,
初浓度为 0.024 mol·dm-3时,半衰期为 600 s,此反应为: ( C )
1111(A) 0 级反应 (B) 1.5 级反应 (C) 2 级反应 (D) 1 级反应
-3?1?3?110. 20℃时,水的表面张力为72.8?10N?m,汞的表面张力为483?10N?m,?3?1而汞和水的界面张力为375?10N?m,则水在汞表面上 ( A )
(A) 能铺展开; (B)不能铺展开; (C) 形成液滴状; (D) 无法确定
二、判断题(每题1分,共10分)
1. 某电解质的浓度为0.05mol?kg-1,离子强度I为0.15 mol?kg-1,该电解质是A2+B2- 型。 ( √ )
2. 浓度均为0.001 mol?kg-1的HAC、KCl、KOH、HCl水溶液,摩尔电导率最大
的是 KCl溶液。 ( ? ) 3. 电池Zn?ZnCl2(α1)?? KCl(α2)?AgCl(s)?Ag的电动势与Cl-的活度无关。 ( ? ) 4. 电池H2(P?)?KOH(0.1 mol?kg-1) ?O2(P?)与电池H2(P?)?H2SO4(0.01 mol?kg-1) ?O2(P?)的电动势相等。 ( √ ) 5. 具有简单级数的反应一定是基元反应。 ( ? ) 6. 某反应进行时,反应物浓度与时间呈线性关系,则此反应的半衰期与反应物初始浓度呈正比。 ( √ )
7. 某反应速率常数与各基元反应速率常数之间的关系为k=k2(k1/2k4)1/2, 则该反应的表观活化能Ea与各基元反应的活化能之间的关系为Ea=E2+(E1-E4)/2。 ( √ )
8. 水平放置的毛细管内装有普通不润湿性液体,当毛细管右端用冰块冷却时,管内液体将向左移动。 ( √ ) 9. 二元溶液及其溶剂的表面张力分别为γ和γ0,已知溶液的表面过剩Γ2 < 0,则γ < γ0。 ( ? ) 10. 一个U型管的两臂直径不同,一端为1?10-3m,另一端为3?10-3m,水的表面张力为0.072N?m-1。如果用这个U型管装上水来测量压力,引入的误差为
192Pa。 ( √ )
三、简答题(每题4分,共16分)
1. 请你绘制出NaOH滴定HCl的电导滴定曲线。
2. 无限稀释时,HCl、KCl和NaCl三种溶液在相同温度、相同浓度、相同电位梯度下,三种溶液中Cl-的运动速度是否相同?三种溶液中Cl-的迁移数是否相同? 3. 可逆电池的条件是什么?
4. 为什么气泡、小液滴等都呈圆形?
四、计算题 (共54分)
1. 298K时,在某电导池中充以0.01mol·dm-3的KCl溶液(电导率为0.1413 S·m-1),测得其电阻为112.3Ω,若改充以同浓度的待测液,测得电阻为2.184 KΩ,试计算:
(1)电导池常数; (2)待测液的电导率; (3)待测液的摩尔电导率。 (12分) 2. 某1-1对峙反应,A?B,已知k1=10-4 s-1,k-1=2.5×10-5 s-1,反应开始时只有
k?1k1反应物A。
求(1)A和B浓度相等所需的时间。
(2)经过6000s后A和B的浓度。 (14分) 3. 二级反应A+B=P的活化能为92.05 KJ/mol。A和B的初浓度均为1mol/L,在20℃半小时后,两者各消耗一半。
求(1)在20℃1小时后,两者各剩多少? (2)在40℃时的速率常数是多少? (14分)
4. 298K时下列电池的电动势为1.227 V
-1Zn(s)│ZnCl(0.005mol?kg)│Hg2Cl(?Hg(l) 22s)(1)写出该电池的电极反应和电池反应。 (2)试求该电池的标准电动势E?。 (已知(14分)
Eebye-Huckel
极限公式中的常数
A=0.509 (mol?kg)
-1-12