《现代化学基础》II试题-4
班级 姓名 学号 成绩
一、填空题(25分,每空1分)
1.氧化还原反应中,E>0,反应 ;E=0;反应 ;E<0,反应 。
2. 对于元反应NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g),其反应速率方程为V= ;反应级数为 。若将反应体积增加为原来的两倍,反应速率为原来的 倍。
3. 已知Eθ(Fe2+/ Fe)=-0.447V,Eθ(Sn2+/ Sn )=-0.1375V,Eθ(I2/ I- )=+0.5355V,Eθ(MnO4/ Mn2+ )=+1.507V,则氧化态物质的氧化性由强到弱的顺序为 > > ;还原态物质的还原性由强到弱的顺序 为 > > 。
4. 当水、水蒸汽和冰三相共存时,该平衡系统的独立组分数为 ,自由度为 。
5. 固体NH4Cl处于真空容器中分解达到平衡,该平衡系统的相数为 ,独立组分数为 ,自由度为 。
6. 在一定温度时,甲醇和乙醇的饱和蒸汽压分别为P1* 和P2*,甲醇在甲醇和乙醇混合溶液中的摩尔组成为0.2,则平衡系统的总蒸汽压力为 ,甲醇在平衡系统气相中的分压和组成分别为 和 。 7.化学反应速率方程能写为-dCA/dt=knCAn的条件之一为 ; 和 。
8. 已知一反应的反应速率常数k的单位为s-1,由此可知该反应的反应级数为 ,半衰期为 。
二、问答题(20分)
1.试用活化分子和活化能的概念说明温度和催化剂对反应速率的影响?(5分) 2. 已知二组分体系的相图如下图所示。DS线为由物质A和B生成的化合物。 (1) 标出各相区的相态和水平线EF、GH体系的自由度。(5分)
(2) 绘出a和b表示的两个体系由T1温度冷却到T2的步冷曲线。(5分) (3) 使体系P降温,说明达到M、N、R点时体系的相态和相数。(5分)
三、计算题(共55分)
1.已知一有机物在水溶液中发生分解反应,283.15 K 时,k1=1.08×10-4s-1,333.15 K 时,k2=5.48×10-2s-1,请计算该反应的活化能及在303.15K时的反应数率常数。(15分)
2. 已知有一物质A发生一级分解反应,初始反应速度(-dCA/dt)为1×10-3mol.dm-3.min-1,1小时后速度为0.25×10-3mol.dm-3.min-1。求k,t1/2和物质A的初始浓度CA,0 。(15分)
3.已知Eθ(Cr2O72-/ Cr 3+ )=+1.232V ,Eθ(Fe3+/ Fe2+)=+0.771V,F=96500C.mol-1,将这两个电极组成原电池。(15分) (1)试写出该原电池的两个电极的半电池反应和总反应; (2)用原电池图式表示在标准条件下的该原电池; (3)计算298k时,电池反应的标准电动势和平衡常数。
4. 已知Eθ(ClO-/ Cl- )=+0.89V ,Eθ(Cl2/ Cl-)=+1.36V, 求 Eθ(ClO-/ Cl2 )=?V,请写出各半反应。(10分)
《现代化学基础》II试题-4参考答案
一、填空题(25分)
1.向右自发进行
反应达平衡 2
14
逆向自发进行
2.v?KCNO2CCOS
?-2+2+2+MnO4>I2>Sn>Fe; Fe>Sn>I>Mn 3.
4.1, 0 5.2,1,1
6.0.2P1*+0.8P2*, 0.2P1*, 0.2P1*/(0.2P1*+0.8P2*)
7.①只有一种反应物;②除一种反应物外,其余反应物大量过剩;③各反应物的初始浓度之比等于其化学计量数之比。
ln28.—,k
二、问答题
1.答:温度升高,体系的总能量增加,有更多的分子成为活化分子,分子
间的有效碰撞次数增加,导致反应速率增加;反应体系中加入催化剂,反应的活化能降低,使更多的分子成为活化分子,反应速率增加。
2.答:(1)1:L;2:化合物L;3:L+B(S);4:L+A(s);5:A(s)+化合物;6:化合物+B(s),水平线EF、GH体系的自由度均为0
(2)略
(3) M:L+A(s);二相
N:L+A(s)+化合物;三相
R:A(s)+化合物;二相
三、计算题
1.解:(1)∵
lgk??Ea?lgA2.303RTl
lg ∴
EaEaT2?T1k211??(?)?k12.303RT2T12.303RT1T2
k2)?(2.303RT1T2)/(T2?T1)k1
∴
Ea?(lg
?lg
5.48?10?21.08?10
?4?(2.303?8.314?283.15?333.15)/(333.15?283.15)
=9.77×104(J·mol-1)
lgk3EaT?T???31k12.303RT3T1,得
(2)由
lgk31.08?10?4k3?49.77?104303.15?283.15????1.1892.303?8.314303.15?283.15
?3?1,k3?1.67?10(s)
1.08?10?15.45
ν2.解:∵
A??dCA?kACAdt
∴由已知条件知
νA0A1
ν?CA0CA1
1CA0k?lntCA1lnCA0CA1?kt ∴由,得
110?3k??ln?0.023?3600.25?10(min-1)
t1/2?ln2ln2??30.14k0.023(min)
8分
由
vA0?kCA0,得
CA01?10?3???0.043k0.023(mol·dm-3)
A0ν
(+)
2??3?CrO?14H?6e???2Cr?7H2O 273.解:(1)
6Fe2????6Fe3??6e
5分
2?2??3?3?CrO?6Fe?14H总反应:27======2Cr?6Fe?7H2O
(2)(一)Pt | Fe3+(C), Fe2+(C) || Cr2O72-(C), Cr3+(C), H+(C) | Pt
ΘΘΘΘΘ
(3)
EΘ??Θ2?Cr2O7??Θ3?Fe/Fe2?
=1.232-0.771=0.461V
Θ
nEΘ6?0.461lgk???46.70.05920.0592
kΘ?5.01?1046
-+
-ΘΘG??2FEClO-/Cl? ?14.解:∵(1)ClO+2H+2e===Cl+H2O
(2)Cl2+2e===2Cl
-+
-
?
?
GΘ2??2FECl2/Cl-
(3)2ClO+4H+2e====Cl2+2H2O (1)×2-(2)=(3)
ΘG3??2FEΘClO-/Cl2Θ?2FECl/Cl?2FEClO/Cl?2FEClO-/Cl-)-( ∴ 2×()=
2?-2ΘΘ
EΘ?ClO-/Cl22EΘ?EΘClO?/Cl?Cl/Cl?21?0.89?2?1.36?1?0.42(V)1