物理化学练习题[理工科](3)

2019-06-04 22:44

一、判断题答案: 1.错。

2.错,恒温、恒压、W’ = 0 时,ΔG > 0 的过程不能进行。 3.错,过程中W’ ≠ 0,ΔH ≠ Qp 。

4.ΔrGm(1) = ΔrGm(2)错,ΔrGm为广度量,与发生反应的物质的量有关。 5.E3?= E1?+ E2?错,强度量不能相加减。

-6.错,电极反应不同,(1)的标准态是a(H+) = l,(2)的标准态是a(OH) = 1。

-7.错,电极反应为:Cl2 + 2e??2C1 。

8.错,E?为强度量,与发生反应的物质的量无关。

-9.错,电池(2)的E与Br浓度有关。

10.错,电池对外放电时,电池内正离子向正极迁移,负离子向负极移动。

-11.错,因Ag+ 与Cl 反应生成AgCl沉淀。 12.错。

二、单选题答案:

1. A; 2. C; 3. D; 4. C; 5. B; 6. C; 7. B; 8. D; 9. C; 10.D; 11.D; 12.C; 13.C; 14.C; 15.D; 16.D; 17.A; 18.B; 19.D; 20.D; 21.B; 22.A; 23.B; 24.B; 25.B; 26.C; 27.D; 28.B; 29.A; 30.D; 31.A; 32.C; 33.B; 34.A; 35.C; 36.B; 37.B; 38.A; 39.A; 40.D。 。

四、主观题答案:

-1.解:(1) 负极:H2(g) - 2e??2H+;正极:2AgBr(s) + 2e??2Ag(s) + 2Br 电池反应: H2(g) + 2AgBr(s) = 2Ag(s) + 2HBr(a = 1) (2) T = 298K ,E?= 0.07150 V

φ?(正) =φ?(AgBr/Ag) = E?- φ?(H+/H2) = E?= 0.07150 V

∵φ?(AgBr/Ag) =φ?(Ag+/Ag) + 0.05915lgKsp 即 0.07150 = 0.7991 + 0.05915lg Ksp

-∴ Ksp = 5.0 × 1013

(3) ΔG?= -RTlnK?= -nFE? lnK?= nFE?/RT = 2 × 96500 × 0.07150/(8.314 × 298) = 5.5640,所以 K?= 2.62 × 102

----(4) (?E/?T)p = -4.186 × 107·2T + 4.186 × 107 × 298 = -9.372 × 107T + 124.76 × 106

-T = 298K (?E/?T)p = -124.76 × 106 < 0, 放热

-Qr = nFT(?E/?T)p = 2 × 96500 × 298 × (-124.76 × 106) = - 7175 J

7.解:(1) 负极:Fe2+ - e??Fe3+ ;正极:Ag+ + e??Ag(s) 电池为: Pt| Fe2+,Fe3+|| AgNO3|Ag(s)

(2) E?=φ?(Ag+/Ag) =φ?(Fe3+/Fe2+) = 0.7991 - 0.771 = 0.0281 V ln K?= - ΔG?/RT = nFE?/RT

lg K?= nE?/0.05915 = 0.0281/0.05915 = 0.4751 K?= 2.986

(3) Fe2+ + Ag+ = Ag(s) + Fe3+ 开始: 0 0 ∞ 0.05 平衡: x x ∞ 0.05 - x

K?= (0.05–x)/x2 = 2.986,即2.986 x2 + x - 0.05 = 0 ,所以 x = 0.0442 m Ag+ 的浓度为 0.0442 m

8.解:(1) 负极:H2(p1)??2H+ + 2e ;正极: 2H+ + 2e??H2(p2) 电池反应: H2(p1) = H2(p2) E = E? + RT/2F·ln(f1/f2) f1,f2 无法求出,用其它方法:

10

恒温下,dG = Vmdp Vm = RT/p + α

p2?p2??G?(RTp??)dp?RTln??p????(p2?p1) p1?1?? = -8.314 × 293 × ln20 + 0.01428 × (20 - 1) × 101.3 = -7325.1 J E = ΔG/nF = 7325.1/(2 × 96500) = 0.03796 V (2) ΔS =RlnV2??- =R ln(p1/p2) = 8.314 × ln20 = 24.91 J?K1

V1??ΔS > 0 nF(?E/?T)p > 0 (?E/?T)p > 0 吸热 ΔH = ΔG + TΔS = 7325.1 + 293 × 24.91 = - 28.486 J QR = TΔS = 293 × 24.91 = 7298 J

-10.[解]:将题给的两电极组成电池:Ag|Ag+(a+) || Cl(a-)|AgCl(s)|Ag

-电池反应是:AgCl(s) ?? Ag+ + Cl

-E?= φ?(AgCl,Cl,Ag) - φ?(Ag+,Ag) = - 0.5767 V

-K?= exp(zFE?/RT) = 1.757 × 1010

-(1) K?= a(Ag+) ·a(Cl) = (γ+m+/m?) ·(γ-m-/m?) = (γ±m±/m?)2 = [γ±m(AgCl)/m?]2 AgCl的溶解度很小,可设γ±= 1,所以

--m(AgCl) = m?(K?)1/2 = 1.326 × 105mol·kg1

此乃AgCl在水溶液中的平衡浓度,即其饱和浓度。

--(2) 0.01 mol·kg1KNO3溶液的离子强度I = ? (2 × 0.01) = 0.01 mol·kg1 lgγ± = - A|z+z-|I1/2 = -0.0509 γ± = 0.889

--m(AgCl) = m?(K?)1/2/γ± = 1.49 × 105 mol·kg1

与(1)相比,可见AgCl在电解质稀溶液中的溶解度比在纯水中有所增大。

12.[解]:设亚汞离子在溶液中为Hgnn+,则

--负极: nHg(l)??Hgnn+(m1) + ne;正极:Hgnn+(m2) + ne??nHg(l) 电池反应:Hgnn+(m2)??Hgnn+(m1) 电动势:E = - (RT/zF) × ln(m1/m2) 则 z = (RT/EF) × ln(m2/m1) = [(8.314 × 291)/(0.029 × 96485)] × ln10 = 1.99 所以n = z = 2,即亚汞离子在溶液中以Hg22+形式存在。

二、单选题:

1.丹聂尔电池(铜 - 锌电池)在放电和充电时锌电极分别称为: (A) 负极和阴极 ; (B) 正极和阳极 ; (C) 阳极和负极 ; (D) 阴极和正极 。

7.电极①Pt,Cl2(g)|KCl(a1)与②Ag(s),AgCl(s)|KCl(a2),这两个电极

的电极反应相界面有:

(A) (1) 2 个,(2) 2 个 ; (B) (1) 1 个,(2) 2 个; (C) (1) 2 个,(2) 1 个; (D) (1) 1 个,(2) 1 个。 11.电极 Pb2+(a)|Pb-Hg(a’) 和 Pb2+(a)|Pb(s) 的电极电势和标准电极

电势间的关系为:

(A) φθ相同φ不同 ; (B) φ相同φθ不同 ; (C) φ和φθ均相同 ; (D) φ和φθ均不同 。 13.下列电池的电动势与氯离子活度无关的是:

(A) Zn| ZnCl2(aq)| Cl2(p),Pt ;(B) Zn| ZnCl2(aq)| KCl (aq)| AgCl,Ag ; (C) Ag,AgCl| KCl(aq)| Cl2(p),Pt ; (D) Pt,H2( p)| HCl (aq)| Cl2(p),Pt 。 14.25℃时电池反应 H2(g) + ?O2(g) = H2O(l) 对应的电池标准电动势为 E1?, 则反应2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) 所对应的电池的标准电动势 E2?是:

11

(A) E2 = - 2E1?; (B) E2 = 2E1?;(C) E2 = - E1?; (D) E2 = E1?。 16.可以直接用来求Ag2SO4的溶度积的电池是: (A) Pt|H2(p)|H2SO4(a)| Ag2SO4(s)|Ag ;

(B) Ag|AgNO3(a)||K2SO4(a)|PbSO4(s),Pb(s) ;

(C) Ag(s),Ag2SO4(s)|K2SO4(a)||HCl(a)|AgCl(s),Ag(s) ; (D) Ag|AgNO3(a)||H2SO4(a)|Ag2SO4(s),Ag(s) 。

22.原电池Pt,H2(p?)|H2SO4(0.01m)|O2(p?),Pt 在298K时,

E = 1.228V,并已知H2O(l)的生成热n = 2,那么该电池的温度系数是:

= - 286.06 kJ2mol-1,

(A) -8.53 3 10-4 V2K-1 ; (B) -4.97 3 10-3 V2K-1 ; (C) 4.12 3 10-3 V2K-1 ; (D) 8.53 3 10-4 V2K-1 。

23.在恒温恒压条件下,以实际工作电压E’放电过程中,电池的反应热Q等于: (A) ΔH - zFE’ ; (B) ΔH + zFE’ ; (C) TΔS ; (D) TΔS - zFE’ 。

2+

27.巳知下列两个电极反应的标准还原电势为:Cu + 2e -- Cu,φ? = 0.337 V; Cu+ + e -- Cu,φ? = 0.521 V,由此求算得Cu2+ + e --?Cu+ 的φ?等于: (A) 0.184 V ; (B) -0.184 V ; (C) 0.352 V ; (D) 0.153 V 。 31.298K时,若要使电池 Pb(Hg)(a1)|Pb(NO3)2(aq)|Pb(Hg)(a2) 的电池 电动势E为正值,则Pb在汞齐中的活度必定是:

(A) a1 > a2 ; (B) a1 = a2 ; (C) a1 < a2 ; (D) a1和a2可取任意值 。 34.25℃时电极反应 Cu2+ + I - + e -- CuI 和 Cu2+ + e -- Cu+ 的标准 电极电势分别为0.086V和0.153V,则CuI的溶度积Ksp为: (A) 1.2 3 10-12 ; (B) 6.2 3 10-6 ; (C) 4.8 3 10-7 ; (D) 2.9 3 10-15 。

(C) (1)(2)(3)(4); (D) (4)(5) 。 37.下列电池中,液体接界电位不能被忽略的是: (A) Pt,H2(P1)|HCl(m1)|H2(p2),Pt ;

(B) Pt,H2(p1)|HCl(m1)|HCl(m2)|H2(p2), Pt ; (C) Pt,H2(p1)|HCl(m1)||HCl(m2)|H2(p2),Pt ;

(D) Pt,H2(p1)|HCl(m1)|AgCl,Ag-Ag,AgCl|HCl(m2)|H2(p2),Pt 。

第五章 化学动力学基础(1)

一、判断题:

1.在同一反应中各物质的变化速率相同。

2.若化学反应由一系列基元反应组成,则该反应的速率是各基元反应速率的代数和。

4.双分子反应一定是基元反应。

5.零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。 7.一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。 8.一个化学反应的级数越大,其反应速率也越大。

12

9.若反应 A + B--Y + Z的速率方程为:r=kcAcB,则该反应是二级反应,且肯定不是双分子反应。

13.对平衡反应A--Y,在一定温度下反应达平衡时,正逆反应速率常数相等。 14.平行反应

,k1/k2的比值不随温度的变化而变化。

15.复杂反应的速率取决于其中最慢的一步。

16.反应物分子的能量高于产物分子的能量,则此反应就不需要活化能。 17.温度升高。正、逆反应速度都会增大,因此平衡常数也不随温度而改变。

一、判断题:

1.在同一反应中各物质的变化速率相同。

2.若化学反应由一系列基元反应组成,则该反应的速率是各基元反应速率的代数和。 3.单分子反应一定是基元反应。 4.双分子反应一定是基元反应。

5.零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。

6.若一个化学反应是一级反应,则该反应的速率与反应物浓度的一次方成正比。 7.一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。 8.一个化学反应的级数越大,其反应速率也越大。

9.若反应 A + B??Y + Z的速率方程为:r=kcAcB,则该反应是二级反应,且肯定不 是双分子反应。

10. 下列说法是否正确:

(1) H2+I2=2HI 是2 分子反应;(2) 单分子反应都是一级反应,双分子反应都是二级反应。;

(3) 反应级数是整数的为简单反应 (4) 反应级数是分数的为复杂反应。

11.对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应,温度越高,反应速率越快,因此升高温 度有利于生成更多的产物。

12.若反应(1)的活化能为E1,反应(2)的活化能为E2,且E1 > E2,则在同一温度下k1一 定小于k2。

13.若某化学反应的ΔrUm < 0,则该化学反应的活化能小于零。

14.对平衡反应A??Y,在一定温度下反应达平衡时,正逆反应速率常数相等。

k1???B15.平行反应A┤???C,k1/k2的比值不随温度的变化而变化。 k216.复杂反应的速率取决于其中最慢的一步。

17.反应物分子的能量高于产物分子的能量,则此反应就不需要活化能。 18.温度升高。正、逆反应速度都会增大,因此平衡常数也不随温度而改变。

四、主观题:

3.设乙醛热分解CH3CHO??CH4 + CO 是按下列历程进行的:

12????CH3CHO?CH3· + CHO; CH3· + CH3CHO?CH4 + CH3CO·(放热反应) k3k4??????CH3CO·CH3· + CO ; CH3· + CH3·C2H6 。

(1) 用稳态近似法求出该反应的速率方程:d[CH4]/dt = ?

5.设某化合物分解反应为一级反应,若此化合物分解30% 则无效,今测得温度50℃、

----60℃ 时分解反应速率常数分别是7.08×104 hr1与1.7×103hr1,计算这个反应的活化 能,并求温度为25℃ 时此反应的有效期是多少?

kk第五章 化学动力学(1)练习题答案

13

一、判断题答案:

1.错,同一化学反应各物质变化速率比等于计量系数比。 2.错,总反应速率与其他反应速率的关系与反应机理有关。 3.对,只有基元反应才有反应分子数。 4.对,只有基元反应才有反应分子数。 5.对。 6.对。 7.错。 8.错。 9.错,不一定是双分子反应。 10.(1) 错。 (2) 错。 (3) 错。 (4) 对。

11.错,若为可逆反应,温度升高则逆反应速率常数也增加。 12.错,A与Ea和ko都有关。 13.错,Ea > 0。 14.错,对行反应达平衡时,正、逆反应速率相等。 15.错,k1/k2 = (k01 /k02)exp(El—E2)/RT。

16.错,复杂反应中只有连续反应的速率决定于其中最慢的一步。 17.错。该反应是放热反应,中间产物的能量比反应物高,要活化能的。 18.错。正逆反应速率增加的倍数不同。

二、单选题答案:

1. A; 2. B; 3. C; 4. C; 5. C; 6. A; 7. D; 8. D; 9. C; 10.C; 11.D; 12.C; 13.B; 14.B; 15.A; 16.B; 17.B; 18.B; 19.D; 20.B; 21.C; 22.D; 23.C; 24.C; 25.D; 26.C; 27.C; 28.D; 29.C; 30.B; 31.B; 32.D; 33.D; 34.A; 35.B; 36.D; 37.C; 38.C; 39.D; 40.B。

四、主观题解答:

3.解:(1) r = d[CH4]/dt = k2[CH3·][CH3CHO] (1)

2

d[CH32]/dt = k1[CH3HO] - k2[CH32][CH3CHO] + k3[CH3CO2] - k4[CH32] = 0 (2) d[CH3CO2]/dt = k2[CH32][CH3CHO] - k3[CH3CO2] = 0 (3)

2

(2)式 + (3)式: k1[CH3CHO] = k4[CH32]

[CH32] = (k1/k4)1/2[CH3CHO]1/2 代入(1)式

r = k2(k1/k4)1/2[CH3CHO]3/2 = ka[CH3CHO]3/2 其中 ka = k2(k1/k4)1/2 (2) Ea = E2 + ? (E1 - E4)

--E1 = εC-C = 355.64 kJ·mol1 ,E2 = 0.05 × εC-H = 0.05 × 422.58 = 21.13 kJ·mol1 ,E4 = 0

-Ea = 21.13 + 1/2 (355.64 - 0) = 198.95 kJ2mol1

5.解: Arrhenius 方程式: ln(k2/k1) = E(T2 - T1)/RT1T2 Ea = RT1T2/(T2 - T1)·ln(k2/k1)

-- = [8.314 × 323 × 333/(333 - 323)]·ln(1.7 × 103/7.08 × 104) = 78.33 kJ/mol 设 25℃ 时的速率常数为 k3,T3 = 298 K ln(k1/k3) = 78.33 × 103(323 - 298)/(8.314 × 323 × 298) = 2.447

-4--k1/k3 = 11.554 k3 = 7.08 × 10/11.554 = 6.13 × 105hr1

一级反应: ln[a/(a - x)] = k1t x = 0.30a

-t = 1/k3·ln[a/(a - x)] = 1/6.13 × 105·ln[1/(1 - 0.3)] = 5813 hr = 242.2 天

二、单选题:

1. 1.反应3O2 --2O3,其速率方程 -d[O2]/dt = k[O3]2[O2] 或 d[O3]/dt = k'[O3]2[O2],那么k与k'的关系是: (A) 2k = 3k' ; (B) k = k' ; (C) 3k = 2k' ; (D) ?k = ?k' 。

14


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