,考试作弊将带来严重后果！
华南理工大学期末考试
《物理化学》试卷
1. 考前请将密封线内填写清楚；
所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)；
．考试形式：闭卷；
选择题（每题2分，共20分）
原电池是指：（）
(A)将电能转换成化学能的装置
(B)将化学能转换成电能的装置
(C)可以对外作电功的装置
(D)对外作电功同时从环境吸热的装置
电解金属盐的水溶液时, 在阴极上：( )
(A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出
(B) 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出
(C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出
(D) 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出
LiCl 的无限稀释摩尔电导率为115.03×10-4 S·m2·mol-1，在298 K 时，测得
LiCl 稀溶液中Li+ 的迁移数为0.3364，则Cl- 离子的摩尔电导率λm(Cl-)为：（）
(A) 76.33×10-4 S·m2·mol-1
(B) 113.03×10-4 S·m2·mol-1
(C) 38.70×10-4 S·m2·mol-1
(D) 76.33×102 S·m2·mol-1
有一ZnCl2水溶液，m=0.002 mol·kg-1，γ±=0.83，则a±为：（）
(A) 1.66×10-3 (B) 2.35×10-3
(C) 2.64×10-3 (D) 2.09×10-4
对于反应2NO2= 2NO + O2，当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时，其
( )
(A) -2d[NO2]/d t = 2d[NO]/d t = d[O2]/d t
(B) - d[NO2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O2]/d t = dξ/d t
(C) - d[NO2]/d t = d[NO]/d t = d[O2]/d t
(D) - d[NO2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O2]/d t = 1/V dξ/d t
6. 二级反应的速率常数的单位是：( )
(A) s-1
(B) dm6·mol-2·s-1
(C) s-1·mol-1
(D) dm3·s-1·mol-1
7. 气相反应A + 2B ─→2C，A 和B 的初始压力分别为p A和p B，反应开始时
并无C，若p为体系的总压力，当时间为t时，A 的分压为：( )
(A) p A- p B
(B) p - 2p A
(C) p - p B
(D) 2(p - p A) - p B
8. 光化学反应中的量子效率Φ一定是：( )
(A) 正整数(B) ＜1
(C) ＞1 (D) 可＞1，也可＜1
9. 多孔硅胶的强烈吸水性能说明硅胶吸附水后，表面自由能将：( )
(A) 变高
(B) 变低
(C) 不变
(D) 不能比较
10. 下列物系中为非胶体的是：( )
(A) 灭火泡沫(B) 珍珠
(C) 雾(D) 空气
二.填空题（每题2分，共10分）
1．在10 cm3 1mol·dm-3 KOH溶液中加入10 cm3水，其电导率将_______________，摩尔电导率将_________________(填入增加、减小、不能确定)。
2．电池放电时，随电流密度增加阳极电位变________，阴极电位变________，正极变________ ，负极变_____。
3．N2和H2合成NH3, 在400℃下, 动力学实验测定结果表明没有催化剂时, 其活化能为334.9 kJ·mol-1，用Fe催化时, 活化能降至167.4 kJ·mol-1。假定催化和非催
化反应的指前因子相等, 则两种情况下，反应速率常数之比值k c a t / k0) =______________________________。
4．已知φ? (Fe2+/Fe)= -0.440 V, φ? (Cu2+/Cu) = 0.337 V，在25℃, p?时, 以Pt 为阴极，石墨为阳极，电解含有FeCl2(0.01 mol·kg-1)和CuCl2 (0.02 mol·kg-1)的水溶液，
若电解过程不断搅拌溶液，且超电势可忽略不计，则最先析出的金属是______。
5．对带正电的溶胶，NaCl 比AlCl3的聚沉能力。
对对带负电的溶胶，Na2SO4比NaCl 的聚沉能力。
三．计算题
1．25℃时，TlCl在纯水中的溶解度为1.607×10-2 mol·dm-3，在0.100 mol·dm-3 NaCl 溶液中的溶解度是3.95×10-3 mol·dm-3，TlCl的活度积是2.022×10-4，试求在不含NaCl 和含有0.1000 mol·dm-3 NaCl的TlCl饱和溶液中离子平均活度系数。（10分）。
2．电池Ag(s)|AgBr(s)|HBr(0.1 kJ·mol-1)|H2(0.01p?),Pt，298 K时，E=0.165 V，当电子得失为1mol时，?r H m= - 50.0 kJ·mol-1，电池反应平衡常数K?=0.0301，E?(Ag+|Ag)=0.800 V，设活度系数均为1。
(1) 写出电极与电池反应；
(2) 计算298 K时AgBr(s)的K sp；
(3) 求电池反应的可逆反应热Q R；
(4) 计算电池的温度系数。（15 分）
3. 气相反应2NO2+ F2→2NO2F，当2 mol NO2和3 mol F2在400 dm3的反应釜中混
合，已知300 K 时，k = 38 dm3·mol-1·s-1，反应速率方程为：r = k[NO2][F2]。试计算反应10 s 后，NO2 ，F2，NO2F 在反应釜中物质的量（10 分）。
4．苯乙烯工业化生产是从石油裂解得到的乙烯与苯作用生成乙苯，在由乙苯直接脱氢而制得：
C6H5CH2CH3(g) C6H5CH＝CH2(g)＋H2(g)
乙苯直接脱氢的工艺条件为：温度：600～800℃；压力：常压；原料：过热水蒸气与乙苯蒸气,物质的量比为9:1 的混合气，已知数据如下：
乙苯(g) 苯乙烯(g) 水(g)
$(298 K)/kJ?mol-129.79 146.9 -241.8
Δf H
m
$(298 K)/kJ?mol-1130.58 213.8 -228.6
Δf G
m
$＝33.26 kJ?mol-1，700～1100 K 之间反应
(1)已知700 K 时,上述乙苯脱氢反应的Δr G
m
$＝124.4 kJ?mol-1,计算1000 K 时乙苯的理论转化率。
热效应平均值Δr H
m
(2)试对本反应为什么采取高温常压，充入惰性气体等工艺条件，做热力学的分析说明。
(3)用蒸馏法从粗品中分离苯乙烯时，采用什么措施防止或减少其聚合作用。
(4)文献报道，有人建议可用乙苯氧化脱氢的办法来制取苯乙烯
C6H5CH2CH3(g)＋(1/2)O2(g) = C6H5CH＝CH2(g)＋H2O(g)
从热力学角度估算一下，在25℃、标准压力下有无实际的可能性，若可能实现,从理论上来讲比直接脱氢法具有什么优点。（15 分）
5．水在40℃下若以半径为r =1×10-3 m 的小液滴存在，试计算其饱和蒸气压增加的百分率。已知液滴的附加压力p s =1.39×107 N ·m -2，水在40℃的摩尔体积V m =1.84×10-5 m 3·mol -1。（10 分）
四．问答题
1．用 Pt 为电极，通电于稀 CuSO 4溶液, 指出阴极部、中部、阳极部中溶液的颜色在通电
过程中有何变化？若都改用 Cu 作电极，三个部分溶液颜色变化又将如何？ （5分）
2．简述憎液溶胶的三个最基本特征。（5分）
物理化学试卷 答案
一、选择题 ( 共10题 20分 )
BBADDDCDBD
二、填空题 ( 共 5题 10分 ) 1 [答] 减小 ；增加
2 正，负，负，正. 3. k (cat)/k 0 =exp{[-E (cat)-E ]/RT }=1013
4 φ (Fe 2+/Fe) = φ ?+ RT /2F × ln 0.01 = -0.4992 V
φ (Cu 2+/Cu) = φ ?+ RT /2F × ln 0.02 = 0.2868 V
最先析出的是 Cu
5 大；小
三、计算题 ( 共 5题 60分 ) 1
[答] 1
231/5
1/5()[(2)(2)]
108m m m m m m ννν+-±+-=?==
所以：235
55
5
243[Al (SO )](
)108(
)m m a a a a m m γγ±±
+-±±====$
$
2--
sp 2
(Tl )(Cl )
(Tl )(Cl )()c c K a a c γ++±==
$
在不含NaCl 的TlCl 饱和溶液中：
-2-3(Tl )(Cl ) 1.60710mol dm c c +-==?g
0.885γ±=
=
在含0.1000 -3
mol dm g
NaCl 的TlCl 饱和溶液中：
3-3(Tl ) 3.9510 mol dm c +-=?g --3(Cl )0.1040 mol dm c =g
702.0=±γ
2
[答]
⑴ (-) Ag(s)+Br –(Br a -) – e -→AgBr(s) (+) H +(+H a )+e -→12H 2(0.01p ?)
Ag(s)+HBr →AgBr(s)+12
H 2(0.01p ?)
⑵ 可用设计电池求算：
Ag(s)|Ag +||Br -|AgBr(s)+Ag(s)
E ?= E ?(AgBr|Ag) –E ?(Ag +|Ag)= - 0.71 V [由K ?求得，E ?=
ln 0.09 V RT
K zF
=-=$ - E ?(AgBr|Ag)] K sp =exp(zE F RT $) = exp(RT
F
)71.0(1-?) = 9.8×10-13
⑶ Q R =T ?r S m =?r H m - ?r G m = - 50.0 kJ – ( - zEF )= - 34.08 kJ ⑷ 31(
) 1.1910 V K R p E Q
T zFT
--?==-???
（
3
[答] 2NO 2(g) + F 2(g) ─→ 2NO 2F(g) t =0 a b 0 t =t a -x b -(x /2) x 可得积分速率方程
12()1ln[]2()
a b x kt b a b a x -=-- x = 4.9×10-3 mol ·dm -3
n (NO 2F) = V ·x = 1.96 mol
n (NO 2) = 0.04 mol n (F 2) = 2.02 mol 4
[答] (1) K p $=exp(-Δr G m $
/RT ) =3.3×10-3 ln[K p $
(1000 K)/K p $
(700 K)]=(124 400/8.314)[(1000-700)/(1000×700)] 求得 K p $(1000 K) =2.013 C 6H 5CH 2CH 3(g) C 6H 5CH=CH 2(g) + H 2(g) + H 2O(g) 平衡/mol 1-α α α 9
∑B
B
n
=(10+α)mol
K p $
=K n [(p /p ?)/∑n B ]Δν =[α2/(1-α)][1/(10+α)] =2.013 解得α=0.9584 (2) Δr H m $
=(146.9-29.79) kJ·mol -1=117.11 kJ·mol -1 Δr G m $=(213.8-130.58) kJ·mol -1=83.22 kJ·mol -1 由于Δr G m $
<0,表明在常温标准状态下反应不能进行,只有升高温度,增大 T Δr S m $
值,使得Δr G m $
<0时反应才可以进行。本反应为吸热反应,升高温度，K p $
增大, 反应向右移动,有利于苯乙烯生成,本反应Δν>0,低压有利于苯乙烯生成,充入惰性气体, 相当于降低体系总压, 采用上述措施利于提高乙苯转化率。 (3) 加入少量阻聚剂, 采用减压蒸馏, 以降低蒸馏温度, 防止聚合。 (4)氧化脱氢Δr G m $
=-145.4 kJ·mol -1<0,表明在常温下反应能进行,且平衡常数 很大(K p $
=3.04×1025), 乙苯几乎完全转化。 优点: 反应温度低, 转化率高, 节约能源。 5
[答] s 2p r
γ
=
m V M ρ= s m
s m r 0222ln
p r
V p V p M p RTr RTr RT
ργρ
ρ?
?===
75
1.3910 1.84100.098 228.314313.15
-???=
=?
p p r
1103=.
p p p r -?=0
100%103%.
四、问答题 (2题共10分 )
1 (1) 以 Pt 为电极 阴极部变浅，中部不变，阳极部变浅
(2) 以 Cu 为电极
阴极部变浅，中部不变，阳极部变深
2 特有的分散程度 不均匀的（多相）性 聚结不稳定性
(2006-2007-1)-147057-B15051-1 82613692 B15051