2009-2010年第2学期考试试题 （A ）卷
C.
课程名称 物理化学下册 任课教师签名 孙雯、向建敏等
出题教师签名 审题教师签名
考试方式 （闭 ）卷 适用专业 08制药、化工等
（注意：请将所有题目的答案均写在答题纸上。）
一、选择填空题（共34分，每空2分）
1、已知E θ(Ti+|Ti) =-0.34V , E θ(Ti3+|Ti) =0.72V 则
E θ(Ti3+|Ti +) 等于( )
A. 1.25V B. 2.5V C. 1.06V D. 0.53V
2、反应Zn(s)+H2SO 4(aq)→ZnSO4(aq)+H2(p) 在298 K和p ∃
压力下，反应的热力学函数变化值分别为∆r H m (1)，∆r S m (1)和Q 1；若将反应设计成可逆电池，在同温同压下，反应进度与上相同，这时各变化值分别为∆r H m (2)，∆r S m (2)和Q 2 。则其间关系为 （ ）
A. B.
D. 3、已知某反应速率常数的单位为dm 3·mol -1·s -1 , 则反应级数为( )
A ．零级 B. 一级 C. 二级 D. 三级 4、对任意给定的反应A +1
2B →C 有（ ）
A. - dc A 2
dt
= kc A c 1/B B. 反应的级数 n=1.5 C. 反应的分子数为1.5 D. -
dc A =2⎛ -dc B ⎫dt ⎪⎭=dc
C dt ⎝dt
5、利用反应A 1
2
B −−3
→C 合成物质B ，若提高温度对提高产物B 的产率有利，则表明活化能（ ）
A. E 1E2，E 1>E3 C. E 2>E1，E 2>E3 D. E3>E1，E 3>E2 6、某反应速率常数与各基元反应速率常数的关系为k =2k 2(
k 11/2
k ) ，4
则该反应的表观活化能 E a 与各基元反应活化能的关系为（ ）
A. Ea =2Ea,2+1/2(Ea, 1－E a,4) B. Ea =Ea,2+1 /2(Ea, 1－E a,4) C. Ea =2Ea,2+Ea, 1－E a,4 D. Ea =Ea,2+Ea, 1－1/2Ea,4
7、在一个密闭的容器中，有大小不同的两个水珠，长期放置后，会
发生：（ ）
A. 大水珠变大，小水珠变小 B. 大水珠变大，小水珠变大 C. 大水珠变小，小水珠变大 D. 大水珠变小，小水珠变小 8、把NaCl 加入水中后，所产生的结果是 ( ) A.
d γ
d γ
dc 0，正吸附 C. d γ>0，负吸附 d γ
dc
D.
dc
的KI 溶液和0.1mo l ﹒dm -3
的AgNO 3溶液等体积混合制备AgI 溶胶，下列电解质聚沉能力最大的是（ ） A ． NaCl B. Na2SO 4 C. MgSO4 D. K3[Fe(CN)6]
10、今有反应CaCO 3(s ) CaO(s ) +CO 2(g ) 在一定温度下达平衡，现在不改变温度和CO 2的分压，也不改变CaO (s)的颗粒大小，只降低CaCO 3(s)的颗粒直径，则平衡将（ ）
A ．向左移动 B. 向右移动 C. 不发生移动 D. 无法确定
11、0.1mol ·kg -1 LaCl3电解质溶液的离子强度为 。 12、电池不可逆充电时，随着电流密度的增加，两极的电势差 。 （填增大、减小、不变）
13、电解时，极化电极电势_____的反应优先在阳极进行。
14、由配分函数计算宏观热力学性质U 、H 、S 、A 、G 、C v,m 时，若采用的能量零点标度不同，则对 有影响。
15、某反应A +B k
1
k
P -1
, 加入催化剂后正、逆反应的速率常数分’和k -1’
,且k ' 别为k ' 11= 10 4 ，则 k -1=
k 1
k -1
16、由FeCl 3水解制得Fe(OH)3溶胶，若FeCl 3过量，则胶粒带 电，
胶团结构为
二、简单计算题(共28分)
1．(10分)25℃时，将浓度为15.81mol·m -3
的醋酸溶液注入电导池，测得电阻为655Ω ，已知电导池常数K Cell 是13.7 m-1, 查得醋酸无限稀释摩尔电导率为0.0391 S ·m 2·mol -1，求给定条件下醋酸的电离度和电离常数。
2. (10分) 计算1mol 气体O 2 ，在25℃，100kPa 下： （1）平动配分函数； （2）平动热力学能。
已知常数 k =1.38×10-23 J·K -1，h = 6.63×10-
34 J·s ，L = 6.02×1023 mol -1 3．(8分) 用毛细管上升法测定某液体表面张力。此液体的密度为 1 g ∙cm -3
，在直径为1.0μm 的玻璃毛细管中上升的高度为29.39m 。设此液体与毛细管的接触角θ=0°，重力加速度为g = 9.8 m ·s -2 , 试求此液体的表面张力。
三．证明题(共6分)
某反应
D 的机理如下：
A +A ←−−−k −→1
k A *+ A
-1
A*−−k 2
→D
试用稳态近似法导出反应的速率方程（用dC D /dt 表示）。
四．（16分）
已知25℃时电池：Pt | H2 (1000Pa) | HCl (0.1
) | AgCl(s) |Ag
的电动势温度系数为2.40×10-3 V·K -1
，z =1时电池反应的 Δr H m =40.0
。已知0.1
HCl 的平均离子活度因子为0.7340 ， E (Ag+|Ag)=0.8000 V。 （1） 写出电极反应和电池反应；
（2） 计算25℃时Ag-AgCl 电极的标准电极电势E θ｛AgCl(s)︱Ag ｝；（3）求25℃时AgCl 的溶度积K sp 。
五．（16分） 气相反应 A
Y + Z 其半衰期与A 的初始浓度无关。在500 K时
将0.0122 mol A放入760 cm3抽空的密闭容器中，反应经1000 s后测得容器内压力为120.0 kPa。在1000 K时测得该反应的半衰期为
0.43 s
(1) 试确定此反应的级数；
(2) 计算速率常数k p,A (500K)和k p,A (1000K)； (3) 计算反应的E a 。
c 2
主要公式：α=
Λm E =E θ-RT ln ανB
θ
Λ∞
∏B K c =αm zF B
1-α
q 8π2IkT 2πmkT 3/2
r = σh ⎛⎫2 q t = ⎝h 2⎪⎭
⋅ V ∆r G m =-zFE
a ±=γb ±
±
b U =NkT 2⎛ ∂ln q ⎫
θ
I =
12
∑b B z 2
B ⎝∂T ⎪
⎭V
∆∂E ⎫
r S m =zF
⎛⎝∂T ⎪⎭ R κ=K Cell ∆r H m =T ∆r S m +∆r G m p
c A,0-c A =kt
a B =a ν=a ν±
++ν-a
-
h =
2γcos θ
r ρg
Λκm =
11
c d l n k c -=kt l A , 0C =k t =E a 2
A c A,0c A
d T R T
08级制药、化工等专业物理化学（下册）
C 215.81mol ⋅m -3-22
参考答案（A 卷）
一、选择填空题（共34分，每空2分） 1~10 A D C D B B A C D B 11、0.6mol ·kg -1 12、增大 13、低 14、U H A G 15、104
16、正，{ [Fe(OH)3]m nFe 3+ · 3(n-x)Cl- }3x+· 3xCl- 二、简单计算题（共28分） 1、共10分
K 1
解：κ=Cell R =13.7m -655Ω=2.092⨯10-2s ⋅m -1 Λκ
C =2. 092⨯10-2s ⋅m -1
m =15. 81mol ⋅m
3
=1. 32⨯10-3s ⋅m 2⋅mol -1-α=Λm 1. 32⨯10-3s ⋅m 2⋅mol -1Λ∞=3. 91⨯10-2s ⋅m 2⋅mol
-1
=3. 38⨯10-2
m K θθα-3
⨯(3.38⨯10) C =1-α=1-3.38⨯10
-2
=1.87⨯10-5 4分
2、共10分
解：(1) m (O M 32⨯10-3kg ⋅mol -1
2) =L =6.02⨯1023mol
-1=5.31⨯10-26kg V RT 8.314J ⋅mol -1⋅K -1⨯298K 3-1
m =p =100⨯103
Pa =0.0248m ⋅mol
⎛23/2
q t = πmkT ⎫⎝ h 2 ⎪⎭ V m = 4 . 34 ⨯ 10 30
8分
(2) U =NkT 2⎛ ∂ln q t ⎫
t ⎝∂T ⎪
⎭V
=32NkT =3
2
RT =3716J ⋅mol -12分
3、解：共8分
1.0
hr ρg
29.39m ⨯
⨯10-6m ⨯1000kg ⋅m -3⨯9.8m ⋅s -2 γ=
6分 2cos θ
=
2
=0.072N ⋅m -1
三、证明题（共6分） 证明：
dc A *dt
=k 2
1c A -k -1c A c A *-k 2c A *=0
（2分）
2c k 1c A
A *=
k （1分）
-1c A +k 2
r =dc 2
D dt =k k 1k 2c A 2c A *=k （3分）
-1c A +k 2
四、（共16分）
解：（1）
阳极 1/2H －2(g ,1000Pa ) →H +(0.1mol ⋅kg -1) +e （1分）阴极 AgCl (s ) +e -→Ag (s ) +Cl -(0.1mol ⋅kg -1) （1分）电池反应：
H 2
(g,1000Pa)+ AgCl (s) ==Ag(s) +HCl (0.1
)
（2）Z=1
= Z
F
= 231.6
=－T
=－
29.02
－
= 0.3007V 3分
E
ln {a (HCl)/[(p (H2)/p ]1/2}
= E ｛AgCl|Ag｝
ln {γ±2(b /b ) 2 / [(p (H2) / p ]1/2}
= E ｛AgCl|Ag｝+0.0750 V 所以 E ｛AgCl|Ag｝ = 0.2257 V 4分 （3）设计电池：Ag |Ag+ || Cl－
|AgCl (s)|Ag
E = E｛AgCl(s)|Ag｝－ E ( Ag+|Ag)=－0.5743 V Ksp =exp (zFE / RT ) = 1.93×10
－10
6分
1分）
（
五、（共16分）
解：（1）半衰期与A 的初始浓度无关，n=1 2分
(3)Ea =
RT 1T 2⎧⎪k p , A (T 2) ⎫⎪
ln ⎨⎬T 2-T 1⎪k (T ) ⎩p , A 1⎪⎭
（2）500K 时，p A,0
=
RT = 66.7 kPa 2分
⎛8.3145⨯500⨯1000⎧1.612⎫⎫
= ln ⎨⎬⎪J /mol 5分
1000-500⎩0.0016⎭⎭⎝
=57.5kJ /mol
A Y + Z
t = t p A p A,0－p A p A,0－p A
p (总) = 2p A,0－p A
p A = 2p A,0－p (总) = 13.4 kPa 2分
kt = ln
则 k (500 K) = 0.0016 s-1 2分
k (1000K ) =
ln 2
t =1. 612 s-1 3分
2010-2011年第2学期考试试题 （A ）卷
课程名称 物理化学下册 任课教师签名
出题教师签名 审题教师签名 考试方式 （闭 ）卷 适用专业 09制药、化工等
（注意：请将所有题目的答案均写在答题纸上。） 一．选择题（共20分，每空2分 ）
1、已知E θ(Cu2+|Cu) =0.337V , E θ(Cu+|Cu) =0.521V 则
E θ(Cu2+|Cu +) 等于( )
A. 0.184V B. 0.153V C. 0.352V D. -0.184V 2、电池Pt|Cl2 (g,p 1) | HCl(aq)| Cl2 (g,p 2) |Pt的电动势E >0，则（ ）
A 、p 1> p2 B、p 1
A 、零级 B 、一级 C 、二级 D 、三级
4、基元反应的反应级数与反应分子数相比（ ）
A. 总是小 B. 总是大 C. 总是相等 D. 也许不一致 5、在某光化学反应中，每吸收1mol 光子能使1mol 反应物分子起反应，则该反应的量子效率（ ）
A. φ= 1 B. φ= 10 C. φ= 0.1 D. 无法确定 6、下列摩尔浓度相同的各物质的稀水溶液中, 哪一种溶液的表面发生负吸附 ( )
A ．硬脂酸 B. 己酸 C.
苯甲酸 D. 硫酸 7、将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升5cm ，若将毛细管向下移动，留了3cm 在水面，这时毛细管上端 ( )
A. 水从上端溢出 B. 水面呈凸形弯月面
C. 水面呈凹形弯月面 D. 水面呈水平面
8、对于反应A +B →C 由下列数据可以确定反应的速率方程是（ ）
A. v =kCA C B
B. v =kCA C B 2 C. v =kCA D. v =kCB
9、对于物理吸附的描述中，哪一条是不正确的？ ( ) A ． 吸附力来源于范德华力，其吸附一般不具有选择性 B ． 吸附层可以是单分子层或多分子层 C ． 吸附热较小 D ． 吸附速率慢
10、溶胶的电渗现象表明（ ）
A ．溶胶粒子带电 B. 分散介质带电 C. 溶胶粒子是电中性的 D. 分散介质是电中性的 二．填空题（共14分，每空2分 ）
1
、柯尔劳施公式Λm =Λ∞m -溶液。 2、电解时，实际电压远大于所对应的可逆电池的电动势，这是由于产生了 现象；且其随电流密度的 而显著 。
3、压力趋近零的理想气体属于独立子系统。（填定域、离域）
4、平行反应
, 300K时 k 1 = 3 ⨯ 10 - 3 s -1 ,E
-1
a,1=100KJ ⋅mol
k -112=2⨯10-3s ,E a,2=150KJ ⋅mol -，则该反应的表观活化能＝ 5、AgNO 3与过量的KI 形成AgI 溶胶，胶团结构
为 ；在FeCl 3, MgSO4, K3[Fe(CN)6] 三种电解质中，聚沉值最大的是 。 三．(8分)
298K 时，测得饱和AgCl 水溶液的电导率是2.68×10-4
S ·m -1
, 配制此
溶液的水的电导率是0.8600×10-4
S ·m -1 ，已知298K 时，AgNO 3, HCl和HNO 3无限稀释摩尔电导率分别为1.330×10-2
, 4.260×10
-2
和
4.210×10-2
S ·m 2·mol -1，计算298K 时AgCl 在水中的溶解度。 四. (8
分) 水的表面张力与温度的关系为 γ/10-3N ⋅m -1=75.64-0.14(t/℃ ) 。今将10kg 纯水在303K 及
101325Pa 条件下等温等压可逆分散成半径为10-
8 m 的球形雾滴，计算该雾滴所受的附加压力。（已知303K,101325Pa 时水的密度为995 Kg·m -3，不考虑分散度对水的表面张力的影响）
五．(10分)
设J 为转动量子数，转动简并度为2J +1，转动能级εJ(J+1)h 2
r =8π2I
。
已知HBr 分子的转动惯量I =3.28×10-
47 Kg·m 2
, 试计算
（1）298K 时HBr 分子的转动配分函数
（2）298K 时，HBr 分子占据转动量子数J=1的能级上的百分数。
已知常数 k =1.38×10-23 J·K -1，h = 6.63×10-
34 J·s 六．证明题(共10分) 反应 CO + Cl2
COCl2 的反应机理如下：
C l k 1
2←−k −−−→C +
l C
l -1
Cl +CO ←−−
−−k 2→k COCl -2
COCl +Cl k 2−−3
→COCl 2+Cl
设Cl 和COCl 处于稳定态，试导出总反应的动力学方程式。（用
dC COCl 2/dt 表示）
七．（16分） 有如下电池：Pt | H2
(100KPa) | HBr( b=0.5
) | AgBr(s) |Ag(s)
已知298K 时该电池的电动势为0.1190V ，
E (Ag+|Ag)=0.7996 V ，AgBr 在298K 时的活度积K sp ＝4.79×10-13， (1) 写出电极反应和电池反应；
(2) 当电池可逆地输出2mol 电子的电荷量时，求298K 时电池反应的△r G m ；
(3) 求298K 时
E ( AgBr|Ag);
(4) 求298K 时0.5mol·kg -1 HBr 的平均离子活度因子γ± 。 八．（14分）
将纯的A(g)引入恒温在284℃的密闭真空容器中，发生如下反应： A (g ) −−→B (g ) +C (g ) ，不论起始压力如何，发现2.5秒后反应物的分解分数都是8％ 。试求：
（1） 反应的级数;
（2） 284℃时反应的速率常数；
（3） 若反应的活化能E a ＝144.348kJ ·mol －1，求反应物在10分钟内
分解90％所需要的温度。 主要公式： α=
Λm
Λ∞
K cell = κ R x a a ν=a ν±
++ν-a
-
c A,0-c A =k A t m
B =3/2
q ⎛2πmkT ⎫t = ⎝ h 2⎪ ⎭ ⋅ V q 8π2
IkT c r = h 2 l A , 0σc =k A t A c 2
K θ=α ∆G θθθRT 1-αr m =-RT ln K E =E -zF ln ∏ανB B
B
1c -1c =k t 2 ⎛ ∂ln q ⎪
d ln k E a A U =NkT ⎫= A,0⎝∂T ⎭V
dT RT 2A ∆⎛ ∂E ⎫2γp r 2γM r S m =zF ⎝∂T ⎪⎭∆p =p r RT ln p =ρr G =H -TS
n N -εb ± i =q g i e i /kT
∆r G m =-zFE a ±=γ±b
θ 09
级制药、化工专业物理化学（下册）
标准答案（A 卷）
一、选择题（共20分，每空2分） 1~10 B B A D A D C C D B 二、填空题（共14分，每空2分） 1、强电解质稀 2、极化，增大 3、离域 4、120 KJ·mol -1
5、{ [AgI]m nI -
·(n-x)K+ }x- ·x K+ , K 3[Fe(CN)6]
三、共8分
κ ( AgCl ) = κ ( 溶液） - κ（
H 2O ) (2分) -4
-1
== (1.82 2.68 ⨯ -10 0.86 ) ⨯10S ⋅m -4 S ⋅ m - 1
Λ∞(AgCl ) =Λ∞(AgNO ∞∞m m 3) +Λm (HCl ) -Λm
(HNO 3)
=(1.33+4.26-4.21) ⨯10-2S ⋅m 2⋅mol -1
=1.38⨯10-2S ⋅m 2⋅mol -1
(3分)
四、共8分
γ/10-3N ⋅m -1=75.64-0.14⨯(303-273) =71.44 (4分)
2γ2⨯71. 44⨯10-3N ⋅m -1 ∆ p = r = 1⨯10-8m
= 1 . 43 ⨯ 107
Pa (4分)
五、解：共10分
（1）
8π2IkT 8⨯(3. 14) 2⨯3. 28⨯10-47⨯1. 38⨯10-23q ⨯298r =σh 2=
1⨯(6. 63⨯10-34) 2=24. 23 6分(2)
1)
n -h
2J (J +1(2J +1)e 8πIkT
4分
N =q r =0. 114
(3分)
六、证明题（共10分） 证明：
dc Cl dt
=2k 2
1c Cl 2-2k -1c Cl -k 2c Cl c CO +k -2c COCl +k 3c COCl c Cl 2=0（2分）dc COCl
dt
=k 2c Cl c CO -k -2c COCl -k 3c COCl c Cl 2=0 （2分） ②
1
以上两式相加，得 c Cl =⎛ k 1k c ⎫Cl 2⎪
（分）⎝1
-1⎭
k ⎛k 1⎫2 由②得 c =k 2c Cl c CO =k c Cl 2⎪-1c CO
COCl
k -2+k 3c Cl 2
k （2分） -2+k 3c Cl 2
k ⎛ k 1⎫3
3k 2
dc COCl 2
dt
=k c k ⎪c Cl 2c CO
-13c COCl Cl 2=
k -2+k （3分）
3c Cl 2
七、（共16分）
解：（1）
负极 H 2(g ,100kPa ) →2H +(0.5mol ⋅kg -1) +2e － （1分） 正极 2AgBr (s ) +2e -→2Ag (s ) +2Br -(0.5mol ⋅kg -1) （1分）
电池反应： H 2 (g,100kPa)+ 2AgBr (s) ==2Ag(s) +2HBr (0.5
) （1分）（2）Z=2 ∆r G m =-zFE =-22.967kJ /mol 3分
（3）设计电池：Ag |Ag+ || Br－|AgBr (s)|Ag
E = E｛AgBr(s)|Ag｝－ E ( Ag+|Ag)
Ksp =exp (zFE / RT )
可得E ｛AgBr(s)|Ag｝=0.0713V 5分
（4）
E
ln {a (HBr)2/[(p (H2)/p ]}
= E ｛AgBr|Ag｝
ln {γ±2(b /b ) 2 }
= 0.1190 V
所以 γ±= 0.790 5分
八、（共14分）
（1） n=1 4分
（2） 284℃ k (T 1
ln 1
1) =t 1-x
=3.3⨯10-2-s 1 4分 （3） k (T 1
12) =
t
ln 1-x
=3.8⨯10-3-s 1
2分
3. 8⨯10-3ln 3. 3⨯10-2
=1443488. 314(1557-1T ) T 2=521 K 4分2
2010-2011年第2学期物理化学下册试题(A)卷答案
一、选择题
二、填空题
1、
2、 3、 4、5、