物理化学自测题（二）

33. 溶胶体系在热力学上是不稳定的，但通常溶胶都能稳定较长时间，这主要是是因为溶胶胶粒表面带

相同电何的缘故。

34．溶胶的电动电势ζ越大，其电泳和电渗能力就越强。 （ ）

35．将一玻璃毛细管插入25℃和75℃的水中，毛细管中水面上升的高度为h（25℃）大于h（75℃）。

（ ）

36．溶胶体系是高度分散的热力学不稳定体系，一种溶胶只所以能稳定存在较长时间，主要是因为胶粒表面带有相同的电荷且产生排斥力所至。

37．加入电解质对胶体系统可能产生双重影响，加入适量电介质可以使胶体稳定，但加入电解质的量达到一定程度后，可以使胶体聚沉。 （ ） 四、计算、分析与证明题 1、将一定量的气态物质A加入到一恒体积的容器中，按总反应 A(g) = B(g) + D(g) 进行分解,。在 473K时，测得系统的总压力随时间变化如下：

时间(h) 0 5 15 35

p(总)(kPa) 8 8 132 154 165

(1)、求出所列各个时刻 A(g)的分压力（列表表示）； (2)、用偿试法确定该反应的级数, 计算速率常数； (3)、写出速率方程 (以压力代替浓度);

2、乙酸乙酯(E)水解能被酸催化,且反应能进行到底。其速率方程为

r =k [H+] [E]

当[E]=0.100mol·dm-3，[HCl]=0.010mol·dm-3，在298.2K测得k=2.80×10-2mol-1·dm3·s-1。求反应的t1/2。（反应中，盐酸浓度不变）

－－

3．298K时测得SrSO4饱和水溶液的电导率为1.482×102S·m-1，该温度时水的电导率为1.5×104 S·m-1。试计算在该条件下SrSO4在水中的溶度积Ksp。

4．由实验得知,丁二烯的二聚作用：2C4H6(g)＝C8H12(g) （基元反应）在440～660K的温度范围内的速率常数为：k＝9.2×109 exp(-99.12 kJ/RT) (d m3·mol-1·s-1)。

已知：玻尔兹曼常数 kB＝1.3806×10-23 J·K-1；普朗克常数h＝6.626×10-34J·s。计算该反应在600K

≠≠

时的活化熵ΔrSm和ΔrHm。

28．将下列化学反应设计成可逆电池，并写出电动势能斯特方程式。

(m1)?Cu(s)?Cd2?(m2)

?? （2） Ag(a1)?Br(a2)?AgBr(s)

（1） Cd(s)?Cu5．蔗糖转化反应可写成 ，速率方程为?2?d[A]?k[A]a[H]b。在298K下，当pHdt＝5时，蔗糖转化反应的半衰期为500分钟；在同一温度下，当pH＝4时，半衰期为50分钟，若保持pH值不变而改变A的起始浓度，则反应的半衰期不变。试推断蔗糖转化反应速率方程中反应级数a、b值为多少？

6．经实验确定,反应 CO + Cl2�渗渗� COCl2的速率方程式为

d[COCl2]/dt=k[CO][Cl2]3/2

其机理可能如下：

�� Cl2 2Cl (快), �� Cl + CO COCl (快), �� COCl + Cl2?COCl2+ Cl (慢)

请证明该机理是可能的，写出总速率常数k与各基元步骤速率常数ki的关系 7. 乙醛的气相热分解反应机理为 (1) CH3CHO?CH3?CHO

13

k1k3

(2) CH3?CH3CHO?CH4?CH3CO (3) CH3CO?CO?CH3

k3k2(4) 2CH3?CH3CH3

试证明该反应的速率方程式近似为：常数的关系。

8．气相反应 C2H6?H2??2CH4的机理可能是

k4d[CH4]?k[CH3CHO]3/2，给出总速率常数k与各步反应速率dtCH（1） C 2 H 6 2 3

2（2） CH3?H2???CH4?H 3（3） C2H6?H???CH4?CH3

kk设反应（1）为快速对峙反应，H的浓度可用稳态法处理。试证明反应的速率方程式为：

d[CH4]?k[C2H6]1/2[H2]，给出总速率常数k与各步反应速率常数k的关系。 dtk00??C?D 是一个均相基元反应，起始浓度CA9.化学反应A?B?=0.10 mol.(D)m-3。在298K时测得?CB半衰期t1/2为12分钟，在318K时测得半衰期t1/2为5分钟。 （1）、求该反应在两个温度下的速率系数k； （2）、计算该反应的实验活化能Ea； （3）、求该反应在308K进行时的半衰期t1/2。

10. 298K时，乙酸乙酯与NaOH皂化作用的速率系数为6.36dm3·mol-1·min-1，若起始时酯和碱的浓度均

为0.02mol·dm-3,试求10min后酯的水解分数。

11. 某物质的分解反应是一级反应，当起始浓度为0.1mol·dm-3时，经过反应50min,分解20%。计算： （1）反应的速率系数k （2）该反应的半衰期t1/2 （3）起始浓度为0.02mol·dm-3时，分解20%所需要的时间

12. 某抗菌素A注入人体后，在血液中呈现简单的级数反应。如果在人体中注射0.5该抗菌素，然后在不同时间t测定它在血液中的浓度cA（以mg/100cm3表示)，得到下面的数据： T/h 4 8 12 16 cA/(mg/100cm3) 0.480 0.326 0.222 0.151 （1）确定反应级数 （2）计算反应速率系数 （3）求半衰期

（4）若要使血液中抗菌素浓度不低于0.37mg/100cm3，问需几小时后注射第二针？

??C?D。当反应进行20min后，A已有30%被转化。设起始反应物浓度13. 均相简单反应A?B?00?b,请进行以下计算。 cA?a,cBk（1）若a = b = 0.10 mol.dm-3，计算该反应的速率系数、半衰期及A转化90%所需时间；

（2）若a远小于b，计算反应在此情况下的速率系数、半衰期及A转化90%所需的时间。

14．由实验得知，丁二烯的二聚反应2C4H6(g)＝C8H12(g)（基元反应）在440～660K的温度范围内，速率常数为k＝9.2×109 exp(-99.12 kJ/RT) (dm3.mol-1.s-1)。计算该反应在600K时的活化熵?rSm和

???rHm。

（已知：玻尔兹曼常数kB＝1.3806×10-23J.K-1；普朗克常数h＝6.626×10-34J.s）

14

15. 电池 的

(1)写出电极反应式与电池反应式； (2)求T=298K时正极

与AgBr的ksp，巳知

与温度T的关系式为：

(3)求T=298K电池反应的平衡常数K

16．对氯化铜水溶液，通以2A的电流1小时，在阴极上析出多少克铜？而在相同条件下若用氯化亚铜代替氯化铜，可析出多少克铜？（已知 Mr(Cu)＝63.55 ）

17．试由德拜－休克尔极限公式计算0.001 mol·dm-3 NaCl 和 0.003 mol·dm-3 Na2SO4溶液中Na2SO4的离子平均活度。

18．设计一可逆电池，使该电池反应为HgO(s)?H2(pH2)?Hg(l)?H2O(l)，并写出该电池电动势能斯特方程式。

19．298K时电池Pt|Cl2(p)|HCl(0.1mol.kg-1|AgCl(s)|Ag的有关数据如下：

试求：

(1) 298K时该电池电动势； (2) 电池电动势的温度系数：

(3) 298K下AgCl(s)的分解压力[分解反应为: AgCl(s)==Ag(s) +1/2 Cl2(g)]。 20. 298K、

时以Pt为电极电解含有FeCl2(0.01 mol.kg-1)和CuCl2(0.02 mol.kg-1)的水溶液。过程不断搅

拌，设各物质活度系数均为1，已知：?Cu2?/Cu?0.337V，?Fe2?/Fe??0.440V,

?Cl2/Cl??1.360V,?H?/O?1.229V。若η(O2)=0.48V，η(Cl2)=0V,不考虑H2的析出。试通过计算问答：

2 (1) 阴极上何种金属先析出? 阳极应析出何种物质？

(2) 第二种金属析出时，第一种金属的浓度为多少?此时分解电压为多大？（设溶液的pH值不变）? 21.设计一可逆电池，使该电池反应为2Ag(s)?Hg2Cl2(s)?2Hg(l)?2AgCl(s)，并写出该电池电动势能斯特方程式。

22. 试验测得BaSO4饱和水溶液在298K时的电导率为3.590×10-4S·m-1，配溶液所用水的电导率为0.618×10-4S·m-1，已知Ba2+和SO42-无限稀释时的离子摩尔电导率分别为1.27×10-2S·m2·mol-1与1.60×10-2S·m2·mol-1(假定溶解的BaSO4在溶液中全部解离）。计算298K时BaSO4的溶度积。

23. 已知电池 Pt(s)|H2(p)|NaOH(aq)|Ag2O(s)|Ag(s)在25℃时的E＝1.172V，并且已知25℃，H2O(l)的标准生成吉布斯自由能为 -237.18 kJ·mol-1。

（1）写出上述电池的电极反应及电池反应； （2）计算25℃时，Ag2O(s)的分解压。（分解反应：Ag2O(s) = AgO(s)+1/2O2(g)）

-1+

23.一电池为： Pt(s)|H2(p)│HCl(0.01mol·kg)│AgCl(s)|Ag(s)。已知298K 时? (Ag/Ag)＝0.7991V，AgCl(s)的溶度积 Ksp =1.745×10（H可看作理想气体）。 （1） 写出电极反应和电池反应。 （2） 求298K时的? (AgCl/Ag)。

（3） 计算上述电池在298K时的电动势。

-1

（已知0.01mol·kg的HCl溶液的γ±＝0.889）

24. 分别写出下列两电池在作为原电池和电解池时的电池反应，并判断是否能成为可逆电池。

15

-10

（1）Zn(s)｜H2SO4(aq)｜Cu(s)

（2）Pt｜H2(p)｜HCl(aq)｜AgCl(s)A｜Ag(s)

25. 反应Zn(s)+CuSO4(a=1)→Cu(s)+ZnSO4(a=1）在电池中进行，298K时，测得E=1.0934V，电池的温度系数(аE/аT)p =-4.29×10-4V·K-1.

（1） 写出电池表示式和电极反应

（2）求电池反应的ΔrGmθ ,ΔrHmθ,ΔrSmθ和Kθ.

26. 燃料电池的电池反应为H2(g)+1/2O2(g）→H2O(l).已知Eθ（O2,H+,H2O)=1.229V。 （1）写出电池表示式和电极反应

（2）当H2,O2的压力都为pθ,计算电动势值 （3）计算电池反应的平衡常数

（4）计算每摩尔H2(g)所能做的最大电功。

27. 在 25℃ 电解浓度为0.1mol·dm-3的NiCl2溶液，已知，?2???0.25V，

Ni/Ni?Cl2/Cl??1.36V,?O2/H2O,H??1.23V。若阴极用Ni电极，阳极用Pt电极，在Ni上，η(H2)=0.42V；在

Pt上，η(O2)=0.1V，η(Cl2)=0。设活度系数均为1。

（1）通过计算说明两极首先发生什么反应？ （2）开始反应时分解电压为多少？

-（3）当电解到a(Ni2+)=107时，溶液的PH值是多少？此时阴极是否有H2析出？ 28 .设计一个电池，在其中进行下述反应 ：Fe2+(a2)+Ag+(a1)→Ag(s)+Fe3+(a3) （1）写出电池的表达式

（2）计算上述电池反应在298K时的平衡常数Kθ （3）设将过量磨细银粉加到浓度为0.05mol·kg-1的Fe(NO3)3溶液中，当反应达平衡后Ag+的浓度为多少？（设活度因子均等于1）

[已知：Eθ(Ag+｜Ag）=0.7991V,Eθ(Fe3+｜Fe2+)=0.771V]

29. 在锌电极上，H2的超电势为0.75V，电解一含Zn2+的浓度为1×10-5mol·kg-1的溶液，为了不使H2(g)析出，问溶液的pH应控制为多少？[已知25时，Eθ（Zn2+｜Zn)=-0.763V]

30. 已知在298K时，水在平面上的饱和蒸气压为3167Pa，请计算在相同温度下，半径为2nm的水滴表面的蒸气压为若干？设水的摩尔质量为18.016×10-3kg·mol-1,密度为1×103kg·m-3 水的表面张力为0.07197N·m-1

31. 已知293K时，水-空气的表面张力为0.0728N·m-1，汞-水间的表面张力为0.375N·m-1， 汞-空气的表面张力为0.483N·m-1，判断水能否在汞的表面上铺展开来？

32. 实验证明，表面活性剂加入到乳状液中，能使乳状液变得稳定。请说明表面活性剂能使乳状液稳定的原因。

–1

33．373K时，水的表面张力为0.0589N.m ，密度为958.4kg.m-3。 （1）试计算在373K时，直径为1×10-7m的气泡内的蒸气压值；

（2）在101.325 kPa外压下，能否从373K的水中蒸发出1×10-7m的蒸气炮？

34. 在293K时，把10g水分散成半径为1×10–6m的小水滴，试计算这些小水滴的总表面积和体系吉

布斯自由能增加量。（已知293K时水的表面张力为0.07288N.m-1，水的密度为1000kg/m3）

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