华南理工大学期末考试物理化学试卷2006年试卷B附答案.doc
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姓名学号学院专业座位号
（密封线内不答题）
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诚信应考,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
注意事项：
1.考前请将密封线内填写清楚；
2.所有答案请直接答在试卷上（或答题纸上）；
3．考试形式：
闭卷；
4.本试卷共四大题，满分100分， 考试时间120分钟。
题号
一
二
三
四
五
总分
得分
评卷人
一．选择题（每题2分，共20分）
1.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
2.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
3.LiCl的无限稀释摩尔电导率为115.03×10-4S·m2·mol-1，在298K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lm（Cl-）为：
（）
（A）76.33×10-4S·m2·mol-1
（B）113.03×10-4S·m2·mol-1
（C）38.70×10-4S·m2·mol-1
（D）76.33×102S·m2·mol-1
4.有一ZnCl2水溶液，m=0.002mol·kg-1，g±=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
5.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
相互关系为：
（）
（A）-2d[NO2]/dt=2d[NO]/dt=d[O2]/dt
（B）-d[NO2]/2dt=d[NO]/2dt=d[O2]/dt=dx/dt
（C）-d[NO2]/dt=d[NO]/dt=d[O2]/dt
（D）-d[NO2]/2dt=d[NO]/2dt=d[O2]/dt=1/Vdx/dt
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pA和pB，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）pA-pB
（B）p-2pA
（C）p-pB
（D）2（p-pA）-pB
8.光化学反应中的量子效率F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10cm31mol·dm-3KOH溶液中加入10cm3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334.9kJ·mol-1，用Fe催化时,活化能降至167.4kJ·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kcat/k0）=______________________________。
4．已知f$（Fe2+/Fe）=-0.440V,f$（Cu2+/Cu）=0.337V，在25℃,p$时,以Pt为阴极，石墨为阳极，电解含有FeCl2（0.01mol·kg-1）和CuCl2（0.02mol·kg-1）的水溶液，若电解过程不断搅拌溶液，且超电势可忽略不计，则最先析出的金属是______。
5．对带正电的溶胶，NaCl比AlCl3的聚沉能力。
对对带负电的溶胶，Na2SO4比NaCl的聚沉能力。
三．计算题
1．25℃时，TlCl在纯水中的溶解度为1.607×10-2mol·dm-3，在0.100mol·dm-3NaCl溶液中的溶解度是3.95×10-3mol·dm-3，TlCl的活度积是2.022×10-4，试求在不含NaCl和含有0.1000mol·dm-3NaCl的TlCl饱和溶液中离子平均活度系数。
（10分）。
2．电池Ag（s）|AgBr（s）|HBr（0.1kJ·mol-1）|H2（0.01p$）,Pt，298K时，E=0.165V，当电子得失为1mol时，DrHm=-50.0kJ·mol-1，电池反应平衡常数K$=0.0301，E$（Ag+|Ag）=0.800V，设活度系数均为1。
（1）写出电极与电池反应；
（2）计算298K时AgBr（s）的Ksp；
（3）求电池反应的可逆反应热QR；
（4）计算电池的温度系数。
（15分）
3.气相反应2NO2+F2→2NO2F，当2molNO2和3molF2在400dm3的反应釜中混合，已知300K时，k=38dm3·mol-1·s-1，反应速率方程为：
r=k[NO2][F2]。
试计算反应10s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）
ΔfH（298K）/kJ×mol-129.79146.9-241.8
ΔfG（298K）/kJ×mol-1130.58213.8-228.6
（1）已知700K时,上述乙苯脱氢反应的ΔrG＝33.26kJ×mol-1，700～1100K之间反应热效应平均值ΔrH＝124.4kJ×mol-1,计算1000K时乙苯的理论转化率。
（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=1×10-3m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ps=1.39×107N·m-2，水在40℃的摩尔体积Vm=1.84×10-5m3·mol-1。
（10分）
四．问答题
1．用Pt为电极，通电于稀CuSO4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）/k0=exp{[-E（cat）-E]/RT}=1013
4f（Fe2+/Fe）=f$+RT/2F×ln0.01=-0.4992V
f（Cu2+/Cu）=f$+RT/2F×ln0.02=0.2868V
最先析出的是Cu
5大；小
三、计算题（共5题60分）
1
[答]
所以：
在不含NaCl的TlCl饱和溶液中：
在含0.1000NaCl的TlCl饱和溶液中：
2
[答]
⑴ （-） Ag（s）+Br–（）–e-→AgBr（s）
（+） H+（）+e-→H2（0.01p$）
Ag（s）+HBr→AgBr（s）+H2（0.01p$）
⑵ 可用设计电池求算：
Ag（s）|Ag+||Br-|AgBr（s）+Ag（s）
E$=E$（AgBr|Ag）–E$（Ag+|Ag）=-0.71V
[由K$求得，E$=-E$（AgBr|Ag）]
Ksp=exp（）=exp（）=9.8×10-13
⑶QR=TDrSm=DrHm-DrGm=-50.0kJ–（-zEF）=-34.08kJ
⑷ （
3
[答]2NO2（g）+F2（g）─→2NO2F（g）
t=0ab0
t=ta-xb-（x/2）x
可得积分速率方程
x=4.9×10-3mol·dm-3
n（NO2F）=V·x=1.96mol
n（NO2）=0.04mol
n（F2）=2.02mol
4
[答]
（1）K=exp（-ΔrG/RT）=3.3×10-3
ln[K（1000K）/K（700K）]=（124400/8.314）[（1000-700）/（1000×700）]
求得K（1000K）=2.013
C6H5CH2CH3（g）C6H5CH=CH2（g）+H2（g）+H2O（g）
平衡/mol1-ααα9
=（10+α）mol
K=Kn[（p/p$）/∑nB]Δν
=[α2/（1-α）][1/（10+α）]=2.013
解得α=0.9584
（2）ΔrH=（146.9-29.79）kJ·mol-1=117.11kJ·mol-1
ΔrG=（213.8-130.58）kJ·mol-1=83.22kJ·mol-1
由于ΔrG<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
TΔrS值,使得ΔrG<0时反应才可以进行。
本反应为吸热反应,升高温度，K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ΔrG=-145.4kJ·mol-1<0,表明在常温下反应能进行,且平衡常数
很大（K=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]
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-B15051-182613692B15051
《》试卷第7页共7页
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