武汉大学物理化学期末试题题库Word文档格式.docx
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于__________，阴极电位等于__________。
（2）电池充电时，充电电压比平衡电动势高、低还是相等_________。
8.5分（4476）
4476
（1）电解质溶液的摩尔电导率随浓度的减小而____________；
（2）电池M1（s）│M1+（a1）│M（a2）│M2（s）的电动势除了电极与导线
的接触电势外，还由哪些界面电势组成___________________________________。
9.5分（4908）
4908
某含有Ag+，Ni2+，Cd2+（活度均为1）离子的pH=2的溶液，电解时,H2与各金属在阴极析出的先后顺序为________、________、_________、__________。
（已知（Ag+/Ag）=0.799V，（Ni2+/Ni）=-0.23V，（Cd2+/Cd）=-0.402V。
H2在Ag上超电势=0.20V，在Ni上,=0.24V，在Cd上,=0.30V）
*.5分（6611）
6611
从表面热力学的角度看，比表面吉布斯自由能表达式是________，其单位为
______，从力学平衡角度看，表面张力是_______________，其单位为_______。
三、计算题（共4题50分）
11.15分（6718）
6718
有人提出一种将不很纯的铜粉进行提纯的工艺：
将不纯的铜粉于酸化的硫酸铜溶液中反应：
过滤后，溶液中的Cu+可歧化得到纯铜粉，已知，298K，p下：
E1=0.02V
E2=-0.57V
如果使一种含铜量为3kg·
m-3（以CuSO4形式存在）的溶液通过一个装有铜粉的反应器（25℃），假设反应已达到平衡，计算溶液流出反应器时Cu2+,Cu+和总的铜的浓度。
12.15分（5976）
5976
反应2NO（g）+H2（g）=N2O（g）+H2O（g）的速率方程为：
dp（N2O）/dt=kp2（NO）p（H2）,实验得到如下数据为：
（反应在恒温、恒容下进行）
反应序号p0（NO）/kPap（H2）/kPa半寿期/sT/K
180.01.3319.21093
280.02.66？
1093
31.3380.08301093
42.6680.0？
580.01.33101113
（1）求所缺半寿期数据
（2）求1093K时的k值
（3）求反应活化能
（4）提出一个只涉及双分子步骤的反应机理,由此机理可得上述规律
（5）如果1093K时，p0（NO）=2.66kPa,p0（H2）=1.33kPa，求该反应半寿期。
13.10分（7712）
7712
设将某单元酸（HR）0.0013kg溶于0.1dm3的稀盐酸溶液后完全解离，如果将
此溶液置于半透膜（）中，与膜外（）298K，0.1dm3蒸馏水达到平衡时，测得膜外
pH=3.26，膜电势为34.9mV，试计算：
（1）膜内溶液的pH值
（2）该单元酸的相对分子质量
假定溶液可视作理想溶液。
14.10分（6506）
6506
用＝400nm单色光照含有Ｈ2＋Cl2之反应池，被Cl2吸收的光强为Ia＝11×
10-7J·
s-1，照射一分钟后，p（Cl2）由27.3kPa降为20.8kPa（已校正为273K时之压力）求量子产率（反应池体积为100cm3），并由对反应历程提出你的分析。
[答]（C）（5分）
[答]吸附达平衡时d/dt＝0
kap-＝kd（2分）
n＝ka/kd·
pn＝＋
∴＝（ka/kd）1/np1/n＝kp1/n
其中k＝（ka/kd）1/n（3分）
[答]吸附达平衡时d/dt＝0
kapeg＝kdeh（2分）
e（h+g）＝ka/kdp
∴＝1/（h+g）·
ln（ka/kd·
p）＝1/·
ln（A0p）（3分）
[答]
Ag│AgCl（s）│KCl（aq）‖Ag+（aq）│Ag（s）（2分）
rG
=-zEF=-55.60kJ·
mol-1（1分）
Ksp=1.8×
10-10（1分）
E=0（1分）
[答]d[P]/dt=k1k2[A][B]2/（k-1+k2[B]）
k-1<
<
k2[B]
[答]（B）
（A）
（C）
（1）1.9V；
0.5V（3分）
（2）高（2分）
（1）增加
（2）M
与M
间液接电势，M1、M2与溶液间的界面电势
[答]Ag;
Ni;
H2;
Cd
[答]（G/A）
，J·
m-2；
作用在单位边界指向液体内部与表面相切的力；
N·
m-1
[答]
反应前Cu2+浓度为：
3/63.55mol·
kg-1=0.0472mol·
kg-1（2分）
经铜粉处理并平衡后，设反应量为x，即铜的总浓度为2x。
E（Cu+|Cu）=E（Cu2+|Cu+）
即E2（Cu+|Cu）+0.0591lg[Cu+]=E1（Cu2+|Cu+）+0.0591lg{[Cu2+]/[Cu+]}（5分）
已知E2（Cu+|Cu）–E1（Cu2+|Cu+）=-0.59V
故lg{[Cu2+]/[Cu+]2}=-0.59/0.0591=-9.98
即Cu2+几乎全部变为Cu+，x≈0.0472mol·
kg-1=[Cu+]（5分）
[Cu2+]=9.3×
10-13mol·
kg-1（2分）
故溶液中铜的总浓度为:
2x=0.0994mol·
kg-1（1分）
[答]
（1）反应1和2中，NO过量,反应3,4中，H2过量
所以反应2的t1/2
（2）=19.2s反应4的t1/2=1/[k（表）·
p0（NO）]，
反应4的t1/2是反应3的一半,即t1/2（4）=4.15s（4分）
（2）据反应1，k（表）=kp2（NO）=0.69/19.2=0.036s-1
k=5.6×
10-12Pa-2·
s-1（3分）
（3）反应1与5比较，ln（k2/k1）=（Ea/R）（1/T1-1/T2）,Ea=329.9kJ·
mol-1（3分）
（4）2NO
N2O2（快速平衡）
N2O2+H2=N2O+H2O（速控步）（4分）
（5）按计量比进料（5分）
dp（N2O）/dt=4kp3（H2）=dp（H2）/dt积分得：
=8kt,t1/2=3.8×
104s
（1）根据膜电势公式△（,）=（）-（）
=RT/F×
ln[a（H+,）/a（H+,）]
即pH（）=pH（）-△（,）/0.05916=2.67（4分）
（2）根据pH值分别求得H+浓度为
[H+]=0.0005488mol·
dm-3（2分）
[H+]=0.002136mol·
∵（[H+][Cl-]）=（[H+][Cl-]）
∴[Cl-]=1.41×
10-4mol·
dm-3
故HR的摩尔质量M（HR）=0.0013/（[HR]×
0.1）=6.516kg·
mol-1（2分）
[答]反应分子数为nr=（pi-pf）V/RT=2.86×
10-4mol（2分）
吸收的光子为n0=It/hcL=2.20×
10-10mol（3分）
=nr/n0=1.3×
106≥1（2分）
反应历程应为光引发的链反应，即
①Cl2
2Cl
②Cl+H2
HCl+H
③H+Cl2
HCl+Cl
④Cl+Cl+M
Cl2+M（3分）
一、选择题（共1题5分）
1.5分（4084）
4084
在298K时，0.002mol·
kg-1的CaCl2溶液的平均活度系数±
，1与0.002mol·
kg-1的CaSO4溶液的平均活度系数±
，2相比较是：
（A）±
1>
±
2（B）±
1<
2
（C）±
1=±
2（D）无法比较
二、填空题（共9题45分）
2.5分（7719）
7719
半透膜两边电解质的起始浓度为：
c（NaP）/mol·
dm-3c（KCl）/mol·
dm-3
0.010.1
其中NaP电离出的P－为不能透过半透膜的大离子，膜平衡的条件是________________________
_________________________________________________________________。
3.5分（5352）
5352
反应A（g）→2B（g）在一个恒容容器中进行，反应的温度为373K，测得不同
时间系统的总压如下：
t/min051025∞
p/kPa35.59739.99742.66346.66353.329
t=∞时，A全部消失。
（1）试导出A的浓度与系统总压的关系
（2）求该二级反应的速率常数k（单位用：
dm3·
mol-1·
s-1表示）
4.5分（4196）
4196
298K时，已知E（Cu2+|Cu）=0.337V，E（Zn2+|Zn）=-0.7628V，则电池
Zn（s）|Zn2+（a1=1）||Cu2+（a2=1）|Cu（s）的E=______________，电池反应的平衡常数Ka=_________________，当电能耗尽时，两离子的活度比a1/a2=____________________。
5.5分（4967）
4967
1.00mol·
dm-3的CdSO4溶液在25℃时，用面积各为50cm2的Ni阴极和Pt阳极在0.05A
的恒电流下电解，若H+活度为1,当阴极上刚析出H2时,Cd2+的浓度将是__________
____________________________。
已知：
H++e-──→
H2在Cd上的超电势为0.65V,（Cd2+/Cd）=-0.403V。
6.5分（4076）
4076
某电解质溶液浓度m=0.05mol·
kg-1，其离子强度I=0.15mol·
kg-1，则该电解质是_________________型。
7.5分（3839）
3839
（1）定温下，比较H+，⅓La3+，OH-，½
SO
这四种离子在无限稀释水溶液条件下的摩尔电导率，哪个最大？
（2）相同温度下，各种不同钠盐的水溶液中，钠离子的迁移数是否相等？
8.5分（3687）
3687
在HCl浓度为c1与BaCl2浓度为c2的混合溶液中，若已知
（H+）、
（K+）、
（Cl-），则氢离子迁移数可表示成：
________________________________________________________。
9.5分（4851）
4851
电化学中电极反应的速度以______表示，极化是_________________________
的现象，极化主要有_________,_________。
超电势是。
*.5分（4015）
4015
（a）德拜-休克尔极限公式为，
适用条件是。
（b）测迁移数的方法有，，和。
11.15分（4322）
4322
从下列298.15K,p下的数据，求Pt│S2O
S4O
的电极电势.
1molNa2S2O3·
5H2O溶于大量水中,吸热46.735kJ·
mol-1;
5H2O溶于过量I3-的溶液中，吸热28.786kJ·
1molI2（s）溶于过量I-的溶液中,吸热3.431kJ·
（以上均为无限稀释溶液的数据）
S2O
S4O
I-I2（s）
S
/（J·
K-1·
mol-1）33.47146105.9116.7
Pt│I2（s）│I-＝－0.534V
12.15分（5437）
5437
在溶液中，A和B两个化合物之间的反应对B是一级。
在300K时,从动力学
实验得到如下结果：
[B]o=1.0mol·
[A]/mmol1.0000.6920.4780.290.1580.110
t/s0204070100120
（A）试求A的反应级数,并计算这个反应的速率常数
（B）如果B的初始浓度等于0.5mol·
dm-3,A的半衰期会不同吗?
（C）如果活化能是83.6kJ·
mol-1,当A和B的浓度都是0.1mol·
dm-3时,试
计算在323K时反应的速率。
13.10分（7678）
7678
蛋白质的数均分子质量约为40kg·
mol-1，试求在298K时，含量为1.00×
10-2kg·
dm-3的蛋白质水溶液的冰点降低、蒸气压降低和渗透压。
已知298K时水的饱和蒸气压为3.168kPa，Kf=1.86kg·
K·
mol-1，（H2O）=1.0kg·
dm-3。
设溶液的密度近似为纯水的密度。
14.10分（6382）
6382
溶液中离子间的反应速率正比于活化络合物的活度，请推导反应速率常数与离子强度和离子电荷数间的关系式，设反应式为AZa+BZb
X≠
Ｐ。
[答]（B）（5分）
[答][Na+]内[Cl-]内=[Na+]外[Cl-]外，（2.5分）
[K+]内[Cl-]内=[K+]外[Cl-]外（2.5分）
[答]A（g）────→2B（g）总压力
t=0p
p
p0=p
+p
....
（1）
t=tp
-pxp
+2pxpt=p
+p
+px...
（2）
t=∞0p
+2p
p∞=p
+2px....（3）
（2）-
（1）得px=pt-p0
（3）-
（1）得p
=p∞-p0
（3）-
（2）得p
-px=p∞-pt（以上各1分）
二级反应：
1/cA-1/c0.A=kt....（4）∵c=n/V=p/RT（2分）
∴c0,A=p
/RT=（p∞-p0）/RT
cA=（p
-px）/RT=（p∞-pt）/RT（2分）
将其代入（4）式，整理得：
k=
将各组数据代入上式，计算平均值：
k平均=0.193dm3·
[答]
E=E=1.0998V；
（2分）
Ka=1.52×
1037（2分）
a1/a2=1.52×
1037（1分）
4967
[答]4.5×
10-9mol·
dm-3（5分）
[答]A2B，（A正一价，B负二价）（2分）
[答]
（1）H+最大
（2）不等
（5分）
电流密度；
电极电位偏离平衡电位或静止电位；
浓差极化，电化学极化，有电流通过时，电极电位对平衡电位的偏离。
（lgi=-Az12I1/2）
极稀溶液
希托夫法，界移法，电动势法。
（各1分）
解:
Na2S2O3·
5H2O（s）＋∞H2O─→2Na+＋S2O
＋∞aq
（1）
rH
1＝46.735kJ·
mol-1
2Na2S2O3·
5H2O（s）＋I
（∞aq）─→4Na+＋S4O
＋3I-＋∞aq
（2）
＝2rH
2＝2×
28.786kJ
（1）×
2－
（2）S4O
＋3I-─→2S2O
＋I
（3）
3＝2rH
1－rH
＝35.898kJ·
mol-1（5分）
2I-（∞aq）─→I2（s）＋2e-（4）
＝－zF＝103.159kJ·
rS
1＝－95.1J·
4＝－74.805kJ·
I2（s）＋I-（∞aq）─→I
（∞aq）（5）
5＝3.431kJ·
（4）＋（5）3I-（∞aq）─→I
（∞aq）＋2e-（6）
6＝78.236kJ·
mol-1（5分）
（3）－（6）S4O
＋2e-─→2S2O
（∞aq）（7）
7＝－42.338kJ·
7＝－79.06J·
7＝rH
7－TrS
7＝－18.766kJ·
＝－rG
7/（2F）＝0.0972V
2S2O
─→S4O
＋2e-＝－0.0972V（5分）
[答]（A）对A是一级,k=0.018s-1，t1/2=39s（5分）
（B）t'
1/2=78s（5分）
（C）300K时,k2=0.018mol-1·
s-1（5分）
323K时,k'
2=0.193mol-1·
s-1,
ln
r=k2[A][B]=0.00193mol·
dm-3·
s-1
[答]溶液的质量摩尔浓度为：
=c2（质量浓度）/
（3分）
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