物理化学下学期试卷

一、选择题

1、在稀的砷酸溶液中，通入H2S(g)以制备硫化砷As2S3溶胶，该溶胶的稳定剂是略过量的H2S(g)，则所形成胶团的结构式是（B）。 A、[(As2S3)m?nH??(n?x)HS?]x??xHS? B、[(As2S3)m?nHS??(n?x)H?]x??xH? C、[(As2S3)m?nH??(n?x)HS?]x??xHS? D、[(As2S3)m?nHS??(n?x)H?]x??xH?

2、在电泳实验中，观察到胶粒向阳极移动，表明（ B ）。 A、胶粒带正电 B、胶粒带负电 C、?电势为正 D、介质带负电

3、在298K时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合Langmuir吸附等温式，苯蒸汽的压力为40Pa时，石墨表面的覆盖度??0.05。如果要使覆盖度??0.5，则此时苯蒸汽的压力应控制在（ C ）。

A、200Pa B、400Pa C、760Pa D、1000Pa

k??C+D，实验测定得到其速率系数为4、某化学反应的计量方程为A+2B?。 k?0.25(mol?dm?3)?1?s?1，则该反应大的级数为（ C ） A、零级 B、一级 C、二级 D、三级 5、有某化学反应，已知反应物的转化分数为y?时间的2倍，则该反应是（ C ）。 A、

3级反应 B、二级反应 C、一级反应 D、零级反应 251时所需的时间是y?所需的936、当某反应物的初始浓度为0.04mol?dm?3时，反应的半衰期为360 s，初始浓度为0.024mol?dm?3时，半衰期 600 s，则此反应的级数为（ C ）。 A、零级 B、一级 C、二级 D、三级

7、某基元反应在等容条件下反应，当反应进度为1mol时，吸热50kJ，则该反应的实验活化能Ea值得大小范围是（ A ）。

A、Ea?50kJ?mol?1 B、Ea?50kJ?mol?1 C、Ea??50kJ?mol?1 D、无法确定

8、某化学反应，温度升高1K，反应的速率系数增加1%.则该反应的活化能的数值约为（ D ）。

A、100RT2 B、10RT2 C、RT2 D、0.01RT2

1a,12a,29、有两个都是一级的平行反应，A????B,A????C，设反应开始时，产

kEkE物的浓度都等于零。下列结论不正确的是（ C ）。 A、k总?k1?k2 B、k1/k2??B?/?C? C、E总?Ea,1?Ea,2 D、t1/2?ln2 k1?k210、某化学反应的方程式为2A→P，则在动力学中表明该反应为（ D ）。 A、二级反应 B、基元反应 C、双分子反应 D、无确切意义 二、填空题

1、混合等体积的浓度为0.08mol?L?1的KI溶液和浓度为0.1mol?L?1的AgNO3溶液，得到AgI的憎液溶胶。在这溶胶中分别加入浓度相同(1)MgSO4,(2)CaCl2，

(3)Na2SO4，他们聚沉能力大小的顺序是（3）>（1）>（2） 。 2、下面关于表面自由能与表面张力的说法正确的是 ①②④ 。 ①都反应了表面分子或原子受力不均匀的情况； ②两者的数值相同，通常用一个符号表示； ③两者的物理意义相同； ④两者的单位不同。

3、某人工放射性元素能放出?粒子，其半衰期为15min，。若该试样有80%被分解，所需的时间为 35.0 min。

4、已知物质A的分解反应是一级反应。在一定温度下，当A的起始浓度为

0.1mol?dm?3时，分解20%的A需时50min。则该反应的速率系数k为

4.46?10?3min?1。当A的起始浓度为0.02mol?dm?3时，分解20%的A所需

的时间为 50 min。

5、在298K时，乙酸乙酯与氢氧化钠溶液发生皂化作用，已知反应速率系数为

6.36(mol?dm?3)?1?min?1。若起始时乙酸乙酯与NaOH溶液的浓度均为0.02mol?dm?3,则10min后乙酸乙酯的水解分数为 0.56 。

6、药物阿司匹林的水解为一级反应。已知在100?C时的速率系数为7.92d?1，活化能为56.43kJ?mol?1。求在17?C时，阿司匹林水解30%所需的时间为 8.18d 。

1a,12a,27、有两个都是一级的平行反应：（1）A????B,(2)A????D。设反应（1）

kEkE和（2）的指前因子相同，但活化能不同，Ea,1?120kJ?mol?1,Ea,2?80kJ?mol?1，当反应在温度为1000K时进行，求两个反应速率系数的比值8.14?10?3 。结果说明 活化能高的反应，其速率系数就小 。

8、有一个放射性元素，其质量等于8g，已知它的半衰期t1/2?10d，则经过40d后，其剩余质量等于 0.5g 。

9、零级反应是否是基元反应。 不是 （填“是”或“不是” ）

10、某一反应在一定条件下的平衡转化率为25.3%。保持反应的其他条件不变，

加入某个高效催化剂，使反应速率明显加快，则平衡转化率的数值将 等于25.3%。 （ 填“大于”、“等于”、“小于” ）。 三、计算题

1、某农药的水解反应是一级反应，已知在293K时，敌敌畏在酸性介质中的水解反应也是一级反应，测得它的半衰期为61.5d，试求在此条件下敌敌畏的水解速率系数。若在343K时的速率系数为0.173h?1，求在343K时的半衰期及该反应的活化能。

解：一级反应的半衰期与反应物的起始浓度无关，从293K时的半衰期表示式求出该温度下的反应速率系数：

k1? k2 k(293K)?ln2ln2??0.0113d?1?4.71?10?4h?1 t1/261.5d 在从343K时的速率系数求出该温度下的半衰期： t1/2(343K)?ln20.693??4.01h ?1k20.173h 已知两个温度下的速率系数，根据阿累尼乌斯公式的定积分式，就可以计算反应的活化能：lnk(T2)Ea11?(?)，代入已知数据得 k(T1)RT1T2Ea0.173h?111??(?) ln?4?1?1?129K334K34.71?10h8.31J4?mol?K解得 Ea?98.70kJ?mol?1

2、假定2NO?O2? 2NO2的正逆反应都是基元反应；正、逆反应的速率常数分别为k?和k?，实验测得下列数据：

T/K 600 6.63?105 645 6.52?105 k?/(mol?2?dm?6?min?1) k?/(mol?2?dm?6?min?1) 8.39 40.7 试求：（1）600K和645K时反应的平衡常数Kc：

（2）正反应的?rUm；

（3）正、逆反应活化能E?及E?。

解：（1）根据题意，正、逆向反应都是基元反应，

则 r??k?[NO]2[O2] r??k?[NO2]2

k?[NO2]2当反应平衡时，r??r? 所以Kc? ?k_[NO]2[O2]k?6.63?105代入数据得：Kc(600K)???7.90?104[mol?dm?3]?1

k?8.39k?6.52?105 Kc(645K)???1.60?104[mol?dm?3]?1

k?40.7 （2）根据热力学的结论，平衡常数Kc随温度的变化有如下的关系：

dlnKc?rUmKc(T2)?rUm11? 则 ln?(?) dTRT2Kc(T1)RT1T27.90?104?rUm11?(?) 将已知数据代入上式得 ln48.3146456001.60?10解得?rUm??114J?mol?1

（3）由阿累尼乌斯公式lnk(T2)Ea11?(?) k(T1)RT1T2E?k?(T2)E?116.52?10511?(?) 所以 ln?(?) 代入数据得ln58.3146006456.63?10k_(T1)RT1T2解得 E???1.20kJ?mol?1 同理解得E??113kJ?mol?1

答案解析： 一、选择题

1、选择B。稳定剂H2S(g)溶于水后生成氢硫酸，是弱酸，一般发生一级解离，

该胶体有限吸附HS?，使胶粒带负电。而胶团是电中性的。 H2S?H??HS?，

2、选择B。由于异性电荷相吸，胶粒总是向带相反电荷的电极移动，所以向阳极移动的胶粒带负电。

3、选择C。根据Langmuir吸附等温式，??数值先求出a?ap?，即a?，代入已知1?ap(p??p)0.05?1.316?10?3Pa?1，然后将a和??0.5代入

40?0.05?40??ap得p=760Pa。 1?ap4、选择C。从化学反应的计量方程式无法确定反应级数的，除非说明计量方程是基元反应。但是从速率的单位就可以确定这是一个二级反应，因为它符合二级 反应的特征。

5、选择C。t1∶t5?1∶2，分数衰期之间成倍数关系，符合一级反应的特点，

39所以是一级反应。也可以采用尝试法，设反应为一级反应，将已知数据代入一级反应的定积分式：ln111113a?ln?ln ?k1t，可得t1?ln1k12k11?yk1a?x31?3t5?911111313ln?ln?(ln)2?2ln 即t1∶t5?1∶2，所以假

5k1k11?yk12k12931?9设是正确的，反应的级数为一级反应。

6、选择C。此反应符合起始物浓度相等的二级反应的特点，半衰期与起始物的浓度成反比。

7、选择A。根据基元反应活化能示意图，活化能是活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量的差值，对于吸热反应，产物分子的平均能量高于反应物分子的平均能量，所以提高的活化能至少要等于产物所吸收的热，一般总是大于这个数值，所以应该选择A。 8、选择D。根据阿累尼乌斯公式的微分式速率系数增加1%，相当于

Edlnk?a2，温度升高1K，反应的dTRTdlnk?0.01,所以Ea?0.01RT2。 dT9、选择C。级数相同的平行反应，其积分式和半衰期的表示等与同一级数的简单反应大的相似，只是速率系数是两个平行反应速率系数的加和。如果反应开始时没有产物的存在，则产物的浓度比就等于速率系数之比。但是，表观活化能不等于组成平行反应的两个基元反应的活化能之和，两个活化能之间的关系要从k总?k1?k2的关系式导出。

10、选择D。只给出了化学反应的计量方程，这是无法确定反应级数的。反应级数要通过实验确定。如果说该反应是基元反应，则根据质量定律，可以确定该反应为二级反应，也是双分子反应。

二、填空题

1、由题目知，AgNO3略过量，生成的AgI胶核优先吸附银离子，使胶粒带正点。

所以阴离子的价数越高，其聚沉能力就越强。MgSO4与Na2SO4虽然阴离子相同，但MgSO4中的阳离子是+2价，比钠离子的价数高，会减弱硫酸根的聚沉能力，所以Na2SO4的聚沉能力最强。

2、两者都反应了表面分子或原子受力不均匀的情况，数值也都相同，并且可以用同一个符号表示。但是两者的物理意义不同：表面自由能是指在等温、等压、保持组成不变的条件下，可逆的增加单位表面积时系统的吉布斯自由能的增值，表面张力是指垂直作用于单位长度的边界上，且与表面相切的一种使表面收缩的力，因此两者的单位也是不同的，表面自由能的单位是J?m?2，而表面张力的单位是N?m?1。

3、放射性元素的蜕变符合一级反应的特征。对于一级反应，已知半衰期的数值，就能得到速率的数值，因为一级反应的半衰期是与反应物浓度无关的常数。然后根据一级反应的定积分式，计算使用80%所需的时间：

k?ln2ln2??0.046min?1，试样被分解80%，即转化分数y=0.80，代入一级反t1/2151111 ln??ln?35.0min。?1k11?y0.046min1?0.80应的定积分式，得所需时间为t?4、因为是一级反应，已知在50min内A的分解分数，可利用一级反应的定积分

1111?ln?4.46?10?3mni计算速率k，即k?lnt1?y50min1?0.2?1。对于一级反应，

在达到各中转化分数时，所需的时间与半衰期一样，都与反应物的起始浓度无关，所以，只要转化分数相同，所需的时间也相同。

5、从速率系数的单位可以看出，这是一个二级反应，又知道反应物的起始浓度 相等，所以可利用a=b的二级反应的速率方程的定积分式计算乙酸乙酯的水解 分数。速率方程的定积分式为：

y?k2ta?6.36(mol?dm?3)?1?min?1?10min?0.02mol?dm?3解得y=0.56。 1?y6、在已知活化能喝一个温度下的速率系数的情况下，利用Arrhenius公式的定积

分式，首先求出在17?C时的速率系数：lnlnk(T2)Ea11?(?) ，代入数据得k(T1)RT1T2k(290.2K)5643011??(?) ?1?1?1373.2K290.2K7.92d8.314J?mol?K解得k(290.2K)?0.0436d?1，然后利用一级反应大的定积分式，求在290.2K时转化30%所需的时间：t?1111ln?ln?8.18d。 ?1k1?y0.0436d1?0.30Ea)，将两个活化能的数值分别代入该RT7、根据Arrhenius公式的指数k?Aexp(?公式，两式相比，消去相同的指前因子项，得

Ea,2?Ea,2k1(80?120)?103J?mol?1?3，计算结果说?exp()?exp[]?8.14?10?1k2RT8.314J?mol?K?1000K明活化能越高的反应，其速率系数就越小。

8、半衰期为10d，则40的相当于过了4个半周期，即8g?4g?2g?1g?0.5g。 9、不是。因为不可能有零分子反应。通常是由于在总的反应机理中，反应的速率控制步骤与反应物浓度无关，所以对反应物呈现零级的反应的特点。零级反应一般出现在表面催化反应或酶化反应中。在表面催化反应中，反应物通常总是过量的，速控步是被吸附在表面上的分子发生反应，所以反应速率与反应物的浓度无关。

10、等于。因为催化剂只能改变反应的速率，缩短达到平衡所需的时间，但是不能改变平衡的组成。 三、计算题

1、这道题目考查了动力学的基本知识点以及一些简单公式的运用，涵盖了一级反应的速率系数，半衰期的计算，还有阿累尼乌斯的公式定积分的运用，简单而不失简约。

2、此题涉及到活化能的概念以及平衡常数与温度的关系，以及正、逆向反应活化能之差即为反应的定容反应热?U的关系，还有阿累尼乌斯的定积分公式的运用等。这是一个对峙反应，且正、逆反应都是基元反应，看似复杂，但实际上都是一些基本公式的运用。

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