华东师范大学物理化学2014年期中考试试卷
更新时间:2023-11-27 18:29:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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化学系2011级化学/应用化学专业《物理化学》(下)期中测试
姓名 学号 分数
一 二 三 四 五 六 七 八 总分 请将答案书写在答题纸上!
一、 填空。(每空2分,共40分)
1. 统计热力学中根据粒子是否可分辨将体系分为 体系和 体系;根据粒子之间的相互作用将体系分为 体系和 体系。 2. 在已知温度T下,某粒子的能级εj=2εi,简并度gi = 2gj,则εj和εi上分布的
粒子数之比为 。
3. 某理想气体X,其分子基态能级是非简并的,并定为能量的零点,而第一激
发态能级的能量为?,简并度为3。若忽略更高能级时,则X的配分函数为 。若?=0.5kT,则第一激发态能级与基态能级的分子数之比为 。 4. 巳知CO和N2分子的质量相同,转动特征温度基本相等,若电子均处于非
简并的基态,且振动对熵的贡献可忽略,那么Sm?(CO) Sm? (N2)。(填入“>”,“<”或者“=”)
5. 对于热力学函数U、S、G、H和A:(1)当考虑粒子可辨与不可辨时,哪些
函数会发生变化? ;(2)当考虑分子运动的零点能时,哪些函数会发生变化? 。
6. 净重为8g的某物质的分解反应为一级反应,其半衰期为10天,则40天后
其净重为 。 7. 某复杂反应表观速率常数k与各基元反应速率常数间关系为:k=k2(k1/2k4)1/2,
则表观活化能Ea与各基元反应活化能之间的关系为: 。 8. 碰撞理论中,反应阈能(Ec)与实验活化能(Ea)之间的关系为: 。 9. 链反应的三个基本步骤是: , ,和 。 10. 催化剂能加快反应,其根本原因在于 。 11. 增加浓液中的离子强度时,对以下反应的速率系数有何影响?填入“增大”,
“减小”或者“不变”。
(1) Fe2++Co(C2O4)33-→Fe3++Co(C2O4)34- (2) 蔗糖+OH-→转化糖 (3) S2O82-+3I-→I3-+2SO42- 二、 选择。(每题2分,共10分)
d[O3]?k[O3]2[O2]?1,或者dt1. 反应2O3→3O2的速率方程为?d[O2]?k'[O3]2[O2]?1,则速率常数k和k′的关系是:( ) dtA. 2k=3k′ B. k=k′ C. 3k=2k′, D. k/2=-k′/3 2. 分子运动的特征温度?ν是物质的重要性质之一,下列正确的说法是: ( )
A. ?ν越高,表示分子振动能越小
B. ?ν越高,表示分子处于激发态的百分数越小 C. ?ν越高,表示温度越高
D. ?ν越高,表示分子处于基态的百分数越小
(1)(2)?B ???C 若E1>E2,为了有利于B的生成,原则上应选3. 反应A??择:( )
A. 升高温度; B.降低温度; C. 维持温度不变 D. 及时移走产物C 4. 关于玻耳兹曼分布定律ni?Ngie??i/kT的说法,以下正确的是:( ) qA. ni与能级的简并度无关;
B. 随着能级升高,εi增大,ni总是减少的; C. 任何分布都可通过玻尔兹曼分布定律求出; D. ni称为一种分布。
h?? 产物,初级过程速率:( ) 5. 光化反应 A ??A. 与产物浓度有关;
B. 与反应物浓度有关;
C. 取决于光照强度与反应物的量; D. 只与吸收光强度有关。
三、现有5个可辨的分子,具有总能量为U=5(ε0+ε)。其中每一分子可以占据的能级为ε0+jε,j为整数0,1,2,…… (1)用列表的方式给出总能量为U=5(ε0+ε)时,所有可能的分布,并计算每种分布对应的微观状态数;(2)指出何种分布为最概然分布?(10分)
四、对某一特定的一级反应,在27°C反应时,经过5000s后,反应物的浓度减少为初始值的一半;在37°C反应时,经过1000s,反应物的浓度就减半,计算: (1) 27°C时反应的速率常数;
(2)在37°C反应时,当反应物浓度减低为初始浓度的1/4时所需要的时间; (3)该反应的活化能。 (10分)
五、 O2(g)的摩尔质量为32g?mol?1,转动特征温度为2.07K,振动特征温度为2256K,电子基态能级简并度为3,计算298.15K时O2(g)的标准摩尔统计熵。(10分)
六、反应C2H6+H2→2C2H4的机理如下:
C2H6?2CH3?
k1?CH4+H? CH3?+H2??k2?CH4+CH3? H?+C2H6??设第一个反应达到平衡,平衡常数为K;设H?处于恒稳态,试证明:
d[CH4]?2k1K1/2[C2H6]1/2[H2] dt(10分)
七.由实验得知,丁二烯的二聚作用2C4H6(g) → C8H12(g)在440~600K温度范围中的速率常数k=9.2×109exp(-99120/RT) dm3·mol-1·S-1。已知玻尔兹曼常数kB=1.38×10-23J·K-1,普朗克常数h=6.626×10-34J·S,请计算该反应在600K时的活化焓?rHm和活化熵?rSm。(10分)
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