《物理化学》第二学期自测题(A)

《物理化学》第二学期自测题（A）

一、选择题（本大题共12小题，每题2分，共24分）

1．当电池的实际电动势小于它的可逆电动势时，则表示电池在?? ( A ) A．放电 B．充电 C．没有工作 D．交替地充放电 2．描述电极上通过的电量与已发生电极反应的物质的量之间的关系的是：（ C ）

A． 欧姆定律 B．离子独立运动定律 C．法拉第定律 D．能斯特定律

3．金属活性排在H2之前的金属离子, 如MZ+ 能优先于H+在汞阴极上析出, 这是由于?? ( D )

○○

（A）φ (MZ+/ M) <φ (H+/ H2) （B） ? (M) < ? (H2) （C）φ(MZ+/ M) <φ(H+/ H2)

（D）H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于φ(MZ+/ M) >φ(H+/ H2)

4．下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律, 其中表示电解池阳极的是?? ( D )

A．曲线1 B．曲线2 C．曲线3 D．曲线4

5．下列对铁表面防腐方法中属于“电化保护”的是?? (C )

A．表面喷漆 B．电镀 C．Fe表面上镶嵌Zn块 D．加缓蚀剂

6．用铜电极电解 CuCl2的水溶液，在阴极上会发生??( C )

A．析出氧气 B．析出氢气 C．析出铜 D．铜电极溶解 7．二级反应的速率常数的单位是??（ A ）

－－－－－－－

A．mol1·dm3·s1 B．s1 C．mol2·dm6·s1 D．(mol·dm3·s1) 8．根据下列反应的计量方程式，题中给出的反应速率表示式正确的是??（ D ）

A．H2 + I2—→2HI －d[H2]/dt =－d[I2]/dt =－d[HI]/dt B．2NO2—→2NO+O2 d[O2]/dt =－2d[NO2]/dt C．I +I +M—→I2 + M －d[I]/dt = d[I2]/dt

D．CH3 + CH3—→C2H6 －1/2d[CH3]/dt = d[C2H6]/dt

9．单组元二级反应，其反应物浓度与时间成线性关系的为??（ C ）

A．c～t为直线 B．lnc～t为直线 C．1/c～t为直线 D．1/c2～t为直线 10．下面哪点不能用以衡量液体在固体表面上的润湿程度？?? ( B ) （A）固、液两相相接后物系表面自由能降低的程度 （B）固体在液体中的分散程度

（C）测定接触角的大小（对于固体具有光滑平面时） （D）测定润湿热的大小（对于固体粉末）

11．关于比表面能与表面张力，下述说法正确的是??（ A ）

A．数值相同 B．物理意义相同 C．单位相同 D．数值、物理意义和单位都相同

－－

12．在293 K时丙酮的表面张力为? =0.0233 N·m1，密度? =790 kg·m3，将半径为0.01 cm的毛细管插入其中，液面上升了??（ D ）。

A．0.6m B．0.06mm C．0.06cm D．0.06m 二、填空题（本大题共6小题，共20分）

1．(4分) 分解电压是指 连续不断发生电解时所必需的最小外电压 。电解氢氧化钾溶液和

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电解硫酸溶液的分解电压是否相同？ 相同 （相同或不相同）。 请写出电解氢氧化钾溶液时，

－

其阳极反应是 其阳极反应是2OH→ (1/2)O2+ H2O + 2e- ；阴极反应是 __阴极反应是2H2O

－

+ 2e-→ H2+ 2OH 。 2．（6分）比表面能σ的物理意义是 增加表面积引起系统吉布斯自由能的增量 ，其单位是

－－○

J·m2 ，σ的单位也可用N·m1，此时的σ称为 表面张力 。已知常压和20C时，水的

－－

σ为0.0728 N·m1，将半径为1.0cm的水滴分散为1.0×106m的雾沫，需做功 0.914 J J。 3．（2分）电解含多种金属离子的溶液时，若要实现金属离子的分离，需满足的条件是 二金属离子电极电势差应大于0.2V以上 。电解含Ag+、Zn2+、Cu2+、H+的溶液，析出的一般顺序为： Ag+、Cu2+、Zn2+、H+ 。

4．(2分)液体在固体表面的润湿程度以__接触角?__衡量，当__? ＞90__时称为不润湿。 5．(2分)反应 AB ； AB + CA + B k2D (决速步)

其表观活化能与基元反应活化能的关系为 E(表) = E2+ E1－E－1 ，因为 k(表) = k2 k1/k－1 。

6．(4分) 浓度为m 的Al2(SO4)3 溶液，其正、负离子的活度系数分别用? + 和? －表示，则其? ? = (?? )5= ( ?+2×?-3) ；a? = a? = (108×?+2×?-3)1/5 m/m? 。 三、简答与证明：（本大题共5小题，共26分） 1．（6分）因为H2 + I2 == 2HI 的反应速率公式可表示为：r ==k[H2][ I2]，与质量作用定律相符合，所此该反应为简单反应。对吗？说明理由。

答：错。H2 + I2=2HI的反应，其速率公式与质量作用定律的形式相同，为：r = k[H2][ I2]，但是，实验得出的历程为：I2—→2I；和2I+H2 —→2HI，总反应是一复杂反应，显然不是基元反应。

－－

2．（6分）在锌电极上，H2的超电势为0.75 V，电解含浓度为1×105 mol·kg1 的Zn2+溶液，为了不使 H2(g) 析出，问溶液的 pH 值应控制在多少？

○

已知 25℃时，φ(Zn2+/Zn)=－0.763 V 。

答：若φ(Zn2+/Zn) ＞φ(H+/H2) 时，则 Zn 析出，而 H2 不能析出。（3分） 即 －0.763－ 0.05917/2×lg (1/105) ＞ (－0.0591pH － 0.75) 得： pH ＞2.72 。

3．(4分) 在两个分别装有浓硫酸铜及稀硫酸铜溶液的容器中，各插入面积相同的两个铂电极。且两电极间的距离是相等的，将此两电池串联，并通以直流电。

(A) 电极上是否有气体放出？若有，哪一个电极上放出的气体多或相同？为什么？ (B) 电极上是否有铜析出？若有，哪一个电极上析出的铜更多或相同？为什么？ 答：(a) 在阳极有氧气放出，气体的量都是相同的 (2分)

(b) 在阴极有相同量铜析出 (1分)

根据法拉弟定律，因通入的电量是相同的。(1分)

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4．（6分）①写出电池：Na(Hg) (α)| Na+ (αNa+) || OH(αOH) | HgO(s)+Hg(l)的电极反应和电池的总反应；②将电池反应：H2(pH2) + 1/2O2(pO2) == H2O (l)设计成电池。 答：① 负极反应：Na(Hg)－e = Na++(Hg)

－

正极反应：HgO(s)+ H2O +2e= Hg(l)+2 OH

－

总反应：2 Na(Hg) + HgO(s)+ H2O = 2 Na++(Hg)+ Hg(l)+2 OH ② Pt H2(pH2) | H+ | O2(pO2) Pt

－

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5．（4分）将水滴在洁净的玻璃上水会自动铺展开来，此时水的表面积增大，这与液体有自动缩小表面积的趋势是否矛盾？说明理由。 答：不矛盾。（1分）

将水滴在洁净的玻璃上时，同时存在着三种表面张力：σ（s-g）；σ（s-l）；σ（l-g） 它们都有自动缩小表面积的趋势。液滴是铺展和收缩取决于三者的合力。（3分）

四、计算题（本大题共3小题，共30分）

○－

1．（10分）在25C时，电解0.5mol·kg1CuSO4中性溶液。若H2在Cu上的过电势为0.230V，试求在阴极上开始析出H2时，残留的Cu2+浓度为多少？ 已知氢的标准电极电势为0，铜的标准电极电势为0.337V 1．（10分）

解：氢开始析出时的电极电势为：φ（H2）=φ0r+RT/Fln[H+]－η（H2）

==－0.41－0.230==－0.664 V

0

当氢开始析出时，φ（Cu）=φr（Cu）+RT/2Fln[Cu2+]

－－

－0.664 V==0.337V+RT/2Fln[Cu2+] 解得：[Cu2+]=6.48×1034 mol·kg1

－

2．(8分)计算溶液浓度为0.025 mol·kg1时CuSO4、MgCl2、LaCl3的离子强度I；并用德拜－休格尔极限公式计算它们的平均活度系数? ?。

－

已知: A = 0.509 (mol·kg-1)1/2

解： 计算公式： lg ?? = (－A│z+z-│I1/2 ) I = 1/2?mBzB2 (4分)

B结果： 略 (各1分) 3．（12分）某气相反应A—→2B，半衰期与初始压力成反比（设始时只有A），在 ○

518C下，在一定容积的容器中的压力变化有如下数据： 初始压力为40 KPa，100秒后总压力为50 KPa。 （1） 判断该反应的级数，简述理由。

（2） 根据上述数据计算该温度时反应的速率常数，半衰期及初始反应速率。

－○

（3） 若该反应的活化能为190.4 KJ·mol1，问在什么温度下其速率常数为518C时的2倍。 解：因为半衰期与初始压力（相当于初始浓度）成反比，根据二级反应的特征，所以此反应为二级反应。

根据反应方程式：A——2B

当t=0时，P0=40Pa 0 所以，P总= P+2（P0－P）=50 当t=100s时, P 2（P0－P） P=30 所以，其速率常数k=1/t（1/P－1/P0）

－－－

==1/100（1/30－1/40）=8.33×105（KPa1·s1）

t1/2 ==1/Kp0==300s

－

r0==kP20==0.133（KPa·s1）

－

lnk2/k1==ln2==Ea/R（1/T1－1/T2）所以，解得1/T2==1.234×103

○

T2==810 K t ==537C

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