福州大学历届物化试题

物理化学试卷（A）

41. 5 分 (6698)

有一吹肥皂泡装置，下端连有一个一端通大气的 U 型水柱压力计，当肥皂泡的直径是 5×10-3 m 时，压力计水柱高度差为 2×10-3 m，试计算该肥皂液在直径为 1×10-4 m 的毛细管中的升高值。设皂液对毛细管壁完全润湿，且密度与水相同。 41. 5 分 (6698)

[答] ps= 2×2??/R' = ?gh

? = 0.01225 N·m-1 (3分)

h = 2??cos? /?gR2= 0.05 m (2分) 135. 5 分 (7035)

在298.15 K时，苯蒸气在石墨上吸附服从Langmuir吸附等温式。当苯蒸气压力为760 Pa时，石墨表面覆盖率?=0.5，求苯蒸气在石墨表面上的吸附系数a。 135. 5 分 (7035)

[答] ??ap

1?ap 将?=0.5 p=760 Pa代入解得a=0.001 315 Pa-1 （5分） 7. 10 分 (4813)

298 K时, 以Pt为阳极, Fe为阴极, 电解浓度为1 mol·kg-1的NaCl水溶液(活度系数为 0.66)。 设电极表面有H2(g)不断逸出时的电流密度为0.1A·cm-2, Pt上逸出Cl2(g)的超电势可近似看作零。 若Tafel公式为 ? =a+blg(j/1A·cm-2), 且Tafel常数 a=0.73 V, b=0.11V, ? (Cl2/Cl-)=1.36 V，请计算实际的分解电压。 7. 10 分 (4813)

[答] E理论 =? +－? -=[? (Cl2/Cl-)－ =1.36 - 0.01 -

?

?

RTRT?

ln? (Cl-)]－[(? (H+/H2)+ln? (H+)) FF8.314?298ln10-7 =1.76 V (3分)

96500 ?阴= a + b lgj =0.73+0.11× lg0.1 =0.62 V (2分) ?阳=0 (2分)

E分解 =E理论+?阴+?阳=2.38 V (3分)

213. 10 分 (4710)

有电池Hg(l)|Hg22+(a1)||Hg22+(a1),Hg2+(a2)|Pt。 (1) 写出电池反应式；

2+

(2) 计算电池的标准电动势。已知Hg2+2|Hg(l)和Hg|Hg(l)的标准电极电势分别为0.798

V和0.854 V。

(3) 求电池反应的平衡常数。

213. 10 分 (4710)

(1) Hg(l)+Hg2+(a2)→Hg22+(a1)

?

?

?

?

?

?

（3分）

(2) E= E(Hg2+|Hg22+) –E(Hg22+|Hg)

E(Hg2+|Hg22+) = 2E(Hg2+|Hg) –E(Hg22+|Hg)=(2×0.854 – 0.798) V= 0.910 V

E=(0.910 – 0.798) V = 0.112 V (3) 电池反应中电子得失为1，

?

?

（4分）

K=exp(zEF/RT) = 78.4 （3分）

18. 10 分 (5319)

纯 BHF2 被引入 292 K 恒容的容器中，发生下列反应： 6BHF2(g) ─→ B2H6(g) + 4BF3(g)

不论起始压力如何，发现 1 h 后，反应物分解 8 %，求： (1) 反应级数； (2) 计算速率常数；

(3) 当起始压力是 101325 Pa 时，求 2 h后容器中的总压力 。 18. 10 分 (5319)

[答] (1) 因t(8%) 与初始浓度无关，所以这是一级反应 (3分) (2) k?ln1t1 = 0.083 h-1 (3分) 1?y (3) 6 BHF2 (g) ─→ B2H6 (g) + 4 BF3 (g) t = 0 p0 0 0 t = t p 1/6(p0-p) 4/6(p0-p)

ln(p0/p) = k t 得 p = 85.8 kPa

p总＝ p + 1/6 (p0-p) + 4/6(p0-p) = 98.7 kPa (4分) 44. 10 分 (6159)

NO高温均相分解是二级反应，反应为： 2NO(g) ? N2(g) + O2(g)，实验测得1423 K时速率常数为1.843×10-3 dm3·mol-1·s-1，1681 K时速率常数为5.743×10-2 dm3·mol-1·s-1。求：

(1) 反应活化熵 ?Sm，活化焓?Hm； (2) 反应在1500 K速率常数。

已知：玻耳兹曼常数kB=1.3806×10-23 J·K-1 ，普朗克常数 h = 6.6262×10-34 J·s 。 44. 10 分 (6159)

[答] 由 T1，T2 和 k1，k2 的数据 得 Ea= 265.1 kJ·mol-1

A = 9.94×106 dm3·mol-1·s-1

k(1500 K) = 5.82×10-3 dm3·mol-1·s-1

所以 ?Hm = Ea - 2RT = 239.3 kJ·mol-1 （T 取平均温度）

≠

≠

$≠

$$ A = (kBT/h)e2exp(?Sm/R)

≠

≠

$ 得 ?Sm = -141.3 J·K-1·mol-1 (c= 1 mol·dm-3) (各2分)

物理化学试卷（B）

31. 10 分 (3824)

在 298 K 时 BaSO4的饱和水溶液的电导率是 4.58×10-4 S·m-1，所用水的电导率是 1.52×10-4 S·m-1。求 BaSO4在水中饱和溶液的浓度（单位：mol·dm-3）和溶度积。已知 298 K 无限稀释时 ? Ba2+ 和 ? SO4 的离子摩尔电导率分别为63.6×10-4 S·m2·mol-1 和 79.8×10-4 S·m2·mol-1。 31. 10 分 (3824)

[答]k(BaSO4) = k（溶液）－k（水）＝ 3.06×10-4 S·m-1 (2分)

2?$?

?m(BaSO4) = 2?m(?Ba2+) + 2?m(? SO4)

= 0.02868 S·m2·mol-1 (4分) c(BaSO4) = k/?m = 1.7×10 –5 mol·dm-3 (2分)

Ksp = c(Ba2+)/c?×c(SO4)/c?= 1.14×10-10 (2分)

7. 10 分 (4186)

已知反应Ag(s)+1Hg2Cl2(s)→AgCl(s)+Hg(l),在298 K时，有如下数据： 2物质 ?2?2?Ag(s) Hg2Cl2(s) -264.93 195.8 AgCl(s) -127.03 96.2 Hg(l) 77.4 ????fHm/ kJ·mol-1 0 ??Sm/J·K-1·mol-1 42.55 (1) 将反应设计成电池并写出电极反应； (2) 计算298 K时的电动势E和温度系数(?E)p； ?T(3) 计算可逆热效应QR与恒压反应热Qp二者之差值。

7. 10 分 (4186)

[答] Ag(s)+AgCl(s)|Cl –(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l) (1) (-) Ag(s)+Cl - - e -→AgCl(s)

(+) 1/2Hg2Cl2(s)+e -→Hg(l)+Cl -

?

（3分）

?-1 -1

(2) ?rHm= [- 127.03 – 1( - 264.93)] kJ·mol= 5.435 kJ·mol 2

?rSm=[(77.4+96.2) – (195.8×1/2+42.55)] J·K-1·mol-1=33.15 J·K-1·mol-1

?

?

?

?

?

?rGm=?rHm - T?rSm????????? J·mol-1 E=E= - ?rGm/zF=0.046 V

（3分） （2分）

(?EK-1 )p=?rSm?/zF=3.43×10-1 V·

?T?

?

(3) QR=T?rSm，Qp=?rHm，QR - Qp = 4.44 kJ 222. 10 分 (5730)

（2分）

ClCOOCCl3热分解反应， ClCOOCCl3(g) → 2COCl2(g) 是一级反应，一定量ClCOOCCl3迅速引入一个 553 K 的容器中，经 454 s ，测得压力 2.475 kPa，经过极长时间后压力为 4.008 kPa ，此实验在 578 K 时重复一次，经过 320 s 后，测得压力2.838 kPa ，求此分解反应活化能 Ea。 222. 10 分 (5730)

[答] 令 p(COCl2) = px 则 p(ClCOOCCl3) = pt = p0 - px

T1 = 535 K时， k1= 1/t1×ln(p0/pt) = 5.9×10-4 s-1 (3分) T2 = 578 K时， k2= 1/t2×ln(p0/pt) = 2.84×10-3 s-1 (3分) Ea = RT2T1/(T2-T1)×ln(k2/k1) = 167 kJ·mol-1 (4分) 82. 10 分 (5420)

298 K时，N2O5(g)分解反应半 衰期 t1为 5.7 h, 此值与N2O5的起始浓度无关, 试求：

2 (甲) 该反应的速率常数 ；

(乙) 作用完成 90％时所需时间 。 82. 10 分 (5420)

[答](甲) 对一级反应

2 k＝ ln2/t1＝0.1216 h-1 (5分) (乙) ln [1/(1-y)]＝kt , y=0.90

t＝(1/k) ln[1/(1-y)]＝18.94 h (5分) 149. 5 分 (7094)

用活性炭吸附 CHCl3，符合 Langmuir 吸附等温式，在 273 K 时，饱和吸附量为 0.0938 m3·kg-1。已知 CHCl3的分压为 13.4 kPa 时的平衡吸附量为 0.0825 m3·kg-1. 试计算： (a) Langmuir 吸附等温式中的常数 a ；

(b) CHCl3的分压为 6.67 kPa 时的平衡吸附量。

149. 5 分 (7094)

[答] (1) V / Vm = ap/(1+ap) a = 5.45×10-4 Pa-1 (3分) (2) V = Vm×ap/(1+ap) = 0.0736 m3·kg-1 (2分)

物理化学练习题 33. 10 分 (4912)

有电池 Pt│Cl2( p )│HCl (0.1 mol·kg-1)│AgCl(s)│Ag , 已知 AgCl 在 25℃时的标准生成焓为 -127.03 kJ·mol-1，Ag，AgCl 和 Cl2(g) 在 25℃ 时的标准熵依次为：41.95，96.10 和 243.86 J·K-1·mol-1。试计算 25℃时:

(A) 电池电动势； (B) 电池可逆操作时的热效应； (C) 电池的温度系数；

(D) AgCl 的分解压力。 33. 10 分 (4912)

[答] (1) 负极： Cl- → (1/2)Cl2(p) + e- 正极： AgCl(s) + e-→ Ag(s) + Cl- 电池反应：AgCl(s) → Ag(s) + (1/2)Cl2(p) (1分) ?Gm= ?Hm- T?Sm = 106.83 kJ·mol-1 (2分) E= -?Gm/zF = -1.107 V (1分) (2) Q可逆 = T?Sm = 20.198 kJ·mol-1 (2分) (3) (?E/?T)p= ?Sm/zF = 7.02×10-4 V/K (2分)

(4) ln K= -?Gm/RT = -43.12 p(Cl2) = 3.57×10-33 Pa (2分)

169. 10 分 (4647)

298 K 时，测得下列电池的电动势 E = 1.136 V， Ag│AgCl(s)│HCl(aq)│Cl2(p?)│Pt

在此温度下，? ? (Cl2/Cl-) = 1.358 V， ? ? (Ag+/Ag) = 0.799 V .请计算：AgCl(s) 的标准生成吉布斯自由焓 ?fGm，活度积 Ksp。 169. 10 分 (4647)

[答] 电池反应： Ag(s) + 1/2 Cl2(p?) ─→ AgCl(s)

$$$$$$?

?

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?

$?

$ E= ? ? (Cl2/Cl-)- ? ? (AgCl/Ag) 得 ? ? (AgCl/Ag) = 0.222 V (4分) 设计电池 Ag│AgCl(s)│HCl(aq)‖Ag+│Ag 电池反应 Ag+ + Cl- ─→ AgCl(s) (2分) ?fG? (AgCl)= -zE?F = - 1×1.136×F= -109.6 kJ·mol-1 51. 10 分 (4957)

298 K时, p压力下, 以Pt为阴极, 电解含FeCl2(0.01 mol·kg-1)和CuCl2(0.02 mol·kg-1) 的水溶液. 若电解过程中不断搅拌, 并设超电势可略去不计, 试问： (1) 何种金属先析出? (2) 第二种金属析出时至少需施加多大电压? (3) 当第二种金属析出时, 第一种金属离子浓度为多少? 已知：? (Fe2+/ Fe)=-0.44 V, ? (Cu2+/ Cu)=0.337 V, ? (Cl2/ Cl-)=1.36 V 51. 10 分 (4957)

[答] (1) ? (Fe2+/Fe) =? (Fe2+/Fe) +(RT/2F)ln? (Fe2+) =-0.499 V (2分) ? (Cu2+/Cu) =? (Cu2+/Cu) +(RT/2F)ln? (Cu2+) =0.287 V (2分) 所以Cu先析出 (2) ? (Cl2/Cl-) =? (Cl2/Cl-)- (RT/F)ln? (Cl-) =1.43 V

E =?阳-?阴 =1.93 V (4分) (3) ? (Cu2+/Cu) =? (Cu2+/Cu) +(RT/2F)ln? (Cu2+) =-0.499 V

?

∴ m(Cu2+)? ? (Cu2+)m =5.7×10-29 mol·kg-1 (2分) 183. 10 分 (5602)

已知对峙反应

k2NO2(g)2NO(g) + O2(g)k1-1

在不同温度下的 k 值为:

T/K k1/(mol-2·dm6·min-1) k-1/(mol-1·dm3·min-1)

600 6.63×105 8.39 645 6.52×105 40.4 试计算: (甲) 不同温度下反应的平衡常数值 (乙) 该反应的?rUm(设该值与温度无关)和 600 K 时的?rHm值 。 183. 10 分 (5602)

[答](甲) KC(600 K)＝k1(600 K)/k-1(600 K)＝7.902×104 mol-1·dm3 (3分) 同理 Kc’(645 K)＝1.602×104 mol-1·dm3 (2分) (乙) ln[Kc’(645 K)/KC(600 K)]＝?rUm/R×[(645-600)/(645×600)]

?rUm＝－114.1 kJ·mol-1 (2分) ?rHm＝?rUm＋

????

?

?

?

?

??i

i

RT＝－119.1 kJ·mol-1 (3分)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zkrt.html