考試和答案下冊

一、選擇題（共20題，每題1分。需簡要說明選擇的理由，否則不給分）：1．下列各系統(tǒng)中屬于獨(dú)立粒子系統(tǒng)的是：絕對零度的晶體 B.理想液體混合物C.純氣體 D.理想氣體的混合物答案：（）原因：雙原子分子振動的零點(diǎn)能等于：A.kTB.（1/2）kT C.hvD.（1/2）hv答案：（）原因：一個體積為V粒子質(zhì)量為m的離域子系統(tǒng)，其最低平動能級和其相鄰能級的間隔是:A.h2/A.h2/8mV/3 B.答案：（）原因：3h2/8mV2/3C. 5h2/8mV2/3D. 8h2/8mV2/3C.U=3RT/2rD.U=5RT/2rCOC.U=3RT/2rD.U=5RT/2rrr答案：（）原因：獨(dú)立子系統(tǒng)的分子全配分函數(shù),可分解為彼此獨(dú)立的各種運(yùn)動形式的配分函數(shù)的乘積,各配分函數(shù)中與壓力有關(guān)的是平動配分函數(shù) B.轉(zhuǎn)動配分函數(shù)C.振動配分函數(shù) D.電子配分函數(shù)答案：（）原因：已知CO和％的質(zhì)量,轉(zhuǎn)動特征溫度皆基本相同,若電子均處于非簡并的最低能級且振動對熵的貢獻(xiàn)可忽略，則A.S（CO）=S（N2） B.S（CO）vS（N2）C.S（CO）與s（n2）無法比較 D.s（co）＞s（n2）答案：（）原因：有兩根半徑相同的玻璃毛細(xì)管插入水中，水面上升高度為h其中一根在1/3h處使其彎曲向下，試問水在此毛細(xì)管端的行為是A水從毛細(xì)管端滴下； B毛細(xì)管端水面呈凸形彎月面；C毛細(xì)管端水面呈凹形彎月面； D毛細(xì)管端水面呈水平面。答案：（）原因：&討論固體對氣體的等溫吸附的蘭格繆爾（Langmuir）理論其最重要的基本假設(shè)為氣體是處在低壓下 B.固體表面的不均勻性C.吸附是單分子層的 D.吸附是多分子層的答案：（）原因：同時具有親水和親油基團(tuán)的分子作為表面活性劑是因?yàn)锳.在界面上產(chǎn)生負(fù)吸附B.能形成膠囊C.在界面上定向排列降低了表面能D.使溶液的表面張力增大答案：（）原因：溫度T時某一級反應(yīng)A---B,為了使A的濃度改變1/5,需時4s,則反應(yīng)的半衰期為A.12.42sB.15.53sC.4.14sD.6.21s答案：（）原因：對行反應(yīng)當(dāng)溫度一定時由純A開始反應(yīng)，下列說法中哪一點(diǎn)是不對的?起始時A的消耗速率最快反應(yīng)進(jìn)行的凈速率是正逆兩向反應(yīng)速率之差k/心的值是恒定的達(dá)到平衡時正逆兩向的速率常數(shù)相同。答案：（）原因：下面描述的平行反應(yīng):的特點(diǎn),哪一點(diǎn)是不正確的?ki和k2比值不隨溫度而改變反應(yīng)的總速率等于兩個平行的反應(yīng)速率之和反應(yīng)產(chǎn)物B和C的量之比等于兩個平行反應(yīng)的速率比反應(yīng)物消耗的速率主要決定于反應(yīng)速率大的一個反應(yīng)答案：（）原因：已知某反應(yīng)的級數(shù)為一級，則可確定該反應(yīng)一定是：A.簡單反應(yīng) B.單分子反應(yīng)C.復(fù)雜反應(yīng) D.上述都有可能答案：（）原因：當(dāng)一反應(yīng)物的初始濃度為0.04mol.dm-3時，反應(yīng)的半衰期為360s,初始濃度為0.024mol.dm-3時，半衰期為600s,此反應(yīng)為：A.0級反應(yīng) B.1.5級反應(yīng)C.2級反應(yīng) D.1級反應(yīng)答案：（）原因：膠體粒子的電勢是指固體表面處與本體溶液之間的電勢降。緊密層，擴(kuò)散層分界處與本體溶液之間的電勢降。擴(kuò)散層處與本體溶液之間的電勢降。固液之間可以相對移動處(滑動面)與本體溶液之間的電勢降。答案：()原因：20．超顯微鏡觀察到的是A.粒子的實(shí)像B.粒子的虛像C.散射光D.透過光答案：()原因：二、填空題(10小題，每題1分)TOC\o"1-5"\h\z1.一個體積為V粒子質(zhì)量為m的離域子系統(tǒng)，平動能級為14h2/8mV2/3時的簡并度為 。2．潤濕與不潤濕的區(qū)分在于 。3．化學(xué)吸附與物理吸附的本質(zhì)差別在于 。4．吉布斯吸附等溫式為 。化學(xué)反應(yīng)aA+bB-gG+hH用各組分表示的速率關(guān)系式存在的關(guān)系為dcA/(__)dt=dcB/(__)dt=dcG/(__)dt=dcH/(__)dt一般情況下，溫度升高10K，反應(yīng)速率約為原來的 倍。連串反應(yīng)A-B-C中B為主產(chǎn)物，生產(chǎn)時為提高產(chǎn)量，應(yīng)該控制 。丁達(dá)爾效應(yīng)的本質(zhì)是 。布郎運(yùn)動是 。三、計(jì)算題(5小題，50分)1?已知h2的物性常數(shù)如下表分子M/(kg?mol-1)I/(kg?m2)v/s-1比2.0X10-34.715X10-481.271X1014在298.15K時計(jì)算：(1)運(yùn)動在1m3盒子里的H2分子在平動基態(tài)的能量和平動配分函數(shù)qt。(2)H2分子處于轉(zhuǎn)動第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)的粒子數(shù)之比。(3)H2分子的振動特征溫度》v和振動配分函數(shù)q」。(4)H2分子的恒容摩爾熱容C；m(振動、電子貢獻(xiàn)可忽略)。已知k=1.381X10-23J?K-1,h=6.626X10-34J?s,L=6.023X1023mol-10(10分)2.在101.325kPa外壓，100°C的水中產(chǎn)生一個半徑為10$m的小氣泡。已知該溫度下水的表面張力=58.85X10-3N《m」密度1000kg《m」飽和蒸氣壓為101.325kPa,摩爾質(zhì)量M=18.02X10-3kg<mol-1。求:(1)小氣泡內(nèi)水的飽和蒸氣壓；(2)小氣泡內(nèi)水的附加壓力；(3)小氣泡內(nèi)的壓力，并判斷氣泡能否溢出液面。(10分)3?反應(yīng)4A(g)-C(g)+6D(g)的動力學(xué)數(shù)據(jù)如下p總/kPat/minT/K0408095013.3320.0022.22100013.3321.4722.99反應(yīng)開始時只有A。計(jì)算：(1)(1)反應(yīng)級數(shù)和速率常數(shù)。(2)(2)反應(yīng)的活化能及800K時的速率常數(shù)。(12分)5.(1)298K時，在直徑為1.0mm、長為1m的毛細(xì)管兩端加40V的電壓，介質(zhì)水通過該毛細(xì)管的電滲速率為1.415X10-6m?s-1。已知水的粘度X為0.001kg?m-1?s-1,介電常數(shù)亂=8.89X10-9C?V-1?m-1,試計(jì)算水和玻璃界面的克電勢。(2)在50cm3的某正溶膠溶液中，最少需加入1.0mol?dm-3NaCl溶液52cm3,2.0X10-2mol?dm-3Na2SO4溶液33.1cm3,3.5X10-3mol?dm-3Na3PO4溶液12.5cm3,才能使其聚沉，分別計(jì)算NaCl、Na2SO4、Na3PO4的聚沉值和這三種電解質(zhì)的聚沉值之比。(10分)四、問答題(4小題，每題5分)1.簡要說明表面活性劑的去污原理。2?對于反應(yīng)C2H6+H2-2CH4，其可能的機(jī)理為TOC\o"1-5"\h\zC2H6 2CH3 KCH3+H2-CH4+H k2H+C2H6-CH4+CH3 k3設(shè)反應(yīng)(1)為快速對行反應(yīng)，對H可作穩(wěn)態(tài)近似處理，試證明d[CH4]/dt=2k2K1/2[C2H6]1/2[H2]。0.010dm3、0.02mol?dm-3AgNO3溶液，緩慢地滴加至到0.060dm3>0.004mol?dm-3的KBr溶液中，可制得AgBr溶膠，寫出其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)的表示式，并指出該溶膠的電泳方向。已知某復(fù)合反應(yīng)的表觀速率常數(shù)k=k,k3/k2，試證明其表觀活化能E=E,+E-E畀13 2 aa,1a,3a,2參考答案：一、選擇題(共20題，每題1分。需簡要說明選擇的理由，否則不給分)：D只有理想氣體是獨(dú)立子系統(tǒng)D(0+1/2)hv=(1/2)hvB[(12+12+22)-(12+12+12)]h2/8mV2/3=3h2/8mV2/3B直線分子，兩個轉(zhuǎn)動，Ur=RTrA q=(2口mkT/h2)3/2V=(2口mkT/h2)3/2RT/ptDS(CO)"S(N),S(CO)-S(N)=Rln[?(N)/?(C0)]=Rln2tt2rr22TOC\o"1-5"\h\zC8C吸附為單分子層是其基本假設(shè)C親水基與憎水基各自靠在一起,形成定向排列.A對一級反應(yīng),ln(c/c)=kt,c=(1-1/5)c或k=(1/t)ln[1/(1無)]A,0A A A,0 Ak=(1/t)ln{c/[(1-1/5)c]}=(1/4s)ln(5/4)=0.0558s-1A,0 A,0t=ln2/k=0.693/0.0558s-1=12.42s1/2D達(dá)至平衡時,正逆兩向速率常數(shù)仍不同,但正逆兩向反應(yīng)速率相等.A兩個平行反應(yīng)的活化能不一樣,因此溫度對反應(yīng)速率常數(shù)的影響也不一樣，％和k2的比值隨溫度的改變而不同.D實(shí)驗(yàn)得至反應(yīng)為一級，可能是簡單反應(yīng)、單分子反應(yīng)或復(fù)雜反應(yīng)。C初濃度降低，半衰期增加，可否定為0,1級反應(yīng)。假設(shè)為2級反應(yīng)，則有k=1/cAt「A,01/2實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合這個關(guān)系式，故為2級。D克電勢固液之間可以相對移動處(滑動面)與本體溶液之間的電勢降。C超顯微鏡利用膠粒對光的散射現(xiàn)象設(shè)計(jì)而成。二、填空題(10小題，每題1分)1? 14h2/8mV2/3=(12+22+32)h2/8mV2/3,gt=6即(1,2,3),(1,3,2),(2,1,3),(2,3,1),(3,1,2),(3,2,1)。

2．潤濕角＜90°或＞90°3．前者為化學(xué)鍵力，后者為分子間力。4. ⑥=-(c/RT)d?/dc5． -dc/adt=-dc/bdt=dc/gdt=dc/hdtABGH2．潤濕角＜90°或＞90°3．前者為化學(xué)鍵力，后者為分子間力。4. ⑥=-(c/RT)d?/dc5． -dc/adt=-dc/bdt=dc/gdt=dc/hdtABGH6 2~47.反應(yīng)時間8. 支鏈9. 溶膠對光的散射現(xiàn)象10. 膠粒在分散介質(zhì)中的不規(guī)則的運(yùn)動三、計(jì)算題(5小題，50分)1.解：￡(H)= (x*2+y2+z2)(1)t28mV2/3(6.626x10-34J.s)28x[2x10-3kg.mol-i/(6.023x1023mol-1)]x(1m3)2/3(12+12+12)=4.958X10-41j(2兀mk護(hù)/2v

h3[2x3.142x(2x10-3kg/6.023x1023)x1.381x10-23J.K-1x298.15K)3/2x1m3(6.626x10-34J.s)3=2.738xIO30⑵(2)轉(zhuǎn)動基態(tài)J=0,第一激發(fā)態(tài)J=1，簡并度grJ=(2J+1)As(H)=￡ -￡r2 r,1 r,0J(J+1)h2 1x(1+1)x(6.626x10-34J.s)2—0=8兀21 8x3.1422x4.715x10-48kg?m2=2.358x10-21Jn(』)n

r,0gA￡(H) 3H=?exp[—r2]=exp[H2g kT1r,02.358x10-21J]=1.6921.381x10-23J.K-1x298.15K(3)》=hv/k=6.626X10-34J?sX1.271X1014s-1/1.381X10-23j?K-1v=6098K1qo(H)= = =1.0000u2 1-exp(-0/T)1-exp(—6098K/298.15K)vC=C+C+C=(3/2)R+(2/2)R+0=(5/2)R=2.5x8.3145J?K-1?mol-1V,mV,m,tV,m,rV,m,v=20.79J?K-1?mol-11)開爾文公式：ln厶=沁p pRTr(4)2解：= 2x58.85x10-3N?m-1x18.02x10-3kg?mol-1

所以氣泡不能溢出液面。3.解：(1)4AfC+6Dt=0 pA000卩總=卩總°t=t pA(pA0-pA)/4(pA0-pA)6/4p總=(7PA0-3PA)/4pA=（7pA0-4P總）/3用嘗試法，假設(shè)為一級計(jì)算速率常數(shù)k=ln^A0/pA）/1列于下表:Tk/s-1kJs-1k/s-1平950K0.027470.027520.027491000K0.042090.04210.04209由計(jì)算結(jié)果可知，同溫下的速率常數(shù)非常接近，故可肯定為一級反應(yīng)，平均速率常數(shù)已列于表中。(2)(2)Ea=[RTT'/(T'-T)]ln(k'/k)a=[8.3145J?K-i?mol-ix950Kxl000K/(1000K-950K)]ln(0.04209s-i/0.02749s-1)=67294J?mol-1=67.29kJ?mol-1T”=8OOK時，k”=kexp[-Ea(1/T”-1/T)/R]=0.02749s-1xexp[-67290J?mol-1(1/800K-1/950K)/8.3145J?K-1?mol-1]5.解：(1)z=uh/eE=1.415X10-6 m? s-1X0.001kg? m-1 ?s-1/ (8.89X10-9C ? V-1 ? m-1X40V/lm)=0.00398V或z=4puh/eE=0.0500V(2)NaCl的聚沉值：1.0mol?dm-3X52cm3/(50+52)cm3=0.510mol?dm-3Na2SO4的聚沉值：0.02mol?dm-3X33.1cm3/(50+33.1)cm3=7.97X10-3mol?dm-3Na3PO4的聚沉值；0.0035mol?dm-3X12.5cm3/(50+12.5)cm3=7.00X10-4mol?dm-3聚沉值之比NaCl：NaSO：NaPO=0.510：7.97X10-3：7.00X10-4=1：0.01563：0.001372 4 3 4四、問答題（4小題，每題5分） 孑乳化作用去污作用原理圖1.見左圖，油類潤濕衣物而在衣物上自動鋪展，但很難溶與水。將臟物放入水中，油污洗不掉。若加入洗衣粉（或肥皂）等表面活性劑，表面活性劑的親油基與污物作用，活性劑分子滲透到油污與衣物之間，從而減弱了油污在衣物上的附著力，經(jīng)機(jī)械摩擦和水分子的吸引，油污便容易脫落，乳化，分散到水中，達(dá)到洗滌的作用。 孑乳化作用去污作用原理圖2.證：d[CH4]/dt=k2[CH3][H2]+k3[H][C2H6]由d[H]/dt=k2[CH3][H2]-k3[H][C2H6]=0，得k3[H][C2H6]=k2[CH3][H2]由K=[CH3]2/[C2H6]得[CH3]=K1/2[C2H6]1/2所以 d[CH4]/dt=2k2[CH3][H2]=2k2K1/2[C2H6]1/2[H2]。膠粒帶負(fù)電，電泳時往正極移動。3.答：該系統(tǒng)KBr過量，起穩(wěn)定劑作用，其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)如左。膠粒帶負(fù)電，電泳時往正極移動。證明：Ea=RT2dlnk/dT=RT2dln(k1k3/k2)/dT=RT2dln(k1)/dT+RT2dln(k3)/dT-RT2dln(k2)/dT

=E+E

a,1=E+E

a,1a,3-Ea,3a,2與氣相系統(tǒng)壓力有關(guān)的配分函數(shù)是(A)A?平動配分函數(shù)qt B?振動配分函數(shù)qvC?轉(zhuǎn)動配分函數(shù)qr D?電子配分函數(shù)qe對于連串反應(yīng)，若中間物為主產(chǎn)物，為得到較多的主產(chǎn)物，應(yīng)采取的手段是控制反應(yīng)時間(反應(yīng)溫度，反應(yīng)時間，反應(yīng)物濃度)。某金屬M(fèi)的氯化物MCl2是一強(qiáng)電解質(zhì)，設(shè)下列電池:M|MCl2(1mol〃kg-1)|AgCl|Ag2的電動勢與溫度的關(guān)系為E/V=1?200+4?00X10-5(t/°C)+9.00X10-7(t/C)225°C時的E%M2+/M)=-0.9636V,E%AgCl,AglCl-)=0?2223V。F=96500C〃mol-i。(1)寫出電極反應(yīng)與電池反應(yīng)。⑵計(jì)算25C時上述電池反應(yīng)的E,AG,AS,AH及可逆熱Q。(8分)rmrmrm r正極反應(yīng)2AgCl(s)+2e-f2Ag(s)+2Cl-(2mol〃kg-1)負(fù)極反應(yīng)MfM2+(mol-kg-1)+2e-電池反應(yīng)2AgCl(s)+Mf2Ag(s)+MCl2(1mol〃kg-1)(2)E=(1.200+4.00X10-5X25+9?00X10-7X252)V=1?2016VAG=-zFE=-2X96500C〃mol-1X1?2016V=-231?9kJ〃mol- (2)400C時的速率常數(shù) (2)400C時的速率常數(shù)(mE/mQ=(4?00X10-5+2X9.00X10-7X25)V〃K-1=8.5X10-5V〃K-1AS=zF(mE/mT)=2X96500C〃mol-1X8?5X10-5V〃K-1rm p=16?41J〃K-1〃mol-1AH=AG+TAS=-231?9kJ〃mol-1+298KX16?41J〃K-1〃mol-1rmrmrm=-227?0kJ〃mol-1Q=TAS=298KX16.41J-K-1-mol-1=4?89kJ〃mol-1rrm已知反應(yīng)NO2(g)=NO(g)+(1/2)O2(g)以NO2的消耗速率表示的反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的關(guān)系為ln(k/dm3?mol-1?s-1)=-12884K/T+20.2664(1)試求反應(yīng)的級數(shù)，活化能E及指前因子A。a⑵若在400C時將壓力為26664Pa的NO2(g)通入反應(yīng)器中，使之發(fā)生分解反應(yīng)，試2計(jì)算反應(yīng)器的壓力達(dá)到31997Pa時所需時間。(10分)解：(1)速率常數(shù)k的單位為dm3?mol-1?s-1,所以反應(yīng)為2級。與阿累尼烏斯方程的對數(shù)式ln(k/dm3?mol-1?s-1)=-E/RT+ln(A/dm3?mol-1?s-1)對比，可得aE=12884KxR=12884Kx8.315J?K-1?mol-1=107.1kJ?mol-1aA=exp(20.2664)dm3?mol-1?s-1=6.33x108dm3?mol-1?s-1注：代入兩種溫度分別計(jì)算k，再算E亦可。a

In(k/dm3mol-is-i)=-12884K/673?15K+20.2664=1.1265k=3.085dm3mol－1s－1設(shè)NO2(g)=A,對于二級反應(yīng)，反應(yīng)時間與濃度的關(guān)系如下2t=(1/cA-1/cA0)/k需知道濃度，可通過壓力進(jìn)行計(jì)算：NO2(g)=NO(g)+(1/2)O2(g)t=0p0=26664Pa 0 0t=t26664Pa-px px (1/2)px 總壓p=26664Pa+px/2=31997Pa所以p=10666PaxcA=(26664-10666)Pa/RT=15998Pa/RT，cA0=26664Pa/RTt=(1/c