中国海洋大学物理化学期末考试试题.docx

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中国海洋大学物理化学期末考试试题

中国海洋大学物理化学2005—2006年期末考试试题

一、填空题（共20分）

1、当接触角时θ_________90O，固体不为液体所润湿。

（填>，<或=）

2、∆P1和∆P2分别代表平面液体和凹面液体下的附加压力，则∆P1______∆P2。

（填>，<或=）

3、在AgNO3溶液中加入稍过量KI溶液，得到溶胶的胶团结构可表示为：

 _________________________________[（AgI）m·nI-·（n-x）·K+]x-·xK+

4、雾属于分散体系，其分散介质是：

_______气体______。

5、质量摩尔浓度为m的H3PO4溶液，离子平均活度系数为γ±，则溶液中H3PO4的活度aB为：

_____27m4γ±4_______。

6、已知298K时，（NH4）2SO4、NaOH、Na2SO4的Λ∝分别为3.064×10-2、

2.451×10-2、2.598×10-2S·m2·mol-1，则NH4OH的Λ∝为：

________2.684×10-2________。

7、25℃时，反应2H2S+SO2=3S↓+2H2O达到平衡时，其平衡常数为

_______3.25×101－11_________。

（已知25℃时，E（S/H2S）=0.14V，

E（SO2/S）=0.45V）

8、可逆电池必须同时满足的2个条件是：

（1）_________________________；

（2）_____________________________________。

9、下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是：

_____1、3________。

4、等量的0.05mol·kg-1的LaCl3水溶液及0.05mol·kg-1的NaCl水溶液混合后，溶液的离子强度I=_________0.175mol·kg-1________。

二、选择题（共20分）

1、已知反应H2（g）+½O2（g）＝H2O（l）的ΔrGm=-237.19kJ·mol-1，则在25℃时极稀硫酸的分解电压（U）为：

（D）

（A） 2.458    （B）1.229     （C）>2.458   （D）>1.229

2、下列反应AgCl（s）+I-＝AgI（s）+Cl-其可逆电池表达式为：

（D）

（A）   AgI（s）|I-|Cl-|AgCl（s）      

（B）AgI（s）|I-||Cl-|AgCl（s）

（C） Ag（s）,AgCl（s）|Cl-||I-|AgI（s）,Ag（s）

（D） Ag（s）,AgI（s）|I-||Cl-|AgCl（s）,Ag（s）

3、在一定温度和较小的浓度情况下，增大强电解质溶液的浓度，则溶液的

电导率κ与摩尔电导Λm变化为：

（B）

（A） κ增大，Λm增大         （B）κ增大，Λm减少

（C） κ减少，Λm增大         （D）κ减少，Λm减少

4、下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大：

（B）

（A） 0.1mol·dm-3KCl水溶液     （B）0.001mol·dm-3HCl水溶液

（C） 0.001mol·dm-3KOH水溶液（D）0.001mol·dm-3KCl水溶液

5、随着溶质浓度增大，水溶液表面张力降低是因为：

（A）

（A） 溶质分子与水分子的亲和力小于水分子间的亲和力

（B） 溶质分子与水分子的亲和力大于水分子间的亲和力

（C） 溶质分子间的亲和力小于水分子间的亲和力

（D） 溶质分子间的亲和力大于水分子间的亲和力

6、P大气、P水和ΔP分别代表大气压，水深静压力和附加压力，埋于水中某处的气泡所受的压力是：

（A）

（A）P=P大气+P水+ΔP（B）P=P大气+P水–ΔP

（C）P=P大气–P水+ΔP（D）P=P大气–P水–ΔP

7、胶束的出现标志着表面活性剂的：

 （A）

（A） 降低表面张力的作用下降         

（B）溶解已达到饱和

（C） 分子间作用超过它与溶剂的作用    

（D）分子远未排满溶液表面

8． 两种金属离子共同析出的条件是（B）

（A）  两种金属离子浓度相同

（B）  两种金属离子的平衡电势与析出的超电势之差相等

（C）  两种金属离子的价型相同

（D）  两种金属离子析出时的超电势与衡电平势均相等

9、一个电池反应确定的电池，电动势E值的正或负可用来说明：

（C）

（A）电池是否可逆（B）电池反应自发进行的限度

（C）  电池反应自发进行的方向（D） 电池反应是否达到平衡

10、利用盐桥把1mol·dm-3AgNO3溶液中的银电极与1mol·dm-3Cu（NO3）2溶液中的铜电极相连接组成电池，其电动势是：

（D）

（设a+=c+；E（Ag+/Ag）=0.80V，E（Cu2+/Cu）=0.34V）

（A）1.14V（B）–0.46V（C）–1.14V（D） 0.46V

三、计算题（共60分）

1、有下列各电极，并设所有各离子的活度均等于1。

①Fe2++2eFe，E（Fe2+/Fe）=0.440V；

②AgCl+eAg+Cl，E（Cl/AgCl，Ag）=0.2223V；

③Cl2（g）+2e2Cl，E（Cl/Cl2，Pt）=1.3583V。

（1）试将①与③组成电池，写出电池表示式及反应方程式，并计算相应的电动势E及相应反应的rGm，rGm及标准平衡常数K。

（2）根据②与③，判断反应2AgCl===2Ag+Cl2（p）能否自发进行？

2、水蒸气骤冷会发生过饱和现象。

在夏天的乌云中，用干冰微粒撒于乌云中使气温骤降至293K，此时水气的过饱和度（Pr/Ps）达4，已知293K时σ（H２O）＝72.75mN·m－１，ρ（H２O）＝997kg·m－3。

求算：

（1）开始形成雨滴的半径；

（2）每一滴雨中所含的水分子数。

3、用泡压法可以测定液体的表面张力，毛细管的半径很小，形成的气泡基本上是球形的。

20℃时，用泡压法对丁醇水溶液进行测定，测得最大泡压力为0.4217kPa；同样地，20℃时，测得水的最大泡压力为0.5472kPa。

已知20℃时水的表面张力为72.75×10-3N·m-1。

请计算：

丁醇溶液的表面张力。

4、已知25℃，PbSO4（s）的溶度积Ksp=1.60×10－8。

1/2Pb2+和1/2SO42－无限稀释摩尔电导率分别为70×10－4S·m2·mol－1和79.8×10－4S·m2·mol－1。

配制此溶液所用水的电导率为1.60×10－4S·m2。

试计算25℃，PbSO4饱和溶液的电导率。

5、在298.15K、p压力时，以用电解沉积法分离混合溶液中的Cd2+、Zn2+，已知Cd2+和Zn2+的质量摩尔浓度均为0.1mol·kg－1（设活度因子均为1）,H2（g）在Cd（s）和Zn（s）上的超电势分别为0.48V和

0.70V,设电解质溶液的pH保持为7.0。

试问：

（1）阴极上首先析出何种金属？

（2）第二种金属析出时，第一种析出的离子的残留浓度为多少？

已知E（Zn2+|Zn）=—0.763V，E（Cd2+|Cd）=—0.403V。

6、在25℃，p条件下，当电流密度j=0.1A·cm－2时，氢和氧在Ag电极上的超电势分别为0.87V和0.96V。

假定不考虑溶液及导线引起的电势降。

问在上述条件下电解NaOH（a（OH－）=1）溶液需多大的外加电压？

（已知E（OH－/H2，Pt）=－0.828V，E（OH－/O2|，Pt）=0.401V。

答案

一、填空题（共20分）

1、当接触角时θ___>____90O，固体不为液体所润湿。

（填>，<或=）

2、∆P1和∆P2分别代表平面液体和凹面液体下的附加压力，则∆P1__>____∆P2。

（填>，<或=）

3、在AgNO3溶液中加入稍过量KI溶液，得到溶胶的胶团结构可表示为：

 [（AgI）m·nI-·（n-x）·K+]x-·xK+

4、雾属于分散体系，其分散介质是：

__气体__。

5、质量摩尔浓度为m的H3PO4溶液，离子平均活度系数为γ±，则溶液中H3PO4的活度aB为：

__27m4γ±4_。

6、已知298K时，（NH4）2SO4、NaOH、Na2SO4的Λ∝分别为3.064×10-2、

2.451×10-2、2.598×10-2S·m2·mol-1，则NH4OH的Λ∝为：

___2.684×10-2___。

7、5℃时，反应2H2S+SO2=3S↓+2H2O达到平衡时，其平衡常数为____3.25×101－11__。

（已知25℃时，E（S/H2S）=0.14V，E（SO2/S）=0.45V）

8、可逆电池必须同时满足的2个条件是：

（1）_________________________；

（2）_____________________________________。

9、下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是：

__1、3__。

4、等量的0.05mol·kg-1的LaCl3水溶液及0.05mol·kg-1的NaCl水溶液混合后，溶液的离子强度I=__0.175mol·kg-1__。

二、选择题（共20分）

1、已知反应H2（g）+½O2（g）＝H2O（l）的ΔrGm=-237.19kJ·mol-1，则在25℃时极稀硫酸的分解电压（U）为：

（D）

（A） 2.458    （B）1.229     （C）>2.458   （D）>1.229

2、下列反应AgCl（s）+I-＝AgI（s）+Cl-其可逆电池表达式为：

（D）

（A）   AgI（s）|I-|Cl-|AgCl（s）      

（B）AgI（s）|I-||Cl-|AgCl（s）

（C） Ag（s）,AgCl（s）|Cl-||I-|AgI（s）,Ag（s）

（D） Ag（s）,AgI（s）|I-||Cl-|AgCl（s）,Ag（s）

3、在一定温度和较小的浓度情况下，增大强电解质溶液的浓度，则溶液的

电导率κ与摩尔电导Λm变化为：

（B）

（A） κ增大，Λm增大         （B）κ增大，Λm减少

（C） κ减少，Λm增大         （D）κ减少，Λm减少

4、下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大：

（B）

（A） 0.1mol·dm-3KCl水溶液     （B）0.001mol·dm-3HCl水溶液

（C） 0.001mol·dm-3KOH水溶液（D）0.001mol·dm-3KCl水溶液

5、随着溶质浓度增大，水溶液表面张力降低是因为：

（A）

（A） 溶质分子与水分子的亲和力小于水分子间的亲和力

（B） 溶质分子与水分子的亲和力大于水分子间的亲和力

（C） 溶质分子间的亲和力小于水分子间的亲和力

（D） 溶质分子间的亲和力大于水分子间的亲和力

6、P大气、P水和ΔP分别代表大气压，水深静压力和附加压力，埋于水中某处的气泡所受的压力是：

（A）

（A）P=P大气+P水+ΔP（B）P=P大气+P水–ΔP

（C）P=P大气–P水+ΔP（D）P=P大气–P水–ΔP

7、胶束的出现标志着表面活性剂的：

 （A）

（A） 降低表面张力的作用下降         

（B）溶解已达到饱和

（C） 分子间作用超过它与溶剂的作用    

（D）分子远未排满溶液表面

8． 两种金属离子共同析出的条件是（B）

（A）  两种金属离子浓度相同

（B）  两种金属离子的平衡电势与析出的超电势之差相等

（C）  两种金属离子的价型相同

（D）  两种金属离子析出时的超电势与衡电平势均相等

9、一个电池反应确定的电池，电动势E值的正或负可用来说明：

（C）

（A）电池是否可逆（B）电池反应自发进行的限度

（C）  电池反应自发进行的方向（D） 电池反应是否达到平衡

10、利用盐桥把1mol·dm-3AgNO3溶液中的银电极与1mol·dm-3Cu（NO3）2溶液中的铜电极相连接组成电池，其电动势是：

（D）

（设a+=c+；E（Ag+/Ag）=0.80V，E（Cu2+/Cu）=0.34V）

（A）1.14V（B）–0.46V（C）–1.14V（D） 0.46V

三、计算题（共60分）

1、有下列各电极，并设所有各离子的活度均等于1。

①Fe2++2eFe，E（Fe2+/Fe）=0.440V；

②AgCl+eAg+Cl，E（Cl/AgCl，Ag）=0.2223V；

③Cl2（g）+2e2Cl，E（Cl/Cl2，Pt）=1.3583V。

（1）试将①与③组成电池，写出电池表示式及反应方程式，并计算相应的电动势E及相应反应的rGm，rGm及标准平衡常数K。

（2）根据②与③，判断反应2AgCl===2Ag+Cl2（p）能否自发进行？

解：

（1）与（3）组成电池：

Fe|Fe2+（a=1）||Cl（a=1）|Cl2（p）|Pt

电池反应式：

Fe+Cl2（p）===FeCl2（a=1）

电动势：

EMF=EMF=E（Cl|Cl2）－E（Fe2+|Fe）

=[1.3583－（－0.440）]=1.7983V

（2）与（3）组成电池：

Ag|AgCl（s）|Cl（a=1）|Cl2（p）|Pt

电池反应式：

2Ag+Cl2（p）===2AgCl

EMF=EMF=E（Cl|Cl2）－E（Cl|AgCl|Ag）

=[1.3583－0.2223]V=1.136V

2、水蒸气骤冷会发生过饱和现象。

在夏天的乌云中，用干冰微粒撒于乌云中使气温骤降至293K，此时水气的过饱和度（Pr/Ps）达4，已知293K时σ（H２O）＝72.75mN·m－１，ρ（H２O）＝997kg·m－3。

求算：

（1）开始形成雨滴的半径；

（2）每一滴雨中所含的水分子数。

（答案：

7.8×10-10m，66个）

解：

（1）据开尔文公式：

lnPr/Ps=2σM/ρRTr即

ln4=2×72.75×10-3×18×10-3/（997×8.314×293r）

∴r=7.8×10-10m

（2）雨滴的体积V=4Π（7.8×10-10）3/3=1.99×10-27m3

雨滴中的水分子数为：

N=VρL/M=1.99×10-27×997×8.02×1023/18×10-3=66

3、用泡压法可以测定液体的表面张力，毛细管的半径很小，形成的气泡基本上是球形的。

20℃时，用泡压法对丁醇水溶液进行测定，测得最大泡压力为0.4217kPa；同样地，20℃时，测得水的最大泡压力为0.5472kPa。

已知20℃时水的表面张力为72.75×10-3N·m-1。

请计算：

丁醇溶液的表面张力。

[题解]：

设∆p1，∆p2，σ1，σ2分别为丁醇溶液及水的最大泡压力与表面张力。

根据拉普拉斯公式及泡压法的原理可知：

                       （a）

                     （b）                        

因为实验使用同一根毛细管，r为定值，联立式（a）和式（b）得：

=56.1N·m-1                

[导引]（i）泡压法测液体的表面张力，当毛细管的半径很小时，形成的气泡基本上是球形的，因此可以用Laplace方程求算液体的表面张力；（ii）当气泡开始形成时，液体表面几乎是平的，这时曲率半径最大（r∞），随着气泡的形成，弯曲液面也开始形成，曲率半径逐渐变小，直到形成半球形，这时曲率半径r亦即是毛细管半径。

4、已知25℃，PbSO4（s）的溶度积Ksp=1.60×10－8。

1/2Pb2+和1/2SO42－无限稀释摩尔电导率分别为70×10－4S·m2·mol－1和79.8×10－4S·m2·mol－1。

配制此溶液所用水的电导率为1.60×10－4S·m2。

试计算25℃，PbSO4饱和溶液的电导率。

[题解] PbSO4水溶液无限稀释的摩尔电导率：

=（2×70+2×79.8）×10－4S·m2·mol－1

=299.6×10－4S·m2·mol－1

由

求得PbSO4的溶解度：

c=c（Pb2+）=c（SO42－）=

 =1.26×10－4mol·dm－3

则 PbSO4的电导率：

 =299.6×10－4×1.26×10－4×103S·m－1

=37.90×10-4S

饱和溶液的电导率：

κ（溶液）=κ（PbSO4）+κ（H2O）=（37.9+1.6）×10－4S·m－1

=39.5×10－4S·m－1

5、在298.15K、p压力时，以用电解沉积法分离混合溶液中的Cd2+、Zn2+，已知Cd2+和Zn2+的质量摩尔浓度均为0.1mol·kg－1（设活度因子均为1）,H2（g）在Cd（s）和Zn（s）上的超电势分别为0.48V和

0.70V,设电解质溶液的pH保持为7.0。

试问：

（1）阴极上首先析出何种金属？

（2）第二种金属析出时，第一种析出的离子的残留浓度为多少？

已知E（Zn2+|Zn）=—0.763V，E（Cd2+|Cd）=—0.403V。

[解]

（1）E（Cd2+|Cd）=Ey（Cd2+|Cd）+

lna（Cd2+）=－0.403V+

ln0.1=—0.433V

E（Zn2+|Zn）=Ey（Zn2+|Zn）+

lna（Zn2+）=－0.763V+

ln0.1=—0.793V

电解质溶液为中性，故E（H+|H2）=－0.02596Vln（1/10－7）=－0.414V

则其在Cd电极上析出电压为E（在Cd析出）＝（－0.414－0.48）V＝－0.894V

在Zn电极上析出电压为E（在Zn析出）＝（－0.414－0.70）V＝－1.414V

故阴极上首先析出Cd。

（2）Zn（s）开始析出时：

E（Zn2+|Zn）=E（Cd2+|Cd）=E（Cd2+|Cd）+

lna（Cd2+）—0.793V=—0.403V+

lna（Cd2+）

得a（Cd2+）=6.5×10－14

b（Cd2+）=6.5×10－14mol·kg－1

6、在25℃，p条件下，当电流密度j=0.1A·cm－2时，氢和氧在Ag电极上的超电势分别为0.87V和0.96V。

假定不考虑溶液及导线引起的电势降。

问在上述条件下电解NaOH（a（OH－）=1）溶液需多大的外加电压？

（已知E（OH－/H2，Pt）=－0.828V，E（OH－/O2|，Pt）=0.401V。

[题解]相对应的原电池图式为：

Ag）（s）|H2（py）|NaOH[a（OH－）=1]|O2（py）|Ag（s）

EMF=Ey（OH－|O2|Pt）－Ey（OH－|H2|Pt）=[0.401－（－0.828）]V

=1.229V

Δφ（实际）=Δφ（理论）+η（O2）+|η（H2）|=（1.229+0.87+0.96）V

=3.059V

中国海洋大学物理化学2006—2007年期末考试试题

一、选择题（每题2分，共10分）

1、1、 1mol理想气体在恒容情况下，由T1、p1的状态变到T2、p2的状态，下列表达式不正确的是：

（）

A.

B.

C.

D.

2、在绝热不可逆过程中，体系和环境熵变为：

（）

A.ΔS体系=0，ΔS环境=0B.ΔS体系>0，ΔS环境>0

C.ΔS体系>0，ΔS环境=0C.ΔS体系=0，ΔS环境>0

3、关于理想溶液，下列说法中不正确的是：

（）

A.A.   组成理想溶液的几种物质，化学结构和物理性能十分接近；

B.B.    理想溶液中各种微粒间的相互作用力可忽略不计；

C.C.   理想溶液中各种物质的分子从溶液中逸出难易程度和纯态一样；

D.D.   恒温恒压下，在由纯组分组成理想溶液的过程中既不吸热，也不放热。

4、500K，101.3kPa下，下列反应分别处于平衡状态：

（）

（1）

（1）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）

（2）

（2）CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）

（3）（3）CO（g）+Cl2（g）=COCl2（g）

（4）（4）CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）

A.

（1）、

（2）B.

（2）、（3）C.

（1）、（4）D.（3）

5、下图是H2O（A）与盐（B）的相图。

要从组成为O和P的两物系得纯物质BAm，应进行的正确操作为：

（）

·OP·

T/K

ABAmCB

xB

A.A.   物系O先加适量B再降温，物系P先加适量水再降温；

B.B.    物系O先加适量水再降温，物系P先加适量B再降温；

C.C.   物系O和物系P均先加适量水再降温；

D.D.   物系O和物系P均先加适量B再降温。

二、填空题（每题2分，共10分）

1、1mol双原子理想气体，由400K、14.0dm3先反抗恒外压绝热膨胀至26.3dm3，再保持体积不变升温至400K，则整个过程ΔU=_________________。

2、在同一高温热源与同一低温热源间工作的可逆热机其效率为ηR，不可逆热机其效率为ηIR，则ηR与ηIR之间的关系为__________________。

3、稀溶液中溶剂A的化学势的表达式为____________