中南大学考试试卷
2009 2010 学年二学期时间100分钟
物理化学（下）课程32学时2学分考试形式：闭卷
专业年级：粉体、材化、应化、化工、制药、无机、矿物08级总分100 分，占总评成绩 70 %
注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上
一、单选题（每题2分，共20分）
1. 反应 2A — B + C 由多个基元反应所构成，且速率方程具有幂函数形式。
对该反应，下列说法中正确的是（）
（A）单分子反应（B）双分子反应（C）二级反应（D）n级反应
2. 两个一级平行反应：⑴和⑵，已知反应⑴的活化能E1大于反应⑵的活化能E2，以下哪一种措施不能改变获得B 和C的比例？（）
（A）提高反应温度（B）延长反应时间（C）加入适当的催化剂（D）降低反应温度3. 下列针对催化反应的描述，不正确的是( )
（A）催化剂能改变反应的途径（B）催化剂能改变反应的速率
（C）催化剂能改变反应的理论产率（D）反应后催化剂的量不会改变
4. 在298K下，含有下列离子的无限稀释的溶液中，离子摩尔电导率最大的是（）
（A）3+（B）2+（C）（D）5. 在下列因素中，与电解质溶液中离子淌度无关的是（）
（A）压强（B）温度（C）电场强度（D）溶液浓度
6. 与参与电极反应某组分活度无关的是（）
（A）电极电势（B）标准电极电势（C）液接电势（D）超电势
7. 下列与极化现象无关的物理量是（）
（A）分解电压（B）理论分解电压（C）析出电势（D）极限扩散电流
8. 一般不会产生吸附现象的界面是（）
（A）固-液界面（B）固-气界面（C）固-固界面（D）液-气界面
9. 胶体的(丁铎尔）效应产生原因是（）
（A）光折射（B）光散射（C）光吸收（D）光激发
10.溶胶的电学性质是由于胶粒带电所致，下列现象中不属于溶胶电学性质的是（）
（A）布朗运动（B）电泳（C）电渗（D）沉降电势
二、填空题（每题2分，共20分）
1. 强电解质溶液的摩尔电导率随浓度增加而。
(填“增加”，“减小”或“不变”)
2. 浓度为0.1·1的溶液中，和的离子迁移数的关系为t t。
(填“>”，“<”或“=”)
3. 电极极化的结果是使阳极的电极电势更，阴极的电极电势更。
(填“正”或“负”)
4. 表面活性剂是能使水的表面张力的物质。
5. 按表面张力的大小顺序排列下面四种液体：汞，苯，蒸馏水，食盐水。
表面张力从大到小顺序排列为：。
6. 298K下，有如下两个反应均为(s) + 2+(a2) 2 (a1) 的电池：
⑴ (s) | (a1) (a1), 2+(a2) | ，，
⑵ (s) | 2+(a2) (a1), 2+(a2) | ，，
则两个电池的ΔΘ和EΘ的关系为：，。
(填“=”或“≠”)
7. 若计算得到某电池反应的电池电动势为负值，则表示该电池反应是向进行的。
(填“正”或“逆”)
8. 若某反应半衰期与起始浓度无关，则该反应为级反应。
9. 某反应在一定条件下的平衡转化率为25.3%。
在相同的条件下，当有催化剂存在时，其转化率是。
10.一旦用某种方法（如用光、热、辐射等）引发，反应便通过自由基传递发生一系列的连串反应，使反应自动进行下去，这种反应被称为。
三、（12分）请用ü极限公式计算298K时0.01·1的3和0.001·1的(3)2混合溶液中(3)2的离子平均活度系数，离子平均活度和活度。
四、（16分）在298.15K时，测得下列电池的电动势E为1.228V
2()｜H24(0.01·－1)｜O
2()，
已知。
⑴试写出该电池的正、负极反应及电池反应；
⑵试计算此电池的温度系数，Δ，Δ，Δ和；
⑶设该电池反应热在此温度范围内为常数，试求此电池在273.15K时的电动势。
五、（8分）用作电极电解134水溶液，298.15K。
设活度系数均为
1，已知H2在电极上的超电势为
= 0.024V，
2()
⑴若溶液为中性，则在阴极上优先析出何物？
⑵请计算在什么条件下，只析出而H2不析出？
六、（12分）在298 K、101.325 下，将直径1 μｍ的毛细管插入水中，在管内需加多大压强才能防止水面上升?若不加额外压强，则管内液面能升多高?已知该温度下，，接触角θ＝0，重力加速度ｇ＝9.8 m·2。
若接触角θ＝30○，结果又如何？
七、（12分）五氧化二氮的分解为典型的一级反应，分解产物为2和O2，下面的复杂反应历程推断较之单分子反应历程推断来得正确。
⑴试按复杂反应历程推导分解速率方程式，请说明推导过程中所采用的近似处理方法；⑵通过合理处理，给出五氧化二氮分解反应表观活化能与各元反应活化能的关系。
，，
，
参考答案
一、单选题（每题2分，共20分）
1.（D）
2.（B）
3. （C）
4.（C）
5.（A）
6.（B）
7.（B）
8.（C）
9.（B）10.（A）
二、填空题（每题2分，共20分）
1. 减小；
2. = ；
3. 正，负；
4. 显著降低；
5. 汞>食盐水>蒸馏水>苯；
6. = ，≠；
7. 逆；
8. 1 ；
9. 25.3% ；10. 链反应。
三、（12分）解：依题意，该混合溶液中各离子的浓度分别为：
- = 0.012·1
= 0.01·1，2+ = 0.01·1，
3
所以，该混合溶液中离子强度为：
I= ∑2 (2分)
= (0.01´12+ 0.001´22+ 0.012´12) = 0.013 ·1 (2分)
根据ü极限公式
或得：(2分)
，
或， (1分)
根据可计算出该混合溶液中(3)2的平均质量摩尔浓度为：
(2分)
所以，该混合溶液中(3)2的离子平均活度为：
或
(1分)
由=( a±)ν得：
(1分)
或
(1分)
四、（16分）解：⑴该电池的正、负极反应及电池反应为：
负极：H2() →2( =2×0.01 ·1) + 2e (1分)
正极：O2() + 2( =2×0.01·1) + 2e → H2O(l) (1分)
电池反应：H2() + O2() H2O(l) (1分)
⑵Δ= = -2×1.228×96485 = -236967.16J·1
(2分)
或Δ= = -2×1.228×96500 = -237004J·1
而该电池反应就是水的生成反应，故：
(2分)
因为
所以 (2
分)
而，则电池的温度系数为：
(2分)
= TΔ= 298.15×( -163.89) = -48825.04 J· 1
(2分)
⑶若反应热不随温度变化，则Δ也不随温度变化，故：
E273.15 =E298.15 -ΔE = 1.228 - (-2.123×10-2) = 1.249 V (3分)
五、（8分）解：⑴
(2分)
(2分)
由以上计算可知，，所以在阴极上优先析出H2
(2分)
⑵若要只析出而H2不析出，就必须使，即：
(1分)
-0.7628 > -0.05916 - 0.024
解得：> 12.5 (1分)
六、（12分）解：水在毛细管中的上升是因为弯曲水面上的附加压
强所致，
根据杨-拉普拉斯公式，
其中rθ = 5×10-7×1 = 5×10-7m (3分)
所以，
(2分)
再根据毛细管上升公式
(3分)
若接触角θ＝30○，则rθ = 5×10-7×0.866 = 4.33×10-7m
故
(2分)
(2分)
七、（12分）解：解法一、
⑴因为总反应为：2N2O5 ⇌ 422，所以， (2分)
又∵ ，其中3为中间产物，
则根据平衡近似和稳态近似得：
(2分)
根据稳态近似又得：
而：
(2分)
联立解得：，
∴
(2分)
⑵因为第三步为慢步骤，所以有k2 >> k3，则
(2分)
所以，表观活化能= E13–E2 (2分)
解法二、
⑴机理中的第三步为慢步骤，则根据速控步骤近似法取：
(3分)
∵ ，其中3为中间产物，根据平衡近似法有：
(3分)
则：
故：
(2分)
⑵因为第三步为慢步骤，所以有k2 >> k3，则
(2分)
所以，表观活化能= E13–E2 (2分)。