一、选择题 ( 共 3题 15分 ) 1. 5 分 (3611) 3611H 2S 2O 8可由电解法制取,阳极反应为:2H 2SO 4 → H 2S 2O 8 + 2H + + 2e - ,阳极副反应为O 2的析出。
阴极析氢效率为100%,已知电解产生H 2,O 2的气体体积分别为9.0 L 和2.24 L (标准态下),则生成H 2S 2O 8的物质的量为: ( )(A) 0.1 mol (B) 0.2 mol(C) 0.3 mol (D) 0.4 mol2. 5 分 (7149) 7149试由管孝男速率方程式 d θ /d t = k a p θ -μ-k d θ γ 导出弗伦德利希吸附等温式 V =k p 1/ n 式中 n =μ+γ3. 5 分 (7150) 7150试由叶洛维奇速率方程式 d θ /d t =k a p e -g θ -k d e h θ 导出 乔姆金吸附等温式 θ =1/α ln(A 0p ) 式中 α =g +h , A 0=k a /k d二、填空题 ( 共 7题 35分 ) 4. 5 分 (4453) 4453可将反应 Ag ++ Cl -─→ AgCl(s) 设计成电池为 。
已知 25℃时电池的 E ∃= 0.576 V ,则电池反应的 ∆r G m $(298.15 K) = , AgCl(s) 的活度积 K sp = ,电池反应达平衡时,电动势 E 等于 ______ 。
5. 5 分 (5841) 5841反应 A + 2B → P 的反应机理如下∶ A + B 11k k-垐垎噲垐C , C + B 2k −−→P 其中 A ,B 为反应物,P 为产物,C 为高活性中间物,则:d c p /d t = ,在 ______________ 条件下,总反应表现为二级。
6. 5 分 (7652) 7652用渗透压法测大分子化合物的摩尔质量属于 _____ 均摩尔质量;用光散射法得到的 摩尔质量属于 ____ 均摩尔质量;沉降速度法得到 _____ 均摩尔质量;粘度法测得的 称为粘均摩尔质量,一般近似地认为它属于 ____ 均摩尔质量。
请填:(A) 质均 (B) 数均 (C) Z均 或 (D) 平均7. 5 分 (4860) 4860(1) 设阳极和阴极的超电势均为0.7 V,还原电位均为1.20 V,则阳极电位等于__________ ,阴极电位等于__________ 。
(2) 电池充电时,充电电压比平衡电动势高、低还是相等_________ 。
8. 5 分(4476)4476(1) 电解质溶液的摩尔电导率随浓度的减小而____________ ;(2) 电池M1(s)│M1+(a1)│M(a2)│M2(s) 的电动势除了电极与导线的接触电势外,还由哪些界面电势组成___________________________________ 。
9. 5 分(4908)4908某含有Ag+,Ni2+ ,Cd2+ (活度均为1)离子的pH = 2 的溶液,电解时, H2与各金属在阴极析出的先后顺序为________、________、_________、__________。
(已知φ∃ (Ag+/Ag)= 0.799 V,φ∃ (Ni2+/Ni)= -0.23 V,φ∃ (Cd2+/Cd)= -0.402 V 。
H2在Ag 上超电势η=0.20 V,在Ni 上, η=0.24 V,在Cd 上, η=0.30 V)*. 5 分(6611)6611从表面热力学的角度看,比表面吉布斯自由能表达式是________ ,其单位为______ ,从力学平衡角度看,表面张力是_______________ ,其单位为_______ 。
三、计算题( 共4题50分)11. 15 分(6718)6718有人提出一种将不很纯的铜粉进行提纯的工艺:将不纯的铜粉于酸化的硫酸铜溶液中反应:2++ƒCu+ Cu(s)2Cu过滤后,溶液中的Cu+可歧化得到纯铜粉,已知,298 K,p∃下:-ƒE1∃ = 0.02 V2++Cu+ e Cu-ƒE2∃ = - 0.57 V+Cu+ e Cu(s)如果使一种含铜量为3 kg·m-3(以CuSO4形式存在)的溶液通过一个装有铜粉的反应器(25℃),假设反应已达到平衡,计算溶液流出反应器时Cu2+,Cu+和总的铜的浓度。
12. 15 分(5976)5976反应2NO(g) +H2(g) =N2O(g) +H2O(g) 的速率方程为:d p(N2O)/d t = k p2 (NO) p(H2), 实验得到如下数据为:(反应在恒温、恒容下进行)反应序号p0(NO)/kPa p(H2)/kPa 半寿期/s T/K1 80.0 1.33 19.2 10932 80.0 2.66 ?10933 1.33 80.0 830 10934 2.66 80.0 ?10935 80.0 1.33 10 1113(1)求所缺半寿期数据(2)求1 093 K时的k值(3) 求反应活化能(4) 提出一个只涉及双分子步骤的反应机理, 由此机理可得上述规律(5) 如果1 093 K时,p0(NO)=2.66 kPa, p0(H2)=1.33 kPa ,求该反应半寿期。
13. 10 分(7712)7712设将某单元酸(HR) 0.0013 kg 溶于0.1 dm3的稀盐酸溶液后完全解离,如果将此溶液置于半透膜(β)中,与膜外(α) 298 K,0.1 dm3蒸馏水达到平衡时,测得膜外pH = 3.26,膜电势为34.9 mV,试计算:(1)膜内溶液的pH 值(2)该单元酸的相对分子质量假定溶液可视作理想溶液。
14. 10 分(6506)6506用λ=400 nm单色光照含有H2+Cl2之反应池,被Cl2吸收的光强为I a=11×10-7J·s-1,照射一分钟后,p(Cl2)由27.3 kPa降为20.8 kPa(已校正为273 K时之压力)求量子产率Φ(反应池体积为100 cm3),并由Φ对反应历程提出你的分析。
一、选择题( 共3题15分)1. 5 分(3611)3611[答] (C) (5分)2. 5 分(7149)7149[答] 吸附达平衡时dθ/d t=0k a pθ-μ=k dθγ(2分)θn=k a/k d·p n=μ+γ∴θ=(k a/k d)1/n p1/n=kp1/n其中k=(k a/k d)1/n(3分)3. 5 分(7150)7150[答]吸附达平衡时dθ/d t=0k a p e gθ=k d e hθ(2分)e (h+g)θ=k a/k d p∴θ=1/(h+g)·ln(k a/k d·p)=1/α·ln(A0p) (3分)二、填空题 ( 共 7题 35分 ) 4. 5 分 (4453) 4453[答] Ag │AgCl(s)│KCl(aq)‖Ag +(aq)│Ag(s) (2分) ∆r G m $= -zE θF = -55.60 kJ ·mol -1 (1分) K sp = 1.8×10-10 (1分) E = 0 (1分)5. 5 分 (5841) 5841[答] d[P]/d t = k 1k 2[A][B]2/(k -1+ k 2[B])k -1 << k 2[B]6. 5 分 (7652) 7652[答] (B) (A) (C) (A)7. 5 分 (4860) 4860[答] (1) 1.9 V ; 0.5 V (3分) (2) 高 (2分)8. 5 分 (4476) 4476[答] (1) 增加 (2) M 1+与 M 2+间液接电势,M 1、M 2 与溶液间的界面电势9. 5 分 (4908) 4908[答] Ag; Ni; H 2; Cd*. 5 分 (6611) 6611[答] (∂G /∂A )T p n ,,B, J ·m -2 ;作用在单位边界指向液体内部与表面相切的力;N ·m -1三、计算题 ( 共 4题 50分 ) 11. 15 分 (6718) 6718 [答] 反应前Cu 2+浓度为:3/63.55 mol ·kg -1= 0.0472 mol ·kg -1(2分) 经铜粉处理并平衡后,设反应量为 x ,即铜的总浓度为 2x 。
E (Cu +|Cu)=E (Cu 2+|Cu +) 即E 2∃(Cu +|Cu)+0.0591lg[Cu +]= E 1∃(Cu 2+|Cu +)+0.0591lg{[Cu 2+]/[Cu +]}(5分)已知E 2∃(Cu +|Cu) –E 1∃(Cu 2+|Cu +)= -0.59 V 故lg{[Cu 2+]/[Cu +]2}= -0.59/0.0591= - 9.98 即Cu 2+几乎全部变为Cu +,x ≈0.0472 mol ·kg -1=[Cu +] (5分) [Cu 2+]=9.3×10-13 mol ·kg -1 (2分) 故溶液中铜的总浓度为: 2x = 0.0994 mol ·kg -1 (1分)12. 15 分 (5976) 5976[答] (1) 反应1和2 中,NO 过量, 反应3, 4 中,H 2过量所以反应2的 t 1/2(2)=19.2 s 反应4的t 1/2=1/[k (表)·p 0(NO)] ,反应4的t 1/2是反应3的一半, 即t 1/2(4)= 4.15 s (4分) (2) 据反应1, k (表)=kp 2(NO) =0.69/19.2 =0.036 s -1k =5.6×10-12 Pa -2·s -1 (3分) (3) 反应1与5比较 ,ln(k 2/k 1)=(E a /R )(1/T 1-1/T 2), E a =329.9 kJ ·mol -1 (3分) (4) 2NO N 2O 2 (快速平衡) N 2O 2+H 2=N 2O+H 2O (速控步) (4分) (5) 按计量比进料 (5分) d p (N 2O)/d t =4kp 3(H 2) =d p (H 2)/d t 积分得:22,22H H 011p p - = 8 k t , t 1/2 =3.8×104 s13. 10 分 (7712) 7712[答] (1) 根据膜电势公式 △φ (α,β) = φ (α) - φ (β) = RT /F ×ln[ a(H +,β)/a(H +,α)]即 pH(β) = pH(α) -△φ (α,β) / 0.05916 = 2.67 (4分) (2) 根据 pH 值分别求得 H + 浓度为 [H +]α = 0.0005488 mol ·dm -3 (2分)[H+]β = 0.002136 mol·dm-3(2分) ∵([H+][Cl-])α = ([H+][Cl-])β∴[Cl-]β= 1.41×10-4 mol·dm-3故HR的摩尔质量M (HR) = 0.0013/ ([HR]×0.1) = 6.516 kg·mol-1 (2分)14. 10 分(6506)6506[答] 反应分子数为n r=(p i-p f)V/RT =2.86×10-4 mol (2分) 吸收的光子为n0=Itλ /hcL=2.20×10-10 mol (3分)Φ =n r/n0=1.3×106≥1 (2分)反应历程应为光引发的链反应,即−−→2Cl①Cl2hν②Cl+H2→HCl+H③H+Cl2→HCl+Cl④Cl+Cl+M →Cl2+M (3分)一、选择题( 共1题5分)1. 5 分(4084)4084在298 K时,0.002 mol·kg-1的CaCl2溶液的平均活度系数γ±,1与0.002 mol·kg-1的CaSO4溶液的平均活度系数γ±,2 相比较是:()(A) γ±,1 > γ±,2(B) γ±,1 < γ±,2(C) γ±,1 = γ±,2(D) 无法比较二、填空题( 共9题45分)2. 5 分(7719)7719半透膜两边电解质的起始浓度为:c(NaP)/mol·dm-3c(KCl)/mol·dm-30.01 0.1其中NaP电离出的P-为不能透过半透膜的大离子,膜平衡的条件是_________________________________________________________________________________________。