物理化学试
题
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和答案
物理化学试卷
化学 专业 级
物理化学 (下) 课程
(闭)卷 考试时间:120分钟 满分100分
题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 评卷人
得分
(答案必须做在答题卷上 ,做在试卷上不给分)
班级 姓名 学号
一、选择题 (10题 , 每小题3分 共30分 )
1. 下表列出反应 A + B ? C 的初始浓度和初速:
-3 初 始 浓 度 /mol?dm 初 速
-3-1 c c /mol?dm?s A,0B,0
1.0 1.0 0.15
2.0 1.0 0.30
3.0 1.0 0.45
1.0 2.0 0.15
1.0 3.0 0.15
此反应的速率方程为: ( )
(A) r = k c B
(B) r = k cc AB2 (C) r = k c(c) AB
(D) r = k c A
[答] (D)
kk212. 反应 AB (I);AD (II),已知反应 I 的活化能 E大于反应 II 的活化能 E,以12
下
措施
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中哪一种不能改变获得 B 和 D 的比例, ( )
(A) 提高反应温度 (B) 延长反应时间
(C) 加入适当催化剂 (D) 降低反应温度
[答] (B)
3. 基元反应 A + B - C ? A - B + C 的摩尔反应焓 ,H< 0, B - C 键的键能 rm
为 , ,A 为自由基,则反应活化能等于: ( ) BC
(A) 0.30 , (B) 0.05 , BCBC
(C) 0.05 , + ,H (D) 0.05 , - ,H BC mBC m
[答] (B) 4. 下列分子的键长次序正确的是:-------------------------- ( )
-+-+ (A) OF> OF > OF (B) OF > OF> OF
+--+ (C) OF> OF > OF (D) OF > OF> OF
[答] (A)
1
5. 含奇数个电子的分子或自由基在磁性上:---------------------------- ( )
(A) 一定是顺磁性 (B) 一定是反磁性 (C) 可为顺磁性或反磁性
[答] (A)
6. 普朗克常数是自然界的一个基本常数,它的数值是:------------------------( )
-23-30 (A) 6.02×10尔格 (B) 6.625×10尔格?秒
-34-16 (C) 6.626×10焦耳?秒 (D) 1.38×10尔格?秒
[答] (C)
7. H 原子3d状态的轨道角动量沿磁场方向有几个分量----------- ( )
(A) 5 (B) 4 (C) 3 (D) 2
[答] (A)
8. 欲求AgCl的活度积,则应设计的电池为:
(A)Pb,Cl(p)|HCl(a)||AgNO(a)|Ag 2132
(B)Ag,AgCl(s)|HCl(a)|Cl(p),Pt 2
(C)Ag,AgCl(s)|HCl(a)||AgNO(a)|Ag 132
(D)Ag,AgNO(a)||HCl(a)|AgCl(s),Ag 312
[答] (D)
9. 往水中加入表面活性剂以后:
(A)dr/dc>0,产生正吸附 (B)dr/dc>0,产生负吸附
(C)dr/dc<0,产生正吸附 (D)dr/dc<0,产生负吸附
[答] (C)
10. 已知径向分布函数为D(r),则电子出现在内径r= x nm, 厚度为 1 nm 1
的球壳内的概率P为--------------------------------------- ( )
(A) P = D(x+1)?-D(x)
(B) P = D(x)
(C) P = D(x+1)
x,1,,P,Drdr (D) ,x
2,,,x12,,P,Drrsinθdrdθdφ ,,,00x
[答] (D)
二、填空题 ( 5题, 每小题3分, 共15分 )
1. 反应 aA ? P,已知反应物消耗 5/9 所需时间是它消耗 1/3 所需时间的 2 倍,
则该反应的级数为 _______ ,其计算式为 。
[答] 1
tln(1),,,11 ,tln(1),,2,2
,,ψr,θ,φ,,,,,,Rr,,θ,,φ2. H 原子的可以写作三个函数的乘积,这三个函数分别由量子数 (a) ,(b),
(c) 来规定。
[答] (a) n , l
2
(b) l , m
(c) m
3. NH和PH分子键角值大者为___________________分子。 33
[答] NH 3
, 4. 某电池在 p时电动势与温度的关系为 E/mV = -68.00 - 0.312 (T/K - 298),
298 K时电池的电动势 E = __________ ,当输出 2 mol 电子电量时,电池反应的
H= _______ ;S= ____________ 。 ,,rmrm
[答] E = -68.00 mV
-1 ,H= -zFE + zFT (,E/,T) = -4.82 kJ?mol rmp
-1-1 S= zF (,E/,T) = -60.22 J?K?mol ,rmp
,5. 写出 25?时,电池 Sb(s)?SbO(s)?KOH(m),KCl(m')?H(g,p),Pt 的 232
负极反应 _____________________________,正极反应 ________________________,
以及电池的总反应 ______________________________________________________ 。
-- [答] 2Sb(s) + 6OH(m) = SbO(s) + 3HO + 6e 232-,- 6HO + 6e = 3H(g,p) + 6OH (m) 22, 2Sb(s) + 3HO = SbO(s) + 3H(g,p) 2232
三、计算题 ( 共 4题 40分 )
, ,1. (5分) 计算 298 K 时,下列电池的 E和电池反应通过 1 mol 电子电量时的平衡常数K。
2+2+ Cd(s)?Cd‖Cu?Cu(s)
,2+,2+已知: , (Cu/Cu) = 0.337 V, , (Cd/Cd) = -0.403 V
[答] (5分)
2+2+ 电池反应: Cd(s) + Cu ??Cd + Cu(s) (1分)
, ,2+,2+ E= , (Cu/Cu) - , (Cd/Cd) = 0.740 V (1分)
$,-1 ,G= -zEF = -142.8 kJ?mol (1分) rm
$,25 K= exp(-,G/RT) = 1.04×10 (2分) rm
2. (5分) 已知 H 原子的
,,1r,ra0,,,,ecosθ 2p12z,,3a,,,42a0,,0
试回答:
(1) 原子轨道能 E 值;
(2) 轨道角动量绝对值?M?;
[答] (5分)
(1) (-1/4)×13.6 = -3.4 eV (3分)
h,,M,2,h2,, (2) (2分) ,,
3
003. (10分) NO在25C时分解反应的半衰期为5.70h,且与NO的初始压力无关。试求此反应在 25C条2525
件下完成90,所需时间。
[答] (10分) 半衰期与起始浓度无关的反应为一级反应,所以 (2分)
ln2ln2,1 k== (4分) ,0.1216ht5.7h1/2
1111ln,ln,18.94h t= (4分) ,1k1,y1,0.90.1216h
,,4. (10分) 列式表示下列标准电极电势之间的关系。
,,3+2+Fe+3e?Fe(s), Fe+2 e?Fe(s),
,3+2+ Fe+e?Fe
,,3+,G [答] (10分) (1) Fe+3e?Fe(s) (1) ? rm
,,2+,GFe+2e?Fe(s) (2) ? rm
,,3+2+,G?,? Fe+e?Fe (3) ? (4分) rm
,,,,G,G,G(3)= (1),(2) rmrmrm
,,,,,,,F,,3F,,2F,,312 (3分) ,,,,,3,,2,312
,,,即 (3分) ,3,2,,,3,2,3,2,Fe,FeFe,FeFe,Fe
四、问答题 ( 共 2题 ,共15分 )
1. (5分) 确定:(1) 溴苯, (2) 1,2,4-三溴苯, (3) 1,3,5-三溴苯分子的点群, 指出哪些分子没有偶
极矩。
[答] (1) C (2) C (3) D 2vs3h
(3) 无偶极矩
2. (10分) 基态丁二烯有一电子从最高成键轨道激发到最低反键轨道,求此激发态丁二烯的电荷
密度、键级、自由价和分子图。已知:
ψ,0.3717φ,0.6515φ,0.6515φ,0.3717φ 11234
ψ,0.6015φ,0.3717φ,0.3717φ,0.6015φ 21234
ψ,0.6015φ,0.3717φ,0.3717φ,0.6015φ 31234
4
ψ,0.3717φ,0.6515φ,0.6515φ,0.3717φ 41234
[答]
1.25 0.40 0.40 1.25
? 0.4843 ? 0.8489 ? 0.4843 ?
CH???? CH ???? CH ???? CH 22
1.0 1.0 1.0 1.0
五. 证明题(10分)
有反应CH+H=2CH,其反应历程可能是 2624
(1) CH 2CHK 263
(2)CH+H?CH+H K 3242
(3)H+CH?CH+CH K3 2643
设反应(1)为快速对峙反应, 对H可作稳态近似处理, 试证明
dCH,,1/21/24,,,, ,2kKCHH2262dt
dCH,,4,,证 ,,,, (1) (2分) ,kCHH,kH[CH]232326dt
dH,,,,,,,, (2) (2分) ,kCHH,kH[CH],0232326dt
(2)+(1)
dCH,,4,, ,, (3分) ,2kCHH232dt
因为
2,,CH1/21/23K[CH] k= [CH]= 326,,CH26
dCH,,1/21/24所以 ,,,, (3分) ,2kKCHH2262dt
5