物理化学期末考题(A) 2003-01-16 题号 1 2 3 4 5 6 7 总分 分数 一、 填空(10 分) 1常见的亚稳态有四种，它们分别是： ； 2朗缪尔单分子层吸附理论的基本假设是： ； ； ； ； 3 波函数必须满足 ； ； 才能称为品优波函数。 4量子力学在处理微观粒子运动时是基于四个基本假设，它们是： ； ； ； ； 5离子独立运动定律的数学表达式为 ， 它适用于 条件下的 和 。 6玻尔兹曼分布可表示为ni ， 也可表示为 = j n。 1 7粒子的配分函数用q表示， def q= ， 或 def q=。 8 乳状液一般分为两大类， 型， 用符号 表 示； 型，用符号 表示。 925 oC，0.1 molkg-1 H2SO4 水溶液 0.265，则a 。 10在稀的AgNO3溶液中缓慢地滴加少量的KI稀溶液可得到AgI的正溶胶， 其胶团结构是 。若用K2SO4和 CaCl2溶液使之聚沉，二者中聚沉能力大的是 。 二、选择题（10 分） （将正确答案编号填在括号内） 1波函数的模的平方 2 代表（ ） 微粒在空间某体积元出现的概率； 微粒在空间的运动轨迹； 微粒在空间某体积元出现的概率密度。 2与宏观物体不同，微观粒子运动的量子力学特征是（ ） 能量量子化； 具有波粒二象性； 位置（坐标）和动量，能量与时间原则上不能同时确定。 3与分子运动空间有关的配分函数是（ ） 振动配分函数； 平动配分函数； 转动配分函数。 V q t q r q 4一定量的纯理想气体在一定温度下改变其压力，则（ ） 转动配分函数变化； r q 2 平动配分函数变化； t q 振动配分函数变化。 V q 5对于定域子系统，某分布D所拥有的微观状态数WD为（ ） ! ! i g i D i i n WN n = ； ! ! i n i D i i g WN n = ； ! i g i D i i n W n = 6某反应的总的速率常数与各基元反应的速率常数有如下关系： () 1/2 13 2 kkk k=，则表观活化能与基元反应的活化能关系为（ ） 21 1 2 a EEEE=+ 3； () 21 1 2 a EEEE=+ 3 ； () 1 2 213 2 a EEEE=+ 7下面属于溶胶光学性质的有（ ） 沉降平衡； 电泳； 丁达尔效应 8在下列电池中，电池电动势与氯离子活度无关的是（ ） Zn|ZnCl2(a1) |KCl(a2)|AgCl(s)|Ag； Ag|AgCl(s)|KCl(a1)|Cl2(g)|Pt； Hg|Hg2Cl2(s)|KCl(a1)|AgNO3(a2)|Ag 9 溶液中发生吸附时， 溶质在表面层的浓度与本体浓度的关系是 （ ） 前者大于后者； 前者小于后者； 前者即可能大于又可能小于后者。 10 某反应AB， 如果将A的浓度减少一半， 那么A的半衰期也缩短一半， 则该反应为（ ） 零级反应； 一级反应； 二级反应。 三、(8分) 25 oC的同一电导池中，若放入浓度为0.0200 moldm-3 的KCl水溶液，测 得的电阻为82.4 ；若改为放入浓度为0.0025 moldm-3 的K2SO4水溶液，测 得电阻则为376 。 3 若已知25 oC 、0.0200 moldm-3 的KCl水溶液的电导率(KCl)0.2786 S m-1。求： 25 oC 、0.0025 moldm-3 的K2SO4水溶液的电导率(K2SO4)及摩尔 电导率 m ( K2SO4)各为多少？ 四、(14分) 18 oC下，电池：）AgAgCl(s)KCl溶液AgNO3溶液Ag（中，KCl 溶液的b = 0.05 molkg-1，0.840；AgNO3溶液的b = 0.10 molkg-1， 0.723；测得E 0.4312 V。 (1) 写出两个电极反应及电池反应； (2) 计算电池的标准电动势E?； (3) 求该电池反应的标准平衡常数K? (4) 求18 oC时AgCl在水中的溶度积Ksp。 五、(8分) (1) 用公式表示玻尔兹曼熵定理，指出式中各物理量所代表的意义。 (2) CO是异核双原子。在0 K时，完整晶体中CO分子应当只有一种 取向，系统的微态数 1，S0 0。但是在CO冷却至66 K 凝固成晶体时，CO和OC这两种取向的分子数近似相等。因晶体 中分子很难转向，故冷却至0 K时晶体中CO分子仍然冻结在原 来的不规则状态中。 求：1 mol CO 分子的晶体中，每一个分子均有上述两种取向时的微 态数为多少？ 这种不完整晶体在0 K时的摩尔熵值约为多少？ （已知：Lk = R，L为阿伏加德罗常数，k为玻尔兹曼常数 ） 4 六、(8分) 0 oC、3.085 kPa下，1 g活性碳能吸附在标准状况（0 oC、101.325 kPa） 下的氮气5.082 cm3；而在10.327 kPa下，1 g活性碳则能吸附在标准状况下 的氮气13.053 cm3。若氮气在活性碳上为单分子层吸附，计算朗缪尔吸附等 温式中的吸附系数和饱和吸附量。 七、 （8分） 双光气分解反应ClCOOCCl3 (g) 2COCl2 (g) 为一级反应。将一定量的 双光气迅速引入到一个280 oC的真空容器中，经过 751 s后测得系统的压力 为2.710 kPa，经很长时间反应完了后系统压力为4.008 kPa。305 oC时重复 上述实验，经320 s后测得系统压力为2.838 kPa，反应完了后系统压力为 3.554 kPa。 (1) 求280 oC、305 oC下以COCl2表示的反应速率常数； (2) 求在此温度区间内反应的活化能Ea。 八、 （8分） 乙醛的解离反应CH3CHOCH4CO是由下面的几个步骤构成， 1 33 CH CHOCHCHO k + 2 3343 CH +CH CHOCHCH CO k + & 3 33 CH COCHCO k + & 4 3 2 CHC H k 26 其中k4是用表示的反应速率常数。试对链的传递物 3 CH 3 CH、用稳 3 CH CO & 5 态法，试导出下式 12 3 4 1 2 23 4 d CH CH CHO d k k tk = 九、综合能力考查题(20分) 1用学到的物理化学知识解释下面现象的基本原理 人工降雨； 用盐桥消除液体的接界电势； 工业中常用喷雾干燥法处理物料。 2如果让您设计生产一个化工产品的工艺，应该查找或实验测定哪些热力 学数据和动力学数据。(提示关键词：反应焓，平衡转化率，反应速率， 活化能，催化剂) 3简要阐述热力学、量子力学和统计热力学在研究内容和方法上的主要区 别和联系。 6