工科大学化学下升华0801.docx
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工科大学化学下升华0801
学院
专业班级
学号
姓名
---○---○---
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…………评卷密封线………………密封线内不要答题,密封线外不准填写考生信息,违者考试成绩按0分处理………………评卷密封线…………
中南大学考试试卷
2009~2010学年上学期工科大学化学课程时间110分钟
56学时,3.5学分,闭卷,总分100分,占总评成绩70%
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
合计
得分
评卷人
复查人
得分
评卷人
一、选择题(每题2分,共20分)
1.质量摩尔浓度为m的FeCl3溶液(设其能完全电离),离子平均活度系数为
,则FeCl3的活度aB为()
(A)
(B)
(C)
(D)
2.某电池在298K,
下,可逆放电的热效应为Qr=-100J·mol-1,则该电池反应的△rHm值应该是()
(A)△rHm=100J·mol-1(B)△rHm=-100J·mol-1
(C)△rHm>100J·mol-1(D)△rHm<-100J·mol-1
3.在298K时,测得浓度为0.1和0.01mol·kg-1的HCl溶液构成浓差电池的液接电势为Ej
(1);若溶液浓度相同,而换用KCl溶液,则其液接电势为Ej
(2)。
两液接电势的关系为()
(A)Ej
(1)>Ej
(2)(B)Ej
(1)<Ej
(2)(C)Ej
(1)=Ej
(2)(D)无法判断
4.某化学反应的方程式为2A→P,则在动力学研究中表明该反应为()
(A)二级反应(B)基元反应(C)双分子反应(D)以上都无法确定
5.在相同的温度及压力下,把一定体积的水分散成许多小水滴,经这一变化过程以下性质保持不变的是()
(A)总表面能(B)比表面积(C)液面下的附加压强(D)表面张力
6.直径为1×10-2m的球形肥皂泡所受的附加压强为()
已知皂液的表面张力为0.025N·m-1
(A)5Pa(B)10Pa(C)15Pa(D)20Pa
7.298K时,苯蒸气在石墨上的吸附符合兰缪尔吸附等温式,在苯蒸气压为40Pa
时,覆盖度θ=0.05;当θ=0.5时,苯蒸气压为()
(A)400Pa(B)760Pa(C)1000Pa(D)200Pa
8.在一定量的以KCl为稳定剂的AgCl溶胶中加入电解质使其聚沉,下列电解质的用量由小到大的顺序正确的是()
(A)AlCl3<ZnSO4<KCl(B)KCl<ZnSO4<AlCl3(C)ZnSO4<KCl<AlCl3(D)KCl<AlCl3<ZnSO4
9.当发生极化现象时,两电极的电极电势将发生如下变化()
(A)E阳变大,E阴变小(B)E阳变小,E阴变大(C)两者都变大(D)两者都变小
10.FeCl3和H2O能形成FeCl3·2H2O、FeCl3·6H2O、2FeCl3·5H2O和2FeCl3·7H2O四种水合物,该体系的组元数和在恒压下最多可能平衡共存的相数为()
(A)C=2,Φ=3(B)C=2,Φ=4(C)C=3,Φ=4(D)C=3,Φ=5
得分
评卷人
二、填空题(每题2分,共20分)
1.有一含HCl浓度为1.0×10-3mol·dm-3和含KCl浓度为1.0mol·dm-3的混合电解质溶液。
已知H+和K+的离子淌度分别为36.20×10–8m2·s-1·V-1和7.62×10–8m2·s-1·V-1,则H+和K+的离子迁移数大小是tK+tH+。
(填>、<或=)
2.已知电极Tl3+,Tl+/Pt的电极电势为
,电极Tl+/Tl的电极电势为
,则电极Tl3+/Tl的电极电势为
=V。
3.在A、B形成的凝聚体系相图中(如右图所示),
图中自由度为零的部位有。
4.如果标准氢电极的电极电势被规定为1V,则与之对应的可逆电极电势值相对现行的可逆电极电势应该;而由此可逆电极电势计算出的可逆电池电势值应该。
5.已知某复杂反应的表观速率常数k与各基元反应速率常数之间的关系为
,则表观活化能Ea与各元反应活化能之间的关系为:
。
6.由于电极极化,与可逆电池相比,原电池的实际输出电势,电解池的能耗。
(填“增加”或“降低”)
7.电极极化的种类有、和。
8.在下列反应历程中:
A+B
C,C
A+B,C
P,P是最终产物,如果k-1>>k2,则
=。
9.固体吸附气体有和两类。
10.液体的饱和蒸气压是
,
。
(填>、<或=)
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得分
评卷人
三、(8分)某药物的有效成分若分解掉30%即为失效,已知该药物在276K下的保质期为两年。
如果将该药物在298K下放置14天,试通过计算说明该药物是否会失效?
该药物的分解反应活化能Ea=130kJ·mol-1,并设该药物的分解百分数与浓度无关,一年以365天计。
得分
评卷人
四、(14分)下列电池在298K时的电动势E=0.165V,电池反应(得失1个电子)的△rHm=50kJ·mol-1。
Pt,H2(1.0kPa)|HBr(0.1mol·kg-1)|AgBr(s),Ag(s)
(1)写出电极反应和电池反应;
(2)计算电池的标准电动势
值;
(3)计算可逆电池产生1mol电子电量时的热效应;
(4)求0.1mol·kg-1HBr溶液的离子平均活度系数
(用电动势法)。
已知
=0.799V,固体AgBr的溶(活)度积为Ksp=1×10–12。
得分
评卷人
五、(10分)用铜电极电解CuSO4溶液(每100g溶液中含10.06g的CuSO4)。
通电一定时间后,测得银电量计析出0.5008g银,并测知阳极区溶液重54.565g,其中含CuSO4有5.726g。
试计算CuSO4溶液中离子的迁移数tCu2+和tSO42-。
已知Cu、S及Ag的相对原子量分别为63.55、32.06和107.9。
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得分
评卷人
六、(10分)298K时,某水溶液中含有浓度均为0.5mol·kg-1的Cd2+和Zn2+,此水溶液的pH=5。
现在用Ni(s)作为阴极进行电解。
已知H2在Ni上、Cd上和Zn上的超电势分别为0.14V、0.48V和0.70V;
,
。
试计算:
(1)在Ni(s)阴极物质的析出顺序
(2)当第二种物质析出时,在溶液中第一种物质离子的剩余浓度为多少?
设Cd2+和Zn2+的活度近似等于浓度,且在电解过程中溶液的pH不变。
得分
评卷人
七、(本题18分)A、B二组元凝聚系相图如下图所示。
请指出图中各部分存在的相态,并分别绘出从M点和N点开始降温(如图所示)的步冷曲线。
参考答案
一、选择题(每题2分,共20分)
1.D2.D3.A4.D5.D6.D7.B8.A9.A10.A
二、填空题(每题2分,共20分)
1.>;2.0.721;3.F点、G点和CED线上所有的点;4.增加1V;不变;
5.Ea=Ea,2+0.5(Ea,1-Ea,4);6.降低,增加;7.电阻极化、浓差极化电化学极化;8.
;9.物理吸附化学吸附;10.><。
三、(8分)解:
分解反应可视为一级反应,则有:
(1分)
依题意,在276K下,当t=2×365=730(天)时,c0/c=c0/0.7c0=10/7,
所以,
(天-1)(2分)
设在298K下,反应的速率常数为
,根据Arrhenius方程有:
(2分)
故
=3.202×10-2(天-1),则在298K下药物的保质期为:
(天)(2分)
即该药物在298K下放置14天是会失效的。
(1分)
四、(14分)解:
(1)正极反应:
AgBr(s)+e—→Ag(s)+Br-(aq)(1分)
负极反应:
0.5H2(1.0kPa)—→H+(0.1mol·kg-1)+e(1分)
电池反应:
0.5H2(1.0kPa)+AgBr(s)===HBr(0.1mol·kg-1)+Ag(s)(1分)
(2)电池的标准电动势
(1分)
而反应①:
Ag+(aq)+e—→Ag(s)
(1分)
反应②:
AgBr(s)===Ag+(aq)+Br-(aq)
(1分)
正极反应=反应②+反应①,
即
(1分)
所以:
(1分)
(3)由电池的电动势可得电池反应的
△rGm=-zEF=-1×0.165×96485=-15920J·mol-1(1分)
则Qr=T△rSm=△rHm-△rGm=50+15920×10-3=65.92kJ·mol-1(1分)
(4)根据Nernst公式有:
(2分)
对1-1价型的电解质而言m±=m=0.1mol·kg-1(1分)
代入已知数据得:
解得γ±=0.7182(1分)
五、(10分)解:
CuSO4的相对摩尔质量为MCuSO4=159.61(1分)
Ag的相对摩尔质量为MAg=107.9
因为阳极上Cu2+反应的物质的量等于通过溶液的总电量,则根据法拉第定律有:
n电=n0.5Cu2+=nAg=0.5008/107.9=4.641×10-3(mol)(2分)
通电后阳极区:
WCuSO4=5.726g,则其中水的质量为:
WH2O=54.565-5.726=48.839(1分)
故通电前阳极区:
(2分)
阳极Cu2+迁移量:
n迁出=n通电前+n产生-n通电后=n通电前+n0.5Cu2+-n通电后
(2分)
(1分)
(1分)
六、(10分)解:
(1)先计算出H2、Cd和Zn在阴极上的析出电势,忽略Cd和Zn在Ni上的超电势,有:
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
由于ECd析最正,所以在Ni(s)阴极上首先析出Cd(1分)
当在Ni(s)阴极上析出Cd之后,阴极就可视为Cd阴极,而EZn析>EH2析/cd,
所以,第二种析出的物质应该是Zn,最后析出的物质是H2。
(2分)
(2)当Zn析出时,应该有ECd析(终)=EZn析(初):
解得当Zn析出时,溶液中Cd2+剩余浓度为3.326×10-13mol·kg-1(2分)
七、(本题18分)解:
各部分存在的相态如下,每相1分,共9分。
1——液态l(单相);2——B(s)+l(两相);3——l1+l2(两相);
4——C(s)+l(两相);5——B(s)+C(s)(两相);6——C(s)+l(两相);
7——α(s)+l(两相);8——α(s)(单相);9——α(s)+C(s)(两相);
步冷曲线如图所示,每一段0.5分,共7分;坐标2分。
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