2005年下册物化试题和答案(2)

五、在20℃、101.325kPa的大气压下，将一滴水滴在面积A = 1?10?3 m2Hg的表面上。水在

Hg的表面上能否铺展？若水滴的表面积与A相比较可忽略不计，此过程的吉布斯函数变为若干？已知20℃时，水和Hg的表面张力分别为72.25?10?3 N·m?1和470.0?10?3 N·m?1，H2O?Hg之间的界面张力为375.0?10?3 N·m?1。 （11分）

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物理化学（下）试题1答案及评分标准

一、填空题（每空1分，共25分）

11． ( 10/T ?0.1K/T)；2．（ 2.723×10 ）；3. ( 7.79×10 )；4．ΔrGm(1)（＝2）ΔrGm(2)，E(1)（＝）E(2)；5． a?＝（0.497）；6（变得更正），（变得更负）；7．（N＝i），（U＝i）；8．（增加），（减少）；9．（液体内部的拉力），（液体表面的切线）；10．（弯曲液面曲率半径的中心 ）；11．（新相种子难以生成）；12．（固体与气体之间的吸附作用力不同）；13．（dcB?dt=kB cA＝(1/2)kAcA）；14．（1）；15．（12.58dm3?mol?1?s?1）；16． k?1＝（3 ）k?1。 17．（? ）,（B的浓度 ）;18．（高分散、多相和热力学不稳定的系统 ）; 19．（布朗运动、扩散和沉降与沉降平衡）

22'220?5

?ni?ni?i二、单项选择填空（25分）

1．（c）; 2．（c）；3．（a ）；4． (a)；5．（c ）；6． (c )；7．（ c ）；8 (c )；9．（c ）；10． ( c )；11.（d）；12．（c ）；13.（c ）；14．（ b）；15．（ c）；16．（d ）；17.（b）；18．（c）；19．（c ）；20．( b)；21. △rHm＝（a）；△rSm＝（b）；△rGm＝（d）； 22．（d ）；23．（a ） 三、（24分）

解： 金属及其难溶氧化物组成的电极，主要是用来测定溶液中的pH。由题给电池并设待测液为酸性时，则电极反应为 阳极 2Sb(s)＋3H2O(l)

Sb2O3(s)＋6H+[a( H﹢)]＋6e- （3分）

--οοο 阴极 3Hg2Cl2(s) ＋6e-6Hg(l)＋6 Cl[a (Cl)] （3分）

电极反应2Sb(s)＋3Hg2Cl2(s)＋3H2O(l)

Sb2O3(s)＋6Hg(l)＋6H+[a( H﹢)]＋6Cl[a (Cl)] （3分）

E =E(阴)－E(阳)

而 E(阳)= E(H+|Sb2O3|Sb)=E○(H+|Sb2O3|Sb)－(RT/F)ln[1/a( H﹢)]

= E○(H+|Sb2O3|Sb)－(2.303RT/F)pH （3分） 因E(阴)为饱和甘汞电极，在25℃下其电动势为确定值，所以电池电动势

E =E(Cl|Hg2Cl2|Hg)－E○(H+|Sb2O3|Sb)＋(2.303RT/F)?pH （3分） 所以 E1－(2.303RT/F)pH1=E(Cl|Hg2Cl2|Hg)－E○(H+|Sb2O3|Sb) （3分） 同理，对于由待测pH值溶液构成的原电池，亦可写出以下的式子

E2－(2.303RT/F)pH2=E (Cl|Hg2Cl2|Hg)－E○(H+|Sb2O3|Sb) （3分）

于是 E1－(2.303RT/F)pH1=E2－(2.303RT/F)pH2 （1.5分） 所以 pH2(待测液)=F(E2－E1)/ 2.303RT＋pH1

=1.979＋3.98=5.959 （1.5分） 四、（15分）

证明：平衡时正向、逆向反应速率应近似视为相等：

k1cAcB?k?1cCcCcAcB?k1k?1-----

（1）（5分）

即

因为步骤为控制步骤，故反应的总速率为

?Kc

dcD/dt?k2cC

k1k2k?1 （2）（5分）

将cC?KccAcB代入上式得

dcDdt （5分）

五、（11分）

解：水在汞表面的铺展系数： S = ?(Hg) ? ? (水) ? ? (Hg-水)

= (470 ? 72.35 ? 375.0) ?10?3 N·m?1 = 22.25?10?3N·m?1>0 （6分）

所以水能在汞的表面上铺展。此过程的表面吉布斯函数变 ?T,pG(表面) = ?A?S = ?1?10?3 m2?22.25?10?3N·m?1= ?2.225?10?5 J （5分）

?Kck2cAcB?cAcB

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