物理化学__华东理工大学(12)--《物理化学》下册期中考试试卷及答案

（4 分）
(2) 求反应物 A 的半衰期；（4 分）
(3) 求当反应物 A 的转化率达到 90％时，产物 B 和 C 的浓度之比。（4 分）
4
五、（12 分） 在汞蒸气存在下，复合反应 C2H4 + H2 C2H6 的机理如下：
Hg+ H2 k1 Hg +2H. H. + C2H4 k2 C2H5. C2H5. + H2 k3 C2H6 + H. H. + H. k4 H2
华东理工大学 2007–2008 学年第_一_学期
《 物理化学 》课程期中考试试卷 2007.11.13
开课学院： 化学院 ，专业： 05 级大面积 考试形式： 闭卷 ，所需时间： 120 分钟
考生姓名：
题序
一
学号：
二
三
班级：
四
五
任课教师：
六
七
总分
得分
评卷人
一、选择题（20 分 每小题 1 分）
1. 零级反应 A P 的速率系数为 k ，反应开始时只有反应物 A 存在，其浓度为 c0 。当产物 P 的浓度达 到 c0 时，反应所需时间为（ ）。 A. 2c0 / k ； B. c0 / 2k ； C. ln 2 / k ； D. c0 / k
三、（15 分）
508 ℃ 时 ， 反 应 2H I ( g) H2 (g) I2 (g) 在 一 恒 容 容 器 中 进 行 ， 以 压 力 表 示 的 速 率 方 程 为

dpHI dt

k
HI,p
p
HI
（
k
HI,p
为以压力表示的速率系数）。当
HI
的初始压力为105 Pa 时，其半衰期为
A. 不变； B. 减少； C. 增加； D. 可能增加也可能减少
16. 在常温下，分子的平动、转动和振动的能级间隔由大到小的顺序是（ ）。
A. 平动、转动、振动； B. 转动、平动、振动；
C. 振动、转动、平动； D. 平动、振动、转动
17. 在子配分函数 q t 、 qr 、 q v 中，与系统体积无关的是（ ）。
C. 阿仑尼乌斯方程适用于多数化学反应；
D. 阿仑尼乌斯方程也适用于酶催化反应
12. 下列系统属于独立的离域子系统的是（ ）。
A. 实际气体； B. 理想气体； C. 实际溶液； D. 理想溶液
13. 撷取最大项法是含大量粒子系统的一条统计规律，下列式子中何者正确表达了这一统计规律？（ ）
A. ln max ln Ω ； B. ln max Ω ； C. max Ω ； D. max ln Ω
A. q r 和 q v ； B. q r 和 q t ； C. q v 和 q t ； D. q t 、 q r 和 q r
18. 下面哪个式子正确表达了单原子分子理想气体的子配分函数的析因子性质。（ ）
A. q qt qe qn ； B. q qr ； C. q qv ； D. q qe qn
C. 中间产物 B 的浓度在反应过程中出现极大值； D. 在反应过程中 B 的消耗速率不变
8. 合成氨反应为 0 N2 3H2 2NH3 ，若氮气的消耗速率用 N 2 表示，则氢气的消耗速率 H2 应为
（
）。
A. H2＝ N2 ；
B.

H
＝
2
1 2
N2
；
C.

H
＝3
2
N2
速率，三者之间的关系为 N2O5 : NO2 : O2 =
。
4. 一级平行反应 A
k1 B
k2 C 在一定温度下进行，反应开始时只有 A 存在，反应时间为 t 时，
B 和 C 的浓度分别为 cB 和 cC ，则 A 的反应速率系数 k 与 k1、k2 的关系为
，
t 时刻 cB / cC 为
，A 的半衰期 t1/ 2 与 k1、k2 的关系为 t1/ 2
A. 假设反应物与中间物之间存在着热力学平衡；
B. 假设反应物与中间物之间没有达到热力学平衡；
C. 中间物的浓度一定很小；
D. 中间物一定非常活泼
11. 关于阿仑尼乌斯方程，下列不正确的表述是（ ）。
A. d ln{k} / dT Ea / RT 2 是阿仑尼乌斯方程的一种形式；
B. 若活化能不随温度而变，则阿仑尼乌斯方程可以变化为 lnk2 / k1 Ea 1/ T2 1/ T1 / R 的形式；
是多少？（4 分）
6
华东理工大学 2008–2009 学年第一学期
《物理化学》课程期中考试试卷
2008.10.27
开课学院： 化学与分子工程学院
考试形式： 闭卷 所需时间： 120 分钟
考生姓名：
学号：
班级：
任课教师：
.
题序
一
二
三
四
五
六
七
总分
得分
评卷人
一、概念题（20 分）
1.
反应
2A

P
的速率方程为
135min；
当初始压力为 106 Pa 时，其半衰期为 13.5min。
(1) 试证明在上述条件下该反应为二级反应；（5 分）
(2) 计算反应的速率系数 k HI,p （单位用 Pa1 s1 表示）；（5 分）
(3) 假定反应系统为理想气体混合物，试将 kHI,p 换算为 k HI,c ( k HI,c 为以浓度表示的速率系数，单位用
14. 关于最概然分布，下列说法中不正确的是（ ）。
A. 最概然分布是拥有微观状态数最多的分布；
B. 最概然分布是热力学概率最大的分布；
C. 在含有大量粒子的系统中，最概然分布代表了一切可能的分布；
D. 最概然分布的出现概率 max / Ω 随系统粒子数 N 的增大而增大
15. 在一定温度下，将 1mol 理想气体压缩，则该系统拥有的微观状态数（ ）。
。
5. 2A P 为二级反应，当 A 的初始浓度 cA0 为 2.5 mol dm3 时，半衰期为 30min，当初始浓
度 cA0 为 7.5 mol dm3 时，半衰期为
min。
6. 对于一级放热的对峙反应，其最适宜温度随着转化率的升高而
。（选填：升高、
降低 ）
7. 化学反应的活化能 Ea 愈大，升高温度能更显著地加快化学反应的速率。 对，错）
k
T
3
/
2
,试利用公式
p

N k T ln q V T , N
和
E

NkT 2 ln q T V ,
N
证明
p

RT
/Vm 和 Em

3 2
RT
。（8 分）
七、（14 分） 有一理想气体系统，其分子可在能级间隔 / k 120.15K 的两能级上分布，（式中 ＝ 2 1 ，k 为
（选填：
8. 连串反应 A k1 B k2 C 的最显著特点是
。
9. 复合反应的速率系数 k 与各基元反应速率常数间的关系为 k 2k1k2 / k3 ，则复合反应的活化
能 Ea 与各基元反应活化能 E1、E2、E3 之间的关系为
。
1
10. 由反应机理建立复合反应的速率方程常用两种近似方法，它们是
=
k
cA2
，则

d cA dt
＝
。
2. 已知反应 2A P 的速率系数 kA 为 0.462min 1 ，A 的初始浓度为 0.1mol dm3 ，则其半
衰期为___________。
3.
对于反应
0

N2O5
(g)

2NO2
(g)

1 2
O2
(g)
，可分别用
N 2O5
、
NO2
或O2 表示化学反应的
6．
SO2

1 2
O2

SO3
是放热的对峙反应，随着
SO
2
转化率的升高，该反应的最适宜温度（
）。
A. 降低； B. 上升； C. 不变； D.无规律变化
7. 连串反应 A k1 B k2 C 的最显著特点是（ ）。
A. 物质 A 的消耗速率等于物质 C 的生成速率； B. 中间产物 B 的浓度在反应过程中保持不变；
D. 振动的贡献最大、平动的次之、转动的最小
2
二、（15 分） 化学反应 a A k P 在密闭容器中进行，反应开始时只有反应物 A 存在。298.15K 时测得反应速率系
数为 5.18102 min1 ，303.15K 时测得反应速率系数为 6.28102 min1 。试求： (1) 该反应的反应级数；（4 分） (2) 298.15K 和 303.15K 时物质 A 的半衰期；（4 分） (3) 该反应的活化能；（4 分） (4) 303.15K 时 A 的转化率达到 90％所需时间。（3 分）
各基元反应的速率常数分别为 k1 、k2 、k3 、k4 ，活化能分别为 E1 、E2 、E3 、E4 。中间产物 H 及 C2H5 是活泼的自由基。
（1）试用恒稳态处理法，以各基元反应的速率常数及 Hg、H2 、C2H4 的浓度表示 C2H 6 的生成速率。 （8 分）
（2）试写出复合反应的活化能 Ea 与各基元反应活化能间的关系式。（4 分）
2. 若反应 a A＋B p P 的速率方程分别表示为 d cA / dt kcA2 cB 和 d cP / dt kcA2 cB ，则 k 和 k 的关
系是（ ）。 A. ak pk ； B. k k ； C. pk ak ； D. k ak
3.
aA(g) pP(g)
19. CO2 分子的振动自由度为（ ）。 A. 3 ； B. 4 ； C. 6 ； D. 9
20． 分子的平动、转动和振动对熵的贡献是不同的。下面的叙述何者是正确的？(
)
A. 平动的贡献最大、转动的次之、振动的最小；
B. 转动的贡献最大、平动的次之、振动的最小；
C. 振动的贡献最大、转动的次之、平动的最小；
（
）。 A. 不变； B. 增大 1.5 倍； C. 减小 1.5 倍； D. 无法确定
5． 一定温度时，级数相同的平行反应A
k1 k2
B ，其产物 B 和 C 的浓度之 cB / cC （
C
）。
A. 等于 1； B. 等于 k1 / k2 ； C. 等于 k2 / k1 ； D. 与 k1、k2 之比无关
。
11. 链反应机理包括三个基本步骤，它们分别是
。
12. 范德华气体可视为
。（选填：独立的离域子系统、相倚的离
域子系统）
13. 相空间中的任意一点，代表
。（选填：系统的一个微观状态、
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
处于一定运动状态的一个分子）
14. 对于常温下的氮气，能级间隔最小的能级是
，能级间隔最大的能级
是
。（选填：转动能级、平动能级、振动能级）
为一级气相反应，以浓度和压力表示的速率方程分别为
ln cA0 cA
kAt
或
ln
pA0 pA
kA t
，则 kA 与 kA 的关系为（
）。
A. akA kA ； B. kA akA ； C. kA kA ； D. kA kA / RT
4.
一定温度时，在某催化剂的作用下，一级对峙反应 A kk11 B 的 k1 增大 1.5 倍，则在此条件下 k－1 的值
；
D.
3
H
＝
2
N
2
1
9. 反应 A B P 的速率方程为 kcA2 cB0.5 ，若 A 和 B 的浓度都增大到原来的 4 倍，则反应速率将增大 到原来的（ ）。 A. 32 倍； B. 4 倍； C. 8 倍； D. 64 倍
10. 对于平衡态处理法，下列说法何者正确？（ ）。
dm3 mol1 s1 表示）。（5 分）
3
四、(12 分)
400K 时，在一体积恒定的反应器中进行如下平行反应：
k1 B
A
k2 C
反应速率系数 k1 0.412 min 1 、 k2 0.206 min 1 。反应开始时只有反应物 A 存在，初始浓度为 cA0 。
(1) 在 400K 温度下，反应进行到 2min 时，产物 B 的浓度为 0.133mol dm3 ，求此时产物 C 的浓度；
5
六、（12 分）
（1）式 S k ln Ω 称为玻耳兹曼关系式，玻尔兹曼常数 k 13.806581024 J K1 。若某孤立系统的熵
值增加 0.5J K1 ,则该系统的微观状态数是原来微观状态数的多少倍？（4 分）
（2）单原子分子理想气体的子配分函数为
q

V

2π m h2
玻耳兹曼常数， K 为热力学温度单位）。 （1）若能级是非简并的，试确定 300K 时处在相邻两能级上的分子数之比 N2 / N1 。（5 分） （2）若使处在相邻两能级上的分子数之比 N2 / N1 是（1）的结果的 1.1 倍，则温度应是多少？（5 分） （3）若能级的简并度 g1 1、 g2 3 ，则在温度为 300K 时处在相邻两能级上的分子数之比 N2 / N1 又