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华理物化下册期中模拟试题

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一、填空题:
k 1.基元反应 2A ? ?→ P ,其化学反应速率 υ 可表示为

, υ A 可表示为

。 。

k 2. A ? ?→ B + C 为零级反应, A 的半衰期为 25 min,则 A 完全反应所需时间为

k 3. 2A ? ?→ B + 2C 为二级反应,当初始浓度 cA0 = 1.00 × 10 ?2 mol ? dm ?3 时,A 的半衰期为 15min,

当 c A0 降低至 0.50 × 10 ?2 mol ? dm ?3 时,A 的半衰期为
k1



4. 若*行反应 A

k2

B C

中的两个反应具有相同的反应级数,反应开始时系统中只有反应 。

物 A,反应时间为 5min 时,测得 cB / cC = 0.5 ,则 k 2 / k1 等于

k 5. 在反应 A ? ?→ B + C 过程中,反应物浓度与时间成线性关系,则反应物的半衰期与其初始浓



。 (无关、成正比、成反比)
2/3

6. 某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 = 3k 2 (k1 / 2k 3 ) ,则该复合反应 的活化能 Ea 与各基元反应的活化能 Ei 间的关系为 。 。

7. 正向反应放热的对峙反应,在给定的转化率下,反应速率随温度的升高出现 8. 温度对化学反应速率的影响主要表现为对 9. 光化学反应的量子效率总是等于 1。 10. 在一定温度下,对于一级对峙反应 A
k1 k-1

的影响。 (对、错) B,有催化剂存在时的 k1/ k-1 值 无催化

剂存在时的 k1/ k-1 值(大于、等于、小于) 。 11. 对于反应 aA + bB → pP ,若在 t = ∞ 时,反应物消耗殆尽。0, t,∞ 时刻测得的系统某物 理性质 Y 的量值分别为 Y0 , Yt 和 Y∞ 。假定系统中所有物质对 Y 的贡献分别与它们的浓度成正 比,并具有加和性,则 cA0 /(cA0 ? x) 等于 12. 阿仑尼乌斯方程适用于所有类型的化学反应。 。 (对、错) 。

13. 子的*动配分函数 q t 、转动配分函数 qr 和振动配分函数 qv 均随温度的升高而增大 (对、错)
2 14. 一个*动子在某一能级 i 的 n x2 + n y + n z2 = 9 ,则该能级的简并度 g t, i =



15. 子的

能级间隔是相等的。 (*动,转动,振动)

16. 在含大量粒子的系统中,其ωmax/? 的值很小,但 lnωmax/ln? 的值却接*于 1。 (对、错) 17. 按照量子态分布的麦克斯韦–玻耳兹曼分布公式可表示为 18. 分子的*动、转动和振动对熵的贡献由大到小的顺序是 。 。

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19. 当系统中的部分粒子由基态能级激发到高能级, q0 值将大于 1,并且粒子激发越多, q0 值就 越大。 二、
k1 k2 1. 下图中的曲线为连串反应 A ? 试在图 ?→ B? ?→ C 中物质 A 的浓度随时间的变化情况,

(对,错)

中示意画出物质 B 和 C 的浓度随时间的变化情况。 (4 分)

2. 1mol 理想气体绝热向真空膨胀,体积由 V1 变为 V2,证明膨胀前后系统微观状态数之比 Vm,2 ? Ω2 ? ? ,L 为阿伏加德罗常数。已知恒温下理想气体的熵随压力变化的关系为 =? ? Ω1 ? V ? m,1 ?
?S = nR ln p1 。 (6 分) p2
L

三、 在一定温度下,将一物质 A 溶液与相同体积、相同浓度的物质 B 溶液混合进行化学反应, 2 小时后 A 反应掉 25%。若: (1) 反应对 A 为一级对 B 为零级,计算物质 A 的半衰期; (4 分) (2) 对 A 为二级对 B 为零级,计算 4 小时后 A 还剩多少?; (4 分) (3) 对 A,B 均为零级,试问 3 小时后 A 还剩多少?(4 分) 四、 由氯乙醇和碳酸氢钠制取乙二醇的反应是二级反应,其反应式如下:

CH2OH CH2Cl (A)

+ NaHCO3 (B)

CH2OH CH2OH

+ NaCl

+

CO2(g)

?3 在 355 K 的恒定温度下, 当反应物的初始浓度 cA,0 = cB,0 = 1.20 mol ? dm 时, 经过 1.60 小时取样分

析测得 NaHCO3 的浓度为 0.109 mol ? dm ?3 。 试求该反应的速率系数及氯乙醇的转化率 α A = 95% 时 所需的反应时间。 五、 偶氮苯在异戊醇溶液中分解,产生 N 2 。25℃时测得氮气体积 V 与时间 t 的数据如表所示。试 求该一级反应的速率系数。

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t / min
V / cm 3

0 0

100 15.76

200 28.17

300 37.76

410 45.88

∞ 69.84

六、 2CH 4 (g ) ? ?→ C 2 H 6 (g ) + H 2 (g ) 按如下链反应机理进行,各基元反应的活化能也列于后: 链的引发 链的传递
k1 CH 4 ? ?→ CH 3 ? + H ? k2 CH 3 ? +CH 4 ? ?→ C2H6 + H ? k3 H ? +CH 4 ? ?→ CH 3 ? + H 2

E1 = 423kJ ? mol ?1 E2 = 201kJ ? mol ?1
E3 = 29kJ ? mol ?1

链的终止

k4 H ? +CH 3 ? ? ?→ CH 4

E4 = 0

; (8 分) (1)试用恒稳态处理法建立复合反应的速率方程(以 C2H6 的生成速率表示) (2)求复合反应的活化能。 (4 分) 七、 已知独立的离域子系统的熵与配分函数的关系 S = Nkln(q N ) + NkT (? lnq ?T )V , N + Nk 。在
? 2πmkT ? 温度较高时,双原子分子理想气体的热运动配分函数可写成: q = V ? ? 2 ? ? h
3/ 2

1. 证明单原子分子理想气体熵的计算式为: S = 5 Nk + Nkln[(2πmkT )3 / 2Vh ?3 N ?1 ] ; 2

? T ? ? σΘ r ?

?? T ? ? ?? ? ? ? ?? Θ v ?

2. 计 算 Ar 在 正 常 沸 点 下 的 摩 尔 熵 , 已 知 Ar 的 正 常 沸 点 为 87.3K , 摩 尔 质 量 为

39.95 g ? mol ?1 , k =13.81×10?24J?K?1, h=0.6626×10?33J?s , L = 6.022 ×10 23 mol ?1 。
八、 有 一 * 衡 的 独 立 子 系 统 , 服 从 玻 耳 兹 曼 分 布 , 粒 子 的 最 低 四 个 能 级 为 ε0 / k = 0 ,

ε 1 / k = 500K , ε 2 / k = 600K , ε 3 / k = 700K ,它们的简并度分别为 1,2,4,5,当系统的温度
为 300 K 时,试计算: 1. 子的配分函数 q ; 2. 粒子分别在能级 ε 0 和 ε 3 上出现的概率; 3. 系统的摩尔能量。

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