单元小结练　电学实验综合练习

(限时：30分钟)

1．分别用如图1所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值．图甲中两表的示数分别为3 V、4 mA，图乙中两表的示数分别为4 V、3.9 mA，则待测电阻R_x的真实值为(　　)

图1

A．略小于1 kΩ                                              B．略小于750 Ω

C．略大于1 kΩ                                              D．略大于750 Ω

答案　D

解析　先判断采用的测量方法，由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大，说明测量的是小电阻，这样电流表分压较大，应该采用图甲进行测量比较准确．图甲中测量值为R_测＝＝750 Ω，较真实值偏小．故D项正确．

2．用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图2所示，此示数为

________mm.用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02 mm)

测定某圆柱的直径时，卡尺上的示数如图3所示，可读出圆柱的         图2

直径为________mm.

图3

答案　8.116　42.12

解析　螺旋测微器读数时，首先要明确其精确度为0.01 mm，读取固定刻度上的数值时，要看半毫米刻度线是否露出；游标卡尺读数时应注意精确度、单位，读法为主尺读数加游标尺读数．

螺旋测微器读数为(8＋11.6×0.01) mm＝8.116 mm.

游标卡尺读数为(42＋6×0.02) mm＝42.12 mm.

3．如图4所示为一正在测量中的多用电表表盘．

图4

(1)如果是用×10 Ω挡测量电阻，则读数为________ Ω.

(2)如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为______ mA.

(3)如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为________ V.

答案　(1)60　(2)7.2　(3)3.57

解析　用欧姆挡测量时，用最上面一排数据读数，读数为6×10 Ω＝60 Ω；用直流电流挡测量时，读取中间的三排数据的最底下一排数据，读数为7.2 mA；用直流电压挡测量时，读取中间的三排数据的中间一排数据较好，读数为35.7×0.1 V＝3.57 V.

4．(2012·天津理综·9(3))某同学在进行扩大电流表量程的实验时，

需要知道电流表的满偏电流和内阻．他设计了一个用标准电

流表G₁来校对待测电流表G₂的满偏电流和测定G₂内阻的

电路，如图5所示．已知G₁的量程略大于G₂的量程，图中

R₁为滑动变阻器，R₂为电阻箱．该同学顺利完成了这个实验．       图5

①实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为________(填步骤的字母代号)；

A．合上开关S₂

B．分别将R₁和R₂的阻值调至最大

C．记下R₂的最终示数

D．反复调节R₁和R₂的阻值，使G₁的示数仍为I₁，使G₂的指针偏转到满刻度的一半，此时R₂的最终示数为r

E．合上开关S₁

F．调节R₁使G₂的指针偏转到满刻度，此时G₁的示数为I₁，记下此时G₁的示数

②仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G₂内阻的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)；

③若要将G₂的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出需在G₂上并联的分流电阻R_S的表达式，R_S＝________.

答案　①BEFADC　②相等　③

解析　①开关闭合前应使回路中的总电阻值最大，实验时，先闭合S₁，调整R₁使G₂满偏，测出G₂的满偏电流，然后利用半偏法(比较法)测出G₂的电阻．故合理的顺序依次为BEFADC.

②根据串、并联电路的特点，R₂、G₂两端的电压相等，即r_g＝r，所以r_g＝r，即测量值与真实值相等．

③改装表的原理图如图所示，

则I₁r＝(I－I₁)R_S

所以分流电阻R_S＝.

5．(2012·四川理综·22(2))为测量一电源的电动势及内阻

(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表

A．量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表

B．量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表

C．量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表

选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表．

(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号、或与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图．

(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0 Ω；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为40.0 Ω，则电源的电动势E＝____ V，内阻r＝________Ω.

答案　(1)或C　6　(2)见解析图　(3)7.5　10.0

解析　(1)、的内阻不确定，故应选择进行改装，串联电阻R＝(－1)R_V＝(－1)×

3 kΩ＝6 kΩ.

(2)本实验的原理为U＝E－Ir，利用变阻箱和电压表可获取电流I，故电路图如图所示．

(3)根据闭合电路欧姆定律知：E＝3U＋·r

将U₁＝1.50 V，R₁′＝15.0 Ω及U₂＝2.00 V，R₂′＝40.0 Ω

分别代入上式联立解方程组得E＝7.5 V，r＝10.0 Ω.

6．两位同学在实验室中利用如图6甲所示的电路测定值电阻R₀、电源的电动势E和内阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V₁的测量数据，另一位同学记录的是电流表A和电压表V₂的测量数据，并根据数据描绘了如图乙所示的两条U－I图线．回答下列问题：

甲　　　　　　　　　乙

图6

(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知                                                             (　　)

A．甲同学是根据电压表V₁和电流表A的数据

B．甲同学是根据电压表V₂和电流表A的数据

C．乙同学是根据电压表V₁和电流表A的数据

D．乙同学是根据电压表V₂和电流表A的数据

(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是                                                         (　　)

A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端

B．电源的输出功率最大

C．定值电阻R₀上消耗的功率为0.5 W

D．电源的效率达到最大值

(3)根据图乙，可以求出定值电阻R₀＝________Ω，电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.

(4)该电路中电流表的读数能否达到0.6 A，试说明理由．

________________________________________________________________________

答案　(1)AD　(2)BC　(3)2　1.5　1　(4)见解析

解析　(1)从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压表V₁的读数减小，电压表V₂的读数增大．甲同学是根据电压表V₁和电流表A的数据绘制图象的，A正确，B错误；乙同学是根据电压表V₂和电流表A的数据绘制图象的，C错误，D正确．

(2)图象中两直线的交点表示电压表V₁的读数与电压表V₂的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，A错误；从图象可以得出电阻R₀的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，B正确；定值电阻R₀消耗的功率为：P＝U₂I＝1.0×0.5 W＝0.5 W，C正确；电源的效率为：η＝＝，U越大，效率越大，D错误．

(3)从图象乙可以得出定值电阻R₀的阻值为：R₀＝＝ Ω＝2 Ω；从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.5 V，即电源的电动势为1.5 V，图象斜率的绝对值为：k＝||＝＝1，即电源的内阻为r＝1 Ω.

(4)该电路中的电流为：I＝，当R最小为0时，电流最大，最大值为：I_m＝＝ A＝0.5 A，故该电路中电流表的读数不能达到0.6 A.

7．有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线．现有下列器材供选用：

A．电压表V₁(0～5 V，内阻约10 kΩ)

B．电压表V₂(0～10 V，内阻约20 kΩ)

C．电流表A₁(0～0.3 A，内阻约1 Ω)

D．电流表A₂(0～0.6 A，内阻约0.4 Ω)

E．滑动变阻器R₁(0～10 Ω，2 A)

F．滑动变阻器R₂(0～100 Ω，0.2 A)

G．学生电源(直流6 V)、开关及导线

(1)为了调节方便，测量尽可能准确，实验中应选用电压表________，电流表________，滑动变阻器________．(填器材前的选项符号)

(2)为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据，请在下面的虚线框中画出实验电路图．

(3)P为图7中图线上的一点，PN为图线上P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则由图可知：随着所加电压的增加，小灯泡的电阻将________(填“增大”、“减小”或“不变”)；对应P点，小灯泡的电阻值约为________Ω.(保留三位有效数字)

图7

答案　(1)A　D　E　(2)见解析图　(3)增大　5.33

解析　(1)由灯泡“4 V,2W”可知，I＝＝0.5 A，故电压表选A，电流表选D，要求电压从0开始增大，可知用分压式接法，故滑动变阻器选E.

(2)由<可知电流表外接，电路图如图所示．

(3)I－U图象中图线的斜率为电阻的倒数，所以随着电压的增加，小灯泡的电阻增大，结合图象和R＝，可得R＝ Ω≈5.33 Ω.

8．某同学为了研究“3 V,0.3 W”的小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻情况．设置了如下器材：

电流表A₁(量程400 mA，内阻r₁＝5 Ω)；

电流表A₂(量程600 mA，内阻r₂约为1 Ω)；

电压表V(量程15 V，内阻约为3 kΩ)；

定值电阻R₀(5 Ω)；

滑动变阻器R₁(0～10 Ω，额定电流为1 A)；

滑动变阻器R₂(0～250 Ω，额定电流为0.3 A)；

电源E(电动势3 V，内阻较小)；

开关一个，导线若干．

(1)从以上给定的器材中选择恰当的器材．在虚线框内画出实验电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号．

(2)根据设计的方案，将图8中的器材连成符合要求的电路(有个别仪器可能不用)．

图8

(3)闭合开关S，移动滑片P，使________时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的电阻为________(用测量的物理量表示)．

答案　(1)、(2)见解析图　(3)A₁的示数为300 mA　

解析　测电阻的基本方法是伏安法，但由于小灯泡的额定电压为3 V，比电压表的量程小得多，故无法用电压表测电压．可设计让定值电阻R₀与A₁串联，改装成一个适当量程的电压表，然后用A₂测量小灯泡和改装电表并联后的总电流，这样通过两表的示数就可以知道通过小灯泡的电流为I₂－I₁，小灯泡两端的电压为I₁(R₀＋r₁)，故小灯泡的电阻为R_L＝.

实验要求测量小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻情况，即要求电压从0开始调节，故滑动变阻器应选用分压式接法．由于滑动变阻器R₂阻值太大，所以滑动变阻器选R₁；小灯泡正常发光时电压为3 V，对应电流表读数为I₁＝＝0.3 A＝300 mA.则电路原理图如图甲所示，实物连接图如图乙所示

使A₁的示数为300 mA时，灯泡正常发光，此时R_L＝，式中I₂为A₁表示数为300 mA时，电流表A₂的读数，故I₁＝300 mA.

 

第二篇：大连理工大学19xx、92、93年物理化学及物理化学实验试题

大连理工大学一九九一年硕士生入学考试物理化学及物理化学实验试题

一、是非题（包括7小题，每小题2分，共14分）认为正确的用“＋”号；错误的用“－”号，于各小前括弧内：

（ ）1、非气体卡诺循环的熵变ΔS≠0

（ ）2、理想气体的绝热节流膨胀的ΔH＝0

（ ）3、质量作用定律适用于基元反应。

（ ）4、催化剂能显著加速化学反应，但不改变反应的平衡。

（ ）5、油包水型的乳状液用O/W符号表示。

（ ）6、光化反庆量子效率φ只能等于1。

（ ）7、测定电解质溶液的电导时，要用交流电源。

二、填空题（包括8小题，共30分。除已标明分数的小题外，前面5小题中都是每空1分）

1.链锁反应的三个基本环节是：（1）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（2）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（3）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2.一定温度下，弯曲液面的蒸气压P_凸，P_凹，P_平三者从大到小的次序为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

3.玻尔兹曼（Boltzmann）分布律是＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿式中q=＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿称为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

4.能量零点的不同选择对配分函数及物系内能的数值＿＿影响；而对物系的熵值及热容C_V＿＿影响。（此题空中只填“有”或“无”字样。）

5.恒温浴是一种以液体为介质的恒温装置，包括浴槽、电热器和＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿等部分。

6.（4分）做化学动力学实验时，既可以用化学法（直接测量反应体系中某物质在不同时刻的浓度或含量），也可以用物理法（通过测量反应体系在不同时刻的物理性质，如重量、压力、电导、旋光度……等，代替浓度的测量）。你做过的哪个动力学实验用的是物理法？请写出这个动力学实验的名称是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；所测量的物性质是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；测量这种物理性质所用的主要仪器或装置的名称是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

7.（3分）x_A=0.8的A、B两组份溶液，在一定温度下平衡气相中的分压为60kPa，纯A液体在此温度下的蒸气压为120kPa。该溶液中A的活度（以纯态为标准态）a_A＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿；活度系数γ_A＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿[注：压力单位Pa与大气压的关系为：1atm＝101325Pa]

8.（10分）本题图1（风本题后，在第3页）是A、B两组分气液平衡温度－组成图。

（1）当物系点分别在相区I和II，各为几相平衡？哪个相？所在相区的剩余（或条件）自由度？一一填入下表[注意：其中“哪几个相”一栏，要求说明何种聚集态，例如可分别用符号“l”、“g”、“l+g”代表“单个液相”、“单个气相”、“气液两相”的平衡]。

（2）将4molB和1molA混合，在101325Pa压力下加热到开始沸腾，第一个气泡的组成y_B=＿＿＿＿＿＿＿该溶液在同样压力下封闭加热到100℃达到平衡时，液相的组成物质的分别为n_l=＿＿＿＿＿＿＿mol;n_g=＿＿＿＿＿＿＿＿＿mol

三、

（13分）NaHCO₃(s)的分解反应为

2NaHCO₃(s)＝Na₂CO₃(s)+H₂O(g)+CO₂(g)

设该反应在298-373K之间的反应热可近似视为与瘟度无关。已知数据如下表所示：

1.  计算371K，101325Pa下反应的平衡常数K_p^θ[即K(P/P^θ)]

1. 上述条件下，若在反应物NaHCO₃(s)上通往含水蒸气摩尔分数为0.65的H₂O-CO₂混合气，能否使NaHCO₃(s)避免分解？

四、

（12分）设有溶液中反应A+B→C已知其速率方程为：

若反应开始时A、B的浓度C_A,O=C_B,O=0.01mol·dm^-3，且测得300K时，10分钟内A转化40％，而在400K时，10分钟内A转化60％，试计算350K时，10分钟内A的转化率为多少？

五、

（8分）设反应R→P的机理为：

其中I₁，I₂，I₃均为活泼中间物。

1.  请按上述机理导出以表示反应速率的速率方程；

1. 在一定温度下，若反应物的半衰期为20秒，则反应物转化90％共需多少时间？

六、（15分）本题区分（A）、（B）题

注意：指定统考生只答其中题（A），若答（B）则不计分。

单考生在本题（A）、（B）两题中可任选其一作答，但不要（A）、（B）两题都答，否则以其中得分较少的计分。

A.  2mol小在100℃，101325Pa 下恒温恒压气休为水蒸气，这些水蒸气再在100℃恒温可逆压缩到Pa，已知水在100℃时的气化热为40.67kJ·mol^-1。请计算物系在整个过程中的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS和ΔG。[注：G代表自由焓（或吉布斯函数），即G≡U＋PV－TS≡H－TS]

1. 5mol某理想气体

从298K，300kPa，恒温可逆膨胀到100kPa，请计算该过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG。

七、（8分）本题区分为（A）、（B）题。对统考生和单考生的答题规定下第六题同。

A.  已知电池

Pt,H₂(=101325Pa)|HCl(m=0.100mol·kg^-1)|Hg₂Cl₂(s),Hg(l)

25℃时，E＝0.399V，E^θ＝0.268V

（1）写出电池的电极反应和电池反应；填入下列空中：

阳极反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

阴极反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

电池反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

计算25℃时，该电池反应的K_a,a_HCl,a_i,γ_±。

1. 已知下列电池

Pt,H₂(=101325Pa)|待测pH溶液||KCl(m=0.1mol·kg^-3)|Hg₂Cl₂(s),Hg(l)

在25℃时的电动力势E＝0.6097V，计算待测溶液的pH＝？

[0.1mol·dm^-3的甘汞电极的还原电极电势φ_甘汞＝0.3337V]

大连理工大学一九九二年硕士生入学考试物理化学及物理化学实验试题

一、是非题（包括7小题，每小题2分，共14分）认为正确的用“＋”号；错误的用“－”号，于各小前括号内：

（ ）1、298K时，H₂(g)的标准燃烧热与H₂0(l)的标准生成热数值上相等。

（ ）2、亨利定律适用于稀溶液中的溶质，而且该溶质在气、液两相中的分子形态必须相同。

（ ）3、半径为r的球形肥皂泡，所产生的附加压力ΔP=(γ为表面张力)

（ ）4、分子分散体系是热力学不稳定体系，而胶体分散体系是热力学稳定的体系。

（ ）5、Boltzmann分布即是最可几分布，它可以代替平衡分布。

（ ）6、热电偶的温差电势与热电偶的长度及粗细无关，而与两个接点的温度差有关。

（ ）7、在对峙测定原电池电动势的实验中，当调节电位差计的工作电流时，如果工作电池和标准电池的正负极均接反了，则无论怎样调电阻，检流计的“光点”总是偏向一方。

二、填空题（包括8小题，每小题2分，共16分）

在各个小题中画有横线处填上答案：

1.  焦－汤系数的定义为μ_H＿＿＿＿＿＿＿，若某气体的μ_H＜0，则该气体节流后，温度＿＿＿＿＿＿。

1. NaHCO₃(s)在真空容器中部分分解为Na₂CO₃(s)，H₂0(g)，CO₂(g)，达到平衡时，该体系的相数φ＝＿＿＿；组分数c＝＿＿＿；自由度数f＝＿＿＿。
2. 电解质的离子强度定义的I＿＿＿＿＿＿＿，1mol·kg^-1的CaCl₂水溶液I＝＿＿＿＿＿mol·kg^-1。
3. 0.1mol·kg^-1的CaCl₂水溶液，离子平均系数γ_±＝0.219，则其离子平均活度a_±＝＿＿＿＿＿。
4. 在测定二组分完全互溶体系的沸点－组成图的实验中，测定平衡时气、液两相的组成常用的仪器是＿＿＿＿＿，直接测定的物理量是＿＿＿＿＿。
5. 在测定双液电池的电动势时，所用的盐桥中填入的电解质溶液通常是＿＿＿＿溶液，其浓度必须是＿＿＿＿的，该电解质的正负离子的＿＿＿＿＿＿近似相等。
6. 最大气泡压力法测液体表面张力的关键有以下三点：①＿＿＿＿必须干净，②鼓泡速度必须＿＿＿＿（填“迅速”或“缓慢”）， ③在U形管压差计上读取的是＿＿＿＿（填“最大”或“最小”）液柱差。
7. 催化剂的定义是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

三、计算题（不要求写出运算过程，只需将计算结果填于相应的空白处）（共19分）：

1、（12分）理想气体反应：A(g)→2L(g)+M(g)

已知数据如下：　

(1)利用上表数据计算下述结果：

Δ_rH^Θ_m,298K＝＿＿＿＿＿＿kJ·mol^-1;

Δ_rS^Θ_m,298K＝＿＿＿＿＿＿J·K^-1·mol^-1;

Δ_rH^Θ_m,423K＝＿＿＿＿＿＿kJ·mol^-1;

Δ_rS^Θ_m,423K＝＿＿＿＿＿＿J·K^-1·mol^-1;

ΔK^Θ_p,423K＝＿＿＿＿＿＿。

(2)试判断：当A(g),L(g),C(g)混合物中各物质的摩尔分数分别是0.3,0.3,0.4时，在100kPa，在423K下，反应的方向是向＿＿＿＿＿（填“左”或“右”），（注：P^Θ＝100kPa）

2、（7分）下述电池：

Pt,H2(=101325Pa)|KOH水溶液|O2(=101325Pa),Pt

已知25℃时，φ^Θ（OH^-|O₂,Pt,还原）=0.401V，

φ^Θ（OH^-,H₂O|H₂,Pt,还原）=－0.828V，

(1)写出电极及电池反应：

（－）极：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

（＋）极：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

电池反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

(2)计算25℃时电动势E＝＿＿＿＿＿＿V，1mol H₂发生反应时，ΔG＝＿＿＿＿＿kJ·mol^-1。

四、读图题（共16分）

下图是A－B二组分体系的溶点组成图：

　

1、（12分）读出体系点a,b,c,d所在的相区是几相平衡？是哪几个相？（要求用符号表示出平衡相的聚集状态，如A(s)+L,A(s)代表纯固体A,L代表溶液）条件自由度f ’=?，并分别填入下表内：

2、（4分）若体系点K由6mol A与B的混合物组成，则溶液一相中有＿＿＿＿mol A及_____mol B。

五、运算题（按规范化要求写出运算过程，即写出所用公式，代入数值和单位，求出运算结果）（共23分）

1、（10分）已知液体A(l)的饱各蒸气压与温度的关系为：

（P^Θ=100kPa）

(1)计算350K时A(l)的饱和蒸气压P^*_A,350K=?

(2)计算下述过程的ΔH,ΔS,ΔG。（注该蒸气为理想气体）

A(1mol,l,350K, P^*_A,350K)→A（1mol,g,350K, P^*_A=18.4kPa）

2、（13分）下述气相反应：A(g)+2B(g) →C(g)

已知该反应的速率方程为：

在保持恒温、体积一定的抽真空容器内，注入反应物A(g)及B(g)。当700K，P_A，O＝1.33kPa，P_B，O＝2.66kPa时，实验测得：以总压P_t表示的初始速率＝1.200×10⁴Pa·h^-1

(1)推导出与的关系

(2)计算在上述条件下，以P_A的递减速率表示的初始速率=?k_A(P),700K=?以脑以P_B递减速率表示的速率常数k_B(P),700K=?

(3)计算在上述条件下，气体A(g)反应掉80%所需时间t=?

(4)800K时，测得该反应的速率常数k_A(P),800K=3.00×10^-3Pa^-1·h^-1，计算上述反应的活化能Ea=?

六、推导及证明题（共12）

1、（8分）在水溶液中，以M为催化剂，发生下述反应：

A＋B＋CD＋2E

实验测知，该反应的速率方程为：

设反应机理为：

(i)A+BF（快）

(ii)F+MG+E（慢）

(iii)G+CD+E+M(快)

（1）按此机理导出实验所得的速率方程；

（2）推出表观活化能与各基元反应活化能的关系。

2、（4分）试用统计热力学方法导出理想气体状态方程式为：

PV＝nRT

（提示：独立子离域子系的亥氏函数F＝－kTln）

大连理工大学一九九三年硕士生入学考试物理化学及物理化学实验试题

一、是非题（包括5小题，每小题2分，共10分）。以下各小题你认为正确的用“＋”号，错误的用“－”号，填入各小题前的括号内：

（ ）1、对于气体，在高于其临界温度的条件下，无论加多大压力都不会使其液化。

（ ）2、（C≠B）既是偏摩尔量，又是化学势。

（ ）3、催化剂的加入，可以改变反应的Δ_rG_m。

（ ）4、弯曲液面产生的附加压力与表面张力成反比。

（ ）5、能量零点选择不同，对分子配分数无影响。

二、填空题（包括7小题，1－5每小题2分，6－7每小题3分，共16分）在以下各小题中画有横线处填入答案：

1.  热力学第二定律的经典表述之一为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其数学表述式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

1. 胶体分散系统，分散质（或分散相）的颗粒大小介于＿＿＿＿nm之间。
2. 若炮化学反应的量子效率φ＞1，表明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3. Langmuir单分子层吸附理论的基本假设为（i）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，（ii）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，(iii)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，（iv）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。由此推导出的吸附等温式为θ＝＿＿＿＿＿＿＿＿。
4. 热电偶的温差电势与热电偶的＿＿＿＿＿＿无关，而与两个接点的＿＿＿＿＿＿有关。
5. 测定电解质溶液的电导率K与摩尔电导率Λ_m时，实验中所用的仪器设备有：（i）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（ii）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿(iii)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
6. 贝克曼温度计上的最小刻度是＿＿＿＿℃，可以估读到＿＿＿＿℃，整个温度计刻度范围是＿＿＿＿℃或＿＿＿＿℃，它只能用于测＿＿＿＿＿＿，而不能测＿＿＿＿＿＿＿。

三、计算题（不要求写出运算过程，只需将计算结果填入相应的空白处）（共19分）：

1、（12分）试计算给定的理想气体反应：A(g)+B(g)＝L(g)+M(g)的以下结果：

(1) 已知298K时：

A(g)+4B(g)＝C(g)+2L(g) (i)

Δ_rG_i^θ=－112.60kJ·mol^-1

2B(g)+E(g)＝2L(g) (ii)

Δ_rG_ii^θ=－456.12kJ·mol^-1

2F(g)+E(g)＝2M(g) (iii)

Δ_rG_iii^θ=－272.04kJ·mol^-1

F(g)+2B(g)＝C(g) (iv)

Δ_rG_iv^θ=－51.07kJ·mol^-1

则给定反应的Δ_rG_iv^θ(298K)＝＿＿＿＿＿＿＿kJ·mol^-1，K_p^θ(298K)＝＿＿＿＿＿。

(2) 对定反应，又查得得以下数据：

则给定反应的Δ_rH_m^θ(298K)＝＿＿＿＿＿＿kJ·mol^-1，

Δ_rH_m^θ(498K)＝＿＿＿＿＿kJ·mol^-1，K_p^θ(498K)＝＿＿＿＿＿＿。

(3) 试判断，当A(g)、B(g)、L(g)、M(g)混合物中各物质的摩尔分数分别为0.3,0.4,0.2,0.6时，在100kPa及498K时，给定反应的方向是向＿＿＿＿＿＿（填入“左”或“右”）（注，P^θ＝100kPa）。

２、（7分）电池：

Pt,H₂(p^θ=100kPa) | HCl(m=0.1mol·kg^-1,＝0.796 ||

KCl(m=0.1mol·kg^-1,＝0.769),Hg₂Cl₂ | Hg,Pt

测得25℃时的电动势E＝0.398V，假定m=0.1mol·kg^-1的KCl和HCl两个溶液中的相同，并且m=0.1mol-kg^-1的KCl溶液中＝。

1.  写出该电池的电极反应和电池反应为：

（－）极：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

（＋）极：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

电池反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

1. 计算25℃时，KCl浓度为m=0.1mol·kg^-1时甘汞电极的电极势φ（甘汞）＝＿＿＿＿V。
2. 计算该电池中1molH₂发生反应时Δ_rG_m＝＿＿＿＿＿kJ·mol^-1。

四、读图题（10分）

下图为A及B二组分液态部分互溶系统的相图（t_A*，t_B*分别为100kPa下A及B的沸点）：

1、（8分）设由4molB和6molA组成的一系统，从20℃到120℃均处于相平衡状态，试根据上图填写下表：

注：填表时用统一符号――平衡相的聚集态（即气、液、固）分别用g、l、s表示（对两相区再加角性1、2,例g₁,g₂…）；平衡相的相组成分别用y_B^g、x_B^l、x_B^s表示，平衡相的物量分别用n^g、n^l、n^s表示（对两相区再加角注1、2，例y_B,1^g、y_B,2^g…，n₁^g、n₂^g…）并填上等于的数值。

2、（2分）分别计算图中各相区(i)、(ii)、(iii)、(iv)及t_B*所在相区的条件自由度f ’=?，填在以下空白处：f ’_(i)＝＿＿＿＿＿，f ’_(ii)＝＿＿＿＿＿，f ’_(iii)＝＿＿＿＿＿，f ’_(iv)＝＿＿＿＿＿，＝＿＿＿＿。

五、运算题（按规范化要求写出运算过程，即写出所用公式，代入数值和单位，求出运算结果）（共29分）：

1、（18分）平行反应：

总反应对A及B均为一级，对P及Q均为零级，已知：

（1）若A和B的初始浓度分别为C_A,O=0.100mol·dm^-3，C_B,O=0.200mol·dom^-3，计算500K时经过30min，A的转化率为多少？此时P和Q的浓度各为多少？

（2）分别计算活化能E₁及E₂。

（3）试用有关公式分析，改变温度时，能否改变比值C_p/C_Q？要提高主产物的收率是采取降温措施还是升温措施？

（4）在同一座标上作主、副反应的lgK_A(1及2)~图，并利用该图分析提高反应温度，可否使k_A,2＞k_A,1。

2、（6分）已知液体Na(l)的饱和蒸汽压与温度的关系为：

（1）计算1155K时Na(l)的饱和蒸汽压P*_Na(l,1155K)＝？

（2）计算下述过程的ΔH、ΔS、ΔG[设Na(g)可视为理想气体]。

Na[1mol·l,1155,P*_Na(l,1155K)] ─→Na[1mol·g,1155K, P*_Na=10132.5Pa]

（注：该题标准压力按P^θ＝101325Pa计算）

3、（5分）已知25℃时，苯蒸气和液态苯的标准生成热（Δ_fH_B^θ）分别为82。93kJ·mol^-1和48.66kJ·mol^-1，苯在101325Pa下的沸点是80.1℃。若25℃时甲烷溶在苯中，平衡浓度x(CH₄)=0.0043时，则与其平衡的气相中，CH₄的分压力为245kPa。试计算：

（1）25℃，当x(CH₄)=0.01时的甲烷苯溶液的蒸气总压P;

（2）与上述溶液成平衡的气相组成y(CH₄)。

注：以下六、七两题统考生只作六题，不作七题；单考生可在六、七两题中任选一题，若两题均作，律作废（六题包括1、2两小题）。

六、推导及证明题（共16分）：

1、（9分）反应的机理为：

其中B为活性中间物，假定k₂?k₃。

（1）试按上述机理导出：该反应的速率方程为。

（2）根据活化能定义，推导表观活化能E_a与各基无反应活化能的关系。

2、（7分）试用统计热力学方法推导单原子理想气体恒容摩尔热容C_V,m=R

已知，内能U与配分函数q的关系为：

七、分析推理题（16分）

某反应：A＋B→C

在一定温度下，实验测得如下动力学数据：

1.   分析和综合表中实验数据你可发现哪些问题或得到什么结论？

2.  由（1）的分析结果，初步确定该反应的速率方程形式；

3.   对你所初步确定的速率方程是否正确再用表中数据作进一步和论证；

4.   该反应的速率方程除在（2）中所确定的形式外，可还还存在其它形式？请再用表中数据作论证。