华东师范大学物理化学2014年期中考试试卷

化学系2011级化学/应用化学专业《物理化学》（下）期中测试姓名学号分数一二三四五六七八总分请将答案书写在答题纸上！一、填空。（每空2分，共40分）1.统计热力学中根据粒子是否可分辨将体系分为体系和体系；根据粒子之间的相互作用将体系分为体系和体系。2.在已知温度T下，某粒子的能级εj=2εi，简并度gi=2gj，则εj和εi上分布的粒子数之比为。3.某理想气体X，其分子基态能级是非简并的，并定为能量的零点，而第一激发态能级的能量为，简并度为3。若忽略更高能级时，则X的配分函数为。若=0.5kT，则第一激发态能级与基态能级的分子数之比为。4.巳知CO和N2分子的质量相同，转动特征温度基本相等，若电子均处于非简并的基态，且振动对熵的贡献可忽略，那么Sm(CO)Sm(N2)。（填入“”,“”或者“=”）5.对于热力学函数U、S、G、H和A：（1）当考虑粒子可辨与不可辨时，哪些函数会发生变化？；（2）当考虑分子运动的零点能时，哪些函数会发生变化？。6.净重为8g的某物质的分解反应为一级反应，其半衰期为10天，则40天后其净重为。7.某复杂反应表观速率常数k与各基元反应速率常数间关系为：k=k2(k1/2k4)1/2，则表观活化能Ea与各基元反应活化能之间的关系为：。8.碰撞理论中，反应阈能（Ec）与实验活化能（Ea）之间的关系为：。9.链反应的三个基本步骤是：，，和。10.催化剂能加快反应，其根本原因在于。11.增加浓液中的离子强度时，对以下反应的速率系数有何影响？填入“增大”,“减小”或者“不变”。（1）Fe2++Co(C2O4)33-→Fe3++Co(C2O4)34-（2）蔗糖+OH-→转化糖（3）S2O82-+3I-→I3-+2SO42-二、选择。（每题2分，共10分）1.反应2O3→3O2的速率方程为21332[O][O][O]dkdt，或者21232[O]'[O][O]dkdt，则速率常数k和k′的关系是：（）A.2k=3k′B.k=k′C.3k=2k′,D.k/2=-k′/32.分子运动的特征温度ν是物质的重要性质之一，下列正确的说法是：()A.ν越高，表示分子振动能越小B.ν越高，表示分子处于激发态的百分数越小C.ν越高，表示温度越高D.ν越高，表示分子处于基态的百分数越小3.反应A(1)B(2)C若E1＞E2，为了有利于B的生成，原则上应选择：（）A.升高温度；B.降低温度；C.维持温度不变D.及时移走产物C4.关于玻耳兹曼分布定律/ikTiiNngeq的说法，以下正确的是：（）A.ni与能级的简并度无关；B.随着能级升高，εi增大，ni总是减少的；C.任何分布都可通过玻尔兹曼分布定律求出；D.ni称为一种分布。5.光化反应Ah产物，初级过程速率：（）A.与产物浓度有关；B.与反应物浓度有关；C.取决于光照强度与反应物的量；D.只与吸收光强度有关。三、现有5个可辨的分子，具有总能量为U=5(ε0+ε)。其中每一分子可以占据的能级为ε0+jε，j为整数0，1，2，……（1）用列表的方式给出总能量为U=5(ε0+ε)时，所有可能的分布，并计算每种分布对应的微观状态数；（2）指出何种分布为最概然分布？（10分）四、对某一特定的一级反应，在27°C反应时，经过5000s后，反应物的浓度减少为初始值的一半；在37°C反应时，经过1000s，反应物的浓度就减半，计算：（1）27°C时反应的速率常数；（2）在37°C反应时，当反应物浓度减低为初始浓度的1/4时所需要的时间；（3）该反应的活化能。（10分）五、O2(g)的摩尔质量为32gmol1，转动特征温度为2.07K，振动特征温度为2256K，电子基态能级简并度为3，计算298.15K时O2(g)的标准摩尔统计熵。（10分）六、反应C2H6+H2→2C2H4的机理如下：C2H62CH3•CH3•+H21kCH4+H•H•+C2H62kCH4+CH3•设第一个反应达到平衡，平衡常数为K；设H•处于恒稳态，试证明：1/21/241262[CH]2[CH][H]dkKdt（10分）七．由实验得知，丁二烯的二聚作用2C4H6（g）→C8H12（g）在440～600K温度范围中的速率常数k=9.2×109exp(-99120/RT)dm3·mol-1·S-1。已知玻尔兹曼常数kB=1.38×10-23J·K-1，普朗克常数h=6.626×10-34J·S，请计算该反应在600K时的活化焓rmH和活化熵rmS。（10分）