2001大连理工物理化学考研

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1、一、判断题 (包括 10 小题，每题1 分，共 10 分)，正确的在题前括号内打“” ，错误的打“” ： 1. 反应 CO(g) +12O2(g) = CO2(g) 的标准摩尔反应焓)(mrTH为CO2(g)的标准摩尔生成焓。 2. 纯物质两相达平衡时，两相的吉布斯函数值一定相等。 3. 只要始、 终状态一定， 不管由始态到终态进行的过程是否可逆，熵 变就一定。 4. 由理想气体组成的系统是非定域的独立子系统。 5. 一定温度下，微溶气体在水中的溶解度与其平衡气相分压成正比。 6. 亲液溶胶的丁铎尔效应应比憎液溶胶强。 7.已知反应 AY+Z 对 A 来说为二级， 当反应物A 转化是同一个百分

2、数时，若初始浓度愈低，则所需时间愈短。 8. 随浓度增大电解质溶液的电导率先增大后减小。 9. 氢电极的标准电极电势在任何温度下都等于零。 10. 对于理想气体反应， 定温定容条件下添加惰性气体时平衡不移动。二、选择题 (包括 8 小题，每题2 分，共 16 分)，选择正确答案的编号，填在题前括号内： 1. 定温定压条件下的润湿过程是：（）表面吉布斯自由能降低的过程；（）表面吉布斯自由能增加的过程；（）表面吉布斯自由能不变的过程；（）表面积缩小的过程。 2. 下列四种状态纯水的化学势最大的是：（1） 373.15K ，101325Pa液态水的化学势1；（2） 373.15K ，101325Pa

3、水蒸气的化学势2；（3） 373.15K ，202650Pa液态水的化学势3；（4）373.15K ，202650Pa 水蒸气的化学势4。 3. 用 0.08 moldm3的 KI 和 0.1 moldm3的 AgNO3溶液以等体积混合作成的水溶胶，电解质 CaCl2，Na2SO4，MgSO4对它的聚沉能力由大到小的顺序为（1） Na2SO4 CaCl2 MgSO4；（2） MgSO4 Na2SO4 CaCl2；（3） Na2SO4 MgSO4 CaCl2。 4. 某 反 应 速 率 系 ( 常 ) 数 与 各 元 反 应 速 率 ( 常 ) 数 的 关 系 为k=k2()kk1421 2，则

4、该反应的表观活化能Ea与各元反应活化能的关系为：（1） Ea=E2+12E1E4；（2）Ea=E2+12（E1E4） ；（3） Ea=E2+（E12E4）1/2；（4）Ea=E2+（E12E4） 。 5. 硫酸与水可形成H2SO4H2O(s)，H2SO42H2O(s)，H2SO44H2O(s)三种水合物， 问在 101325Pa的压力下， 能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有(1) 3 种；(2) 2 种；(3) 1 种；(4) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 6. 在温度 T 时，若电池反应 21Cu(s)+ 21Cl2(p )= 21Cu2+(a 1)+Cl-(a 2)的标准电

5、池电动势为E1，Cu(s) + Cl2(p )=Cu2+ (a 1)+2Cl- (a 2) 的标准电 池电动势为E2，则 E1和 E2的关系为：（1）E1/ E2= 2；（2）E1/ E2= 1/2；（3）E1/ E2= 4；（4）E1/E2= 1。 7. A 和 B 两组分在定温定压下混和形成理想液态混合物时，则有：（1）mixH=0 ；（2）mixS=0 ；（3）mixA=0 ；（ 4）mixG=0 。 8. 通电于含有活度相同的Fe2+，Ca2+，Zn2+， Cu2+的电解质溶液中，已知它们的标准电极电势如下：E(Fe2+|Fe)=0.4402 V，E (Ca2+|Ca)= 2.866

6、V ，E(Zn2+|Zn)=0.7628，E (Cu2+|Cu) =0.337 V。在惰性电极上，金属析出的顺序为（各种金属的析出超电势忽略不计）：（1）CuFeZnCa；（2）CaZnFeCu；（3）CaFeZnCu；（4）CaCuZnFe。三、填空题 (每空 1 分，共 13 分)，在各题的“”处填上答案：1.写出化学势的两个定义式：B=。2.已知在 25 H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) 的mr H= 285.83 kJmol-1；该反应的mrU= 。3 25 C2H4(g)的mc H= 1410 97 kJ mol-1； CO 2(g)的mfH=393 51 kJ

7、mol-1；H2O(l) 的mfH= 285 85 kJ mol-1， 则C2H4(g) 的mf H= 。4氢氧化铁溶胶显红色。由于胶体粒子吸附正电荷，当把直流电源的两极插入该溶胶时，在极附近颜色逐渐变深，这是现象的结果。5一个球形液滴在恒温下与其蒸汽成平衡时，液相压力p( )气相压力p( )（选填， ，号） 。若液体表面张力为，球形液滴半径为r，则 p( ) p( ) =。6某化合物与水相作用时，该化合物初浓度为1 mol dm3，1h 后其浓度为 0.8mol dm3，2h 后其浓度为0.6 mol dm3，则此反应的反应级数为，此反应的反应速率系(常)数 k=。7 今有一稀溶液， 含 0

8、.002 mol kg1的 NaCl 和 0.001 mol kg1的 La(NO3)3，该溶液的离子强度I=。8两液体A 与 B 形成的理想液态混合物，在一定温度下液态混合物上的平衡蒸气压为53.30 kPa , 测得蒸气中组分A 的摩尔分数yA = 0.45, 而在液相中组分A 的摩尔分数xA= 0.65 , 求在该温度下纯液体A 的饱和蒸气压pA*= ，纯液体B 的饱和蒸汽压pB*= 。四、画图读图题（共11 分） ：A ，B 二组分在液态完全互溶，已知液体B 在 80 C 下蒸气压力为101.325 kPa，气化焓为30.76 kJmol-1（视为常数）。组分 A 的正常沸点比组分 B

9、 的正常沸点高10 C。 在 101.325kPa 下将 8 mol A 和 2 mol B 混合加热到 60 C 产生第一个气泡，其组成为yB=0.4，继续在 101.325 kPa 下恒压封闭加热到70 C，剩下最后一液滴其组成为xB=0.1。将 7 mol B 和 3 mol A气体混合，在 101.325 kPa下冷却到 65 C 产生第一滴液体， 其组成为 xB=0.9，继续恒压封闭冷却到55 C 时剩下最后一个气泡，其组成为yB=0.6。（1） （6 分）画出此二组分系统在101.325kPa 下的沸点一组成图，并在图中标出各相区的相态及成分（相态用g、 l 或 s 表示气，液或固

10、态；成分用 A、B 或 A+B 表示） 。（2） （5 分） 8 mol B 和 2 mol A 的混合物在101.325 kPa、65 C 时(气相视为理想气体混合物)，平衡气相的物质的量ng= ； 平衡液相中组分 B 的活度 aB= , 活度因子 (系数 )fB= 。若将此混合物用简单精馏的方法进行分离，分离产物为与。五、计算填空题（共36 分） （只要求将结果填在空格处，不要求推导及计算过程）1(2 分)若将双分子看作是一维谐振子，I2分 子 的 振 动 能 级 间 隔 是J,10414.020计算在 27时，粒子在相邻能级上平衡分布的分子数之比。 （已知玻耳兹曼常数。-123KJ103

11、8.1k）2(4 分)潮湿 Ag2CO3在 100下用空气流进行干燥，试计算空气流中CO2的分压最少应为方能避免 Ag2CO3分解为 Ag2O 和 CO2。已知Ag2CO3(s)、Ag2O(s) 、CO2(g)在 298.15K、100kPa 下的标准摩尔熵分别为167.36JK-1 mol-1、121.75 JK-1 mol-1和 213.80 JK-1mol-1；mf H(298.15K) 分别为 -501.7 kJmol-1、-29.08 kJmol-1和-393.46 kJmol-1；在此温度区间内平均定压摩尔热容分别为108.8JK-1mol-1、ABxBt/p=101.325kPa

12、 68.6JK-1 mol-1和 40.2JK-1mol-1。(p=100kPa)3 (4 分)定容气相反应AY 的速率系 (常)数 k 与温度 T 具有如下关系式：ln/. /k Ts K124 009622则此反应的活化能Ea= ；欲使 A 在 10min 内转化率达到90%，则反应温度T= 。4(6 分) 303 kPa，25的 H2(g)1.43 dm3，绝热可逆膨胀到最终体积为2.86 dm3， 试 求H2(g) 的 最 终 压 力p2= ， 最 终 温 度T2= ；该过程的U= 。H2(g)按理想气体处理，Cp,m = 7R / 2 。 5(4 分) N2O5气相分解反应N2O52

13、NO2 + 12O2 的反应机理如下：N2O5k1NO2NO3；NO2NO3k1N2O5；NO2 NO3k2NO2O2+NO ；NO NO3k3NO2。设NO3和NO 处 于 稳 定 态 ， 则 反 应 物N2O5的 消 耗 速 率tcd)O(Nd52。6(5 分) 反应2A(g)+B(g)Y(g) 的动力学方程为ddctB= kBcA1 5 .cB0 5 .。今将 A 与 B 的摩尔比为21 的混合气体通入400 K 定容容器中，起始总压力为 3.04 kPa，50s 后，总压力变为2.03 kPa，则反应的反应速率系(常)数 kB，kA。7. (11 分) 电池 Pb | PbSO4(s)

14、 | H2SO4(1 mol kg-1) | PbSO 4(s) | PbO2 在 298K时的标准电动势MFE=2.041 V ，并已知电池电动势与温度的关系为EMF=（1.902+5.6110-5T/K）V，法拉弟常数F=96480Cmol-1。(1)写出电极反应和电池反应；正极反应：负极反应：电池反应：(2) 若1mol PbO2反 应 ， 则 该 电 池 反 应 在298K时 的rG m = ，rSm= ；(3)298K 时， b=1 molkg-1的 H2SO4水溶液中a(H2SO4)= ，= 。六、证明题 (6 分) （请将答案写在答题纸上）试从NT,VAp)(出发，用统计热力学的

15、方法证明，理想气体状态方程为RTpVm。七、实验题 (8 分) （统考生必答，单考生不答）附图为恒温槽装置图1写出下列部件名称：1 ； 2 ；3 。2恒温槽控制的反应温度有一个波动范围，波动范围越小， 恒温槽的灵敏度越高。为了提高恒温槽的灵敏度，在设计恒温槽时，应尽量使选择的传热质热容要，感温元件热容要，用于加热传热质的加热器功率要。 （填“较大”或“较小”）3 在物理化 学 实验中 ，应 用恒温 槽技 术的实 验有，。八、问答题 (8 分)（单考生必答，统考生不答）（请将答案写在答题纸上）2 1 3 试说明物理吸附和化学吸附的主要区别。2001 年大连理工大学硕士研究生入学考题物理化学与实验

16、答案一、判断题12 3 4 5 6 78910 二、选择题1 （1）2 （4）3（3）4（ 2）5 （3）6 （4）7（1）8（1）三、填空题1 )BC(, Bc)(nVTnA；)BC(, Bc)(nPTnG。或)BC(, Bc)(npSnH；)BC(, Bc)(nVSnU。2282.11 kJmol-1352 25 kJmol-14负电泳5； r2。6 零级；0.2moldm3h1 。7 0.008 mol kg18 pA*= 36.90 kPa pB*= 83.76 kPa 四、 画图读图题（ 1）（2）n (g ) =5 mol ；aB =1.115；fB = 1.239；纯 B，恒沸混合物。五、 计算填空题1 ji NN3 6 8.0e12 T=373.15K, p=