2002物化试题及答案

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1、考研物理化学2002 2002 年招收攻读硕士学位研究生入学试卷年招收攻读硕士学位研究生入学试卷 物理化学物理化学 一、选择题（20 分） 1. 苯在一刚性绝热容器中燃烧：6622215C H ( )O ( )6CO ( )3H O( )2lggg+=+（ ） A. B. 0,0,0UHQ= C. D. 0,0,0UHQ=0,0,0UHQ= 2. 对于一定量理想气体，些列过程不可能发生的是（ ） A.等温绝热膨胀 B.等压绝热膨胀 C.吸热而温度不变 D.吸热而体积缩小 3. 在封闭体系的 ST 图中，通过某点可以分别作出等容线和等压线，其斜率分别为： VSxT=和pSyT=则在该点两曲线的斜

2、率的关系是（ ） A. xy D.无固定关系 4. 恒温时，B 溶解于 A 形成溶液，若纯 B 的摩尔体积大于溶液中 B 的偏摩尔体积， 则增加压力将使 B 在 A 中的溶解度如何变化？（ ） A.增大 B.减小 C.不变 D.不一定 5. 在平动、转动、振动运动对热力学函数的贡献中，下述关系式中哪一个是错误的？ （ ） A. B. UrFG=rH= C. , vCC,p= D. , , p tv tCC= 6. 400K 时，液体 A 的蒸汽压为 4104Nm2，液体 B 的蒸汽压为 6104Nm2。二者组成理想液体混合物。当达气液平衡时，在溶液中 A 的摩尔分数为 0.6，则 在气相中 B

3、 的摩尔分数为（ ） A.0.31 B.0.40 C.0.50 D.0.60 7. 反应在 600，100kPa 下达到化学平衡。当p5000kPa 时，各气体的逸度系数为： 22CO( )H O( )CO ( )H ( )ggg+=+2g222(CO )1.90, (H )1.10, (CO)1.23, (H O)0.77= 则平衡点（ ） A.向右移动 B.不移动 C.向左移动 D.不能确定 - 1 - 考研物理化学2002 8. 对临界胶束浓度（CMC）的说法不正确的是（ ） A.CMC 是形成胶束的最低浓度 B.在 CMC 前后溶液的表面张力有显著变化 C.在 CMC 前后溶液的电导值

4、变化显著 D.达到 CMC 以后溶液的表面张力不再有明显变化 9. 0.001molkg1的 K3Fe(CN)6水溶液的例子强度为（ ） A.6.0103 B. 5.0103 C. 4.5103 D.3.00103 10. 反应21NOONO2+=2的速率在温度升高时反而下降，这是因为（ ） A. 该反应是一个光化学反应 B. 该反应催化剂的活性随温度升高而下降 C. 速控步骤前的快速平衡步骤放热显著 D. 这是一个放热的复杂反应 二、（8 分）已知反应： （1） Na( )Na( ), 105kJ (291K)sgH = +（2） 2Cl ( )2Cl( ), 250kJ (291K)ggH

5、 = +（3） 1Cl( )Na( )NaCl( ), 411kJ (291K)2gssH+ = （4） Na( )Na ( ), 493kJ (0K)ggeU+ +=（5） Na ( )Cl ( )NaCl( ), 766kJ (0K)ggsU+ = （6） NaCl( )(0K)NaCl( ), 100kJ (291K)ssH =（7） Na( )(0K)Cl( )(0K)Na( )(291K)Cl( )(291K), 12.1kJggggH+ +=求氯原子的电子亲合势，即 （8） 的Cl( )Cl ( )geg+ (0K)U 三、（6 分）计算 1mol 苯的过冷液体在5，p时凝固过程的

6、s lS和。已知5时固态苯和液态苯的饱和蒸汽压分别为 0.0225s lGp和 0.0264p，5、p时苯的摩尔熔化热为 9860Jmol1。 四、（6 分）298K、p下，Zn 和 CuSO4溶液的置换反应在可逆电池中进行，做电功 W200kJ，放热 Q6kJ。求该反应的rU、rH、rS、rA和rG。 （反应前后体- 2 - 考研物理化学2002 积变化可忽略） 五、（5 分）由 N 个粒子组成的热力学体系，其粒子的两个能级为10 和2，相应的简并度为 g1和 g2。 （1） 试写出该粒子的配分函数 （2） 假设 g1g21 和1104m1，该体系在 a.0K 时 b.100K 时 c. K

7、 时， 比值各为多少？ 2/nn13六、（8 分）Au 和 Sb 分别在 133K 和 903K 时熔化，二者形成一种化合物 AuSb2，在 1073K 有一不相合熔点，600K 时该化合物与 Sb 形成低共熔混合物。 （Au 原子量 197，Sb 原 子量 122） （1） 试画出符合上述数据的简单相图，并标出所有相区的组成； （2） 画出含有 50%（wt）Au 之熔融物的步冷曲线。 七、（8 分）已知气相反应的标准平衡常数222SOO2SO+=CK与 T 的函数关系为： logCK10373/2.222log14.585TT=+ 上述反应可视为理想气体反应。 （1） 求该反应在 1000

8、K 时的rmH、rmU和rmG。 （2） 1000K 时，2101325Pa 下若有、的混合气体，其中占 20%（vol） ，占 20%（vol） ，试判断在此条件下反应的方向如何？ 2SO2O3SO2SO2O八、（7 分）计算一下电池在 298K 时的电动势和温度系数： 22Ag AgCl( ) NaCl() Hg Cl ( ) Hgsaqs 已知标准生成焓和标准熵如下表： Ag（s） Hg（l） AgCl（s） Hg2Cl2（s） fmH（kJmol1） 0 0 -127.03 -264.93 mS（JK1mol1） 42.70 77.40 96.11 195.8 九、（7 分）某溶液中含

9、有 1.00molkg1 Zn(NO 3)2和 1.00 molkg1 Cu(NO 3)2，pH4.0。 该溶液在 298K 用光滑的 Pt 作为电极。试问当阴极电势达0.30V 时，阴极上发生什么 反应？这时溶液中残余 Cu2的浓度为多少？已知 H 2在光滑 Pt 片和 Cu 片上的超电势分别为 0.1V 和 0.2V，2Zn,Zn+0.7628V，2Cu,Cu+0.337V。假设不考虑其活度系数- 3 - 考研物理化学2002 的影响，且溶液中 H浓度均一。 十、（8 分）反应11kkA B? ? ?，正逆反应均为一级，K 为平衡常数，T 为热力学温度，、的单位为 s1。已知在数值上： 1

10、k1k12000log4.0kT= + 2000log4.0KT= 反应开始时，A0=0.5moldm3，B 0=0.05moldm3。试计算： （1） 逆反应的活化能？ 1E（2） 400K 下，反应平衡时 A 和 B 的浓度。 十一、 （6 分）由实验得知，丁二烯的二聚作用： 468122C H ( )C H ( )gg 在 440660K 的温度范围内的速率常数为： k9.2109exp(99.12 / RT) cm3mol1s1 已知：玻尔兹曼常数 kB1.38061023JK1； 普朗克常数 h6.62621034 Js； 请计算该反应在 600K 的活化熵rmS。 十二、 （5 分

11、）某表面活性剂的稀溶液，表面张力随浓度的增加而线性下降，当表面活性剂的浓度为 104moldm3时，表面张力下降了 3103Nm1，计算表面吸附量。设温度为 298K。 2十三、 （6 分）在 298K 下，一半透膜内，有 0.1dm3的很稀盐酸水溶液，其中溶有 1.3 103kg 的一元大分子酸，假设它完全解离。膜外是 0.1dm3的纯水，达到渗透平衡时， 膜外 pH3.26，由膜内外 H浓差引起的膜电位为 34.9mV。假设溶液为理想溶液，试计算： a.膜内的 pH 值； b.该大分子物的摩尔质量。 - 4 - 考研物理化学2002 2002 年考研试卷物理化学答案年考研试卷物理化学答案

12、一、 （20 分） 1.（B） 2.（D） 3.（A） 4.（A） 5.（D） 6.（C） 7.（C） 8.（B） 9.（A） 10.（C） 二、 1(8)(3)(1)(2)(7)(6)(4)(5)2=+得：(0K)456kJU= + （8 分） 三、 （3 分） 321ln(/)356.4JGnRTpp= 135.44J KHGST= i （3 分） 四、 200kJW =206kJrUQW= （1 分） ()206kJrrHUpV= += （1 分） 1/20.1J KrRSQT= i （2 分） 200kJrrrAUTS= = （1 分） 200kJrrrGHTS= = （1 分） 五、

13、 （8 分） （1） （1 分） 12exp(/)exp(/)ii iqgkTggk=+T（2） 2 21 1/exp(/)gnnkTg=，试中 /kThkThckT= = / （1 分） 21/exp/exp 143.98/ nnhckTT= （a） T0K 时，21/exp0nn = = （1 分） （b） T100K 时，21/exp 143.98/1000.2370nn = （1 分） （c） TK 时，21/exp 01nn = （1 分） - 1 - 考研物理化学2002 六、 绘图（8 分） 相区名称（4 分） 步冷曲线（4 分） 600903 1073 Au(s)+C(s)l

14、l+Au(s)Sb(s)+lC(s)+lC C(s)+Sb(s)T 1333 C(s)+Sb(s) C(s)+Sb2(s)+lEl+C(s) l+Au(s)l1073Kl+Au(s)+C(s) TAu SbAuSb2 t七、 （1） cK pK=(/CRTp)将此式代入cK与T的关系式， 得 1000K 时，pK3.42= （2 分） rmGlnpRTK= 110.23 kJ mol= i （1 分） rmH2lnpdKRT= 51.884 10 J moldT1= i （2 分） rmU rmH= 1180.14 kJ molB BRT= i （1 分） （2） 22.5pQ =pQKp故反应向左进行。 （2 分） 八、 电池反应：221Ag( )Hg Cl ( )AgCl( )Hg( )2sss+ +l rmH fmH= AgCl( ) fmsH+Hg( ) fmlH1Ag( )2fmsH 221Hg Cl ( )5.44 kJ mols=i（1 分） rmS mS=AgCl( ) msS+Hg(