浙大物化2003及答案浙江大學(xué)試題(乙)及答案_(1).doc

浙江大學(xué)二00三年攻讀碩士學(xué)們研究生入學(xué)考試試題考試科目物理化學(xué)（乙）編號注意：答案必須寫在答題紙上，寫在試卷或草稿紙上均無效一、 填空（60分）（有單位的應(yīng)寫出）1繪制雙參數(shù)普遍化壓縮因子圖的基本依據(jù)是（）。2焦耳實驗（A）、焦耳湯姆生實驗（B）分別得出了什么結(jié)論：A（），B（）31mol理想氣體于恒壓下降溫1，氣體與環(huán)境交換的功W為（）。4.1kg空氣由20絕熱膨脹降溫至20，該過程的Q（），W（），U（），H（）。設(shè)空氣為理想氣體，。5在常溫常壓下，1kg水中加入NaBr，水溶液的體積（cm-3）與溶液的質(zhì)量摩爾濃度b的關(guān)系為：，當(dāng)b=0.50molkg-1時，在溶液中H2O（A）的偏摩爾體積VA（）。6在某一溫度下將碘溶解于CCl4中，當(dāng)?shù)獾哪柗謹(jǐn)?shù)x(I2)在0.01-0.04范圍內(nèi)時，此溶液符合稀溶液規(guī)律。今測得平衡時氣相中碘的蒸氣壓與液相中碘的摩爾分?jǐn)?shù)之間的兩組數(shù)據(jù)如下：1.63816.72x（I2） 0.030.5則x(I2)=0.5時，溶液中碘的活度( ),活度系數(shù)（）。7已知1000K時生成水煤氣的反應(yīng)，在101.325kPa時，平衡轉(zhuǎn)化率a=0.844, 則111.458kPa時的平衡轉(zhuǎn)化率為（）。8已知20時，水-空氣的界面張力為當(dāng)20，101.325kPa下，可逆地增加水的表面積4cm-2時，體系的G為（）。9一定溫度下，溶液的質(zhì)量摩爾濃度為b，其平均活度系數(shù)為，則其平均活度可表示為（）。1020時，丁酸水溶液的表面張力可以表示為：式中為純水的表面張力，a和b均為常數(shù)，若則濃度時的吸附量為（）。11一均相復(fù)合反應(yīng)的機理設(shè)為：則該反應(yīng)總速率常數(shù)用k1, k2, k3, k4, k5來表示時的表達式為（）。12氣體B在固體M上吸附，其規(guī)律服從Langmuir吸附等溫式，已知解吸速率常數(shù)為吸附速率常數(shù)的倍， 當(dāng)B的分壓為2kPa時，且B在M上是弱吸附，此時的覆蓋率約為 （）。13玻爾茲曼分布的數(shù)學(xué)表達式為（ ）；粒子的配分函數(shù)q表達式為（）。14寫出電池：的電池反應(yīng) （）。二、（10分）物理化學(xué)中有一組常用方程：克勞修斯克拉佩龍（Clausis-Clapeyron）方程：；范物霍夫（vant Hoff）方程：阿累尼烏斯(Arrhenius)方程：試問：（1）它們分別用在什么地方？ （2）解釋說明為什么它們在形式上極為相似。三、（10分）當(dāng)用化學(xué)氣相沉積（CVD）法在電機的轉(zhuǎn)軸上渡上一層TiN涂層后，可大大提高轉(zhuǎn)軸的耐磨性能，延長其使用壽命。試用化學(xué)熱力學(xué)知識分析利用下列反應(yīng)制備TiN時，在100kPa和298.15K下，反應(yīng)能否自發(fā)進行？如果不能，試估算此反應(yīng)自發(fā)進行所需的溫度條件。參考數(shù)據(jù)（298.15K）：TiCl4(g)N2(g)H2(g)TiN(s)HCl(g)-763.200-338.1-92.3354.8191.5130.630.3186.7四、（10分）氫氧燃料電池的電池反應(yīng)為： 。298.15K時，試計算：（1）標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢；（2）若燃料電池的轉(zhuǎn)化率為85%，燃燒1mol氫可獲得電功多少？五、（15分）已知5固態(tài)苯的飽和蒸氣壓為2.28kPa，1mol、-5過冷液體苯在101.325kPa下凝固時， ,放熱9680。求5時液體苯的飽和蒸氣壓。設(shè)苯蒸氣為理想氣體。六、（15分）20下HCl溶于苯中達平衡，氣相中HCl的分壓為101.325kPa時，溶液中HCl的摩爾分?jǐn)?shù)為0.0425。已知20時苯的飽和蒸氣壓為10.0kPa。若20時HCl和苯蒸氣總壓為101.325kPa，求100g苯中溶解多少克HCl。七、（15分）水-異丁醇系統(tǒng)液相部分互溶。在101.325kPa下，系統(tǒng)的共沸點為89.7。氣（G）、液（L1）、液（L2）三相平衡時，異丁醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.700，0.087，0.850。（1） 示意該二組分相圖（標(biāo)出必要的數(shù)據(jù)或符號）。（2） 若由350g水和150g異丁醇形成的系統(tǒng)在101.325kPa下加熱，當(dāng)溫度剛要達到共沸點時，系統(tǒng)處于相平衡時存在哪些相？其質(zhì)量各為多少？八、（15分）反應(yīng)：為一級反應(yīng)。287時，一密閉容器中原來的壓力為21332Pa。1000s后總壓力為22732Pa,求速率常數(shù)和半衰期。部分試卷參考答案 浙江大學(xué)2003年攻讀碩士研究生入學(xué)考試物理化學(xué)（乙）參考答案一、 填空1.對應(yīng)狀態(tài)原理Z=f（Tr ，pr） 。2.理想氣體熱力學(xué)能只是溫度的函數(shù)；實際氣體熱力學(xué)能不僅是溫度的函數(shù)，還與壓力或體積有關(guān)。3.W=- p環(huán)dV=-pV=-nRT 。4.Q=0， W= -28.86kJ，H=-40.32kJ ，絕熱：Q=0 ，U=W 。理想氣體； U= nCv,m dT= nCv,mT= 20.92(-40)= -28.86（kJ）H= nCP,m dT= n(Cv,m+R) T= (20.92+8.314)(-40)=-40.32（kJ）5.VA=18.07cm3mol-1。 1kg水中，bB=0.5molkg-1時，nB=0.5mol。 1kg水中，NaBr偏摩爾體積：=23.189+2.197b1/2-0.1782b=25.314(cm3mol-1kg)Vb=25.314 (cm3mol-1)V=1002.93+23.1890.5+2.1970.53/2 0.1780.52=1015.864(cm3mol-1)H2O的偏摩爾體積：VA=（V-nBVB）=(1015.864-0.525.34) =18.07(cm3mol-1)6. 0.306 ， 0.612。7. 0.832。8. G =A=72.7510-3410-4=2.9110-5kJ9. a=10.4.28310-6molm-2。11. k=。12. 0.167。13.； 。14陽極（負(fù)極）：Pb + SO42-(b1)-PbSO4(s)+2e- 陰極（正極）：PbSO4+2e- Pb+ SO42-(b2)電池反應(yīng)：SO42-(b1) - SO42-(b2)。二、 答：（1）克勞修斯克勞佩龍方程描述液（固）體物質(zhì)飽和蒸氣壓隨溫度的變化關(guān)系；范特霍夫方程描述化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系；阿累尼烏斯方程描述化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的關(guān)系。（2）它們形式極為相似，其根本原因就在于它們都與相應(yīng)的“平衡關(guān)系”相聯(lián)系，以范特霍夫方程為核心可容易推得其它相關(guān)公式。同學(xué)們可在自己的學(xué)習(xí)過程中進一步總結(jié)，并領(lǐng)會其中的道理。三、解：(298.15K)= VB(298.15K)=55.9(kJmol-1) (298.15K)= VB(298.15K)=65.35(Jk-1mol-1) (298.15K)= -=36.4(kJmol-1)0 100kPa和298.15K下反應(yīng)不能自發(fā)。 轉(zhuǎn)換溫度為： =855(K) 該反應(yīng)為吸熱熵增型反應(yīng)，高溫有利于反應(yīng)進行，故該反應(yīng)若進行應(yīng)當(dāng)控制溫度大于855K。四、解：（1）=-zFEy , Ey=(V) (2) rG=Wr W實=-=-1237.190.85 kJ=201.6 kJ五、2.67 kPa (詳見物理化學(xué)考研方略第二章相關(guān)的例題和習(xí)題。六、1.867g (詳見物理化學(xué)考