物理化學(xué)考研樣題

北京化工大學(xué)攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試物理化學(xué)樣題注意事項1．答案必須寫在答題紙上，寫在試卷上均不給分。2．答題時可不抄題，但必須寫清題號。3．答題必須用藍、黑墨水筆或圓珠筆，用紅筆或鉛筆均不給分。4．波爾茲曼常數(shù)k=1.381×10-23JK-1,法拉第常數(shù)F=96500C。一、選擇題1．將1mol在溫度T及其飽和蒸汽壓p*下的H2O(l)分別經(jīng)過程I：等溫、等壓蒸發(fā)及過程II：向真空蒸發(fā)，變?yōu)橄嗤瑴囟?、相同壓力下的H2O(g)。下列關(guān)系正確的是。A．ΔG(I)ΔG(II)，ΔH(I)=Q(I)，ΔH(II)Q(II)B．ΔG(I)=ΔG(II)，ΔU(I)=Q(I)，ΔH(I)=ΔH(II)C．ΔG(I)=ΔG(II)，ΔH(I)=ΔU(I)，ΔH(II)Q(II)D．ΔG(I)=ΔG(II)，ΔH(I)=Q(I)，ΔH(II)Q(II)2．對封閉系統(tǒng)，下列自發(fā)性判據(jù)不正確的是。A．等溫且W'=0的過程：ΔA≤W體積B．等溫等壓且W'=0的過程：ΔG≤0C．任意過程：ΔS隔離=ΔS系統(tǒng)+ΔS環(huán)境≤0D．恒熵恒容過程：ΔU≤W'3．下列有關(guān)偏摩爾物理量和化學(xué)勢的說法不正確的是：A．偏摩爾物理量為恒溫恒壓下增加1mol某物質(zhì)的量對容量性質(zhì)的貢獻值B．某物質(zhì)在T、p條件下達氣液平衡時，其氣態(tài)化學(xué)勢與液態(tài)化學(xué)勢相等C．理想液態(tài)混合物在T、p條件下混合過程無吸、放熱現(xiàn)象及無體積變化D．恒溫恒壓下，物質(zhì)自發(fā)進行的方向是向著化學(xué)勢減小的方向進行4．對于理想液態(tài)混合物的混合過程，混合前后下列關(guān)系正確的是。A．ΔV=0，ΔH=0，ΔS>0，ΔG<0B．ΔV<0，ΔH>0，ΔS>0，ΔG<0C．ΔV<0，ΔH>0，ΔS<0，ΔG>0D．ΔV=0，ΔH=0，ΔS<0，ΔG>05．碳酸鈣分解反應(yīng)：CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)，不同溫度時的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)如下表：T/℃60089710001200K2.45×10-31.0133.9229.1下列表達正確的是。A．該反應(yīng)的分解溫度是897℃B．1200℃時分解壓力為29.1×10-2kPaC．600℃時該反應(yīng)的平衡壓力為2.45×10-3kPaD．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)降低溫度有利于反應(yīng)進行6．反應(yīng)器內(nèi)放入N2(g)、O2(g)及一種固體催化劑，反應(yīng)達平衡時生成兩種氣態(tài)氮氧化物，系統(tǒng)的獨立組分?jǐn)?shù)、相數(shù)及自由度數(shù)分別為：。A．3，3，2B．3，2，3C．2，2，2D．2，3，17．下面關(guān)于光化學(xué)反應(yīng)的說法正確的是：。A．一個光子只能活化一個原子或分子B．溫度對光化學(xué)反應(yīng)速率不產(chǎn)生影響C．自發(fā)進行的光化學(xué)反應(yīng)可以是(ΔrGm)T，p>0D．光化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)決定于吸收光子的能量ABCk1ABCk1k2若開始時系統(tǒng)中只有A，則反應(yīng)進行至t時刻時B、C的濃度之比cB:cC=。A．k1：k2B．k2：k1C．1D．以上都不對9．在純水中加入表面活性劑將導(dǎo)致其表面張力：。A．減小B．增大C．不變D．不能確定。10．電解時，。A．外加電壓足夠大時溶液中陽離子均在陰極反應(yīng)B．超電勢越小的陰離子在陽極的反應(yīng)速率越大C．極化電極電勢最小的陽離子在陰極優(yōu)先反應(yīng)D．超電勢越小的陰離子在陽極優(yōu)先反應(yīng)11．已知K2SO4電解質(zhì)溶液對某負(fù)溶膠的聚沉值為a，則MgCl2對其的聚沉值為：A．B．C．D．12．電池反應(yīng)：Hg2Cl2+2Ag=2AgCl+2Hg，298K時，，則電池反應(yīng)的。A．-4.3618kJB．-8.7236kJC．-17.4472kJD．-47.285kJ13．某原電池在298K時的電池電動勢大于其在300K時的電動勢，則該原電池的電池反應(yīng)的ΔrHm。A．>0B．=0C．<0D．不能確定14．對于（N、U、V）確定的系統(tǒng)，下列說法正確的是：A．選擇不同的能量基點對統(tǒng)計熵的結(jié)果產(chǎn)生影響B(tài)．波爾茲曼分布是最概然分布并可代替平衡分布C．定、離域子系統(tǒng)的熱力學(xué)能具有不同的表達式D．獨立子系統(tǒng)中粒子的平動及振動能級均是簡并的二、簡答題1．推導(dǎo)焦耳-湯姆遜系數(shù)。2．已知某實際氣體的狀態(tài)方程為pVm=RT+αp，式中α為常數(shù)。推出該氣體在等溫條件下，熵隨著壓力變化的變化率及溫度T時該氣體壓力由p1→p2時系統(tǒng)的ΔS。3．溫度T時，A、B的飽和蒸汽壓分別為pA*=56kPa，pB*=76kPa。在右圖中分別畫出(1)若A、B形成理想液態(tài)混合物，(2)若B溶于A中形成理想稀溶液(亨利系數(shù)為kx,B=46kPa)，系統(tǒng)中A、B的蒸汽壓與液相組成的關(guān)系曲線示意圖(畫在答題紙上)。若A、B混合時B物質(zhì)對拉烏爾定律產(chǎn)生負(fù)偏差，分析B的活度系數(shù)。4．某理想氣體化學(xué)反應(yīng)aA(α)+bB(β)→cC(γ)+dD(δ)，壓力p時，其標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)隨著溫度的變化關(guān)系為：，根據(jù)該方程討論溫度對反應(yīng)平衡移動的影響，并導(dǎo)出溫度一定時壓力與Ky的關(guān)系：5．乙酸乙酯皂化反應(yīng)(二級反應(yīng))：CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH的速率常數(shù)k可采用測定反應(yīng)在不同時刻的電導(dǎo)率計算得到。已知反應(yīng)物的初始濃度(c0)相同時，電導(dǎo)率κ與時間t的關(guān)系為：(式中κ0、κt、κ∞分別為t=0、t=t及t=∞時系統(tǒng)的電導(dǎo)率)。κ0是通過測量NaOH濃度為c0的電導(dǎo)率得到，測量時為什么要求配制好NaOH溶液后立刻進行測量？若將NaOH溶液放置一段時間后進行測量，分析對κ0及k產(chǎn)生的誤差。6．什么是膠體的電勢？外加電解質(zhì)的是否會對電勢產(chǎn)生影響？說明理由。7．若將毛細(xì)管分別插入Na2SO4水溶液、純水及含有洗衣粉的水溶液中，會觀察到什么現(xiàn)象并解釋。8．已知300K時雙原子分子A2的振動第一激發(fā)態(tài)能量為15kT，計算其振動特征溫度Θv及振動配分函數(shù)qv。三、填空題：1．1mol理想氣體從p1=0．5MPa節(jié)流膨脹到p2=0．1Mpa時的熵變?yōu)棣=。2.對ABC組成的三組分系統(tǒng)中，最多相數(shù)為；最大的自由度數(shù)為；它們分別是變量。3.298K時乙醚的蒸汽壓為58.95kPa，在100g乙醚中溶一揮發(fā)性有機物10g，乙醚的蒸汽壓降低為56.79kPa，則該有機物的分子量為kg·mol-1。4．強電解質(zhì)MgCl2水溶液，其離子平均活度a與電解質(zhì)活度aB之間的關(guān)系為。5．已知298K時，電池Pt，H2(g)│HCl(aq)│AgCl(s)│Ag(s)的E=0.2225V，在同溫度下Ag(s)AgCl(s)│HCl(aq)│Hg2Cl2(s)│Hg(s)的E=0.0456V，則：電極Cl-(aq)│Hg2Cl2(s)│Hg(s)在298K時的標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢為V。6．某一級反應(yīng)每分鐘反應(yīng)物轉(zhuǎn)化掉6%，則該反應(yīng)的速率常數(shù)k=。7．分子的平動配分函數(shù)為，則該分子的平動熱力學(xué)能=。8．在臨界狀態(tài)下，由于氣液界面，所以液體的表面張力。9．已知293K時乙醇的表面張力為22.0×10-3N·m-1，汞的表面張力為471.0×10-3N·m-1，汞與乙醇的界面張力為364.0×10-3N·m-1，則乙醇在汞表面上鋪展。（填寫“能或不能”）10．將0.012dm3濃度為0.02mol·dm-3的KCl溶液和100dm3濃度為0.005mol·dm-3的AgNO3溶液混合制備的溶膠，其膠粒在外電場的作用下電泳的方向是：。四、綜合題ppAVCB0B'1．右圖中A→C為等溫可逆過程，A→B為絕熱可逆過程，B→C為等容過程，B'→C為等壓過程，狀態(tài)A、B的溫度分別TA=200K，TB=100K。今有1mol單原子理想氣體分別經(jīng)過程I：A→B→C及過程II：A→B'→C從A到C。(1)計算過程I的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG；(2)利用pVT的關(guān)系式驗證ΔSA→C=ΔSB→C；(3)比較過程I與過程II的體積功，并在p~V圖上用陰影表示兩過程做功的差值。(在答題紙中繪出示意圖)2．某溫度條件下，將一定量NaHCO3(s)放入一抽空的反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)達平衡?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式如下：2NaHCO3(s)==Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)（1）．分析該平衡系統(tǒng)的相數(shù)、獨立組分?jǐn)?shù)、條件自由度數(shù)；（2）．若系統(tǒng)的總壓為p，寫出用p表示的該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K；（3）．已知該反應(yīng)在T1=70℃時系統(tǒng)的總壓p1=15.90kPa，T2=100℃時系統(tǒng)的總壓p2=97.47kPa，計算該反應(yīng)的(在該溫度區(qū)間可視為常數(shù))；（4）．推導(dǎo)出，并計算NaHCO3(s)的分解溫度。3．壓力p時A、B兩組分可形成液相部分互溶系統(tǒng)，兩相的平衡組成如右圖所示。(1)根據(jù)右圖給出的部分相點信息，繪出完整相圖，標(biāo)出各區(qū)域的穩(wěn)定相態(tài)，并指出三相線。(在答題紙中繪出示意圖)(2)已知T1溫度時A、B的飽和蒸汽壓分別為0.760kPa、19.9kPa。假設(shè)兩相均為理想稀溶液，計算T1時該溶液上方蒸汽分壓pA、pB及系統(tǒng)A、B的Henry系數(shù)kA和kB。4．電池Pt(s)∣H2(g,p)∣HBr(aq,b)∣AgBr(s)∣Ag(s)的E與溫度的關(guān)系為：(1)計算298K時電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵。(2)HBr溶液的濃度為b=0.0001mol?kg-1，298K時測得電池的電動勢為0.5451V，計算HBr溶液的平均活度系數(shù)。(3)已知298K時，設(shè)計電池計算298K時AgBr在水中的溶度積Ksp。(4)298K時測得飽和AgBr水溶液及純水的電導(dǎo)率分別為1.664×10-5S?m-1、5.497×10-6S?m-1，已知，計算。5．乙醛分解：CH3CHO(g)→CH4(g)+CO(g)。518K時，若反應(yīng)開始（t=0）時系統(tǒng)中只有乙醛。(1)測得t=0時系統(tǒng)壓力分別為48396Pa、22531Pa時反應(yīng)的半衰期為410s、880s，計算反應(yīng)的級數(shù)及速率常數(shù)。(2)計算系統(tǒng)從t=0時壓力為50000Pa變?yōu)?0000Pa時，反應(yīng)所需時間。(3)反應(yīng)溫度升高一度，其反應(yīng)的速率常數(shù)增大8.1%，計算該反應(yīng)的活化能。6．根據(jù)下述反應(yīng)機理：用穩(wěn)態(tài)近似法導(dǎo)出C的生成速率(k1,k2,分別為A2,C的速率常數(shù),k3,k4為P的速率常數(shù))。7、將始態(tài)為25℃，10