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西北大学2011年招收攻读硕士学位研究生试题(物理化学)西北大学2011年招收攻读硕士学位研究生试题科目名称：物理化学答案请答在答题纸上，答在本试题上的答案一律无效一、选择题（每个选择题有A、B、C、D四个答案，其中只有一个是正确的。每小题2分，共40分）1.一定量的理想气体从同一始态出发，分别经如下两个过程到达相同压力的终态：（1）等温压缩，其焓变为H1，（2）绝热压缩，其焓变为H2，两者之间的关系为：(A)H1H2(B)H1H2(C)H1=H2(D)H1≥ΔH22.在270K和大气压力下，一定量的过冷水凝结为同温同压下的冰，则体系和环境的熵变分别为(A)S体0,S环0(B)S体0,S环0(C)S体0,S环0(D)S体0,S环03.对于一个只做膨胀功的恒组成封闭系统，在等温条件下，下列示意图中正确的是：GlGgGGgllggl0p0p0p0p(A)(B)(C)(D)4.在298K时，A和B两种气体单独在某一溶剂中溶解，遵守亨利定律，亨利常数分别为kA和kB，且知kAkB，则当A和B压力（平衡时的）相同时，在一定量的该溶剂中所溶解的关系为：116(A)A的量大于B的量(B)A的量小于B的量(C)A的量等于B的量(D)A的量与B的量无法比较5.在等温等压的条件下，有一个A和B组成的均相系统。若A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B的偏摩尔体积随浓度将(A)增加(B)减小(C)不变(D)不确定6.已知反应3O2(g)＝2O3(g)，在298K时rHm=-280J·mol-1，则对该反应有利的条件是(A)升温、加压(B)升温、降压(C)降温、加压(D)降温、降压7.在一定压力下，金属A和B可以形成一个稳定化合物A2B(s)和一个不稳定化合物AB2(s)，在A和B的温度与组成相图（T-x图）上低共熔点的最大数目为(A)1个(B)2个(C)3个(D)4个8.在298.15K和101.325kPa时，摩尔平动熵最大的气体是：(A)H2(B)CH4(C)NO(D)CO29.已知N2(g)的振动频率为6.96×1013s-1则N2(g)的振动特征温度为（已知常量kB=1.38×10-23J·K-1，h=6.627×10-34J·s，）(A)3342K(B)334.2K(C)6685K(D)1671K10.将固体NH4HCO3(s)放入真空容器中，恒温到400K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡：NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)体系的组分数C和自由度数f为：(A)C=2，f=1(B)C=2，f=2(C)C=1，f=0(D)C=3，f=211.在298K时，已知Λ∞m(LiI)＝0.0117S·m2·mol-1，Λ∞m(H+)＝0.0350S·m2·mol-1，Λ∞m(LiCl)＝0.0115S·m2·mol-1，在LiCl溶液中，tLi+＝0.34。则在HI溶液中H+的迁移数等于(A)0.82(B)0.34(C)0.66(D)0.1812.电解质溶液中离子迁移数(ti)与离子淌度(Ui)成正比。当温度与溶液浓度一定时，离子淌度是一定的，则25℃时，0.1mol·dm-3NaOH中Na+的迁移数117t1与0.1mol·dm-3NaCl溶液中Na+的迁移数t2，两者之间的关系为：(A)相等(B)t1t2(C)t1t2(D)大小无法比较13.电池Pb(Hg)(a1)│Pb2+(aq)│Pb(Hg)(a2)要使电动势E0，则两个汞齐活度关系为：(A)a1a2(B)a1=a2(C)a1a2(D)a1与a2可取任意值14.在下列基元反应中，哪个反应的活化能为零？(A)A·+A·+M→A2+M(B)A·+BC→AB+C(C)A2+B2→2AB(D)A2+M→2A·+M15.有一个起始浓度相等的二级反应，当反应物消耗1/3时的时间为10min，若再消耗1/3所需的时间为：(A)10min(B)20min(C)30min(D)40min16.某气相反应在400K时的速率系数kp=0.001(kPa)-1·s-1，若用kc表示，则kc值为(A)3.326(mol·dm-3)-1·s-1(B)3326(mol·dm-3)-1·s-1(C)3.326×106(mol·dm-3)-1·s-1(D)3.326×10-3(mol·dm-3)-1·s-117.简单碰撞理论属基元反应速率理论，以下说法不正确的是：(A)反应物分子是无相互作用的刚性硬球(B)反应速率与分子的有效碰撞频率成正比(C)从理论上完全解决了速率常数的计算问题(D)反应的判据之一是联线上的相对平动能大于某临界值18.催化剂能极大地改变反应速率，以下说法不正确的是：(A)催化剂改变了反应历程(B)催化剂降低了反应的活化能(C)催化剂改变了反应的平衡，以致使转化率大大地提高了(D)催化剂能同时加快正向和逆向反应速率19.二元溶液及其溶剂的比表面自由能分别为γ和γ0，已知溶液的表面超量Γ20，则γ与γ0之间的关系符合以下哪种？(A)γγ0(B)γ=γ0(C)γγ0(D)不能确定20.在H3AsO3的稀溶液中，通入过量的H2S气体，生成As2S3溶胶。用下列物质聚沉，其聚沉值大小顺序是118(A)Al(NO3)3＞MgSO4＞K3Fe(CN)6(B)K3Fe(CN)6＞MgSO4＞Al(NO3)3(C)MgSO4＞Al(NO3)3＞K3Fe(CN)6(D)MgSO4＞K3Fe(CN)6＞Al(NO3)3二、填充题（共15分）答案请答在答题纸上，答在本试题上的答案一律无效1.（2分）选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格：1mol373K，标准压力下的水经下列两个不同过程变成373K，标准压力下的水气，(1)等温等压可逆蒸发，(2)真空蒸发，这两个过程中功和热的关系为：|W1||W2|；Q1Q22.（2分）天然气的主要成分是CH4，其分子的平动自由度ft=，转动自由度fr=，振动自由度fv=。2059K3.（2分）已知某反应的标准平衡常数与温度的关系为lnKpθ=184-，T则反应的标准摩尔焓变rH$m=kJ·mol-1。4.（2分）若A和B可形成低共沸混合物E，欲在精馏塔中将任意比例的A和B的混合物分离。则塔顶将馏出。塔底将馏出。5.（2分）在一定温度和压力下，A和B形成液态混合物，xA=xB=0.5。已知pA*=2pB*，则气相中两者的摩尔分数关系yA:yB=6.（2分）将反应AgCl(s)+Br-(αBr-)==AgBr(s)+Cl-(αCl-)设计成可逆电池，其电池表示式为：。7.（1分）对于反应A→P，如果反应物浓度减少一半，反应物的半衰期也下降一半则该反应是级反应。8.（1分）已知某基元反应的在500K时的实验活化能Ea=83.14kJ·mol-1则反应的阈能Ec=kJ·mol-1。9.（1分）利用光学性质测定胶体溶液中胶粒大小的超显微镜，它观察的是胶体粒子的____光。三、回答问题（每题4分，共20分）1.能否说系统达平衡时熵值最大，Gibbs自由能最小？为什么？2.单组分系统的三相点与二组分系统的低共熔点有何异同点？1193.什么是超电势？对于原电池而言超电势的存在有哪些利弊？4.速率系数的数值取决于哪些因素？5.自由液滴或气泡通常为何都呈球形？四、（15分）在600K，100kPa压力下，生石膏的脱水反应为：CaSO4·2H2O(s)→CaSO4(s)+2H2O(g)试计算：该反应进度为1mol时的Q，W，Um，Hm，Sm，Am和Gm。已知各物质在298K，100kPa的热力学数据为：物质fHmθSmθCp,m/(kJ·mol-1)/(J·mol-1·K-1)/(J·mol-1·K-1)CaSO4·2H2O(s)-2021.12193.97186.20CaSO4(s)-1432.68106.7099.60H2O(g)-241.82188.8333.58五、（10分）已知反应COCl(g)→CO(g)+Cl(g)在373K的标准平衡常数2←2K$p=8.0×10-9，rS$m=125.5J·mol-1·K-1，试计算（可以做合理的近似）：（1）在373K总压力为200kPa时COCl2(g)的解离度α；（2）在373K时反应的rH$m；（3）当总压力为200kPa时，要使COCl2(g)的解离度α=0.001时的温度。设rCp,m=0。六、（12分）NaCl-H2O体系定压相图如下：a273KA区F区efg264KB区C区252KdbcE区D区H2ONaCl·2H2ONaCl120（1）将相图中各区的相数、相态、自由度填入下表相区相数相态自由度f*=C-Φ+1ACFdbc线efg线（2）北极爱斯基摩人在什么温度区间可从海水中取出淡水，在相图中属于哪个区？该区组成如何？（3）计算1kg海水能取出淡水最大量是多少？已知海水的组成为含NaCl2.5%（质量分数），三相点时含NaCl23.3%（质量分数）。七、（10分）计算298K时下列电池的电动势：Pb(s)|PbCl2(s)|HCl(m=0.01mol·kg-1|H2(pH2=10kPa)|Pt已知：φθ(Pb2+/Pb)=-0.126V，PbCl2(s)在水中饱和溶液的浓度为0.039mol·kg-1。设所有活度因子均等于1。八、（10分）某有机过氧化物A，放入恒温在180℃真空的刚性容器中发生分解反应，计量方程为A(g)=B(g)+2C(g)。测得不同时刻的总压力如下：t/s2004006008001000p总/kPa30.4033.3836.4039.4042.40求该反应的级数和速率系数。九、(10分)某有机化合物A，在酸的催化下发生水解反应，在323K，pH=5的溶液中进行时，其半衰期为69.3min，在pH=4的溶液中进行时其半衰期为6.93min，且知在两个pH值的各自条件下，t1均与A的初始浓度无关，设反应的速率方2程为：-d[A]/dt＝k[A]α[H+]β试计算：(1)α，β的值。121(2)在323K时，反应速率常数k。(3)在323K时，在pH=3的水溶液中，A水解80％需多少时间?十、（8分）在p0=101.325kPa的外压下，如果水中只有半径为1.0μm的蒸汽泡，要让这样的水沸腾，需过热多少度。已知在373K时，水的表面张力为γ=5.89×10-2N·m-1，摩尔气化焓为40.67kJ·mol-1，并设与温度无关。