大连理工大学2003试题及答案

大连理工大学二○○三年攻读硕士学位研究生入学考试物理化学及物理化学实验试题一、判断题（）1.绝热过程Q﹦0，故必是定熵过程。（）2.某系统从初态Ⅰ经过一个不可逆过程到终态Ⅱ，此过程环境的熵变一定大于该系统由态Ⅰ态Ⅱ经历可逆过程时环境的熵变。（）3.H2(g)和O2(g)在绝热钢瓶中反应生成水，反应系统的H﹦0，U﹦0，p﹦0。（）4.理想液体混合物与其蒸气达成气、液两相平衡时，气相总压力p与液相组成xB呈线性关系。（）5.如果某一化学反应的0rmH，则该反应的K随温度升高而增大。（）6.任何化学反应的半衰期都与反应物的初始浓度有关。（）7.对同一反应，活化能一定，则反应的起始温度愈低，反应的速率系数对温度的变化愈敏感。（）8.用能斯特公式算得电池的电动势为正值，表示该电池反应在定温定压下可正向进行。（）9.可逆过程中，系统的熵不变；不可逆过程中，熵值增大。（）10.一定量纯气体定温变压时，其转动配分函数不变化。（）11.胶束溶液是高度分散的均相热力学稳定系统。（）12.垂直插入水中一支干净的玻璃毛细管，当在管中水上升至平衡液面处加热时，水柱会上升。（）13.真实液态混合物中组分B的活度因子值：0fB1（）14.一级反应肯定是单分子反应。（）15.BET吸附定温式可用于物理吸附。二、选择题（）1.298.15K，已知气相反应2CO(g)﹢O2(g)2CO2(g)的rmG﹦－514.2kJ·mol-1，则发生1mol反应进度的rmA:A.rmA﹦－514.2kJ·mol-1B.rmA﹦0C.rmA－514.2kJ·mol-1D.rmA﹤－514.2kJ·mol-1（）2.1mol苯(l)在正常沸点完全变为蒸气时，一组不变的热力学函数是：A.温度、压力、定压热容B.热力学能、温度、吉布斯函数C.温度、总（系统和环境）熵、吉布斯函数D.热力学能、焓、熵（）3.在一定压力下，纯A的沸点、饱和蒸气压和化学势分别为bT，Ap，A，加入少量不挥发的溶质形成溶液后分别变成bT，Ap，A，因此有：A.bTbT，ApAp，AAB.bTbT，ApAp，AAC.bTbT，ApAp，AAD.bTbT，ApAp，AA（）4.298K，浓度均为0.01mol·kg1的下列电解质溶液，其最大者是：A.KClB.CaCl2C.LaCl3D.ZnSO4（）5.对于亲水性固体表面，其界面张力间的关系是：A.sglsB.sglsC.sg﹦lsD.gslg（）6.298K时有相同物质的量浓度的NaOH(l)和NaCl(2)溶液，两溶液中Na+的迁移数1t与2t之间的关系为：A.1t﹦2tB.1t2tC.1t2tD.无法比较（）7.下面属于水包油型乳状液（O/W型）基本性质之一的是：A.有导电性B.易于分散在油中C.无导电性（）8.下列物质在水溶液中能发生正吸附的是：A.烧碱B.蔗糖C.食盐D.肥皂（）9.如要使电解池正常工作，必须使其阴阳两极的电势分别满足：A.阳极电势阳极平衡电势﹢阳极超电势；阴极电势阴极平衡电势﹢阴极超电势B.阳极电势阳极平衡电势﹢阳极超电势；阴极电势阴极平衡电势﹣阴极超电势C.阳极电势阳极平衡电势﹣阳极超电势；阴极电势阴极平衡电势﹣阴极超电势D.阳极电势阳极平衡电势﹢阳极超电势；阴极电势阴极平衡电势﹢阴极超电势三、填空题1．383.2K,p下的CH3C6H5(g)，其化学势为1；383.2K,0.5p下的CH3C6H5(g)，其化学势为2（视CH3C6H5(g)为理想气体），则2－1﹦。2．CaCO3(s)，BaCO3(s)，BaO(s)，CO2(g)构成多相平衡系统，独立组分数C﹦，自由度数F﹦。3．在298.15K，含有0.001mol·kg-1NaCl和0.002mol·kg-1Na2SO4的混合液中的离子强度I﹦，(NaCl)﹦。4．定容条件下某二级反应，反应物消耗1/3需时间10min，则再消耗相同量还需时间为t﹦。5．定温下半径为R的肥皂泡，表面张力为，其内压力为。6．用活性炭吸附CHCl3蒸气，0℃时的最大单层吸附量为93.8dm3·kg-1，已知该温度下CHCl3的分压力为1.34×104Pa时的平衡吸附量为82.5dm3·kg-1，计算朗缪尔吸附定温式的常数b﹦。7．由克拉佩龙方程导出克－克方程积分式时所作的三个近拟处理是。8．固体化合物A(s)放入抽空的容器中发生分解反应：A(g)﹦B(g)﹢C(g)298K测得平衡压力为90kPa，如将B、C视为理想气体，则在该条件下反应的标准平衡常数为。四、读图题1．在101.325kPa下，A－B系统的相图如附图－15所示。由相图回答：（1）系统中x（A）﹦0.68时：开始沸腾的温度约为℃，最初馏出物中B的摩尔分数约为。蒸馏到最后一滴液体时，溶液中B的摩尔分数约为。（2）如将组成为xB﹦0.85的A-B混合液进行精馏，则在塔顶得到，在塔底得到。2．附图-16（a）为A、B二组分凝聚系统平衡相图，在xB﹦0.4～1.0范围内，测得有一最低共熔点在xB≈0.6（wB≈0.148处）。BA0.60.80.20.4-7010080901.0xBt/℃p=ptBtA附图-15A-B系统的相图t/tat/℃AB⑥⑤④②③①DEFaJKp=定值tBtA00.20.40.60.81.0A2B附图-16（a）附图-16（b）（1）根据所给相图填表相区相态和成分条件自由度f相区相态和成分条件自由度f①⑤②⑥③DEF线④（2）在附图-16（b）所给坐标处绘出系统由a点冷却的步冷曲线。（3）填空：系统由a点冷却时先析出的晶体是，如A和B均为金属物质，相对原子质量分别为207和24，则0.438kg溶液在由a点（wB﹦0.072）冷却时在混晶析出前最多可析出该晶体kg。五、计算填空题1．已知A（l）在300K时的饱和蒸汽压为50.00kPa，汽化焓为40.00kJ·mol-1。现将1molA（l）在300K、100kPa下变为同温同压下的蒸汽。计算此过程的:U﹦,H﹦,S﹦,A﹦,G﹦,2．2kg温度为300K的空气在定温、定压下完全分离为纯O2和N2，至少需要耗费的非体积功为。假定空气仅由O2和N2组成，其分子数之比O2:N2﹦21:79；有关气体可视为理想气体。3．25℃时，电池Zn(s)︱ZnO(s)︱OH-1(a﹦0.1)︱HgO(s)︱Hg(l)的（1）负极反应为.（2）正极反应为.（3）电池反应为.（4）电池的电动势为.[已知25℃时，fmG（ZnO,s）﹦－318.3kJ·mol-1；fmG（HgO,s）﹦－58.74kJ·mol-1]4．液相中反应A﹢B﹢CY﹢Z的反应机理为各元反应的活化能E，及各元反应的相对快慢为：A﹢B11,kED，D11,kEA﹢BD22,kEF﹢Z，F﹢C33,kEY﹢Z设前两个元反应达平衡，则总反应的动力学方程式Ydcdt，该反应表观活化能与各元反应活化能的关系为：aE﹦5．已知A的标准沸点和汽化焓分别为353.3K和30762J·mol-1，B的标准沸点和汽化焓分别为383.7K和31999J·mol-1。若A和B形成的某组成的理想液态混合物在101.325kPa,373.1K沸腾，则计算该混合物的液相组成为xA﹦，气相组成yB﹦。六、证明题由热力学基本方程出发证明：()()TVUpTpVT；对遵守状态方程p(V﹣a)﹦nRT（其中a为常数）的气体，()0TUV七、推导题1．填空理想气体系统为的系统，该系统正则配分函数与粒子的配分函数的关系是，系统的热力学能与粒子的配分函数之间的关系是。2．由系统的热力学能与粒子的配分函数之间的关系推导：单原子理想气体的CV，m﹦32R（请将以下推导答案写在答题纸上）八、实验题（1）氧气钢瓶外表的油漆的颜色是，氢气钢瓶外表的油漆的颜色是。（2）对峙法测定原电池电动势所需的仪器是。（3）在U形管水银压差计中的液面上常常加有隔离液，如石蜡油、甘油等，其作用是：。（4）热电偶测温原理是利用两种金属的来测定温度的。大连理工大学二○○三年攻读硕士学位研究生入学考试物理化学及物理化学实验试题参考答案一、判断题1．×2．√3．×4．√5．√6．×7．√8．√9．×10．√11．√12．×13．×14．×15．√二、选择题1.C2.C3.D4.A5.B6.C7.A8.D9.B三、填空题1.－2208J·mol-12.3,1；3.0.007mol·kg-1,0.9074.30min5.p大气＋4/R；6.5.47×10-4Pa-17.V≈V(g),pV(g)﹦nRT；vapH视为常数;8.0.203四、读图题1．5分（1）79℃,0.6,0.1；(2)xB﹦0.7的恒沸物，纯B2．（1）7分相区相态和成分条件自由度f相区相态和成分条件自由度f①l(A＋B)2⑤s(A2B)＋sa(A＋B)1②l(A＋B)＋s(A2B)1⑥s(A2B)＋s(A)1③l(A＋B)＋sa(A＋B)1DEF线s(A2B)＋1E(A＋B)＋s(A)0④sa(A＋B)2（2）3分（3）5分A2B(s),0.351五、计算填空题1．37.5kJ,40kJ,127.6J·K-1,-0.75kJ,1.75kJ2．89.02kJ3．解：（1）负极：Zn(s)＋2OHZnO(s)＋H2O(l)＋2e（2）正极：HgO(s)＋H2O(l)＋2eHg(l)＋2OH（3）电池反应：HgO(s)＋Zn(s)﹦ZnO(s)＋Hg(l)（4）(ZnO,s)(Hg,l)ln(HgO,s)(Zn,s)MFRTaaEEEzFaa(ZnO,s)(HgO,s)rmfmfmGGG﹦(－318.3＋58.74)kJ·mol-1,2595601.345V297485rmMFGEVzF4．(211/kkk)cAcB；211EEE5．0.254,0.562六、证明题由热力学基本关系式dUTdSpdV定温下等式两边同除以dV，可得TTUSTpTV由麦克斯韦关系式TVSpVT，可得：TUT﹦VpTT－p对遵守状态方程p(V－a)﹦nRT的气体，有VPnRTVa代入上式0TVUPTpppTT，得证。七、推导题1．非定域，独立子，Z﹦!NqN,22,ln(/!)ln()NVVNqNqUkTNkTTT2．q﹦qtqrqv对单原子理想气体只有平动，而无转动、振动q﹦qt﹦(22mkTh)32V,代入2ln()VqUNkTT得Um﹦3RT2Cv,m﹦(mUT)V﹦3R2八、实验题（1）天蓝，深绿;（2）电位差计;（3）防止汞的蒸发扩散;（4）温差电势