北化2000考研物化试题

1北京化工大学2000考研物理化学试题(填空16分，选择题9分，计算5题75分共100分)注意事项：答案写在答题纸上，101.325kPa≈100kPa=p，作图用铅笔。一、填空题(16分)1.1mol双原子理想气体由始态370K、100kPa分别经(1)等压过程，经(2)等容过程加热到473K，则(1)，(2)两个过程下列物理量的关系是Q1_____Q2，W1_____W2，△H1_____△H2，△S1_____△S2。(填大于、小于或等于)2.200℃时，Ag2O的分解反应为：Ag2O(s)→2Ag(s)+21O2(g)己知200℃时固体Ag2O的分解压为137.8kPa。今让1molAg2O(s)在200℃分解达平衡，则该过程△G=_______，K=_________，反应过程系统与环境交换的功W=______(忽略固体体积，并设气体为理想气体。3.根据电池反应设计原电池。己知电池反应：AgCl(s)+I－(Ia)=AgI(s)+Cl－(Cla)所设计的原电池为__________________________________________。4.有理想气体反应：A(g)+2B(g)→C(g)在等温和总压不变的条件下进行，若原料气中A与B的物质的量之比为1:2，达平衡时系统的组分数C=_______，自由度数f=_______。当温度一定时，增大压力则K_______(填增大、减小或不变)，平衡将________移动(填向左、向右或不)。5.在一个锥形容器中，放入一滴液体，如下图所示。试画出接触角θ。因θ____900(填大于、小于或等于)，则该液体对容器______润湿(填能或不能)。6.有(N、E、V)确定的理想气体，设分子的运动形式只有三个可及的能级，它们的能量和简并度分别为：k1=0K，g1=1k2=100K，g1=3k3=300K，g1=5(式中k为玻尔兹曼常数)当温度为200K时，分子的配分函数值为_______。在某温度下，若kTie→1时，三个能级上最可几分子数之比为_____________。(注：为i)7.请设计实验测定反应C6H6(l)+215O2→6CO2(g)+3H2O(g)的摩尔反应焓△rHm。实验方法及理论依据是：___________________________________。(不考虑用光谱或波谱方法，不要求写出实验步骤和实验装置)。2二、选择题(9分)1.实际气体经节流膨胀过程，正确的结论是：[](1)Q0，△H=0，△p0；(2)Q=0，△H=0，△T0；(3)Q=0，△H0，△p0；(4)Q=0，△H=0，△p0。2.某化学反应在恒容绝热条件下进行，系统的温度由T1升到T2，此过程内能的变化是[]若此反应在温度T1下恒温、恒容地进行，其内能的变化是[](1)△U=0；(2)△U0；(3)△U0；(4)不能确定。3.对于理想气体化学反应，若△rHm视为常数，则lnK与T的关系中，正确的是[]4.某二组分凝聚系统相图如下，系统点与相点合一的是[](1)D点,C点(2)G点,C点(3)E点,F点(4)G点,F点5.等温等压下将一定质量的水，由一个大水球分散为许多小水滴时，以下的物理量中保持不变的有[](1)表面Gibbs函数(2)表面张力(3)液面上的附加压力(4)饱和蒸气压6.在一支干净的水平放置的玻璃毛细管中部注入一滴纯水，形成一自由移动的液柱，然后用微量注射管向液柱左侧注入少量KCl水溶液，设润湿性质不变，则液柱将[](1)不移动(2)向右移动(3)向左移动(4)无法确定7.某化学反应的速率方程为：dtdCB=BAAACkCk21221－BCk2则该反应的机理为[](1)(2)3(3),(4)8.反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)在某温度下进行。当无催化剂存在时，反应的表观活化能为Ea，标准平衡常数为K；若加入催化剂后，反应速率加快(表观指前因子不变)，此时反应的表观活化能为Ea‘，标准平衡常数为K’；则[](1)Ea=Ea‘，K=K’(2)EaEa‘，KK’(3)EaEa‘，K=K’(4)EaEa‘，KK’三、(15分)1mol单原子理想气体从300K、300kPa的始态，沿TV=常数的途径可逆膨胀到100kPa的终态，求该过程的W、Q、△U、△H和△S。四、(15)已知CCl4(l)的蒸气压与温度的关系为lnp/Pa=CKT/1.3637，其正常沸点为350K。100℃时SnCl4(l)的蒸气压pB*=66.66kPa。若CCl4(l)和SnCl4(l)组成理想液态混合物，在100kPa压力下，加热该液态混合物至100℃时开始沸腾。试求：1.计算CCl4(l)的摩尔气化热△vapHm*及正常沸点时的摩尔气化熵△vapSm*；2.绘出此二组分液态混合物在100℃时的蒸气压-组成图(示意图)(绘图时以A代表CCl4，以B代表SnCl4)；3.计算液态混合物在100kPa、100℃下的平衡液相组成及沸腾时第一个气泡的组成。五、(15分)己知电池Pb(s)|PbSO4(s)|H2SO4(0.01mol.kg-1)|H2(g,100kPa)|Pt25℃的电动势为0.1705V。有关物质在25℃的标准生成吉布斯函数为：△fGm{H2SO4(aq)}=－742.99kJ.mol-1△fGm{PbSO4(s)}=－811.24kJ.mol-11.写出电极反应与电池反应；2.求25℃时的标准电极电势E{SO42－|PbSO4(s)|Pb}；3.求25℃时，H2SO4在浓度为0.01mol.kg-1溶液中的a和。六、(18分)1.在一恒容反应器中，进行某反应，其机理如下：(1)实验测得50℃时，产物B与D的物质的量浓度之比DBCC=2，且比例不随时间变化。当反应进行10min时，A的转化率为50%，求速率常数k1和k2。(2)若温度为60℃时，实验测得DBCC恒为3，试求活化能Ea,1与Ea,2之差。42.某反应A2+B2→2AB己知反应机理如下：(快速平衡)(1)证明该反应的速率方程式为：dtdCAB=22BAaCCk(2)若A2及B2的初始浓度皆为0.01mol.dm-3，且在某反应温度下表观速率常数ka=1.60min-1.mol-1.dm3，求半衰期。七、(12分)已知下列两反应：反应1：FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)反应2：Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)的标准平衡常数分别为K1、K2，它们与温度的关系如下：T/KK1K28730.8711.159730.6781.77设两反应的△rCp,m均为零。试求：1.反应1和反应2的标准摩尔反应焓△rHm,1及△rHm,2；2.在什么温度下，Fe(s)、FeO(s)、Fe3O4(s)、CO(g)、CO2(g)全可共存于平衡系统中；3.上述两反应达平衡后，若温度再上升时，系统中哪些物质可能消失？