中山大学2001物化试题和答案

考试科目:物理化学(不含结构化学)专业:无机、分析、有机、物理化学和环境化学研究方向:上述专业的各研究方向专业:无机、分析、有机、物理化学和环境化学已知经下列数据：波兹曼常数k=1.38110-23J·K-1,法拉第常数F=96485C,标准压力p0=101325PaI一、选择、填空与问答题（一）（共34分）1.某体系由状态I变到状态II，经历两条不同的途径，其热、功、内能变化、焓变化分别为Q1、W1、ΔU1、ΔH1和Q2、W2、ΔU2、ΔH2.试指出下列表达式中，___________是正确的，因为_______________________________；____________是不正确的，因为________________________.A.Q1=Q2，W1=W2；(B)ΔU1=ΔU2，ΔH1=ΔH2；C.Q1+W1=Q2+W2；(D)ΔU1+ΔH2=ΔU2+ΔH1.（2分）2.下列关系式中，请指出哪几个是正确的，哪几个是不正确的?(1.5分)A.ΔcH0m(石墨，s)=ΔfH0m(CO2,g)B.ΔcH0m(H2,g)=ΔfH0m(H2O,g)C.ΔcH0m(N2,g)=ΔfH0m(2NO2,g)D.ΔcH0m(SO2,g)=0E.ΔfH0m(C2H5OH,g)=ΔfH0m(C2H5OH,l)+ΔvapH0m(C2H5OH)3．水的正常冰点为0℃，今有下列过程：对于上述过程，有：ΔU___Qp,ΔH___Qp,ΔS____ΔH/T,ΔF___0,ΔG___0,ΔS___0.请填、=、.（3分）4.CHCl3溶于水、水溶于CHCl3中的部分互溶溶液与其蒸气达到平衡.该体系的组分数为____，相数为____，自由度数为____.(1.5分)5．粒子的配分函数q是(A)一个粒子的；(B)对一个粒子的玻尔兹曼因子取和；C.粒子的简并度和玻尔兹曼因子取和；D.对一个粒子的所有可能状态的玻尔兹曼因子取和.（1.5分）6．某分子的两个能级是ε1=6.1×10-21J，ε2=8.4×10-21J，相应的简并度分别是g1=3，g2=5.由这些分子组成近独立粒子体系，在300K时，这两个能级上的粒子数之比为_____.（2分）7．在温度T时，纯液体A的饱和蒸气压为p*A，化学势为μ*A，且已知纯A的正常凝固点为T*f.当A中溶入少量与A不形成固态溶液的溶质时形成了稀溶液，上述三物理量分别为pA、μA、Tf，则A.p*ApA，μ*AμA，T*fTf；B.p*ApA，μ*AμA，T*fTf；C.p*ApA，μ*AμA，T*fTf；D.p*ApA，μ*AμA，T*fTf.（2分）8．已知FeO(s)+C(s)=CO(g)+Fe(s)反应的ΔrH0m为正，ΔrS0m为正.假定ΔrH0m、ΔrS0m不随温度而变化，则下列说法中哪一种是正确的？(1.5分)A.低温下是自发过程，高温下是非自发过程；B.高温下是自发过程，低温下是非自发过程；C.任何温度下均为非自发过程；D.任何温度下均为自发过程.9．能量零点选择不同，则配分函数的值______；内能的值_____；熵的值_____;恒容热容的值_____.请填相同或不同.（2分）10．对于同一电解质的水溶液，当其浓度逐渐增加时，以下何种性质将随之增加.(A)在稀溶液范围内的电导率；(B)摩尔电导率；C.电解质的离子平均活度系数；(D)离子淌度.(1.5分)11．当一反应物的初始浓度为0.04moldm-3时，反应的半衰期为360s，初始浓度为0.024moldm-3时，半衰期为600s，则此反应为(2分)A.0级反应；(B)1.5级反应；(C)2级反应；(D)1级反应.12．一个化学体系吸收了光子之后，将引起下列哪种过程？(A)引起化学反应；(B)产生荧光；(C)发生无辐射跃迁；(D)过程不能确定.（1分）13．液体在毛细管中上升的高度与下列哪一个因素无关。(A)大气压力；(B)液体密度；(C)重力加速度；(D)温度.（1.5分）14．液滴越小，其饱和蒸气压越_______；而液体中的气泡越小，则气泡内的饱和蒸气压越______.(2分)15．对于有过量KI存在的AgI溶胶，下列电解质中聚沉能力最强者是(A)NaCl；(B)FeCl3(C)K3[Fe(CN)6]；(D)MgSO4.（2分）16．A、B二组分液态部分互溶体系的液-固平衡相图如下：请指出各个相区的相平衡关系，H点、I点、E1点、E2点、CE1D和FE2G线所代表的意义.(7分)二、计算题（一）（共38分）1．将1molHe在400K和0.5MPa下恒温压缩至1MPa.He可视为理想气体，试求其Q、W、U、H、S、F、G.1.设为可逆过程；2.设压缩时外压自始至终为1MPa.(10分)2.苯(A)和氯苯(B)形成理想溶液.它们的饱和蒸气压p*A、p*B与温度的关系如下表：T/Kp*A/kPap*B/kPa363135.0627.73373178.6539.06设两者的摩尔蒸发焓均不随温度而变化.求苯和氯苯溶液在101.325kPa、368K沸腾时的液相组成.(6分)3.在一容积为2dm3的密闭玻璃容器中，于298K时通入某气体A，使A的压力达53.33kPa.在此温度下A不发生反应，容器内无其它气体.将此体系加热至573K，A发生如下的分解反应：A(g)=B(g)+C(g)并达到平衡.1.测得平衡时体系的总压为186.7kPa，求该反应的标准平衡常数K0和标准摩尔吉布斯自由能变ΔrG0m；2.在如上温度573K下，又向该容器中加入0.02mol的B(g)，计算原来通入的A(g)的平衡转化率.(8分)4．298.15K时，电池Pt,H2(g,p0)HCl(0.1mol·kg-1)AgCl(s),Ag的电池反应的电动势为0.3522V.1.求反应H2(g)+2AgCl(s)2H++2Cl-+2Ag(s)在298.15K时的标准平衡常数.已知0.1mol·kg-1HCl溶液的离子平均活度系数为=0.798.（2）求金属银在1mol·kg-1HCl溶液中产生H2的平衡压力.已知298.15K时1mol·kg-1HCl溶液的离子平均活度系数为=0.809.(6分)5．气相反应A(g)B(g)在恒容下进行，其速率常数k与温度T的关系由下式表示：ln(k/s)=24.00–9622/(T/K)1.确定此反应的级数；2.此反应的活化能为多少？3.欲使A(g)在10min内的转化率达到90%，则反应温度该如何控制？(6分)6．将0.012dm3浓度为0.020mol·dm-3的KCl溶液和0.100dm3浓度为0.0050mol·dm-3的AgNO3溶液混合以制备溶胶，试写出这个溶胶的胶团的结构式.(2分)II三、选择、填空与问答题（二）（共10分）1.在温度T时，某纯液体的蒸气压为11732.37Pa.当0.2mol的一非挥发性溶质溶于0.8mol的该液体中形成溶液时，溶液的蒸气压为5332.89Pa.设蒸气是理想的，则在该溶液中，溶剂的活度系数为（A）2.27；(B)0.568；(C)1.80；（D）0.23.(2分)2.在高温下，CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g).3.若在定压的CO2气中将CaCO3加热，实验结果证明，在加热过程中在一定的温度范围内CaCO3不会分解；若保持CO2的压力恒定，实验证明,只有一个温度能使CaCO3和CaO的混合物不发生变化.试解释上述事实.(4分)1.在碰撞理论中，校正因子P小于1的主要因素是(2分)A.反应体系是非理想的；(B)空间的位阻效应；(C)分子间碰撞的激烈程度不够；(D)分子间存在相互作用力.4.对于同一种液体，其弯曲液面的蒸气压为p弯曲液面，水平液面的蒸气压为p水平液面，则在相同的温度和压力下，应有(A)p弯曲液面p水平液面；(B）p弯曲液面p水平液面；(C)p弯曲液面=p水平液面；(D)p弯曲液面p水平液面或p弯曲液面p水平液面.(2分)四、计算题（二）（共18分）1．298.15K时，电池Pt,H2(p0)稀H2SO4Au2O3(s)+Au(s)的电动势E=1.362V.1.求298.15K时Au2O3的fG0m值；2.在该温度时O2的逸度f(O2)等于多少，才能使Au2O3与Au呈平衡.已知H2O(l)的fG0m=-237.19kJmol-1.(8分)2．实验测得N2O5气相分解反应的速率方程为其反应机理为其中NO3和NO是活泼中间物.1.试导出复合反应的速率方程；2.若k-1k2，试导出复合反应活化能Ea与基元反应活化能之间的关系式.(7分)3．298.15K时，乙醇水溶液的表面张力符合下列公式：/Nm-1=0.072–5.0010-4a+4.0010-4a2式中，a为活度.计算298.15K、a=0.500时的表面超额.(3分)中山大学2001年攻读硕士学位研究生入学考试试题答案考试科目:物理化学(含结构化学)专业:无机、分析、有机、物理化学和环境化学研究方向:上述专业的各研究方向一、填空题（8分）1．l/22．Cn3．3c-2e5c-6e4．(-x,-y,?+z)5．简单六方，2，1，六重对称轴6．降低7．晶体学点群，空间群，晶系，布拉维格子8．共价键9．对二、选择题（8分）1．a2.b3.b4.c5.a6.A,b,c,d7.A,b,c8.c三、计算题（12分）（1）（2）(3)(4)(5)代入数据得sin=0.8452,=57.7（6）若把NH4+看作球形，属Oh点群。若NH4+不因热运动而转动，则4个H原子按四面体分布在立方晶胞体对角线，C4轴消失，属Td点群。