2008硕士物理化学854A(应用化学)答案

第1页河北工业大学2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题[A]科目名称物理化学科目代码854共页适用专业应用化学注：所有试题答案一律写在答题纸上，答案写在试卷、草稿纸上一律无效。一、填空题（共50分，每题2分。答案一律写在答题纸上，否则无效。）1、任一系统经一循环过程回到始态，则不一定为零的函数是D.（A）G（B）S（C）U（D）Q2、封闭系统理想气体可逆定温压缩过程中，错误的有A。（A）S=0（B）U=0（C）V＜0（D）H=03、进行水蒸汽蒸馏的必要条件是A。A．两种液体互不相溶B．两种液体蒸气压都较大C．外压小于101kPaD．两种液体的沸点相近4、理想气体混合过程中，下列系统的性质，不正确的是C。A．S＞0B．H=0C．G=0D．U=05、H2和O2在绝热定容的系统中生成H2O，则D。A．Q=0，H＞0，S=0B．Q＞0，W=0，U＞0C．Q＞0，U＞0，S＞0D．Q=0，W=0，S＞06、在抽空的封闭容器中加入NH4Cl(固体)，有部分分解为NH3(g)和HCl(g)，当系统达平衡时，其组分数C=1，相数=2，自由度数f=1。7、压力升高时，单组分系统的沸点将A。A．升高B．降低C．不变D．不一定8、纯溶剂中加入少量非挥发性溶质形成稀溶液，引起该溶剂的蒸气压下降，沸点升高。9、在α、β两相中都含有A、B两种物质，在T，p下达到相平衡时，下列哪些情况是正确的：CD。A、μAα＝μBα；B、μAβ＝μBβ；C、μAα＝μAβ；D、μBα＝μBβ。10、原电池在定温、定压可逆的条件下放电时，与环境交换的热量为C。A.ΔrHmB.零C.TΔrSmD.ΔrGm11、某电池反应可写成（1）H2(p)+Cl2(p)==2HCl(a)或（2）1/2H2(p)+1/2Cl2(p)==HCl(a)，这两种不同的表示式算出的E值相同，Eө值相同，ΔrGm值不同，Kө值不同。（填相同或不同）12、设阳极和阴极的超电势均为0.7V，还原电位均为1.2V，则阳极电位等于1.9V，阴极电位等于0.5V。13、反应A+B→C+D的速率方程为r=k[A][B]，则反应（B）(A)是二分子反应；(B)是二级反应，不一定是二分子反应；(C)不是二分子反应；(D)是对A、B各为一级的二分子反应14、破坏臭氧的反应机理为：NO+O3NO2+O2NO2+ONO+O2在此机理中，NO是：(C)(A)总反应的产物；(B)总反应的反应物；(C)催化剂；(D)上述都不是15、某一反应在无催化剂的平衡转化率为25.3%，当有催化剂存在时，其平衡转化率应当是：(C)第2页(A)大于25.3%(B)小于25.3%(C)等于25.3%(D)不确定16、对于一个反应，下列说法正确的是DA、ΔS越负，反应速度越快B、ΔH越负，反应速度越快C、活化能越大，反应速度越快D、活化能越小，反应速率越快17、在一定温度下，反应A+B→2D的反应速率可表示为-dCA/dt=kACACB，也可表示为dCD/dt=kDCACB，速率常kD和kA的关系为BA.kD=kAB.kD=2kAC.2kD=kAD.不确定18、只有__B_____，才能有效地引发光化学反应。A.照射到反应体系上的光B.被反应体系吸收的光C.通过反应体系的光D.被反应体系反射的光19、298K无限稀的水溶液中，离子的摩尔电导率最大的是D。A.Fe3+B.Mg2+C.NH4+D.H+20、一支玻璃毛细管分别插入25℃和75℃的水中，则毛细管的水在不同温度水中上升的高度C（A）相同；(B)无法确定；(C)25℃水中高于75℃水中；(D)75℃水中高于25℃水中。21、298K时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合兰缪尔吸附等温式，在苯蒸气压力为40Pa时，覆盖度θ＝0.05，当θ＝0.5时，苯蒸气的平衡压力为（B）(A)400Pa；(B)760Pa；(C)1000Pa；(D)200Pa；22、固体表面对气体的吸附，依照固体表面分子与气体分子间作用力的不同，可以分为物理吸附和化学吸附，物理吸附的作用力是范德华力；化学吸附的作用力是化学键力。23、所谓乳状液是指D。A．油、水互溶所形成的二组分体系；B.油分散在水中而不是水分散在油中所成的分散体系；C.水分散在油中而不是油分散在水中所成的分散体系；D.油分散在水中或水分散在油中所成的分散体系24、当光照射溶胶时，所显示Tyndall效应的光称作A。A.乳光；B.反射光；C.折射光；D.透射光。25、对As2S3水溶胶，当以H2S为稳定剂时，下列电解质中聚沉能力最强的是DA．KCl；B.NaCl；C.CaCl2；D.AlCl3。二、（18分）已知水（H2O，l）在100℃下的饱和蒸气压为101.325kPa，在此条件下的摩尔蒸发焓ΔvapHm=40.668kJ·mol-1。求在上述温度压力条件下，1mol水蒸气全部变成液态水的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、及ΔG。（水蒸气可视为理想气体，液态水的体积忽略）解：Q=Qp=-nΔvapHm=-40.668kJ·mol-1;W=-p外ΔV=-p外*（0-nRT/p）=1*8.314*373.15=3102.4J;U=Q+W=-40668+3102.4=-37565.6J;S=ΔH/T=-40668/373.15=-109J/K;ΔG=ΔH-TS=0三、（20分）试计算1mol双原子理想气体由同一始态298.15K、100kPa出发，分别经下列过程到达同一压力300kPa，计算下列两过程热力学量Q、W、ΔU、ΔH、ΔS的值。（已知Cp,m=3.5R）1．恒温可逆压缩；2．绝热恒外压300kPa下压缩。解：1.ΔU=0;ΔH=0;Q=-W；W=-nRTlnp1/p2=-1*8.314*298.15*ln100/300=2723.3J；Q=--2723.3J；ΔS=nRlnp1/p2=9.13J/K2.Q=0;ΔU=W;nCvm(T2-T1)=-p外（V2-V1）=-p外（nRT2/p2-nRT1/p1）2.5R(T2-298.15)=-nRT2+nR298.15*300/100;T2=468.5KΔU=W=nCvm(T2-T1)=1*2.5*8.314*(468.5-298.15)=3541.2J;ΔH=nCp,mn(T2-T1)=3.5*8.314*(468.5-298.15)=4957.0J;ΔS=nCpmln(T2/T1)+nRln(p1/p2)=3.5*8.314ln(468.5/298.15+8.314*ln100/300)=13.15+-9.13=4.016J/K四、（12分）在454～475K的温度范围内，反应2C2H5OH（g）=CH3COOC2H5（g）+2H2第3页（g）的标准平衡常数Kp°与T的关系式p2100lg4.67KT$，已知473K时，乙醇的mfH$=-235.34kJ·mol-1。求473K时，（1）上述反应的mmmrrrGHS、、$$$。（2）乙酸乙酯的mfH$。解：（1）上式乘-RT；mrG$=p-RTlg2100R-4.67RTK$所以mrH$=2100R=17459.4J/mol;mrS$=4.67R=38.83J/Kmol;mrG$=905.5J/mol（2）mrH$=ΣνBmfH$;17459.4=0+mfH$-2*(-235.34*1000)；所以mfH$=-453220.6J/mol五、（15分）A,B两种液体混合系统，A的正常沸点为100℃，在80℃，pө时,平衡相组成为xB=0.04;yB=0.4。求：(1)80℃时，组分A的pA*；(2)组分B的亨利常数k,x,B；(3)组分A的气化焓（设气化焓不随温度变化，蒸气可视为理想气体）。解：根据题意80℃,pө时,xB=0.04;yB=0.4。xB=0.04很小，可视为稀溶液，则溶剂A遵守拉乌尔定律，溶质B遵守亨利定律。(1)pA=pө(1–yB)=pA*(1–xB)pA*=pө(0.6/0.96)=63.3kPa(2)pB=pөyB=kxxBkx=pөyB/xB=10pө(3)纯A的蒸气压与温度的关系----克–克方程根据题意：Tb,A*=100℃,pө和题(1)的结果:80℃,pA*=63.3kPa3.1013.63ln)2.373()2.353(lnKpKpArHmө=25.75kJmol-1上例说明挥发性溶质的溶液沸点不一定升高六、(20分)今有电池：Pt|H2(g,100kPa)|H2SO4(b)|Ag2SO4(s)|Ag(s)已知在298.15K下，上述电池的标准电动势Eө=0.653V，EөAg+/Ag=0.7996V。(1)写出上述电池的电极反应与电池反应，计算反应的ΔrGөm.和Kө；(2)在298.15K下实验测得H2SO4在浓度为b时，上述电池的电动势E=0.623V，已知H2SO4浓度为b时之离子平均活度系数γ±=0.7，问此条件下溶液中H2SO4的质量摩尔浓度b为多少？AxBB10040t/℃8060glxxBB==00..0044yyBB==00..442.35312.3731RHmvap第4页(3)计算Ag2SO4(s)的溶度积Ksp。七、（15分）在671–768K之间，C2H5Cl气相分解反应(C2H5Cl→C2H4+HCl)为一级反应，速率常数k(s-1)和温度(T)的关系式为：lg(k/s-1)=-13290/(T/K)+14.6(1)求活化能Ea和指前因子A(2)在700K时，将C2H5Cl通入一反应器中(C2H5Cl的起始压力为26664.5Pa)，反应开始后，反应器中压力增大，问需多少时间，反应器中压力变为46662.8Pa？