2011年武汉科技大学考研试题物理化学试题及答案

第1页共5页二O一一年招收硕士研究生入学考试试题考试科目及代码：物理化学807适用专业：化工、材料、冶金、环境类专业可使用计算器。常数：F＝96500C·mol-1；L＝6.022×1023mol-1；R＝8.314J·mol-1K-1答题内容写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上一律无效考完后试题随答题纸交回。考试时间3小时，总分值150分。姓名：报考学科、专业：准考证号码：密封线内不要写题一、(15分)25oC时在氧弹式量热计中1.2500g正庚烷(C7H16，l)恒容充分燃烧放热60.089kJ，已知正庚烷摩尔质量M(C7H16)=100g·mol-1。1.该过程热QV=？2.写出正庚烷(C7H16，l)的燃烧反应；3.计算反应进度ξ=?4.计算正庚烷(C7H16，l)燃烧反应的ΔcUm=?5.计算正庚烷(C7H16，l)燃烧反应的ΔcHm=?二、(12分)设300K的1mol理想气体作定温可逆膨胀，起始压力为1.5×106Pa，终态压力为2.5×105Pa。试计算此过程的W、Q、ΔU、ΔH、ΔS和ΔG。三、(16分)在448~688K温度区间内，某气相反应：A(g)+B(g)==G(g)+H(g)的平衡常数Ｋ与温度T的关系为：lnＫ=17.39-11155K/T计算在573K时，反应的K，△rＧm，△rHm及△rSm。四、(22分)电池PtH2{g,100kPa)}HCl{b(HCl)=0.1mol·kg－１}Cl2(g,100kPa)Pt在25oC时电池电动势E=1.4884V，试计算HCl溶液中HCl的平均离子活度因子。(1)分别写出电极反应及电池反应；(2)写出该电池反应的Nernst方程；(3)已知电极电势E(Cl-/Cl2)=1.3580V，计算HCl活度a(HCl)=？及平均活度a±=？(4)计算溶液中HCl的平均质量摩尔浓度b±=？及平均活度因子γ±=？第2页共5页五、(10分)298K时，已知有关的界面张力数据如下：界面汞－水汞－苯水－苯水－空气汞－空气γ/(N·m－1)0.3750.3620.03260.07280.483(1)若在苯与汞之间的界面上滴入一滴水，试计算其润湿角θ=？(2)计算水滴在汞面上的铺展系数S，判断水能否在汞的表面上铺展开？六、(21分)环氧乙烷的分解是一级反应，380ºC的半衰期t1/2=363min，反应的活化能Ea=217.57kJ·mol-1。(1)求算此反应380ºC的速率常数k1=？(2)求算此反应450ºC的速率常数k2=？(3)试求450ºC条件下完成75%所需时间t=？七、(12分)将等体积的0.01mol•dm－3的KI溶液和0.008mol•dm－3AgNO3溶液混合制备AgI溶胶。(1)写出该胶团的结构式；(2)试比较三种电解质MgSO4、K3[Fe(CN)6]、AlCl3的聚沉能力。(3)指出胶体粒子电泳的方向。八、填空题(每空2分；共20分)1.在充满氧的定容绝热反应器中石墨燃烧，以反应器及其中所有物质为系统。ΔU0。2．在100oC，101.325kPa发生相变：H2O(l)==H2O(g)，此过程的△S0。3.μ（H2O,g,105℃，100kPa）μ(H2O,g,100℃，100kPa)。（选填，=，）4.对封闭的单组分均相系统，0。5.氯仿和丙酮形成溶液，在28oC时，氯仿的蒸汽压p(氯仿)=5.35×103Pa，该温度下纯氯仿的蒸气压p*(氯仿)=2.96×104Pa。该溶液中氯仿的活度a(氯仿)=。6.水的蒸汽压与温度关系为：ln(p/Pa)=25.567–5216K/T；水的蒸发焓vapHm=。7.K2SO4溶液的离子强度I与其质量摩尔浓度m的关系为：I=b。8.玻璃毛细管分别不同温度水溶液中,液体在毛细管中上升的高度：h(75ºC)h(25ºC)。9.小液滴上方的蒸汽压pr与平液面上方的蒸汽压p的关系为prp(＞，＜或=)。10.某反应半衰期与初始浓度成反比，则反应级数n=。/pGT第3页共5页九、相图分析(22分)1A和B在101325Pa下气液平衡温度～组成图如图示：将4molA和6molB混合。(1)此混合系组成为xB=；(2)此混合系在101325Pa下加热到T=200oC,物系的平衡相态为：；各相的组成分别为：；；(由图读数，数据精确至0.1)(3)气相物质的量为：n(G)=；(4)该混合系经过精馏后，塔顶产物为：；塔底产物为：。2下图为二组分凝聚系相图。(1)定性绘出图中状态点a、b、c的冷却曲线(2)给出图中相区Ⅰ和Ⅱ中平衡存在的相态和自由度数；(3)指出三相线的相平衡关系：三相线HJ：；三相线PQ：。020040060000.20.40.60.81T/oCAxBBJBCDT/KⅡHQPⅠAcba体系平衡存在的相态自由度数F’Ⅰ区Ⅱ区第4页共5页二O一一年招收硕士研究生入学考试试题考试科目及代码：物理化学807(参考解答)姓名：报考学科、专业：准考证号码：密封线内不要写题一、(15分)1.QV=-60.089kJ；2.C7H16(l)+11O2(g)==7CO2(g)+8H2O(l)3.ξ=0.0125mol；4.cUm=Qv/ξ=-4807.12kJ·mol-15.cHm=cUm+()BgBRT=-4817.03kJ·mol-1二、(12分)ΔU=ΔH=0；W=-Q=nRTln(p2/p1)=-4.47kJ；Q=4.47kJ△S=nRln(p1/p2)=14.9J.K－1；△G=nRTln(p2/p1)=-4.47kJ三、(16分)lnK(573K)=-2.078；K(573K)=0.125rGm(298.15K)=-RTlnK=9.898kJ·mol-1rHm(298.15K)=8.314×11155J·mol-1=92.742kJ·mol-1rSm=(rHm-rGm)/T=144.58J·K-1·mol-1四、(22分)(1)(－)H2(g,100kPa)－2e－===2H+{b(H+)=0.1mol·kg－１}(+)Cl2(g,100kPa)+2e-===2Cl－{b(Cl－)=0.1mol·kg－１}；H2(g,100kPa)+Cl2(g,100kPa)===2HCl{b(HCl)=0.1mol·kg－１}(2)222()ln2[()/][()/]RTaHClEEFpHppClp$$$(3)a(HCl)=0.00632=a±2;a±=a1/2=0.0795(4)b±=0.01mol·kg－１;γ±=0.795第5页共5页五、(10分)(1)cosθ=汞水汞苯水苯=-0.3988；θ=113.5o(2)∵S=γ汞－g―γ汞－水―γ水－g=0.0352N·m－1＞０；∴水能在汞表面上铺展开六、(21分)(1)k1=ln2/t1/2=1.9110-3min-1(2)212111lnaEkkRTT=3.88；k2=k1·exp(3.88)=9.2510-2min-1(3)t=11ln1kxmin=15min七、(12分)(1){[AgI]m．nI－·(n－x)K＋}x－·xK＋(2)AlCl3＞MgSO4＞K3[Fe(CN)6](3)负溶胶电泳时向正极或阳极移动。八、填空题(每空2分；共20分)九、(22分)1。(1)0.6；(2)气，液两相；xB(L)=0.9；yB(G)=0.5；(3)n(G)=7.5mol；(4)塔顶产物为：恒沸混合物；塔底产物为：B。2(1)(2)(3)三相线HJ：l+B(s)==D(s)；三相线PQ：l==C(s)+D(s)体系平衡存在的相态自由度数F’Ⅰ区α(s)2Ⅱ区C(s)+D(s)1abc题号答案题号答案1=643.37kJ·mol-12＞733＜8＜4＜9250.18110＞