北化物理化学考研真题

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)。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[]2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),(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。3四、(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。2.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/KK1K28730.8711.1549730.6781.77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？北京化工大学2001考研物理化学试题(选择题10分，填空15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、选择题(10分)3.气体被液化的条件是：A.T=TC，ppC；B.TTC，p≧pC；C.TTC，pp*；D.Tr≤1，p≧p*。4.在α、β两相中均含有A、B两种物质，当达到相平衡时下列化学势关系中正确的是：A.A=B；B.A=A；C.A=B；D.以上都不对。5.下图表示理想气体经历的可逆循环示意图，其中AB是等温膨胀，BC是等容降温，CD是等温压缩，DA是绝热压缩。试问：下面以不同坐标表示的可逆循环示意图中，哪一个图与p～V图所表示的循环相同。6.将固体NaHCO3放入一抽空的容器中，发生如下化学反应：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)达到平衡时，该系统的组分数C与自由度F分别为：A.4，3；B.2，1；C.3，2；D.1，0。5.某化学反应，当温度每升高1K时，该反应的速率常数k增加1%，则该反应的活化能Ea约为：A.RT2；B.100RT2；C.10RT2；D.0.01RT2。6.298K时，0.002mol/kg的CuCl2溶液的平均活度系数()1与同浓度的CuSO4溶液的平均活度系数()2之间的关系为：A.()1()2；B.()1()2；C.()1=()2；D.无法比较。7.下列问题中哪个不能通过电导实验测定得到解决：A.求难溶盐的Ksp；B.求离子的平均活度系数；5C.求弱电解质的电离度；D.测定电解质溶液的浓度。8.对于AgI的水溶胶，当以KI为稳定剂时胶团结构式为：[(AgI)m.nI－.(n-x)K+]x-.xK+，其中称为胶粒的是：A.(AgI)m；B.(AgI)m.nI－；C.[(AgI)m.nI－.(n-x)K+]x-；D.[(AgI)m.nI－.(n-x)K+]x-.xK+。9.根据统计热力学原理，298.15K时下列化合物中标准摩尔熵最大的是：A.He；B.Ar；C.N2；D.CO。二、填空题(15分)1.有1molH2O(l)，在373K、100kPa下，向真空蒸发为同温、同压的水蒸汽，则此过程：△H_____零；△S(系统)_____零；△S(环境)_____零；△G_____零。(填大于、小于或等于)4.1mol理想气体从p1、V1、T1分别经①绝热可逆压缩到p2、V2、T2；②绝热不可逆压缩到p2’、V2’、T2’；若p2=p2’，则T2’最高不能超过____温度，最低不能低于____温度。5.298K，100kPa温合苯和甲苯形成理想液态混合物，此混合过程：△Vmix_____零；△Hmix_____零；△Smix_____零；△Gmix_____零。(填大于、小于或等于)4.温度T时，某反应物每分钟转化了的百分数为一常数：4×10-2。则该反应转化50%时需时___________分钟。5.按电池正确表示，将下列电极构成可逆电池：(1)Cu2+(b1=1mol.kg-1)|Cu(s)(2)Cu2+(b2=1×10－2mol.kg-1)|Cu(s)电池为：_______________________________________。(1)Cl－(b1=1mol.kg-1),AgCl(s)|Ag(s)(2)Cl－(b2=1×10－2mol.kg-1),AgCl(s)|Ag(s)电池为：_______________________________________。8.已知473K时O2(g)在某催化剂表面上的吸附行为遵从Langmuir方程：13./23121/5255kgcmMPapMPap则该温度下O2(g)在该催化剂表面上的饱和吸附量为：=________cm3.kg-1。三、(12分)1.己知纯物质的恒压摩尔热容与恒容摩尔热容有如下关系：pmTmmmVmpTVVUpCC,,某气体服从状态方程pVm=RT(1+bp)，式中b为常数。试证①该气体的TmmVU=bp2②mVmpCC,,=R(1+bp)22.己知在压力p下，低温时某纯物质完美晶体的摩尔热容是温度的函数：3,aTCmp式中a为常数；在温度0K－T之间系统无相变化且摩尔热容服从上述方程。试导出温度为T时该物质的标准摩尔熵值TSm=3)(,TCmp。四、(15)已知反应：SO2(g)+21O2(g)=SO3(g)在不同温度下的标准平衡常数K为：T/K8109001000K31.36.551.86设标准摩尔反应焓与温度的关系服从线性方程△rHm=A+BT。6试求：1、常数A、B值；2、810K时该反应的△rSm五、(18分)298K时，下列电池的电动势E1=0.372V，Cu|Cu(Ac)2(b1=0.1mol.