攻读硕士学位研究生入学考试试题物理化学.docx
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攻读硕士学位研究生入学考试试题物理化学
中山大学
二OO一年攻读硕士学位研究生入学考试试题
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=1.38110-23J·K-1,法拉第常数F=96485C,标准压力p0=101325Pa
I
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)=0
E.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*A B.p*A>pA,μ*A<μA,T*f C.p*A D.p*A>pA,μ*A>μA,T*f>Tf.(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0.04moldm-3时,反应的半衰期为360s,初始浓度为0.024moldm-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/K p*A/kPa p*B/kPa 363 135.06 27.73 373 178.65 39.06 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53.33 kPa.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 (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 四、计算题 (二)(共18分) 1.298.15K时,电池 Pt,H2(p0)稀H2SO4Au2O3(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=-237.19kJmol-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-1>>k2,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: /Nm-1=0.072–5.0010-4a+4.0010-4a2 式中,a为活度.计算298.15K、a=0.500时的表面超额.(3分)
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- 攻读 硕士学位 研究生 入学考试 试题 物理化学