北京化工大学物理化学2016年考研真题

③求 298.15K 时该电池反应的 rCp,m 。
5．(20 分)反应 2NO(g) H2(g) N 2O(g) H 2O(g) 在较高温度等容反应器中得如下实验数
据：
表一 1093K 下，反应物 NO(g)大过量：
反应时间 t/s
0
10
18.3
29.2
37.5
p(H2)/kPa
5.00
3.48
1.25
若用
r
k
pn1 NO
pn2 H2
表示该反应的速率方程，试求：
①分反应级数 n1 和 n2； ②该反应的表观活化能；
③1093K 下，反应物 NO(g)大过量时，计算 H2(g)转化 90%所需的时间。
213.74 J·mol-1·K-1。
①若该反应的 Cp,m 0 ，计算该反应在 383.15K 时的 rGm ；
②计算 Ag2CO3(s)的分解温度。 3．(20 分)有机物 A(l)与水形成完全不 互溶体系，其蒸气压随温度变化如右 图所示。(已知水的气化焓为 40.668 kJ·mol-1)
①计算 368K 时水的饱和蒸气压； ②计算共沸时的气相组成； ③绘出该体系的 T~x 相图(标出各区 域的稳定相态及已知的坐标点)；
。（已
知该溶液的平均摩尔质量为 34.8 g·mol-1）
13. 质 量 作 用 定 律 适 用 于
反 应 。 有 反 应 A+C→D ， 其 机 理 为 ： A kA1 2B
kA 2
B+C k3D 。 写出 dcB
。
dt
14. 某温度下，AB 形成真实液态混合物，其蒸气压为 29kPa，溶液中 xA=0.3，平衡蒸气中
。298.15K 时，测得该电池的电动势 E=0.3521V，已知该反应的 rGm =–42.92kJ·mol-1，
则 HCl（0.1 mol∙kg‒1）的平均离子活度系数 γ±=
。
4. 丁酸稀水溶液的表面吸附符合 Langmuir 吸附等温式。已知 292.15K 时丁酸在溶液表面的
吸附平衡常数 b=19.62dm3·mol-1。
②若已知
pV
NkT
，证明：
H
NkT
2
ln q
。
T p
6. 简述饱和蒸气压的概念：
。通过测纯液体不同温度下的饱和蒸气压，可以得到该
液体在实验温度范围内的平均摩尔气化焓。①写出饱和蒸气压与温度的关系方程；②用静态
法测液体饱和蒸气压时，若平衡蒸气中有空气残留，对测定的气化焓进行误差分析。
三、综合概念题( 90 分)
A．等容
B．等温
C．等温，等容 D．等温，等压
10. 下列属于热力学不稳定系统的是：( )。
A．真溶液
B．高分子溶液
C．缔合溶胶
D．憎液溶胶
11.
由
3
个定点做独立振动的一维谐振子构成的系统，一维谐振子的能级： v
=
v+
1 2
h
。
若总能量U
9 2
h
，则最概然分布的能级分布数 ni* 和其微观状态数
③计算全过程的 ΔU, ΔH 及 ΔS。
2．(15 分)已知反应 Ag2CO3(s)→Ag2O(s)+ CO2(g)的标准平衡常数与温度的关系为：
d ln K dT
9771.59 T2
298. 15K 时 Ag2CO3(s)、Ag2O(s)、CO2(g)的标准熵分别为 167.4 J·mol-1·K-1、121.3 J·mol-1·K-1、
1. (20 分) 有一容积为 2dm3 的绝热气缸，中间有一隔板将容器的容积等分，两侧分别盛放
1mol A 气体和 2mol B 气体（设气体为单原子理想气体），且两侧的温度均为 298.15K。
①抽开隔板后两种气体混合，计算混合后的总压 p；
②将混合后的气体绝热可逆膨胀至
1 2
p，计算末态温度
T2；
WD
分别为：(
)。
A．{0，3，0，0}和 6
B．{2，0，0，1}和 4
C．{1，1，1，0}和 6
D．{0，1，1，1}和 10
12. 含有 0.4 mol 水和 0.6 mol 乙醇的液态混合物，实验测得其密度为 849.4 kg·m-3，已知该
液态混合物中水的偏摩尔体积为 1.618×10-5m3·mol-1，则乙醇的偏摩尔体积为
2. 系统在循环过程中与多个热源接触，吸收（或放出）的热量分别为 Q1、Q2、… ,下列结 论正确的是：( )。
A．
i
பைடு நூலகம்
Qi Ti
≥
0
B．
i
Qi Ti
≤
0
C．
i
Qi Ti
0
D．
i
Qi Ti
0
3. 1mol H2O(l)在 110℃及该温度的饱和蒸气压下，置入一 110℃的真空容器中，气化成同温
1 SO2(g) + O2(g) = SO3(g)
2
在 100kPa 下反应达平衡时，SO2(g)的平衡转化率为 46%，则反应在该温度下的平衡常数
K=
。保持温度不变，设计一种提高 SO2(g)平衡转化率的方法，说明理由并计算平衡
转化率。
3. 将反应 H2(g,p ) 2AgCl(s) 2Ag(s) 2HCl(0.1 mol kg-1) 设计成原电池，电池表示式为：
B．苯甲酸在溶液中分子状态不变
C．苯甲酸在溶液中发生解离
D．苯甲酸在溶液中发生部分解离
8. 一定温度下，某液体 A 与固体 B 的接触角大于 110o，则 B 可以被 A 润湿的方式有：( )。
A．沾湿
B．沾湿，浸湿
C．浸湿，铺展 D．沾湿，浸湿，铺展
9. 当用 dpA 表示气相反应中反应物 A 的消耗速率时，必须满足：( )。 dt
极移动。
二、简答题(30 分)
1. 某实际气体服从状态方程 p(Vm b) RT ，其中 b 是大于零的常数。 ①证明该气体的热力学能只是温度的函数；
R
②推出该气体的绝热可逆过程方程： T2 T1
V1 V2
b b
。 CV ,m
2. 在催化剂作用下， 将 1mol SO2(g)和 0.5 mol O2(g)的混合气体加热到 1000 K 发生如下反 应：
2.58
1.74
1.29
表二 1093K 下，反应物 H2(g)大过量：
反应时间 t/s
0
102
216
320
648
p(NO)/kPa
5.00
3.40
2.50
2.01
1.25
表三 1113K 下，反应物 NO(g)大过量：
反应时间 t/s
0
5
10
15
20
p(H2)/kPa
5.00
3.54
2.50
1.77
①求溶液浓度 c=0.20dm3·mol-1 时，丁酸表面吸附量与饱和表面吸附量之比 Γ ； Γ
②若溶液表面张力与浓度的关系为 0 a ln(1 bc) ，式中 0 为纯水的表面张力，b
为溶液表面吸附平衡常数，证明： a RTΓ 。
5. 对于（N,U,V）确实的独立子系统 ①写出其热力学能 U 与配分函数 q 的关系式；
(饱和)|Hg
2SO4
(s)|Hg(l)
该电池的电动势随温度的变化关系如下：
E / V 1.01845 4.0510（5 T / K 293.15）9.510（7 T / K 293.15）2 ①写出该电池的电极反应和电池反应； ②求 298.15K 时该电池反应的 rGm ， rSm 和 rHm ；
A．随浓度升高而增大
B．随浓度增大而降低
C．不随浓度改变
D．不能确定
7. 在 1kg 苯中溶有 6.1×10-2kg 苯甲酸，实验测得沸点升高了 0.60K。已知苯的沸点升高常数
Kb=2.6K·kg·mol-1，苯甲酸的摩尔质量为 134 g·mol-1，判断下列结论正确的是：( )。
A．苯甲酸在溶液中发生缔合
同压的 H2O(g)。该过程的热力学变化量正确的是：( )。
A．ΔH=0
B．ΔU=0
C．ΔG=0
D．ΔS=0
4．关于封闭系统的热力学函数，下列说法不正确的是：( )。
A．在等温、等容条件下，系统的亥姆霍兹函数减小值大于对外所做的非体积功
B．在等温 W’=0 条件下，系统的亥姆霍兹函数变等于对外所做的最大体积功
北京化工大学
2016 年攻读硕士学位研究生入学考试
物理化学试题
注意事项
1．答案必须写在答题纸上，写在试卷上均不给分。 2．答题时可不抄题，但必须写清题号。 3．答题必须用蓝、黑墨水笔或圆珠笔，用红笔或铅笔均不给分。 4．p=100kPa≈101.325 kPa。
一、选择及填空题( 30 分)
1．下列说法不正确的是：( )。 A．临界温度下，临界压力是气体能够液化的最高压力 B．不同气体处在相同对应状态时具有相同的压缩因子 C．对比参数反映气体所处状态偏离临界点的倍数 D．临界温度是气体能够液化的最高温度
p/kPa 101.325
二组分体系 H2O
368 373
A
429 T/K
④已知 A 的摩尔质量为 156.9 g·mol-1，计算蒸出 1 kg A 需要消耗多少水蒸气？ 4. (15 分) 常压下，韦斯顿（Weston）标准电池：
Cd(Hg齐，w(Cd)
12.5%)|CdSO4
8 3
H2O(s)|CdSO4
C．在等温、等压、W’=0 条件下，系统吉布斯函数减小的过程能够自发进行
D．等温、等压可逆过程，系统的吉布斯函数变等于对外所做的最大功
5. 373.15K，101.325kPa 条件下，H2O(l)和 H2O(g)的化学势分别为 H2O (l) 和 H2O (g) ，同温
下其标准熵分别为 Sm,H2O (l) 和 Sm,H2O (g) 。下列关系正确的是：( )。
A. H2O (l) H2O (g)，Sm,H2O (g) Sm,H2O (l) B. H2O (l) H2O (g)，Sm,H2O (g) Sm,H 2O (l)
C. H2O (l) H2O (g)，Sm,H2O (g) Sm,H2O (l) D. H2O (l) H2O (g)，Sm,H2O (g) Sm,H 2O (l) 6. 电解质溶液的摩尔电导率与浓度的关系：( )。
yA=0.8。已知纯 B 在此温度下的蒸气压为 30kPa，B 在溶液中的活度 aB=
，活度系
数 γB=
。（设蒸气为理想气体）
15. 已知 SiO2 水解反应：SiO2 + H2O = H2SiO3，水解产物 H2SiO 可部分电离。利用 SiO2 微
粒水解制备的 SiO2 溶胶的胶团结构为：
，在电脉实验中胶粒将向