北京化工大学2002年物理化学试题及答案

北2002年攻读硕士学位研究生入学考试注意事项：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、黑水笔或圆珠笔，用红笔或铅笔不给分。

4.101.325kPa≈100kPa=p5.作图用铅笔，且作图题答在指定题号的答题纸上。

6.选做题得分不记入总分，但作为参考分。

一、填空题：（18分） 1. 20℃时水的饱和蒸汽压为2338Pa ，现有20℃、2338Pa 的H 2O(l )，分别经两种途径变成20℃、2338Pa 的H 2O(g)，(l)在恒温恒压下进行，则ΔG ______零；(2)在恒温20℃、反抗p 外=0条件下进行，则ΔG_____零。

（填<，>或=） 2. 20℃时，HCl 气体溶于苯中形成理想稀溶液，当达到气液平衡时，液相中HCl 的摩尔分数为0.0835，气相中苯的摩尔分数为0.095。

又已知20℃时纯苯的饱和蒸汽压为10.010kPa 。

则气液平衡时气相总压p =_____kPa 。

3. 已知某温度T 时，下列两反应的标准平衡常数为2A=2B+C 1K=5.6×10-10 2D=2E+C 2K =2.6×10-9则反应D+B=A+E 的标准平衡常数3K=______。

4. 为了理解纳米材料的表面效应，现将293.2K ，1p 下半径为r 1=1.0×10-3m 的小水滴分散成半径r 2=1.0×10-9m 的小水滴。

已知293.2K 时水的表面张力σ=0.0728N·m -1，则分散前后水滴表面积增加值ΔA =____m 2，表面吉布斯函数增加值ΔG A =______J 。

5. 将反应Ag 2SO 4(s)==2Ag +(a Ag+)+SO 42-(24SO a -)设计成电池____________ 。

若已知E {SO 42-│Ag 2SO 4，Ag}=0.627V ，E {Ag +│Ag}=0.799V ，则在标准状态下该电池_______自发电池。

（填是或不是）6. 某理想气体A 其分子的最低能级是非简并的，若取分子的基态作为能量零点，相邻能级的能量为ε1，其简并度为2，忽略更高的能级，则A 分子的配分函数q =________，设ε1=kT ，则相邻两能级上的最概然分子数之比为n 1/n 0=________。

7.乙酸乙酯皂化反应如下式：NaOH+CH 3COOCH 5→CH 3COONa+C 2H 5OH当确定该反应动力学方程时，需要测定不同时刻反应物的浓度。

根据该反应的特点，采用何种物理方法测定较好，并简述理由。

●选做题：（10分）A sample of perfect gas that initially occupies 15.0 dm 3 at 250K and 101.325kPa is compressed isothermally. To _______kPa pressure must the gas be compressed to reduce its entropy by 5.0 J ⋅K -1. 二、选择题：（6分）1. 热力学基本方程d G =-S d T +V d p 可运用于下述何种过程（ ）。

A. 298K ，p 的H 2O(l )蒸发过程 B. 理想气体向真空膨胀过程C. 电解水制取H 2D. N 2(g)+3H 2(g)→2NH 3(g)未达平衡2. 1mol 液体苯在298K 时置于弹式量热计中完全燃烧，生成H 2O(l )和CO 2(g)，方程如下： C 6H 6(l )+152O 2(g)→6CO 2(g)+3H 2O(l )，同时放热3264kJ ⋅mol -1，则其等压燃烧焓为（ ）。

A. 3268kJ ⋅mol -1 B. 3264 kJ ⋅mol -1 C. -3265 kJ ⋅mol -1 D. -3268 kJ ⋅mol -13. 如果规定标准氢电极的电极电势E {H +│H 2}=1V ，则其他电极的氢标可逆还原电极电势E {离子│电极}值与电池标准电动势cell E值将有何变化（ ）。

A. E {离子│电极}与cell E 各增加1VB. E {离子│电极}增加1V ，cell E不变 C. E {离子│电极}与cell E 各减小1V D. E {离子│电极}减小1V ，cell E 不变 4. 243Al (SO )的化学势为μ，3Al +、24SO +的化学势分别为μ+、μ-。

它们之间的关系为（ ）。

A. μ=μ++μ- B. μ=3μ++2μ-C. μ=2μ++3μ-D. μ=μ+μ-5. 有两个一级反应构成平行反应，机理为 下列说法中错误的是（ ）。

A. 12k k k =+总B. k 1/k 2=B CccC. E 总=E 1+E 2D. t 1/2=12ln 2/k k 6. 用同一滴管分别滴下50cm 3的NaOH 水溶液，纯水、乙醇水溶液，各自的滴数多少次序为（ ）。

A. 三者一样多B. NaOH 水溶液，纯水，乙醇水溶液C. 纯水，乙醇水溶液，NaOH 水溶液D. 乙醇水溶液，纯水，NaOH 水溶液 三、（20分）（该题请答在指定题号的答题纸上）1mol 单原子理想气体从始态298K ，200kPa 分别经下列两种途径使其体积加倍。

（1）等温可逆变化；（2）沿着p =A V m +B 的途径可逆变化，其中A 、B 是常数，已知A=104Pa （dm 3·mol -1）-1。

1. 请在指定题号的答题纸的图中画出两条可逆途径的p -V 图;（示意图）2. 试计算经等温可逆途径后该系统达到的终态压力及过程的Q 、W 、ΔU 和ΔS 。

3. 试计算沿着m p AV B =+的途径可逆变化后该系统达到的终态压力及过程的Q 、W 、ΔU 和ΔS 。

四、（18分）298K 在恒温密闭容器中有起始压力p 的A （g ）。

在该温度下A （g ）按下式分解： 11A ()B ()C ()2kg g g −−→+ （1） 继后，生成物之一B （g ）发生下列反应，生成D （g ）并与之建立平衡：B()D()g g （2）已知：A （g ）分解反应（1）为一级反应，k 1=0.1min -1，反应(2)的平衡常数K =10。

计算：k 1 B A k 2 C10min 后在该容器中A 、B 、C 、D 各物质的分压。

五、（18分）已知反应H 2(p )+Ag 2O(s)→2Ag(s)+H 2O(l )在298K 时的恒容反应器中进行，放热252.79kJ·mol -1，若将该反应设计成可逆电池，测得其电池电动势的温度系数(d E /d T )p =-5.044×10-4V·K -1。

1. 写出所设计电池的表示式及该电池的电极反应；2. 计算298K 时该反应的反应热Δr H m 及电池电动势E ；3. 已知298K 时K W =1×10-14，计算标准还原电势E {OH -│AgO ，Ag}。

六、（6分）某气体遵从状态方程p (V m -αT 2)=RT 。

式中α是与温度T 、压力p 无关的常数。

试证明该气体的Joule-Thomson 系数：2,()J Tm p mT T p C αμ-∂==∂ 七、（14分）（该题请答在指定题号的答题纸上）有A 和B 两组分组成的固相完全不互溶的凝聚系统，已知纯A 的熔点为90℃，纯B 的熔点为110℃，且A 、B 两组分在题给温度范围内可形成化合物C(组成为χB =0.70)。

在温度为40℃时，化合物C 存在转熔反应：C(s)→B(s)+溶液(χB =0.55)。

表一给出了不同组成的系统的热分析数据，列出了步冷曲线中出现转折和平台的温度数据。

根据题给实验数据在指定题号答题纸的坐标纸上绘出相图，同时完成表二内容。

（表二见指定题号的答题纸） 表一系统组成(χB ) t/℃ 0.15 0.30 0.45 0.65 0.70 0.80 90 转折点70 转折点 60 转折点转折点 40 平台 平台 平台 30 转折点0 平台平台平台平台北京化工大学2002年攻读硕士研究生入学考试物理化学试题参考答案一、填空题 1. = ，=； 2. 96.57kPa ； 3. 2.15；4. 4π ，0.915；5. Ag(s) | Ag +(a ) ‖SO 42-(a ) | Ag 2 SO 4(s)，Ag(s)，是；6. q A = q A,t q A,r q A,v q A,e q A,n ，0.3679；7. 略。

二、选择题1.B ；2.D ；3.B ；4.C ；5.C ；6.D 。

三、1. 示意图略。

2. p 2 =100kPa ,△U = 0 ,Q = W = 1718J 。

3. p 2 =31.99×104Pa ，△U = 8174J,W = -3667J,Q = 11.84kJ, △S = 20.3 J.K -1.mol -1 四、p A = 37.28 kPa, p B =2.91 kPa, p C =64.05 kPa, p D =29.1kPa五、1. 所设计的电池为：Pt|H2(p ) |OH-(aq)| Ag2O(s)+ Ag (s);电池反应为：H2(p ) + Ag2O(s) = 2 Ag (s) + H2O（l）2.△r H m = -255.26 kJ. mol-1 , E = 1.1723V。

3.E { OH-|Ag2O | Ag }=0.3446V.六、略。

七、略。