常州大学考研物理化学

江苏工业学院

2007年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题

一、填空题(30分)

T/K

0 p

1、某实际气体的温度T低于它的波义z

耳温度TB。试在右图中画出该气体在温

度T下Z～p恒温线的大致形状。

2、在300K和500K热源间的卡诺机， 1

其热机效率η= 。若该卡诺

机从高温热源吸热Q1=200kJ，则可向

外界提供的功W= ，同时传递

给低温热源的热Q2= 。

3、下列偏导数属于偏摩尔量的是，属于化学势的是。

（a）（b）（c）（d）4、在何种情况下，拉乌尔定律和亨利定律才相一致？

5、CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、BaO(s)、CO2(g)构成一多相平衡系统，这个系统的独立组分数C= ,相数P＝，自由度数F＝。

6、将反应1/2H2（pθ）＋AgCl（s）Ag(s)＋HCl（a±）设计成电池,其电池的表达式为。

7、有一原电池的电势温度系数为负值，则该电池反应的ΔH值将是。

（a）正值（b）负值（c）无法确定

试题名称：物理化学共 5 页第1 页

8、试写出波尔兹曼能量分布公式：。据此可见，能级的简并度愈大，粒子在能级中的出现几率愈，而能级愈高，则出现的几率愈。（大、小）

9、试写出子配分函数的析因子性质：。

、. 10、如图，请在图中画出并标明接触角θ，该液体（润湿或不润湿）固体表面，因为θ90o（>或<）。

11、由等体积的0.1mol·dm3KI溶液和0.08mol·dm3AgNO3溶液制备的AgI溶胶，其胶团结构式为。用下列电解质来聚沉，当温度和时间等条件相同时，它们对AgI溶胶的聚沉能力是> > > 。

（a）FeCl3 (b)MgCl2 (c)NaNO3 (d)K3[Fe（CN）6]

12、任一化学反应A+B=C,E＋为正反应的表观活化能，E－为逆反应的表观活化能，则。

（a）E＋－E－=ΔU (b) E＋－E－=ΔH (c) E+－E－=－ΔU

(d) 以上都不对

二、（12分）

（1）制备氯乙烯的反应为C2H2（g）＋HCl（g）CH2CHCl（g）。若将反应器的温度维持在25℃，试求每用掉1㎏HCl（g），至少需要15℃的冷却水多少？已知H2O和HCl的摩

尔质量分别为18.02和36.46 gmol-1，H2O（l）的Cp，m＝75.0JK-1mol-1。设各气态物质均服从理想气体状态方程，其标准摩尔生成焓数据如下：

C2H2（g）

HCl（g）

CH2CHCl（g）

226.73

－92.307

35.6

试题名称：物理化学共5页第 2 页

（2）通常压力下，CaO（s）＋CO2（g）CaCO3（s）的反应热与温度的关系为：ΔrHm=－177.82×103＋17.2×103T-1－2.76T+9.016×10-3T2

单位为Jmol-1。设固体的体积略去不计，气体为理想气体，试求

ΔrUm、ΔCp与温度的关系式。

三、（16分）1mol双原子理想气体，依次经历下列三个过程：

（1）从25℃、101.325kPa恒压加热至80℃；

（2）向真空自由膨胀，体积增大一倍；

（3）绝热可逆膨胀，温度降低至25℃。

试计算全过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA和ΔG。

四、（12分）

（1）将2mol、－10℃、101.325 kPa的H2O（s）变为25℃、101.325 kPa的H2O（l），试求其熵变。已知H2O（s）在0℃的熔化热为333.4 Jg-1，－10～0℃范围内H2O（s）的平均比热容为2.067 JK-1g-1，0～25℃范围内H2O（l）的平均比热容为4.184JK-1g-1，H2O的摩尔质量为18.02 gmol-1。

（2）已知在0℃、101.325 kPa下H2O（s）和H2O（l）的密度分别为0.9175与1.000 gcm-3。试计算当压力变化多少时，其熔点才能下降0.01℃。

试题名称：物理化学共5页第 3 页

五、（14 分）气体A在1000℃、2pθ下通过反应器的催化剂层，发生如下理想气体反应：。分析达平衡的出口气体得知，500cm3（STP）气体混合物中含有200 cm3（STP）的C（g）。（1）求该反应在1000℃时的Kθ。

（2）若反应在1000℃时，温度升高1K，Kθ增大1％。试求反应在1000℃时的。设反应的ΔCp＝0。

六、（14 分）含80.44g苯（A）和241.36g正己烷（B）的二元实际溶液，在25℃下达到气液平衡。由实验测得其平衡气相总压为20.078kPa，平衡气相和液相的组成为yA=0.247、xA=0.290。已知苯和正己烷的摩尔质量分别为78.1gmol-1和86.2 gmol-1，25℃时的饱和蒸气压分别为12.693 kPa和20.371 kPa。设气体服从理想气体状态方程。

（1）试按活度标准状态惯例I，计算活度系数γA, I和γB, I，该系统是正偏差还是负偏差？

（2）试求该系统25℃达气液平衡时各相物质的量。

（3）示意画出该系统25℃时的恒温相图，并指出各相区的相态。

七、（10分）在恒温条件下，1mol体积为V的He和1mol体积为

V的Ar混合成体积为2V的混合气体。试计算该过程的熵变以及混合前后的微观状态数之比。

试题名称：物理化学共5页第4页

八、（14 分）

25℃时，电池Ag|AgCl（s）|HCl（aq）|Cl2（101.325kPa）| Pt的电动势为1.1362V，电动势的温度系数为－5.59×10－4V·K－1。

（1）试写出电极反应和电池反应。

（2）电池在25℃下可逆放电96485C，吸收或放出多少热量？

（3）25℃下，电池在短路条件下放电96485C，吸收或放出多少热量？

九、（12 分）25℃时，乙醇水溶液的表面张力γ与浓度C的关系遵循下式：

γ＝72.97×10-3-5.0×10-4C+2.0×10-4C2 （式中γ因次为N·m-1，C因次为mol·dm-3）。试求：0.5 mol·dm-3的乙醇溶液，其表面乙醇的吸附量Г为多少？

十、（16分）

（1）物质A（g）在450K于一恒容容器中发生气相分解反应：A（g）B（g）＋D（g）。反应开始时只有A（g）存在，压力为213kPa。反应进行到100s时，系统总压为233 kPa。试求此一级反应的速率常数、A的半衰期以及120 s时A的转化率。

试题名称：物理化学共5页第 5 页

（2）丁二烯（A）的二聚反应2A（g）A2（g）为二级反应。当温度由326℃降至306℃时，反应速率降低一半，试估算该反应的活化能。