天津大学2007年考研试题

天津大学2007年硕士研究生入学考试试题

一、填空题（36分，每小题3分）

1.(天津大学2007年考研试题)H 2（g ）在298.15K 时的c m H ∆

=-285.83kJ mol 1

-，则同温度

下H 2O （l ）的f m H ∆ =（ ）。 答案：-285.83kJ mol

1

-

2.(天津大学2007年考研试题)某真实气体的节流膨胀过程，焦耳—汤姆逊系数J T 0μ-<，则过程的T ∆（ ），∆H （ ），∆S （ ）（注：选择填入<0、=0或>0）。 答案：>0，=0，>0

3.(天津大学2007年考研试题)一定量的系统，V

A T ∂⎛⎫

⎪∂⎝⎭（ ）

（注：选择填入<0、=0或>0）。 答案：<0

4.(天津大学2007年考研试题)m V

S T ∂⎛⎫

⎪∂⎝⎭=（ ）

。 答案：

V,m C T

5.(天津大学2007年考研试题)写出单相、多组分、考虑界面的系统热力学基本方程：dG=

（ ）。 答案：-SdT+Vdp+

B B

B

dn

μ∑+S dA γ

6.(天津大学2007年考研试题)325℃时，Hg x =0.497的某汞齐中汞的蒸气压Hg p 与纯汞的蒸汽压*Hg p 有如下关系：Hg p =0.433*

Hg p ，则该汞齐中汞的活度因子γ=（ ）。 答案：0.871

7.(天津大学2007年考研试题)对于反应32O （g ）32O （g ），已知其m r H ∆

=285.4 kJ mol

1

-，偌要提高3O 的平衡产率，反应应在（ ）条件下进行。

（a ）高温、低压； （b ）高温、高压； （c ）低温、低压； （d ）低温、高压。 答案：b

8.(天津大学2007年考研试题)温度为T 时，液体A 、B 的饱和蒸气压分别为A *

p 、*B p ，且3A *p =*B p 。二者形成理想液态混合物。当气液两相平衡时，气相中A 的摩尔分数A y =0.5，

则A 在液相中的摩尔分数A x =（ ）。

答案：0.75

9.(天津大学2007年考研试题)25℃、101.325kPa 下，向有限量的水、乙醇形成的二元液态系统中加入1mol 纯水，充分混合后体积增加值（ ）。

（a ）是纯水的摩尔体积m *V ； （b ）是水的偏摩尔体积2H O V ； （c ）既不是m *V 也不是2H O V 。

答案：c

10.(天津大学2007年考研试题)半径相同、但温度不同的两个微小水滴，所受附加压力（ ）。

（a ）相同； （b ）温度高的水滴大； （c ）温度低的水滴大。 答案：c

11.(天津大学2007年考研试题)请写出一级反应速率方程积分式（ ）。 答案：kt=ln

A,0A

c c

12.(天津大学2007年考研试题)同温度下，微小晶体的化学势r μ与大晶体的化学势μ的关系为（ ）。

（a ）r μ>μ； （b ）r μ=μ； （c ）r μ<μ。

答案：a

二.（19分）

1. (天津大学2007年考研试题)（7分） 2mol 单原子理想气体由300K 、100kPa 的始态，经等温可逆膨胀至终态压力50kPa ，求该过程Q 、W 、∆U 、∆H 、∆S 、∆A 、∆G 。 解： 理想气体：∆U=nC V ，m (T 2-T 1)=0 （1分）

∆H=nC p ，m (T 2-T 1)=0 （1分）

∆S=nRln

1

2

p p =2⨯8.314⨯ln 10050=11.526J K -1 (1分)

∆A=∆U -T ∆S= -300⨯11.526= -3.46kJ （1分）

∆G=∆H -T ∆S= -3.46kJ （1分）

W= nRTln

2

1

p p =2⨯8.314⨯300⨯ln 50100= -3.46kJ (1分)

Q=∆U -W=3.46kJ (1分)

2. (天津大学2007年考研试题)（12分）若已知-10℃、101.325kPa 下H 2O （s ）的摩尔熵S m （s ），现要由此出发计算25℃、101.325kPa 下H 2O （g ）的摩尔熵S m （g ），请问： （1）需要查找哪些热力学数据？

（2）给出上述热力学数据计算S m （g ）的表达式。 解： 压力p =101.325kPa

①需查找：常压下水的摩尔熔化焓l

S m H ∆；常压下水的摩尔蒸发焓g l m H ∆；摩尔热容p m

C ，

（-10~0℃），p m C ，（l ）（0~100℃），p m C ，（g ）（25~100℃）。 ②公式：m S （g ）=m S （s ）+

273.15

,()

263.15

C p m s T

⎰

dT l

S m

H 273.15

∆+

+373.15

,273.15

C l dT+p m T ⎰

（）g l m H 373.15

∆ +

298.15

,373.15

C g dT p m T

⎰

（）

三.(天津大学2007年考研试题)（10分）在100℃下，光气分解反应COCl 2（g ）=CO （g ）+Cl 2（g ）的m r H ∆

=105.0 kJ mol

1

-，m r S ∆

=125.6 J mol

1

- K 1-。计算：

（1）100℃该反应的标准平衡常数；

（2）100℃，总压为200kPa 时COCl 2的解离度。

解：（1）r m G ∆ =r m H ∆ -T r m S ∆ =105.0⨯103-373.15⨯125.6=58132J mol -1

因为r m G ∆

= -RTln

K

所以K

=exp r m

G RT ⎛⎫∆ ⎪-⎝⎭

=exp 581328.3145373.15⎛⎫- ⎪

⨯⎝⎭=7.3⨯10—9 （2）

COCl 2（g ）= CO （g ）+ Cl 2（g ）

t=0： A,0p 0 0 平衡时： A,0p （1-α） A,0p α A,0p α 所以p 总=A,0p （1+α）=200kPa ，A,0p =

200

1α

+ 则K

=()

()2

A,0A,0p

/p

p 1/p αα-

=2A 0

p 1p

αα⨯

-，

=2211+ααα⨯-=7.3⨯10-9 即2

2

21αα

-=7.3⨯10-9，α=6.04⨯10-5 四.(天津大学2007年考研试题)（15分）电池Pt|H 2(g, 101.325kPa )|HCl(b=0.1mol kg 1

-)

|22Hg Cl （s ）|Hg 的电动势E 与温度T 的关系为 ： E /V=0.0694+1.881⨯10

3

-(T /K)-2.9⨯10

6

-(T /K)2

（1）写出电极、电池反应；