2002硕士物理化学Ⅱ414(化学工艺-材料物化)

河北工业大学2002年攻读硕士学位研究生入学考试试题

科目名称 物理化学 Ⅱ

科目代码 414 适用专业 化学工艺和材料物理与化学

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一、（每题2分，共10分）选择填空题

1、已知25℃时，CH 3COOH （l ），CO 2（g ）

，H 2O （l ）的标准摩尔生成焓变)(T H m f ︒∆/kJ ·mol –1分别是–484.5，–393.5，–285.8，则CH 3COOH （l ）的标准摩尔燃烧焓变)(T H m c ︒∆/kJ ·mol –1为。（ ）

（A ）–484.5； （B ）0； （C ）–194.8； （D ）194.8； （E ）无法判断。

2、1mol 理想气体从p 1，V 1，T 1分别经过：（I ）绝热可逆膨胀到p 2，V 2，T 2；（II ）绝热恒外压膨胀到p 3，V 3，T 3，且p 2=p 3，则（ ）

（A ）T 2=T 3，V 2=V 3，S 2=S 3；（B ）T 3>T 2，V 3>V 2，S 3>S 2；（C ）T 2>T 3，V 2

3、对于封闭的单组分均相系统，且T p G W ⎪⎪⎭⎫

⎝⎛∂∂=时，0'的值应该是（ ）。 （A ）<0； （B ）>0； （C ）=0； （D ）无法判断。

4、若A （l ）与B （l ）可形成理想液态混合物，在一定温度下，纯A 、纯B 的饱和蒸气压**B A p p >，则在

该二组分的蒸气压—组成图上的气、液两相平衡区，呈现平衡的气、液两相的组成必有（ ）。

（A ）B B x y >； （B ）B B x y <； （C ）B B x y =； （D ）无法确定。

5、在一只水平放置，内径均匀、洁净的玻璃毛细管中有一自由移动的液柱。今在水柱右端轻轻加热，则毛细管内的水柱将（ ）。

（A ）不移动； （B ）向右移动； （C ）向左移动； （D ）无法确定。

二、（每题3分，共15分）思考问答题

1、反应CO （g ）+1/2O 2（g ）=CO 2（g ）的标准摩尔反应焓变)(T H m r ︒∆即是CO 2（g ）的标准摩尔生成焓变)(T H m f ︒∆。对吗？为什么？

2、 已知在定压下，某化学反应的△H 与T 无关，化学反应的△S 与温度T 有无关系？为什么？

3、 三组分系统，最多相数为多少？最大的自由度数为多少？说明之。

4、反应A Y ，当A 反应掉3/4所需时间恰是它反应掉1/2所需时间的3倍，该反应是几级？

5、催化剂的共同特征是哪些？

三、（14分）已知：S °m （H 2，g ，298K ）=130.6 J ·mol –1·K –1，C p,m （H 2，g ）=28.27 J ·mol –1·K –1，把273K ，100kPa ，10dm 3的氢气绝热可逆压缩至1dm 3

，求终态T 2，p 2，以及过程的 W ，Q ，△U ，△H ， △S ，△A ，△G 。

四、（13分）1mol 253K 的过冷水，在绝热恒压容器中部分凝结，形成273K 的冰、水两相共存的平衡系统。计算此凝结过程的Q ，W ，∆U ，∆A ，∆G ，∆H 及∆S 。已知冰在273K 时的熔化焓为6009.7 J ·mol –1，水与冰的恒压摩尔热容分别为75.3和36.0 J ·mol –1·K –1。水与冰的标准熵K)298(︒m S 分别为69.91和44.52

J ·mol –1·K –1。忽略固、液体积变化。

五、（12分）固体CO 2的饱和蒸气压与温度的关系为： 957.11K /1353Pa lg +-=⎪⎭

⎫ ⎝⎛T p 已知其熔化焓为8326 J ·mol –1

，三相点温度为–56.6℃。

（1）求三相点的压力；

（2）在100kPa 下CO 2能否以液态存在？

（3）求出液体CO 2的饱和蒸气压与温度的关系。

六、（12分）已知理想气体反应

2A （g ）=Y （g ） 的数据

（1）在310K ，100kPa 下，A ，Y 各为y =0.5的气体混合物反应向哪个方向进行？

（2）欲使反应方向与上述（1）相反的方向进行，在其他条件不变时：

（a ） 改变压力，p 应该控制在什么范围？

（b ） 改变温度，T 应该控制在什么范围？

（c ） 改变组成，y A 应该控制在什么范围？

七、（12分）等容气相反应A 2+B 2 2AB 的反应速率方程为

22B A AB AB d d C C k t

C = 已知300.12K

/9510)]s mol /(dm lg[113AB +-

=⋅⋅--T k （1）求反应的活化能E a ； （2）在700K ，A 2和B 2的初始压力均为50.0kPa ，反应开始时没有AB ，计算反应5min 时，

t C t C /d d /d d 2A A B -和。

八、（12分）原电池Pt | H 2（p ）| HCl(b =0.1 mol·kg -1) | Hg 2Cl 2(s) | Hg(l)在25℃时电动势E MF =0.399V ，

E °M

F =0.268V 。

（1）写出电池反应和电极反应；

（2）求25℃时电池反应的标准平衡常数；

（3）求此HCl 溶液（b =0.1 mol·kg -1）中离子的平均活度a ± 和平均活度系数γ± 。