中科院2002年物理化学试题及答案

2002年招收攻读硕士学位研究生入学试卷

物理化学

一、选择题（20分）

1. 苯在一刚性绝热容器中燃烧：C6H6(l)+

A. U=0, H<0,Q=0 C. U=0, H=0,Q=0

15

O2(g)=6CO2(g)+3H2O(g)（ ） 2

B. U=0, H>0,W=0 D. U≠0, H≠0,Q=0

2. 对于一定量理想气体，些列过程不可能发生的是（ ）

A.等温绝热膨胀 B.等压绝热膨胀 C.吸热而温度不变 D.吸热而体积缩小

3. 在封闭体系的S－T图中，通过某点可以分别作出等容线和等压线，其斜率分别为：

S S

=x和 =y T T V p

则在该点两曲线的斜率的关系是（ ）

A. x<y B. x=y C. x>y D.无固定关系

4. 恒温时，B溶解于A形成溶液，若纯B的摩尔体积大于溶液中B的偏摩尔体积，

则增加压力将使B在A中的溶解度如何变化？（ ） A.增大 B.减小 C.不变 D.不一定

5. 在平动、转动、振动运动对热力学函数的贡献中，下述关系式中哪一个是错误的？

（ ）

A. Fr=Gr B. Uυ=Hυ

C. Cv,υ=Cp,υ D. Cp, , t=Cvt

－－

6. 400K时，液体A的蒸汽压为4×104N·m2，液体B的蒸汽压为6×104N·m2。

二者组成理想液体混合物。当达气—液平衡时，在溶液中A的摩尔分数为0.6，则在气相中B的摩尔分数为（ ） A.0.31 B.0.40 C.0.50 D.0.60

7. 反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)在600℃，100kPa下达到化学平衡。当

p＝5000kPa时，各气体的逸度系数为：

γ(CO2)=1.90, γ(H2)=1.10, γ(CO)=1.23, γ(H2O)=0.77

则平衡点（ ）

A.向右移动 B.不移动

C.向左移动 D.不能确定

8. 对临界胶束浓度（CMC）的说法不正确的是（ ）

A.CMC是形成胶束的最低浓度

B.在CMC前后溶液的表面张力有显著变化 C.在CMC前后溶液的电导值变化显著

D.达到CMC以后溶液的表面张力不再有明显变化

－

9. 0.001mol·kg1的K3[Fe(CN)6]水溶液的例子强度为（ ）

－－－－

A.6.0×103 B. 5.0×103 C. 4.5×103 D.3.00×103

10. 反应NO+

A. B. C. D.

1

O2=NO2的速率在温度升高时反而下降，这是因为（ ） 2

该反应是一个光化学反应

该反应催化剂的活性随温度升高而下降 速控步骤前的快速平衡步骤放热显著 这是一个放热的复杂反应

二、（8分）已知反应：

（1） Na(s) →Na(g), H=+105kJ (291K) （2） Cl2(g) →2Cl(g), H=+250kJ (291K) （3）

1

Cl(g)+Na(s) →NaCl(s), H= 411kJ (291K) 2

+

→Na(g)+e, U=493kJ (0K) （4） Na(g)

（5） Na(g)+Cl(g) →NaCl(s), U= 766kJ (0K) （6） NaCl(s)(0K) →NaCl(s), H=100kJ (291K)

（7） Na(g)(0K)+Cl(g)(0K) →Na(g)(291K)+Cl(g)(291K), H=12.1kJ 求氯原子的电子亲合势，即

（8） Cl(g)+e →Cl(g)的 U(0K)

三、（6分）计算1mol苯的过冷液体在－5℃，p

+

时凝固过程的 lsS和 lsG。已知－5℃

时固态苯和液态苯的饱和蒸汽压分别为0.0225p摩尔熔化热为9860J·mol1。

－

和0.0264p

，－5℃、p

时苯的

四、（6分）298K、p

下，Zn和CuSO4溶液的置换反应在可逆电池中进行，做电功W＝

（反应前后体200kJ，放热Q＝－6kJ。求该反应的 rU、 rH、 rS、 rA和 rG。

积变化可忽略）

五、（5分）由N个粒子组成的热力学体系，其粒子的两个能级为ε1＝0和ε2＝ε，相应的

简并度为g1和g2。

（1） 试写出该粒子的配分函数

（2） 假设g1＝g2＝1和＝1×104m1，该体系在

－

a.0K时 b.100K时 c. ∞K时， n2/n1比值各为多少？

六、（8分）Au和Sb分别在133K和903K时熔化，二者形成一种化合物AuSb2，在1073K

有一不相合熔点，600K时该化合物与Sb形成低共熔混合物。（Au原子量197，Sb原子量122）

（1） 试画出符合上述数据的简单相图，并标出所有相区的组成； （2） 画出含有50%（wt）Au之熔融物的步冷曲线。

七、（8分）已知气相反应2SO2+O2=2SO3的标准平衡常数KC与T的函数关系为：

logKC=10373/T+2.222logT 14.585

上述反应可视为理想气体反应。

、 rUm和 rGm。 （1） 求该反应在1000K时的 rHm

（2） 1000K时，2×101325Pa下若有SO2、O2、SO3的混合气体，其中SO2占20%

（vol），O2占20%（vol），试判断在此条件下反应的方向如何？

八、（7分）计算一下电池在298K时的电动势和温度系数：

AgAgCl(s)NaCl(aq)Hg2Cl2(s)Hg

已知标准生成焓和标准熵如下表：

－－

九、（7分）某溶液中含有1.00mol·kg1 Zn(NO3)2和1.00 mol·kg1 Cu(NO3)2，pH＝4.0。

该溶液在298K用光滑的Pt作为电极。试问当阴极电势达－0.30V时，阴极上发生什么

＋

反应？这时溶液中残余Cu2的浓度为多少？已知H2在光滑Pt片和Cu片上的超电势分

别为0.1V和0.2V，φZn2+,Zn＝－0.7628V，φCu2+,Cu＝－0.337V。假设不考虑其活度系数

的影响，且溶液中H浓度均一。

1

十、（8分）反应A B，正逆反应均为一级，K为平衡常数，T为热力学温度，k1、k

1

＋

k

k 1的单位为s－1。已知在数值上：

logk1=

2000

+4.0 T2000

logK= 4.0

T

－

反应开始时，[A]0=0.5mol·dm3，[B]0=0.05mol·dm3。试计算：

－

（1） 逆反应的活化能E 1＝？

（2） 400K下，反应平衡时A和B的浓度。

十一、 （6分）由实验得知，丁二烯的二聚作用：2C4H6(g) →C8H12(g)

在440～660K的温度范围内的速率常数为：

－－

k＝9.2×109exp(99.12 / RT) cm3·mol1·s1

－－

已知：玻尔兹曼常数kB＝1.3806×1023J·K1；

－

普朗克常数h＝6.6262×1034 J·s；

请计算该反应在600K的活化熵 ≠rSm。

十二、 （5分）某表面活性剂的稀溶液，表面张力随浓度的增加而线性下降，当表面活性

剂的浓度为104mol·dm

－

－3

时，表面张力下降了3×103N·m1，计算表面吸附量Γ2。

－

－

设温度为298K。

十三、 （6分）在298K下，一半透膜内，有0.1dm3的很稀盐酸水溶液，其中溶有1.3×

－

103kg的一元大分子酸，假设它完全解离。膜外是0.1dm3的纯水，达到渗透平衡时，

＋

膜外pH＝3.26，由膜内外H浓差引起的膜电位为34.9mV。假设溶液为理想溶液，试计算：

a.膜内的pH值； b.该大分子物的摩尔质量。

2002年考研试卷物理化学答案

一、 （20分）

1.（B） 2.（D） 3.（A） 4.（A） 5.（D） 6.（C） 7.（C） 8.（B） 9.（A） 10.（C）

二、 (8)=(3) (1) 1

2

(2)+(7) (6) (4) (5)得： U(0K)=+456kJ

三、 G3=nRTln(p2/p1)= 356.4J

S=

H G

T

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