中山大學(xué)2002年物化考研試題及答案

1、 02物化考研試題1.下列四個(gè)偏微商中哪個(gè)不是化學(xué)勢(shì)?(2分) (A) (¶ U/¶ nB)S, p, nc (B) (¶ H/¶ nB)S, p, nc (C) (¶ F/¶ nB)T, p, nc (D) (¶ G/¶ nB)T, p, nc 2.用熵判據(jù)來(lái)判別變化的方向和平衡條件時(shí),體系必須是( ),除了考慮( )的熵變外,還要考慮( ) 的熵變。(2分) 3.熱力學(xué)函數(shù)與分子配分函數(shù)的關(guān)系式對(duì)于定域子體系和離定域子體系都相同的是( )。(2分) (A) G, F, S (B) U, H, S (C) U,

2、H, Cv (D) H, G, Cv 4.玻爾茲曼分布定律表達(dá)式為( ),其適用條件為( )。(2分) 5.分子配分函數(shù)的定義為( ),其適用條件為( )。(2分) 6. CaCO3(s), CaO(s), BaCO3(s), BaO(s)及CO2(g)構(gòu)成的一個(gè)平衡物系,其組分?jǐn)?shù)為( )。(2分) (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 7.某地區(qū)的大氣壓為6.133´ 104Pa,如將下表中的四種固態(tài)物質(zhì)在該地區(qū)加熱,問(wèn)那種物質(zhì)將發(fā) 生升華。(2分)物質(zhì)汞苯氯化苯氬三相點(diǎn)溫度/K234.3278.7550.293三相點(diǎn)壓力/Pa1.69´ 10-448135.7

3、86´ 1046.866´ 104 8.理想氣體反應(yīng)平衡常數(shù) Kx與Kc的關(guān)系是( )。(2分) (A) Kx = Kc (RT)S nB (B) Kx = Kc PS nB (C) Kx = Kc (RT/P)-S nB (D) Kx = Kc (V/S nB)S nB 9.在光的作用下, O2可轉(zhuǎn)變?yōu)镺3,當(dāng) 1mol O3生成時(shí),吸收了3.01´ 1023個(gè)光子,則反應(yīng)之總量 子效率F 為( )。(2分) (A) F =1 (B) F =1.5 (C) F =2 (D) F =3 10.分別用反應(yīng)物和生成物表示反應(yīng) A + 3B = 2C的反應(yīng)速率,并寫(xiě)出它

4、們之間的關(guān)系為( )。(2分) 11.在基元反應(yīng)中,實(shí)驗(yàn)活化能Ea的物理意義為( )。(2分) 12.有下列溶液: (A) 0.001mol× kg- 1KCl (B) 0.001mol× kg- 1KOH (C) 0.001mol× kg- 1HCl (D) 1.0mol× kg- 1KCl 其中摩爾電導(dǎo)率最大的是( ),最小的是( )。(2分) 13.將反應(yīng)Sn2+ Pb2+= Sn4+ Pb設(shè)計(jì)成可逆電池反應(yīng),則電池表示式為( )。(2分) 14.氣體在固體表面上發(fā)生等溫吸附過(guò)程,熵如何變化( )? (2分) (A) D S > 0 (B)

5、D S < 0 (C) D S = 0 (D) D S ³ 0 15. T = 298K,水-空氣表面張力g = 7.17´ 10- 2 N× m- 1, (¶ g /¶ T)P, A = - 1.57´ 10- 4 N× m- 1×K- 1,在T, PÆ可逆地增加2cm2表面,對(duì)體系所作的功 W = ( ),熵變 D S = ( )。(2分) 二. (共42分) 計(jì)算題(1): 1. 27° C時(shí),將100g Zn溶于過(guò)量稀硫酸中,反應(yīng)若分別在開(kāi)口燒杯和密封容器中進(jìn)行,那種情況 放熱較多

6、?多出多少?(4分) 2. 298K, 101.3 kPa下, Zn和 CuSO4溶液的置換反應(yīng)在可逆電池中進(jìn)行,做出電功200 kJ,放熱 6 kJ,求反應(yīng)的D rU、D rH、D rF、D rS、D rG(設(shè)反應(yīng)前后的體積變化可忽略不計(jì))。(4分) 3. 298.2K時(shí),物質(zhì)的量相同的A和B形成理想液體混合物,求 D mixV、 D mixH、D mixG、 D mixS。(4分) 4.已知反應(yīng) 2Cu(s) + (1/2)O2(g) = Cu2O(s)的D rGÆm = - 169´ 103-7.12TlnT + 123.4T,求反 應(yīng)在298K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱和標(biāo)準(zhǔn)熵

7、變。(6分) 5.二氧化氮熱分解反應(yīng) 2NO2 = 2NO + O2,經(jīng)測(cè)定有如下數(shù)據(jù)初始濃度初速率0.0225 mol× dm- 30.0033 mol× dm- 3×s- 10.0162 mol× dm- 30.0016 mol× dm- 3×s- 1 請(qǐng)據(jù)此確定此反應(yīng)級(jí)數(shù)。(6分) 6.在 80%的乙醇中, CH3(CH2)6Cl水解是一級(jí)反應(yīng),在不同溫度下,測(cè)得其k值如下:T / K273298308318k / s- 11.06´ 10- 53.10´ 10- 49.86´ 10- 42.92&

8、#180; 10- 3 求實(shí)驗(yàn)活化能及指前因子。(6分) 7.列式表示下列兩組電極中每組標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)j Æ 之間的關(guān)系: (4分) (1) Fe3+ 3e ® Fe(s), Fe2+ 2e ® Fe(s), Fe3+ e ® Fe2+ (2) Sn4+ 4e ® Sn(s), Sn2+ 2e ® Sn(s), Sn4+ 2e ® Sn2+ 8. 298K時(shí)某鋼鐵容器內(nèi)盛pH = 4.0的溶液,試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明此時(shí)鋼鐵容器是否會(huì)被腐蝕?假定 容器內(nèi)Fe2+濃度超過(guò)10- 5 mol× dm- 3時(shí),則認(rèn)為容器已被腐蝕。

9、已知: j Æ (Fe2+, Fe) = - 0.4402 V, H2在鐵上析出時(shí)的超電勢(shì)為0.40 V。(4分) 9.以KI和AgNO3為原料制備AgI溶膠時(shí),若KI過(guò)量,則制得的AgI溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)為( ),若AgNO3過(guò)量,則制得的AgI溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)為( )。(4分)II三、(共4分) 填空題 (2)1.當(dāng)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的( )等于零時(shí),該反應(yīng)的熱效應(yīng)不受溫度影響。(2分)2.含有KNO3和NaCl的水溶液與純水達(dá)到滲透平衡時(shí),其組分?jǐn)?shù)為( ),相數(shù)為( ),自由度數(shù)為( )。(2分) 四. (共24分) 計(jì)算題(2)(請(qǐng)按順序把相應(yīng)的答案寫(xiě)在答卷紙內(nèi),注明題號(hào),不用抄題。)1.在

10、298.15K及PÆ下, 1mol過(guò)冷水蒸汽變?yōu)橥瑴赝瑝合碌乃?求此過(guò)程的D rGm。已知298.15K時(shí)水的蒸氣壓為3167Pa。(4分)2.計(jì)算甲醇反應(yīng)CO2 + 2H2 = CH3OH(g)在1000K時(shí)平衡常數(shù)Kp。已知下列數(shù)據(jù): (4分)- GmÆ (T)- UmÆ (0K)/T/J× K- 1×mol- 1(T = 1000K時(shí))D fUmÆ (0K), kJ× mol- 1CO2204.054- 113.831H2136.8940CH3OH257.651- 190.2463.某一n級(jí)反應(yīng)其速率方程為dB/dt

11、= - kBn,求此反應(yīng)半衰期表達(dá)式。(6分)4.已知下列電池的EÆ(298K) = 0.223 V, (¶ E / ¶ T )p = - 0.65 mV× K- 1,Ptï H2(PÆ )ï H+ (a = 1)ï ï KCl(a = 1)ï AgCl(s)ï Ag(s)(1)寫(xiě)出電池反應(yīng)(2)計(jì)算與電池反應(yīng)對(duì)應(yīng)的DrGmÆ , D rSmÆ , D rHmÆ。(6分)5.已知在298K時(shí),平面上的飽和蒸氣壓為3167Pa,請(qǐng)計(jì)算在相同溫度下半徑為2nm

12、的水滴表面的蒸氣壓為若干?設(shè)水的摩爾質(zhì)量為18.016kg× mol- 1,密度為1´ 103kg× m- 3,水的表面張力為0.0719 N× m- 1。(4分)一. 填空與問(wèn)答題(1):1. 答 (C)2. 答 絕熱封閉體系 體系 環(huán)境3. 答 (C)4. 答 Ni = (N/q)´ gi exp(-D e i /kT)近獨(dú)立粒子體系, 且為處于熱力學(xué)平衡態(tài)的孤立體系5. 答 q = S gj exp(-D e j /kT)處于熱力學(xué)平衡態(tài)近獨(dú)立粒子體系中的單個(gè)分子6. 答 (A)7. 答 氬將發(fā)生升華, 因?yàn)橹挥型鈮禾幱谌帱c(diǎn)的壓力以下時(shí)

13、, 逐步加熱才可能從固相直接進(jìn)入氣相8. 答 (D)9. 答 (C)10. 答 rA = (1/3)rB = (1/2)rC11. 答 活化分子的平均能量與反應(yīng)物分子平均能量的差值12. 答 摩爾電導(dǎo)率最大的是( C ), 最小的是( D )13. 答 Pt ê Sn2+, Sn4+½ ½ Pb2+ ½Pb14. 答 (B)15. 答 W = g dA = - 14.34´ 10- 6 JD S = - 3.14´ 10- 3 J× K- 1二. 計(jì)算題(1):1. 答 在開(kāi)口燒杯進(jìn)行時(shí)熱效應(yīng)為Qp, 在密封容器中進(jìn)行時(shí)熱效

14、應(yīng)為Qv, 后者因不做膨脹功故放熱較多, 多出的部分為D nRT = (100/65.4)´ 8.314´ 300 = 3814 J2. 答 Wf = 200 kJ, Wv = 0, W = Wf + Wv = 200 kJD rU = Q - W = - 206 kJD rH = D rU + D (PV) = D rU + PD V = - 206 kJD rS = QR/T = - 20.1 J× K- 1D rF = D rU - TD S = - 200 kJD rG = D rH - TD S = - 200 kJ3. 答 D mixV= 0D mix

15、H = 0D mixG = RT(nAlnXA + nBlnXB) = - 3437nA J× mol- 1D mixS = - RSnBlnXB = 11.53nA J× K- 1×mol- 14. 答 ¶ (D rGÆm/T)/¶ TP = - 169´ 103/T2-7.21/T(2分)與¶ (D rGÆm/T)/¶ TP = - D rHÆm/T2-7.21/T比較得 (1分)D rHÆm = - 169´ 103+ 7.21T = - 166.9 kJ&#

16、215; mol- 1(1分)(¶ D rGÆm/¶ T)P = 116.28- 7.121lnT與(¶ D rGÆm/¶ T)P = - D rSÆm 比較得 (1分)D rSÆm(298K) = - 116.28 + 7.121ln298 = - 75.7 J× K- 1×mol- 1(1分)5. 答 - dc/dt = kcn, 將二組數(shù)據(jù)分別代入n = lg(- dc1/dt )- lg(- dc2/dt )/(lgc1-lgc2) = 2.2可認(rèn)為反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)6. 答 據(jù)ln(k2/

17、k1) = (Ea/R)(1/T1-T2), 可得平均活化能Ea = 92.5 kJ× mol- 1據(jù)k = Aexp(- Ea/RT) A = 5.26´ 1012s- 17. 答 j Æ (Fe3+/ Fe2+) = 3j Æ (Fe3+/ Fe)- 2j Æ (Fe2+/ Fe) (2分)j Æ (Sn4+/ Sn2+) = 2j Æ (Sn4+/ Sn)- j Æ (Sn2+/ Sn) (2分)8. 答 j Æ (H+ / H2) = (- 0.05916pH - 0.40)V = - 0.636

18、6 Vj Æ(Fe2+/ Fe) = - 0.6177 Vj Æ (Fe2+/ Fe) > j Æ (H+ / H2),Fe2+易還原為 Fe, H2被氧化為H+ , 故容器不被腐蝕9. 答 (AgI)m×nI- × (n- x)K+ x- ×xK+ (2分)(AgI)m×nAg+ × (n- x)NO3-x+ ×xNO3-(2分)II一、1. 答 D CP = (S CP, B)(生成物)- (S CP, B)(反應(yīng)物)2. 答 因?yàn)闈B透平衡相律為 f = C- F+3C =3, F =2, f =4,二. 計(jì)算題(2)1. 答 設(shè)計(jì)過(guò)程如下:D GH2O(g, 298.15K, PÆ) -® H2O(l, 298.15K, PÆ)¯ D G1 D G3 ¯ D G2H2O(g, 298.15K, 3167Pa) -® H2O(l, 298.15K, 3167Pa)DG= D G1+ D G2+ D G3 »nRTlnP2/P1 =