北京科技大學(xué)2015研究生物理化學(xué)A試題

1、2015年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題試題編號(hào)：804試題名稱：物理化學(xué)A(共7頁(yè))適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程、材料工程(專業(yè)學(xué)位)說(shuō)明：所有答案必須寫在答題紙上，做在試題或草稿紙上無(wú)效。一、單項(xiàng)選擇題(每題2分，共30分)1. 一定量的物質(zhì)在絕熱剛性容器中，發(fā)生一個(gè)放熱的分子數(shù)增加的化學(xué)反應(yīng),則下列物理量正確的一組是：(A)Q>0,W>0,U>0(B)Q=0,W=0,U>0(C)Q=0,W=0,U=0(D)Q<0,W>0,U<02 .兩只燒杯各有1kg水，向A杯中加入0.01mol蔗糖，向B杯內(nèi)溶入0.01molNaCl,設(shè)二者均形成稀溶液，若兩只燒杯按

2、同樣速度冷卻降溫，則有：(A)A杯先結(jié)冰(B)B杯先結(jié)冰(C)兩杯同時(shí)結(jié)冰(D)不能預(yù)測(cè)其結(jié)冰的先后次序3 .對(duì)不做非體積功、封閉的單組分均相系統(tǒng)、其(G)T的值應(yīng)是：P(A)<0(B)>0(C)=0(D)無(wú)法判斷4 .凡是在孤立體系中進(jìn)行的變化，其AU和AH的值一定是：(A) AU>0,H殍0(B) AU=0,H#0(C) AU<0,H住0(D) AU=0,H狀于、小于或等于零不確定5 .放熱反應(yīng)2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)達(dá)平衡后，若分別采取增加壓力；減少NO2的分壓；增加O2分壓；升高溫度；加入催化劑，一定能使平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)的是：(A)(B)(C)

3、(D)6 .含有非揮發(fā)性溶質(zhì)B的水溶液，在101325Pa、270.15K時(shí)開始析出冰。已知水的凝固點(diǎn)下降系數(shù)Kf=1.86Kkgmol-1,沸點(diǎn)上升系數(shù)Kb=0.52Kkgmol-1。那么該溶液的正常沸點(diǎn)是：(A)370.84K(B)372.31K(C)373.99K(D)376.99K7,已知298.15K時(shí)，純液體A的飽和蒸氣壓是純液體B的飽和蒸氣壓的2倍,現(xiàn)將一定量的A與B混合，平衡時(shí)分為兩液相(相和相)，其組成分別為xb()=0.98,xb()=0.01。假設(shè)二液相均可按理想稀溶液處理，則A在相的亨利系數(shù)與B在相中的亨利系數(shù)之比=(A)1.01(B)2.01(C)0.01(D)0.9

4、98 .水的三相點(diǎn)處自由度數(shù)=(A)1(B)2(C)3(D)09 .若某電池反應(yīng)的Cpm0,則以下說(shuō)法中不正確的是：(A)該電池反應(yīng)的rHm不隨溫度變化(B)該電池反應(yīng)的rSm不隨溫度變化(C)該電池的電動(dòng)勢(shì)不隨溫度變化(D)該電池電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)不隨溫度變化10 .若某電池反應(yīng)的熱效應(yīng)是負(fù)值，那么該電池進(jìn)行可逆工作時(shí)，與環(huán)境交換的熱為:(A)放熱(B)吸熱(C)為零(D)無(wú)法確定11 .某反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)物濃度與時(shí)間成線性關(guān)系，則此反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物初始濃度的關(guān)系是：(B)成反比(A)成正比(C)平方成反比(D)12.有兩個(gè)反應(yīng)活化能不相同的化學(xué)反應(yīng)，內(nèi)升溫，則：dlnk2dlnk1(A)

5、dTdT(B)dInk2dInk1(C)dTdT(D)13.下列說(shuō)法中不正確的是：(A)(B)(C)(D)無(wú)關(guān)其中Ea2>Ea1,若在相同的升溫范圍dInk2dInk1dTdTdk2dk1dTdT液面都有界面張力平面液體沒有附加壓力彎曲液面表面張力的方向指向曲率中心彎曲液面的附加壓力指向曲率中心14 .用同一滴管在同一條件下分別滴下同體積的三種液體：水、氯化鈉水溶液、戊醇水溶液，則它們的滴數(shù)為：(A)一樣多(B)水的最多，戊醇水溶液最少(C)氯化鈉水溶液最多，戊醇水溶液最少(D)戊醇水溶液最多，氯化鈉水溶液最少15 .設(shè)水在某玻璃毛細(xì)管內(nèi)上升的高度為h,若此毛細(xì)管被折斷，露在水面以上的長(zhǎng)

6、度是h/2,則水在毛細(xì)管上升到h/2以后，將:(A)不斷從管中流出(B)不從管中流出，管內(nèi)液面曲率半徑縮小到1/2倍(C)不從管中流出，管內(nèi)液面曲率半徑增大到2倍(D)不從管中流出，管內(nèi)液面曲率半徑不變二、填空題(除特別標(biāo)明分?jǐn)?shù)外，每空2分，共60分)1. 1mol某理想氣體由同一始態(tài)開始，分別經(jīng)(1)可逆絕熱膨脹與(2)不可逆絕熱膨脹至相同的終態(tài)溫度，則兩過(guò)程的U1U2,S1S2o(選填>,二,<)2. 1mol0、0.2MPa的某理想氣體沿著p/V二常數(shù)的可逆途彳到達(dá)壓力為0.4MPa的終態(tài)。已知該理想氣體的Cv,m=(5/2)R,經(jīng)計(jì)算可得，該終態(tài)溫度=K,該過(guò)程的W=kJ,

7、U=kJ,H=kJ,S=JK-1。3. 已知fHm(CH30H,l,298.15K)=23857kJmol1;1fHm(CO,g,298.15K)=110525kJmol1;則反應(yīng)CO(g)+2H2(g)=CH30H(l)的rHm(298.15K)=kJmol-1;rUm(298.15K)=kJmo。4,已知下列氧化物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs自由能與溫度的關(guān)系為：fGm(MnO)=(3.849105+74.84T/K)Jmol-1fGm(CO)=(-1.163105-83.89T/K)Jmol-1fGm(CO2)=(3.954105)Jmol-1則在0.133Pa勺密閉條件下，用碳粉還原固態(tài)M

8、nO生成純Mn及CO(g)的最低還原溫度為;在此溫度下能否按反應(yīng)方程式2MnO(s)+C(s)=2Mn(s)+CO2(g)發(fā)生反應(yīng)：(填能或不能)。5 .(a)若反應(yīng)CaCO3=CaO(s)+CO2(g)已達(dá)平衡，在其他條件不變的情況下將CaCO3進(jìn)一步粉碎，則平衡移動(dòng)(填向左、向右或不)。(b)在1000C時(shí)CaCO3(s)的分解壓為3.871p0,若將100gCaCQ(s)放入一個(gè)巨大的盛有CO2(g)容器中(其中CO2壓力為2.000pe,溫度為1000°C),達(dá)平衡后CaCO3(s)的轉(zhuǎn)化率為。6 .某反應(yīng)的反應(yīng)物和產(chǎn)物均為氣體，該反應(yīng)在298.15K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K=1,

9、反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。則(1)在298.15K時(shí)，該反應(yīng)的rGm;(2)在同樣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，298.15K時(shí)該反應(yīng)的rSm；(3)在313.15K時(shí)該反應(yīng)的rGm。(選填>0、<0或=0)7 .多組分多相系統(tǒng)的熱力學(xué)基本方程dG=(填寫與溫度、壓力、組成等的關(guān)系)。8 .不同的體系，化學(xué)勢(shì)表達(dá)中標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的規(guī)定不同，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出各自的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：(4分)體系化學(xué)勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)純理想氣體理想稀溶液溶劑溶質(zhì)9 .物理化學(xué)中引入理想氣體和理想溶液的概念，請(qǐng)談?wù)勀銓?duì)它們的理解并解釋其引入的意義：（限80字以內(nèi)）（4分）10 .有一酸式氫氧燃料電池Pt,H2（pi）H2SO4（a）O2（p2）,Pt,已知氧氣電極

10、在酸性條件下的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E,h+q而1.229V。若氫氣、氧氣的分壓均為標(biāo)準(zhǔn)大氣（H/O2，Pt）壓，在298.15K、H2SO4的活度a=0.89時(shí)，則此電池電動(dòng)勢(shì)為。11 .若化學(xué)反應(yīng)2NO+O2=2NO2的反應(yīng)機(jī)理擬定為：2NO=N2O2（快速達(dá)到平衡）N2O2+O2=2NO2（慢）則總反應(yīng)對(duì)O2是級(jí)；對(duì)NO是級(jí)。12 .293.15K時(shí)，水的表面張力為72.8X10-3Nm-1,密度為1.0X103kgm-3,則曲率半徑為10-8m的凸形液滴蒸汽壓與同樣曲率半徑凹形液滴蒸汽壓之比為013 .20C時(shí)，已知水、汞的表面及界面張力數(shù)據(jù)如下：扉=72.8X10-3Nm-1,俅=4.83X1

11、0-1Nm-1,0-汞=3.75X10-1Nm-1,判斷水能否在汞的表面上展開、計(jì)算題（共60分）1. （18分）在一帶活塞（假定無(wú)摩擦、無(wú)質(zhì)量）的容器中有氮?dú)?5mol,容器底部有一密封小瓶，瓶中有液體水15mol,整個(gè)系統(tǒng)的溫度為100C,壓力為1013kPa。若整個(gè)系統(tǒng)始終維持溫度為100C,壓力為1013kPa的條件下，小瓶在容器中自動(dòng)破碎，瓶中液體水全部蒸發(fā)為水蒸氣。假設(shè)氮?dú)夂退魵饩蠢硐霘怏w處理，計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)在上述過(guò)程的Q,W,U,H,S,A,Go2. （12分）有如下二元凝聚系統(tǒng)的恒壓相圖，請(qǐng)（1）標(biāo)出下列相圖中各相區(qū)相的名稱；（2）繪出相圖中體系a、b、c的步冷曲線，并注明步

12、冷曲線ai各線段的條件自由度、步冷曲線c上拐點(diǎn)處和水平線兩端點(diǎn)處的相變化情況。3. (16分)已知1-1級(jí)平行反應(yīng):2A假設(shè)初始時(shí)體系中只有反應(yīng)物Ao實(shí)驗(yàn)I:Ti=500K,ca0=5moldm-3,反應(yīng)進(jìn)行10min時(shí)，測(cè)得cd=0.5moldm-3,3cf=0.25moldm實(shí)驗(yàn)II:T2=550K,ca0=5moldm-3,反應(yīng)進(jìn)行10min時(shí)，測(cè)得cd=1.6moldm-3,-3cf=0.4moldm(1)分別求Ti和T2時(shí)的反應(yīng)速率系數(shù)k1和k2值；求活化能Ea,1與Ea?。4. (14分)在298.15K時(shí)，已知AgBr的溶度積Ksp(AgBr)=4.88W13,E(AgBr|Ag)=0.0715V,E(Br2|Br)=1.065V。父1(1)將AgBr(s)的生成反應(yīng)：Ag(s)+Br2(l)=AgBr(s),設(shè)計(jì)成原電池并與出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。求出此電池的標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)和AgBs)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)；(2)若(1)中電池在