2021年華南理工大學(xué)攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試物理化學(xué)試題匯編

華南理工大學(xué)攻讀研究生學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷)科目名稱：物理化學(xué)(含物理化學(xué)實驗)合用專業(yè)：材料物理與化學(xué)，化學(xué)工程、化學(xué)工藝、工業(yè)催化、環(huán)境工程m0.4mol200kPa1000kPa時，溫度從300K上升到900K，求該過程、△H、△Umm300K200kPam分)

205-mo-

p ＝3.5R (12解：分析過程：(p1=200kPa,V1,T1=300K)→(p2=1000kPa,，V2，T2=900K)絕熱Q=0抱負氣體△U=nCV △T=

－R)△T,m△H=nCp

p,m,m故 W=△U－Q過程熵△S=nCp,mln(T2/T1)+nRln(p1/p2)22 11 2 △G=△(H－TS)＝△H－(TS－TS△S－S△T)22 11 2 注意：本題非恒外壓，功普通由熱力學(xué)第一定律式計算W=△U－Q。298K 時，反映N2O4(g)＝2NO2(g) 平衡常數(shù)K＝0.155，原則摩爾焓57.24kJ·mol-1(假定溫度對反映焓影響可以忽視不)(共10分)求(1)373K時反映平衡常數(shù)K。298KpN2O4離解度。298Kp，離解前N2O4N2()1：1N2O4離解度。解：本題重要運用等壓方程求不同溫度下平衡常數(shù)，以及與構(gòu)成關(guān)系。(1)等壓方程：ln(K2/K1)=(T2－T1)rHm/R(T2T1)(2) (2) N2O4(g) ＝ 2NO2(g)t=0 1mol 0molt=∞時n 1－x 2x n =1＋x總分壓 (1－x)p/(1＋x) 2xp/(1＋x)1K＝[2x/(1＋x)]2/[(1－x)/(1＋x)]=4x2/(1－x2)1可求出x=(3) (3) N2O4(g) ＝ 2NO2(g) N2t=0 1mol 1molt=∞時n 1－x 2x 1mol n =2＋x總分壓 (1－x)p/(2＋x) 2xp/(2＋x)1K＝[2x/(2＋x)]2/[(1－x)/(2＋x)]=4x2/(2－x－x2)1可求出x=水蒸氣壓與溫度之間可用如下關(guān)系式表達：lg(p/Pa)＝－A/T＋B若已知水在77℃時飽和蒸氣壓為41.847kPa，求：(1) 常數(shù)A，B值以及水摩爾蒸發(fā)焓；(2) 101℃；(8分)解：(1)給出關(guān)系式事實上為克－克方程不定積分式。題目只給出一種溫度下蒸氣壓代入方程無法求解。因此必要考慮其她條件或常識，即水在 100℃時飽和蒸氣壓為101.325kPa，代入自然就可得到A，B。至vapHm可用與A關(guān)系計算：vapHm＝－2.303×AR亦可用克－克方程定積分式計算。(2)外壓壓力即為101℃時水飽和蒸氣壓。4．(NH4)2SO4－H2O所構(gòu)成二組分系統(tǒng)，在－19.1℃時有一種低共熔點，此時冰、(NH4)2SO4(s)和濃度為38.4％(質(zhì)量分數(shù)，下同)(NH4)2SO4水溶液平衡共存。在108.9℃時(NH4)2SO4飽和溶液(濃度為51.8％)沸騰。(1) 試繪出相圖示意圖。(2) 分析各組分存在相平衡。4(3) 含30％(NH4)2SO4水溶液冷卻能否得到純固體(NH4)2SO4(NH4)2SO？441kg含51.8％(NH4)2SO4水溶液在何溫度下能得到最多純固(NH4)2SO， 算出最多能得(NH4)2SO4量。(共12分)4解：(1)相圖和各相構(gòu)成如下120

水蒸氣+(NH)SO(s)℃ 424/ 100R Q St8060 (NHSO(s)42440200P-20

溶液L 冰+(NH)SO(s) N4240 10 20 30 HO

50 60 70

90 100(NH)SO2

424不能?？赏ㄟ^加熱蒸發(fā)使硫酸銨濃度增大至超過38.4%(51.8%)即可.Ws，運用杠桿規(guī)則則有，(51.8－38.4)(1kg－Ws)=(100－51.8)WsWs=0.218kg5．25℃時，電池Zn(s)|(b＝0.555mol·kg-1)|AgCl(s)|Ag(s)E＝1.015V，ETp=4.0×10-4·1。已知E(Z2+/Zn＝-0.7630，E(AgCl/Ag,C)=0.2220。寫出電池反映。K。求電解質(zhì)溶液ZnCl2平均活度系數(shù)。12分)解：(1) 電極反映：Zn(s)→Zn2++2e—AgCl(s)+e—→Ag(s)+電池反映：Zn(s)+2AgCl(s)→2Ag(s)+(2)K=exp(zFE/RT)=exp[2×96500×(0.2220+0.7630)/8.315/298.2]=RT RT b(3)

EEθ

ln2F

ZnCl

Eθ 2F

3(

)3

＝E－(0.05916/2)lg[4

3(b/b)3]a a

b3ZnCl23

bθ，而

(bb)1/

[b(2b)2/

41/3b， 代入1.015=(0.2220+0.7630)－(0.05916/2)lg(4×3×0.5553)=0.521±(4)可逆電池Qr=zFT(E/T)p=2×96500×298.2×(－4.02×10-4)J·mol-1=-23136J·mol-1非電池反映：Qp=rH=rG＋TrS=rG＋Qr=－zFE+Qr=[-2×96500×1.015+(-23136)]J·mol-1=-219031J·mol-125℃時乙醇水溶液表面張力與溶液中乙醇濃度mol·dm-3)關(guān)系為/(N·m-1)＝[72－0.5(c/mol·dm-3)＋0.2(c/mol·dm-3)2]×10-310-3m玻璃毛細管垂直插入(986kg·m-39.8N·kg-1。(8分)解：(1) =－(c/RT)d/dc=－(c/RT)[0.4(c/mol·dm-3)－0.5]×10-3N·m-1/(mol·dm-3)=－[0.6/(8.315×298.2)](0.4×0.6－0.5)×10-3mol·m－2=6.29×10－8mol·m－2注意單位解決！(2)h=2/gr=2×(72－0.5×0.6+0.2×0.62)×10-3/(986×9.8×10-3m)=0.0149m4乙醛熱分解CH3CHO→CH＋CO5184初始壓力(純乙醛)100秒后系統(tǒng)總壓

0.400kPa0.500kPa

0.200kPa0.229kPa(1(2計算51(3實驗測得在53℃時速率常數(shù)是(12分)解：本題與天津大學(xué)《物理化學(xué)》第四版教材11.33題基本相似。設(shè)甲醛為A，由于是恒溫恒容反映，可用壓力代替濃度進行關(guān)于計算A →CH4＋COt=0 pA0 0 0 p=pA0A0A0 A A0 A A0 t=t pA p －p p －p 總壓p=2p 因此pA=2p －A0A0 A A0 A A0 A0可用各種辦法求解。比較簡樸是積分法。假設(shè)為級數(shù)則k=ln(pA0/pA)/t=ln[pA0/(2p －p)]/tA0代入數(shù)據(jù)：k1=ln[0.400/(2×0.400－0.500)]/100s=0.00288s－1k2=ln[0.200/(2×0.200－0.229)]/100s=0.00157s－1A 速率常數(shù)相差太多，可否定為一級反映。假設(shè)為二級反映，則k=(p－1－p －1)A 代入數(shù)據(jù)得：k1=[(2×0.400-0.500)-1－0.400-1]kPa-1/100s＝0.00833kPa-1·s－1k2=[(2×0.200-0.229)-1－0.200-1]kPa-1/100s＝0.00848kPa-1·s－1速率常數(shù)非常接近，因此可以為是二級反映。用n級反映壓力與時間式代入建立一種方程，用嘗試法求n亦可。(2)速率常熟k=(k1+k2)/2=0.00841kPa-1·s－1。(3) E=R1T2lnk)/(2－T1)＝(8.315×793.15×813.15×ln2/20)J·mol－1＝186kJ·mol－1有一平行反映k1k1k2k2C在500K時，k1、k2分別為4.65s-1和3.74s-1。求(1)A轉(zhuǎn)化90％所需要時間；(2)求總反映表觀活化能。已知兩平行反映活化能E1、E2分別為20kJ·mol-1和26kJ·mol-1。(共10分)解：本題需掌握一級平行反映規(guī)律才容易做。若沒掌握，需自己推導(dǎo)。解：(1)解：(1)為穩(wěn)定劑，膠團成果如下[(AgI)mnAg＋·(n－x)NO3 ]+·xNO3－ x－(2)雙電層電勢差示意圖見右。(3)膠粒帶正電。重要由膠核吸附離子決定。雙電層示意圖10．在物理化學(xué)實驗中為了測定反映：1 t=－ln(1－x)/(k+k)＝－ln(1－0.90)/(4.65s-1+3.74s-1)=1 1 1