大連理工大學(xué)物化

大連理工大學(xué)一九九一年碩士生入學(xué)考試物理化學(xué)及物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題一、 是非題（包括7小題，每小題2分，共14分）認(rèn)為正確的用“+”號(hào)；錯(cuò)誤的用“一”號(hào)，于各小前括弧內(nèi)：（）1、非氣體卡諾循環(huán)的熵變乙SU0（）2、理想氣體的絕熱節(jié)流膨脹的△H=0（）3、質(zhì)量作用定律適用于基元反應(yīng)。（）4、催化劑能顯著加速化學(xué)反應(yīng)，但不改變反應(yīng)的平衡。（）5、油包水型的乳狀液用O/W符號(hào)表示。（）6、光化反慶量子效率Q只能等于1。（）7、測(cè)定電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)時(shí)，要用交流電源。二、 填空題（包括8小題，共30分。除已標(biāo)明分?jǐn)?shù)的小題外，前面5小題中都是每空1分）鏈鎖反應(yīng)的三個(gè)基本環(huán)節(jié)是：（1）（2）（3）。一定溫度下，彎曲液面的蒸氣壓P凸，P凹，P平三者從大到小的次序?yàn)椴柶澛˙oltzmann）分布律是 =式中q=稱為 能量零點(diǎn)的不同選擇對(duì)配分函數(shù)及物系內(nèi)能的數(shù)值__影響；而對(duì)物系的熵值及熱容Cv影響。（此題空中只填“有”或“無”字樣。）恒溫浴是一種以液體為介質(zhì)的恒溫裝置，包括浴槽、電熱器和、、、等部分。（4分）做化學(xué)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，既可以用化學(xué)法（直接測(cè)量反應(yīng)體系中某物質(zhì)在不同時(shí)刻的濃度或含量），也可以用物理法（通過測(cè)量反應(yīng)體系在不同時(shí)刻的物理性質(zhì)，如重量、壓力、電導(dǎo)、旋光度……等，代替濃度的測(cè)量）。你做過的哪個(gè)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)用的是物理法？請(qǐng)寫出這個(gè)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的名稱是;所測(cè)量的物性質(zhì)是;測(cè)量這種物理性質(zhì)所用的主要儀器或裝置的名稱是。(3分)x「0.8的A、B兩組份溶液，在一定溫度下平衡氣相中的分壓為60kPa,純A液體在此溫度下的蒸氣壓為120kPa。該溶液中A的活度(以純態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài))氣=；活度系數(shù)YA=［注：壓力單位Pa與大氣壓的關(guān)系為：1atm=101325Pa］(10分)本題圖1(風(fēng)本題后，在第3頁)是A、B兩組分氣液平衡溫度一組成圖。(1)當(dāng)物系點(diǎn)分別在相區(qū)I和II,各為幾相平衡？哪個(gè)相？所在相區(qū)的剩余(或條件)自由度？一一填入下表［注意：其中“哪幾個(gè)相”一欄，要求說明何種聚集態(tài)，例如可分別用符號(hào)“1”、(2)將4mo1B和1mo1A混合，在101325Pa壓力下加熱到開始沸騰，第一個(gè)氣泡的組成y=B一該溶液在同樣壓力下封閉加熱到100°C達(dá)到平衡時(shí)，液相的組成物質(zhì)的分別為nl=mol;n=mol(13分)NaHCO3(s)的分解反應(yīng)為2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)設(shè)該反應(yīng)在298-373K之間的反應(yīng)熱可近似視為與瘟度無關(guān)。已知數(shù)據(jù)如下表所示:NaHCO3(s)Na2CO3(s)H2O(g)CO2(g)標(biāo)準(zhǔn)生成熱△Hef/kJ?mol-1298-947.4-1131-241.8-393.5標(biāo)準(zhǔn)熵Se298/J?K-1?mol-1102136188.7213.6計(jì)算371K，101325Pa下反應(yīng)的平衡常數(shù)％。［即K(P/Pe)］上述條件下，若在反應(yīng)物NaHCO3（s）上通往含水蒸氣摩爾分?jǐn)?shù)為0.65的H2O-CO2混合氣，能否使NaHCO3（s）避免分解？四、（12分）設(shè)有溶液中反應(yīng)A+B-C已知其速率方程為：若反應(yīng)開始時(shí)A、B的濃度CAO=CBO=0.01mol?dm-3，且測(cè)得300K時(shí)，10分鐘內(nèi)A轉(zhuǎn)化40%，而在400K時(shí)，10分鐘內(nèi)A轉(zhuǎn)化60%，試計(jì)算350K時(shí)，10分鐘內(nèi)A的轉(zhuǎn)化率為多少？五、（8分）設(shè)反應(yīng)R-P的機(jī)理為：其中"，12，I3均為活潑中間物。1-請(qǐng)按上述機(jī)理導(dǎo)出以 表示反應(yīng)速率的速率方程；在一定溫度下，若反應(yīng)物的半衰期為20秒，則反應(yīng)物轉(zhuǎn)化90%共需多少時(shí)間？六、 （15分）本題區(qū)分（A）、（B）題注意：指定統(tǒng)考生只答其中題（A），若答（B）則不計(jì)分。單考生在本題（A）、（B）兩題中可任選其一作答，但不要（A）、（B）兩題都答，否則以其中得分較少的計(jì)分。A-2mol小在100°C，101325Pa下恒溫恒壓氣休為水蒸氣，這些水蒸氣再在100°C恒溫可逆壓縮到 Pa，已知水在100C時(shí)的氣化熱為40.67kJ?mol-1。請(qǐng)計(jì)算物系在整個(gè)過程中的Q、W、△U、△H、△S和乙G。[注：G代表自由焓（或吉布斯函數(shù)），即G=U+PV-TS=H-TS]B.5mol某理想氣體從298K,300kPa,恒溫可逆膨脹到100kPa，請(qǐng)計(jì)算該過程的Q、W、△U、△H、△S、△G。七、(8分)本題區(qū)分為(A)、(B)題。對(duì)統(tǒng)考生和單考生的答題規(guī)定下第六題同。已知電池Pt,H2( =101325Pa)|HCl(m=O.1OOmol?kg-i)|Hg2Cl2(s),Hg(l)25°C時(shí)，E=0.399V,Ee-0.268V寫出電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)；填入下列空中：陽極反應(yīng)： 陰極反應(yīng)： 電池反應(yīng)： 計(jì)算25C時(shí)，該電池反應(yīng)的土次過知丫±。已知下列電池Pt,H2( =101325Pa)|待測(cè)pH溶液||KCl(m=0.1mol?kg-3)|Hg2Cl2(s),Hg(l)在25C時(shí)的電動(dòng)力勢(shì)E=0.6097V,計(jì)算待測(cè)溶液的pH=?[0.1mol?dm-3的甘汞電極的還原電極電勢(shì)Q甘汞=0.3337V]大連理工大學(xué)一九九二年碩士生入學(xué)考試物理化學(xué)及物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題一、 是非題（包括7小題，每小題2分，共14分）認(rèn)為正確的用“+”號(hào)；錯(cuò)誤的用“一”號(hào)，于各小前括號(hào)內(nèi)：（）1、298K時(shí)，H2（g）的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱與H20（l）的標(biāo)準(zhǔn)生成熱數(shù)值上相等。（）2、亨利定律適用于稀溶液中的溶質(zhì)，而且該溶質(zhì)在氣、液兩相中的分子形態(tài)必須相同。（）3、半徑為r的球形肥皂泡，所產(chǎn)生的附加壓力△P=（y為表面張力）（）4、分子分散體系是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，而膠體分散體系是熱力學(xué)穩(wěn)定的體系。（）5、Boltzmann分布即是最可幾分布，它可以代替平衡分布。（）6、熱電偶的溫差電勢(shì)與熱電偶的長(zhǎng)度及粗細(xì)無關(guān)，而與兩個(gè)接點(diǎn)的溫度差有關(guān)。（）7、在對(duì)峙測(cè)定原電池電動(dòng)勢(shì)的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)調(diào)節(jié)電位差計(jì)的工作電流時(shí)，如果工作電池和標(biāo)準(zhǔn)電池的正負(fù)極均接反了，則無論怎樣調(diào)電阻，檢流計(jì)的“光點(diǎn)”總是偏向一方。二、 填空題（包括8小題，每小題2分，共16分）在各個(gè)小題中畫有橫線處填上答案：焦一湯系數(shù)的定義為ph，若某氣體的phV0，則該氣體節(jié)流后，溫度。NaHCO3（s）在真空容器中部分分解為Na2CO3（s），H20（g），CO2（g），達(dá)到平衡時(shí)，該體系的相數(shù)Q=;組分?jǐn)?shù)c=;自由度數(shù)f=。電解質(zhì)的離子強(qiáng)度定義的I，1mol?kg-1的CaCl2水溶液1=mol?kg-i。0.1mol?kg-i的CaCl2水溶液，離子平均系數(shù)Y+=0.219，則其離子平均活度a+= 。在測(cè)定二組分完全互溶體系的沸點(diǎn)一組成圖的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定平衡時(shí)氣、液兩相的組成常用的儀器是，直接測(cè)定的物理量是。在測(cè)定雙液電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，所用的鹽橋中填入的電解質(zhì)溶液通常是溶液，其濃度必須是的，該電解質(zhì)的正負(fù)離子的近似相等。最大氣泡壓力法測(cè)液體表面張力的關(guān)鍵有以下三點(diǎn)：①必須干凈，②鼓泡速度必須（填“迅速”或“緩慢”），③在U形管壓差計(jì)上讀取的是（填“最大”或“最小”）液柱差。催化劑的定義是： 三、計(jì)算題（不要求寫出運(yùn)算過程，只需將計(jì)算結(jié)果填于相應(yīng)的空白處）（共19分）：1、（12分）理想氣體反應(yīng)：A（g）—2L（g）+M（g）已知數(shù)據(jù)如下：氣體△Hefm,298K/kJ?mol-1△Sem,298K/J?K-1?mol-1C=a+bTa/J?K-1?mol-1bX103/J?K-2?mol-1A(g)146.00250.020.00-2.00L(g)98.00210.015.403.00M(g)73.00150.08.00-8.00⑴利用上表數(shù)據(jù)計(jì)算下述結(jié)果:He298k=kJ?mol-i;Se = J?K-i?mol-i;rm,298KHe = kJ?mol-i;rm,423KSe = J?K-i?mol-i;rm,423KKe = 。p,423K⑵試判斷：當(dāng)A(g),L(g),C(g)混合物中各物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)分別是0.3,0.3,0.4時(shí)，在100kPa，在423K下，反應(yīng)的方向是向(填“左”或“右”)，(注：Pe=100kPa)2、(7分)下述電池：Pt,H2(=101325Pa)|KOH水溶液|O2( =101325Pa),Pt已知25°C時(shí)，峪（OH-|O2,Pt,還原）=0.401V,（p0（OH-,H2O|H2,Pt,還原）=—0.828V,⑴寫出電極及電池反應(yīng)：（—）極： （+）極： 電池反應(yīng)： ⑵計(jì)算25C時(shí)電動(dòng)勢(shì)E=V,1molH2發(fā)生反應(yīng)時(shí)，△G=kJ?mol-i。四、讀圖題（共16分）下圖是A—B二組分體系的溶點(diǎn)組成圖：1、（12分）讀出體系點(diǎn)a,b,c,d所在的相區(qū)是幾相平衡？是哪幾個(gè)相？（要求用符號(hào)表示出平衡相的聚集狀態(tài)，如A（s）+L,A（s）代表純固體A,L代表溶液）條件自由度f’=?，并分別填入下表內(nèi)：2、(4分)若體系點(diǎn)K由6molA與B的混合物組成，則溶液一相中有molA及molBo五、 運(yùn)算題(按規(guī)范化要求寫出運(yùn)算過程，即寫出所用公式，代入數(shù)值和單位，求出運(yùn)算結(jié)果)(共23分)1、 (10分)已知液體A(l)的飽各蒸氣壓與溫度的關(guān)系為：(P?=100kPa)計(jì)算350K時(shí)A(l)的飽和蒸氣壓P*a林=?計(jì)算下述過程的乙H,AS,AG(注該蒸氣為理想氣體)A(1mol,l,350K,P"。'-A(1mol,g,350K,P*A=18.4kPa)2、 (13分)下述氣相反應(yīng)：A(g)+2B(g)一C(g)已知該反應(yīng)的速率方程為：在保持恒溫、體積一定的抽真空容器內(nèi)，注入反應(yīng)物A(g)及B(g)o當(dāng)700K,PAo=1.33kPa,PBo=2.66kPa時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得：以總壓Pt表示的初始速率 =1.200X104Pa?h-1推導(dǎo)出 與 的關(guān)系計(jì)算在上述條件下，以PA的遞減速率表示的初始速率 =?kA(P),700K=?以腦以PB遞減速率表示的速率常數(shù)kB(p)700k=?計(jì)算在上述條件下，氣體A(g)反應(yīng)掉80%所需時(shí)間t=?800K時(shí)，測(cè)得該反應(yīng)的速率常數(shù)kA(p)800K=3.OOX1O-3Pa-1?h-1，計(jì)算上述反應(yīng)的活化能Ea=?六、 推導(dǎo)及證明題(共12)1、(8分)在水溶液中，以M為催化劑，發(fā)生下述反應(yīng)：D+2E實(shí)驗(yàn)測(cè)知，該反應(yīng)的速率方程為:設(shè)反應(yīng)機(jī)理為：（i） A+B F（快）（ii） F+M G+E（慢）（iii） G+C D+E+M（快）（1） 按此機(jī)理導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)所得的速率方程；（2） 推出表觀活化能與各基元反應(yīng)活化能的關(guān)系。2、（4分）試用統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)方法導(dǎo)出理想氣體狀態(tài)方程式為:PV=nRT（提示：獨(dú)立子離域子系的亥氏函數(shù)F=-kTln）大連理工大學(xué)一九九三年碩士生入學(xué)考試物理化學(xué)及物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題一、 是非題(包括5小題，每小題2分，共10分)。以下各小題你認(rèn)為正確的用“+”號(hào)，錯(cuò)誤的用“一”號(hào)，填入各小題前的括號(hào)內(nèi)：()1、對(duì)于氣體，在高于其臨界溫度的條件下，無論加多大壓力都不會(huì)使其液化。()2、 (C#B)既是偏摩爾量，又是化學(xué)勢(shì)。()3、催化劑的加入，可以改變反應(yīng)的△R。()4、彎曲液面產(chǎn)生的附加壓力與表面張力成反比。()5、能量零點(diǎn)選擇不同，對(duì)分子配分?jǐn)?shù)無影響。二、 填空題(包括7小題，1-5每小題2分，6-7每小題3分，共16分)在以下各小題中畫有橫線處填入答案：熱力學(xué)第二定律的經(jīng)典表述之一為 ，其數(shù)學(xué)表述式為 。膠體分散系統(tǒng)，分散質(zhì)(或分散相)的顆粒大小介于nm之間。若炮化學(xué)反應(yīng)的量子效率q>1，表明 。Langmuir單分子層吸附理論的基本假設(shè)為(i)，(ii)，(iii)_，(iv)。由此推導(dǎo)出的吸附等溫式為9=__。熱電偶的溫差電勢(shì)與熱電偶的無關(guān)，而與兩個(gè)接點(diǎn)的有關(guān)。測(cè)定電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率K與摩爾電導(dǎo)率Am時(shí)，實(shí)驗(yàn)中所用的儀器設(shè)備有：(i)(ii)(iii)。7.貝克曼溫度計(jì)上的最小刻度是°C，可以估讀到°C，整個(gè)溫度計(jì)刻度范圍是°C或°C,它只能用于測(cè),而不能測(cè)三、計(jì)算題(不要求寫出運(yùn)算過程，只需將計(jì)算結(jié)果填入相應(yīng)的空白處)(共19分)：1、(12分)試計(jì)算給定的理想氣體反應(yīng)：A(g)+B(g)=L(g)+M(g)的以下結(jié)果：已知298K時(shí)：A(g)+4B(g)=C(g)+2L(g)(i)g。=—112.60kJ?mol-i2B(g)+E(g)=2L(g)(ii)rGiie=—456.12kJ?mol-i2F(g)+E(g)=2M(g)(iii)rGiiie=—272.04kJ?mol-iF(g)+2B(g)=C(g)(iv)△號(hào)=—51.07kJ?mol-i則給定反應(yīng)的△盧/(298K)=kJ?mol-i,%e(298K)=對(duì)定反應(yīng)，又查得得以下數(shù)據(jù)：氣體△fHBe(298K)/kJ?mol-1CpmB/J?mol-1?K-1A-393.544.4B029.1L-241.837.9M-110.535.6則給定反應(yīng)的△業(yè)。(298K)=kJ?mol-i,△業(yè)。(498K)=kJ?mol-i,Kpe(498K)=。試判斷，當(dāng)A(g)、B(g)、L(g)、M(g)混合物中各物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.3,0.4,0.2,0.6時(shí)，在100kPa及498K時(shí)，給定反應(yīng)的方向是向(填入“左”或“右”)(注，Pe=100kPa)。2、（7分）電池：Pt,H2（pe=100kPa）|HCl（m=0.1mol?kg-1, =0.796||KCl（m=0.1mol?kg-1, =0.769）,Hg2Cl2|Hg,Pt測(cè)得25°C時(shí)的電動(dòng)勢(shì)E=0.398V，假定m=0.1mol?kg-i的KCl和HCl兩個(gè)溶液中的 相同，并且m=0.1mol-kg-1的KCl溶液中= 。寫出該電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)為：（_）極： （+）極： 電池反應(yīng)： 計(jì)算25C時(shí)，KCl濃度為m=0.1mol?kg-1時(shí)甘汞電極的電極勢(shì)Q（甘汞）=V。計(jì)算該電池中1molH2發(fā)生反應(yīng)時(shí)△G=kJ?mol-1。四、讀圖題（10分）下圖為A及B二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的相圖（tA*,tB*分別為100kPa下A及B的沸點(diǎn)）：1、（8分）設(shè)由4molB和6molA組成的一系統(tǒng)，從20C到120C均處于相平衡狀態(tài)，試根據(jù)上圖填寫下表:

注：填表時(shí)用統(tǒng)一符號(hào)一一平衡相的聚集態(tài)（即氣、液、固）分別用g、1、s表示（對(duì)兩相區(qū)再加角性1、2，例gg…）；平衡相的相組成分別用yB加角性1、2，例gg…）；平衡相的相組成分別用yBg. %1、XBs表示，平衡相的物量分別用ng、nB填在以下空白處：f’⑴f'對(duì)= 'f'g= ，f'(iv)五、運(yùn)算題（按規(guī)范化要求寫出運(yùn)算過程，即寫出所用公式，代入數(shù)值和單位，求出運(yùn)算結(jié)果）（共29分）：1、（18分）平行反應(yīng)：總反應(yīng)對(duì)A及B均為一級(jí)，對(duì)P及Q均為零級(jí)，已知：(1)若A和B的初始濃度分別為CAo=0.100mol?dm-3,CBo=0.200mol?dom-3，計(jì)算500K時(shí)經(jīng)過30min,A的轉(zhuǎn)化率為多少？此時(shí)P和Q的濃度各為多少?（2） 分別計(jì)算活化能E1及E2。（3） 試用有關(guān)公式分析，改變溫度時(shí)，能否改變比值Cp/CQ?要提高主產(chǎn)物的收率是采取降溫措施還是升溫措施？（4）在同一座標(biāo)上作主、副反應(yīng)的lgKA（i及2）~圖，并利用該圖分析提高反應(yīng)溫度，可否使kA”>kA］。2、 （6分）已知液體Na（l）的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系為：（1） 計(jì)算1155K時(shí)Na（l）的飽和蒸汽壓P"1155K）=?（2） 計(jì)算下述過程的乙H、△S、△G［設(shè)Na（g）可視為理想氣體］。Na［1mol?l,1155,P*Na（i&照］—-Na［1mol?g,1155K,P*N「10132.5Pa］（注：該題標(biāo)準(zhǔn)