天津大學2000年459物理化學（含答案）考研真題

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天津大學2000考研物理化學試題(題號：459)

(填空40分，計算題6道60分，共100分)注意事項：答案必須寫在答題紙上

一、填空題(40分)

1、理想液態(tài)混合物的定義是。

2、丁達爾效應指的是。

3、由于新相難以形成而出現(xiàn)的四種常見的亞穩(wěn)定狀態(tài)是：。

4、稱為超電勢，它是由于極化而引起的。根據(jù)產(chǎn)生極化

的原因可將極化簡單分為兩類：（1）；（2）。

5、催化劑的基本性質是：（1），（2），

（3），（4）。

6、對于理想稀溶液，在一定溫度下溶質B的質量摩爾濃度為bB,則B的化學勢表達式

為：。

7、在恒定的溫度T下，向體積為V的真空剛性容器內(nèi)通入1mol的A2(g)和3mol的B2(g)，

進行A2(g)+B2(g)→2AB(g)的反應，達平衡時，測得生成的AB(g)物質的量為n。若再

通入2molA2(g)。測得平衡時AB(g)物質的量為2n。則上述反應的標準平衡常數(shù)

K=。

8、在300K和平衡狀態(tài)下，某組成為xB=0.72的溶液上方B的蒸氣壓是純B的飽和蒸氣

壓的60%，那么：（1）B的活度是；（2）B的活度系數(shù)是；（3）同溫

度下從此溶液中取出1mol的純B（組成可視為不變），則系統(tǒng)的G變化是

J.mol-1。

++2+

9、已知298K和100kPa下，E{H|H2(g)}=0.000V；E{Ag|Ag}=0.799V；E{Zn|

Zn}=-0.763V。（1）利用上述電極設計氫電極為陽極的電池為，

電池反應是，E（電池1）=，rG(1)=。（2）

利用上述電極設計以氫電極為陰極的電池為，電池反應

是，E（電池2）=，rG(2)=。

10、液體的摩爾氣化焓隨溫度升高而，當達到Tc時則變

為。

-1

11、質量摩爾濃度為0.01mol.kg的LaCl3水溶液的離子強度。

12、以AgNO3為穩(wěn)定劑的AgI水溶膠，其膠團結構是。

13、一般而言，溶劑的凝固點降低常數(shù)Kf與和成正比，與成反比，而溶液的

凝固點降低值Tf只與成正比。

14、對于U,H,S,G和Cv，當能量零點選擇不同時，其值受影響的有：；不受

影響的有。

15、298K下在體積為2dm3的剛性絕熱容器內(nèi)裝有1mol的O2(g)和2mol的H2(g)，發(fā)生

反應生成液態(tài)的水。該過程的U=。

16、熱力學第三定律表述為。

17、恒溫298K時，0.5mol的A(l)和0.5mol的B(l)混合形成液態(tài)混合物，混合過程的

mixH（）；mixS（）；mixG（）。（填>0；=0或<0）

二、(18分)

在－10℃、101.325kPa下，1mol的過冷水恒溫凝固為冰。計算過程的S，Q、W、

U，H，G。

1

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已知1g的水在0℃、101.325kPa下結冰放熱333.4J；在－10℃、101.325kPa下結冰

-1-1

放熱312.3J。水和冰的平均質量定壓熱容分別為：Cp,（水）=4.184J.K.g,Cp,（冰）=2.089

-1-1-3-3

J.K.g；水和冰的平均密度分別為：ρ水=1.000g.cmρ冰=0.917g.cm。

三、(10分)

-5-3-1

某液相反應在溫度T時為一級反應，已知初始速率V0=1.00×10mol.dm.s,，1小時后

的速率為3.26×10-6mol.dm-3.s-1。

試求：（1）速率常數(shù)kT=?

(2)反應的半衰期t1/2=?

(3)初始濃度C0=?

四、(8分)

（1）設在溫度恒定為T，中間以擋板隔開的兩個體積均為V的容器內(nèi)，分別裝有1molA

和1molB的理想氣體，抽去擋板后達到平衡，試求混合前后系統(tǒng)微觀狀態(tài)數(shù)之比。

-3-3

（2）求溫度為298.15K，體積為10dm的某單原子理想氣體的平動配分函數(shù)qt和各自

-34-1

由度的配分函數(shù)ft。已知：普朗克常數(shù)h=6.626×10J.S;

波爾茲曼常數(shù)k=1.381×10-23J.K-1

該原子的摩爾質量M=40.00×10-3㎏.mol-1

五、(6分)

某單原子理想氣體，沿著熱容為Cm=2R(R為摩爾氣體常數(shù))的可逆途徑變溫。求此系統(tǒng)

變化過程中溫度與體積的關系。

六、(8分)

∞+-42-1∞--42-1

在常壓和298K時Λm（H）=349.8×10S.m.mol，Λm（OH）=198.0×10S.m.mol

-6-1-3

高純水的電導率k(H2O)=5.50×10S.m，密度為ρ水=997.09kg.m，求此時純水的解離

度a和離子積KW。

七、(10分)

1

1、已知H2O2H2O+O2(g)為一級反應。

2

(1)若要確定某溫度下的速率常數(shù)需要哪些物理量？

(2)導出該反應的速率常數(shù)方程的積分形式。（用分解產(chǎn)生O2的體積表示）

2、示意畫出30%的Sn-Pb系統(tǒng)的冷卻曲線，注明冷卻過程中相變化的情況。

3、水-異丁醇氣-液-液相平衡圖如下，寫出相區(qū)1，2，3，4的相數(shù)和自由度。

2

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天津大學2000參考答案

一、填空題(40分)

1、任一組分在全部組成范圍內(nèi)均符合拉烏爾定律的液態(tài)混合物。

2、在暗室中，將一束聚集的光線投射到膠體系統(tǒng)上，在與入射光垂直的方向上可以觀察

到一個發(fā)亮的光錐，這種現(xiàn)象稱丁達爾效應。實際是膠粒對光的散射。

3、過冷液體，過飽和溶液，過熱液體，過飽和蒸氣。

4、某一電流密度下的電極電勢(己極化)與平衡電極電勢之差的絕對值。（1）濃差極化，（2）

電化學極化。

5、（1）催化劑參與化學反應，但反應終了時其化學性質和量不變。（2）催化劑能加速反

應速度，如果是對行反應，催化劑能加速正逆反應速度，縮短達到平衡的時間，但不

能改平衡組成。（3）催化劑不改變系統(tǒng)的始末態(tài)，當然不改變始末狀態(tài)函數(shù)的變化，

如H等。(4)催化劑的催化活性、選擇性、壽命是其真要性質指標。

b

6、B=B+RTlnB。

b

7、K=4。(兩次實驗中K相等，得出n=1.5)

8、aB=0.6，B=0.83，1257J(－RTlnB)。

++++

9、（1）Pt|H2(g)|H||Ag|Ag，電池反應：H2(g)+2Ag→2H+2Ag

-1

E（電池1）=0.7993V，rG(1)=－2×96485×0.799=154813J.mol

2+++2+

（2）Zn|Zn||H|H2(g)|Pt，電池反應：Zn+2H→Zn+H2(g)

-1

E（電池1）=0.763V，rG(1)=－2×96485×0.763=147236J.mol

10、減小，零。

11、0.06。

+－x+－

12、{(AgI)m·nAg·(n-x)NO3}·xNO3。

**

13、MA和TA,f，fHm，bB。

14、U，H,G；不受影響的有Cv，S。

15、U=0。

16、純物質完美晶體的熵，0K時為零。

17、mixH=0；mixS>0；mixG<0。

二、(18分)

數(shù)據(jù)轉換：0℃(273K)結冰Hm=－312.3×18=－6001.2J，

－10℃(263K)結冰Hm=－312.3×18=－5621.4J，

-1-1-1-1

Cp,m,l=4.184×18=75.312J.K.mol,Cp,m,s=37.602J.K.mol，

183－63183－63

Vm,l=cm=18×10m，Vm,s=cm=19.63×10m

1.0000.917

設計過程：

－10℃下：Q=H=－5621J

3

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－6

W=－p(Vm,,s－Vm,l)=－101325×(19.63－18)×10=－0.165J

U=Q+W=－5621－0.165=－5621.565J

2736001.2263

S=S1＋S2＋S3=nCp,m,lln++nCp,m,sln

263263273

=2.8101－21.892－1.403=－20.57J.K-1

G=H－TS=―5621―263×(－20.57)=－211.09J

三.(10分)`

-5-3-1

（1）初始速率V0=kCA,0=1.00×10mol.dm.s①

-6-3-1

t=3600S時V=kCA=3.26×10mol.dm.s②

C

①/②得：A,0=3.067

CA

11

k=ln=ln3.067=3.113×10－4S－1

t3600

ln2

(2)t1/2==2227S

k

-3

(3)k代入式①得：CA,0=3.21mol.dm

四、(8分)

2-1

（1）S=klnΩS=kln=R(nAlnyA+nBlnyB)=2Rln0.5=11.526J.K

1

S11.526

=exp()=exp()=exp(8.346×1023)

k1.3811023

3

3

2

2mkT40.0010－-1

（2）qt=V，其中m==6.64×10kg.分子

h26.0221023

V=10-3dm-3=10-6m-3，單原子氣體，T=298.15K

21

將各有關數(shù)據(jù)代入得：qt=3.91×10

1

7

3

ft=qtqt=1.575×10

五、(6分)

3

1mol單原子理想氣體，CV,m=R，

2

δQ=CmdT=dU+pdV=CV,mdT+pdV=2RdT

1

pdV=(2R－1.5R)dT=RdT

2

RT21

dV=RdTdV－dT=0

VVT

V2

dln=常數(shù)=常數(shù)

T

4

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六、(8分)

Λ=

C

6

5.5010-5-3-8-3

C===9.5×10mol.m=9.5×10mol.dm

H4

349.8198.010

CC

HOH×-82×-15

KW=2=(9.510)=9.510

C

997.09

C=mol.m-3=55.39×10-3mol.dm-3

18

8

C9.510

=H==1.715×10-6

C55.39103

七、(10分)

1

1、已知H2O2H2O+O2(g)為一級反應。

2

(1)測定反應放出的O2(g)的體積與相應反應時間的數(shù)據(jù)

(2)H2O2H2O+O2(g)

t=0nA,0V0

t