清华大学2017年硕士学位研究生入学考试物理化学试题

考试科目：物理化学第1页共7页清华大学2017年硕士学位研究生入学考试试题（物理化学）■需使用计算器□不使用计算器一、选择题（每小题2分，共60分）1、从热力学基本关系式得知(A/V)T等于()（A）(H/S)p（B）(G/T)p（C）(H/T)S（D）(U/V)S2、某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，体系的温度由T1升高到T2,则此过程的焓变ΔH()(A)小于零(B)等于零(C)大于零(D)不能确定3、等温等压下进行的化学反应，其方向由ΔrHm和ΔrSm共同决定，自发进行的反应满足下列关系中的是()A、THSmrmrB、THSmrmrC、THSmrmrD、THSmrmr4、已知某可逆反应的(ΔrHm/T)p=0，则当反应温度降低时其熵变ΔrSm()(A)减小(B)增大(C)不变(D)难以判断5、在一简单的(单组分,单相,各向同性)封闭体系中,恒压只做膨胀功的条件下,吉布斯自由能值随温度升高如何变化?()(A)(G/T)p0(B)(G/T)p0(C)(G/T)p=0(D)视具体体系而定6、关于亨利定律,下面的表述中不正确的是()(A)若溶液中溶剂在某浓度区间遵从拉乌尔定律,则在该浓度区间组分B必遵从亨利定律(B)温度越高、压力越低,亨利定律越正确(C)因为亨利定律是稀溶液定律,所以任何溶质在稀溶液范围内都遵守亨利定律(D)温度一定时,在一定体积的溶液中溶解的气体体积与该气体的分压力无关所有试题答案写在答题纸上，答案写在试卷上无效考试科目：物理化学第2页共7页7、298K时,HCl(g,Mr=36.5)溶解在甲苯中的亨利常数为245kPakgmol-1,当HCl(g)在甲苯溶液中的浓度达2%时,HCl(g)的平衡压力为()(A)138kPa(B)11.99kPa(C)4.9kPa(D)49kPa8、在373.15K时，某有机液体A和B的蒸气压分别为p和3p，A和B的某混合物为理想液体混合物，并在373.15K，2p时沸腾，那么A在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少？()(A)1/3(B)1/4(C)1/2(D)3/49、在一个密封的容器中装满了温度为373.15K的水，一点空隙也不留，这时水的蒸气压（）(A)等于零(B)等于101.325kPa(C)小于101.325kPa(D)大于101.325kPa10、某一物质X在三相点时的温度是20℃,压力是2pϴ。下列哪一种说法是不正确的。()(A)在20℃以上X能以液体存在(B)在20℃以下X能以固体存在(C)在25℃,pϴ下液体X是稳定的(D)在25℃时,液体X和固体X具有相同的蒸气压11、如图所示,物系处于容器内,容器中间的半透膜AB只允许O2(g)通过,当物系建立平衡时,则当达渗透平衡时,该体系的自由度为()(A)1(B)2(C)3(D)412、H3COOH(l)+C2H5OH(l)=CH3COOC2H5(l)+H2O(l)在25℃平衡常数Kc为4.0，今以CH3COOH及C2H5OH各1mol混合进行反应，则达平衡常数最大产率为（）(A)0.334%(B)33.4%(C)66.7%(D)50.0%13、下的气相反应，在T=200K时Kp=8314×102Pa,则Kc/(mol·dm-3)是()(A)5×102(B)14×106(C)14×103(D)0.514、非理想气体是()(A)独立的全同粒子体系(B)相依的粒子体系(C)独立的可别粒子体系(D)定域的可别粒子体系15、在分子运动的各配分函数中与压力有关的是()考试科目：物理化学第3页共7页(A)电子运动的配分函数(B)平均配分函数(C)转动配分函数(D)振动配分函数16、在其它条件不变时，电解质溶液的摩尔电导率随溶液浓度的增加而()(A)增大(B)减小(C)先增后减(D)不变17、在298K时，浓度为0.1和10.01molkg的HCl溶液的液接电势为(1)jE，浓度相同而换用KCl溶液，其液接电势为(2)jE，两者关系为（）。(A)(1)jE(2)jE(B)(1)jE(2)jE(C)(1)jE=(2)jE(D)无法判断18、Al2(SO4)3的化学势与Al3+和SO42离子的化学势+，-－的关系为()(A)=++-－(B)=3++2-－(C)=2++3-－-(D)=+·-－-19、在298K将两个Zn(s)极分别浸入Zn2+活度为0.02和0.2的溶液中,这样组成的浓差电池的电动势为()(A)0.059V(B)0.0295V(C)-0.059V(D)(0.059lg0.004)V20、电池在下列三种情况：(1)I→0；(2)有一定电流；(3)短路。忽略电池内电阻，下列说法正确的（）(A)电池电动势改变；(B)电池输出电压不变；(C)对外输出电能相同；(D)对外输出电功率相等。21、在Hittorff法测定迁移数实验中，用Pt电极电解AgNO3溶液，在100g阳极部的溶液中，含Ag+的物质的量在反应前后分别为a和bmol，在串联的铜库仑计中有cg铜析出,则Ag+的迁移数计算式为(Mr(Cu)=63.546)()(A)[(a-b)/c]×63.6(B)[c-(a-b)]/31.8(C)31.8(a-b)/c(D)31.8(b-a)/c22、关于反应分子数的不正确说法是()(A)反应分子数是个理论数值(B)反应分子数一定是正整数(C)反应分子数等于反应式中的化学计量数之和(D)现在只发现单分子反应、双分子反应、三分子反应23、光气COCl2热分解的总反应为：COCl2→CO+Cl2该反应分以下三步完成：Cl2⇌2Cl快速平衡Cl+COCl2→CO+Cl3慢Cl3⇌Cl2+Cl快速平衡考试科目：物理化学第4页共7页总反应的速率方程为：－dc(COCl2)/dt=kc(COCl2)·c(Cl2)1/2此总反应为（）（A）1.5级反应，双分子反应；（B）1.5级反应，不存在反应分子数；（C）1.5级反应，单分子反应；（D）不存在反应级数与反应分子数。24、绝对反应速率理论的假设不包括（）(A)反应物分子在碰撞时相互作用的势能是分子间相对位置的函数(B)反应物分子与活化络合物分子之间存在着化学平衡(C)活化络合物的分解是快速步骤(D)反应物分子的相对碰撞动能达到或超过某个值时才发生反应25、在相同温度下，固体冰和液体水的表面张力哪个大?()(A)冰的大(B)水的大(C)一样大(D)无法比较26、把细长不渗水的两张白纸互相靠近(距离为d)，平行地浮在水面上,用玻璃棒轻轻地在两纸中间滴一滴肥皂液,两纸间的距离将()(A)增大(B)减小(C)不变(D)(A)、(B)、(C)都有可能27、气固相反应CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)已达平衡。在其它条件不变的情况下，若把CaCO3(s)的颗粒变得极小，则平衡将()(A)向左移动(B)向右移动(C)不移动(D)来回不定移动28、溶胶的动力性质是由于粒子的不规则运动而产生的,在下列各种现象中,不属于溶胶动力性质的是()(A)渗透法(B)扩散(C)沉降平衡(D)电泳29、关于胶粒的稳定性,下面的说法中正确的是（）(A)溶胶中电解质越少,溶胶越稳定(B)胶粒的布朗运动越激烈,溶胶越稳定(C)胶团中扩散层里反号离子越多,溶胶越稳定(D)胶粒的表面吉布斯能越大,溶胶越稳定30、下面的说法与DLVO理论不符的是()(A)胶粒间的引力本质上是所有分子的范德华引力的总和(B)胶粒间的斥力本质上是双电层的电性斥力(C)每个胶粒周围都有离子氛,离子氛重叠区越大,胶粒越不稳定(D)溶胶是否稳定决定于胶粒间吸引作用与排斥作用的总效应考试科目：物理化学第5页共7页二、计算证明题（每小题9分，共90分）1、（本题12分）0.5mol氮气(理想气体)经下列三步可逆变化回复到原态：A)从2pϴ,5dm3在恒温T1下压缩至1dm3B)恒压可逆膨胀至5dm3,同时温度T1变至T2C)恒容下冷却至始态T1,2pϴ,5dm3试计算:(1)T1,T2；(2)途径2变化中各步的ΔU,Q,W,ΔH；(3)经此循环的U总,ΔH总,Q总,W总。2、(本题8分)纯净的氮以足够慢的速率通过一由3.0g非挥发性有机物(2)溶于200g苯(1)构成的溶液后,再通过纯苯,此时得知溶液减轻了2.1540g,同时苯减轻了0.0160g,求该有机物的分子量。已知苯的摩尔质量为0.078kgmol-1。3、（本题12分）p下，NaCl和水的固液平衡相图如下。已知NaCl和水可生成水合物NaCl·2H2O，各物质在固相完全不互溶，NaCl·2H2O在-9°C分解为NaCl和质量分数为27%的水溶液，NaCl与水之低共熔温度为-21.1°C，溶液组成为23.3%(质量分数)的NaCl。（1）根据以上描述指明A，B，C各为何物质，在相图上标注出A的熔点和C的转熔温度。并完成下表。考试科目：物理化学第6页共7页相区或平衡线相态相数自由度f*（p=p）①②③④⑤⑥EFGCHD（2）画出从a点开始沿虚线降温时的步冷曲线，并标出转折点及平台处的相变化情况。（3）北极爱斯基摩人根据季节的变换，从海水中取出淡水，根据相图分析其科学依据，如果能从海水中取淡水，试计算1000kg海水中能取出淡水的最大量是多少？已知海水为含NaCl2.5%（质量分数）的溶液。4、(本题10分)一氧化氮晶体是由形成的二聚物N2O2分子组成，该分子在晶格中可以有两种随机取向用统计力学方法求298.15K时，1molNO气体的标准量热熵数值。已知NO分子的转动特征温度r=2.42K，振动特征温度v=2690K，电子第一激发态与基态能级的波数差为121cm-1，ge,0=2，ge,1=2。5、（本题12分）298K时有反应：H2(pϴ)+2AgCl(s)=2Ag(s)+2HCl(0.1mol·kg-1)(1)将此反应设计成电池；(2)计算HCl(0.1mol·kg-1)的γ±，已知E=0.3522V，Eϴ(AgCl|Ag)=0.2223V；(3)计算电池反应的平衡常数Kϴ；(4)当Ag(s)插在HCl为1.0mol·kg-1，γ±=0.809的溶液中时，求H2的平衡分压。6、（本题10分）298K时,pϴ压力下,以Pt为阴极,电解含FeCl2(0.01mol·kg-1)和CuCl2(0.02mol·kg-1)的水溶液.若电解过程中不断搅拌,并设超电势可略去不计,试问：(1)何种金属先析出?(2)第二种金属析出时至少需施加多大电压?(3)当第二种金属析出时,第一种金属离子浓度为多少?已知：ϴ(Fe2+/Fe)=-0.44V,ϴ(Cu2+/Cu)=0.337V,ϴ(Cl2/Cl-)=1.36V考试科目：物理化学第7页共7页7、（本题8分）实验测得NO在Pt上的催化分解反应：2NON2+O2的速率方程为：。假定吸附服从Langmuir方程，试用拟出合理反应机理，导出上述速率方程，若NO的吸附热为80kJ·mol－1，O2的吸附热为100kJ·mol－1，反应的表观活化能为60kJ·mol－1，计算表面反应的真实活化能。8、（本题10分）已知水在293K时的表面张力γ=0.07275N·m-1，摩尔质量M=0.018kg·mol-1，密度为1000kg·m-3，在273K时水的饱和蒸气压为610.5Pa，在273-293K温度区间水的摩尔气化热为40.67kJ·mol-1，求293K时液滴半径为10-9m时水的饱和蒸气压。9、（本题8分）设乙醛热分解CH3CHOCH4+CO是按下列历程进行的：CH3CHO𝑘1→CH3·+CHO；CH3·+CH3CHO𝑘2→CH4+CH3CO·(放热反应)；CH3CO·𝑘3→CH3·+CO；CH3·+CH3·𝑘4→C2H6。(1)用稳态近似法求出该反应的速率方程：d[CH4]/dt=？(2)巳知键焓εC-C=355.64kJ·mol-1，εC-H=422.58kJ·mol-1，求该反应的表观活化能。2ON