中国科学院大学2015年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题物理化学(甲)

科目名称：物理化学（甲）第1页共7页中国科学院大学2015年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题科目名称：物理化学(甲)考生须知：1．本试卷满分为150分，全部考试时间总计180分钟。2．所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。3.可以使用不带储存及编程功能的计算器。下列一些基本常数供解题时参考：普朗克常数h=6.626×10-34J·s；玻兹曼常数kB=1.381×10-23J·K-1；摩尔气体常数R=8.314J·mol-1·K-1；法拉第常数F=96500C·mol-1一、是非题(每小题1分，共15分)(判断下列各题是否正确，正确用“”表示，错误用“”表示)1.卡诺循环可以用图1表示。2.分子的平动、转动和振动的能级间隔的大小是振动能转动能平动能。3.玻尔兹曼分布定律的适用条件为近独立粒子体系，且为处于热力学平衡态的任意体系。4.在稀溶液中，对溶质B而言，平衡时其化学势为*BBBμ=μ(T,p)+RTlnx，其中*Bμ(T,p)为纯B在T,p时的化学势。5.根据离子独立移动定律，在极稀的HCl溶液和极稀的HAc溶液中，氢离子的无限稀释摩尔电导率+mλ(H)∞是相同的。6.在相同的温度和压力下，将一定体积的水分散成许多小水滴，经过这一变化过程后，其表面张力不变。7.在同一稀溶液中组分B的浓度可用xB、mB、cB表示，其标准态的选择不同，则相应的化学势也不同。8.由于杠杆规则是根据物料守恒而导出的，所以无论两相平衡与否，皆可用杠杆规则进行计算。9.相律是根据热力学平衡条件推导而得的，故只能处理真实的热力学平衡系统。10.反应平衡常数值改变了，化学平衡一定会移动；反之，平衡移动了，反应平衡常数值也一定会改变。11.气体分子运动的微观模型认为，分子彼此的碰撞及分子与器壁的碰撞是完全科目名称：物理化学（甲）第2页共7页弹性的。12.不同反应有不同的速率常数，速率常数与反应温度、反应介质(溶剂)、催化剂等有关，甚至会随反应器的形状、性质而异。13.稳态近似法认为，对于活泼的自由基等中间产物，由于其浓度低、寿命短，可近似地认为在反应达到稳态后，它们的浓度基本上不随时间而变化，所以稳态近似法可以用于敞开和封闭系统。14.电极电势的绝对值无法测量。15.测量电池电动势应采用高灵敏度万用表。二、单项选择题(每小题2分，共60分)1.某体系在非等压过程中加热，吸热Q，使温度从T1升至T2，则此过程的焓增量ΔH为：(A)ΔH＝Q(B)ΔH＝0(C)ΔH＝ΔU＋Δ(pV)(D)ΔH等于别的值2.下列对于可逆的卡诺循环的理解中，错误的是：(A)经历此循环后，体系本身无任何变化(B)经历此循环后，体系与环境都没有任何变化(C)经历此循环后，体系没有变化，但环境发生了变化(D)经历此循环后，再倒转反向经一个可逆的卡诺循环，体系及环境都没有任何变化3.1mol理想气体经绝热自由膨胀使体积增大10倍，则物系熵变为：(A)ΔS＝0(B)ΔS＝19.1J·K-1(C)ΔS＜19.1J·K-1(D)ΔS＞19.1J·K-14.关于封闭体系的热力学基本方程，dU=TdS-pdV，以下说法错误的是：(1)可适用于单组分理想气体的任何过程(2)对于无非体积功的过程，等式右边第一项代表热，第二项代表功(3)可适用于无非体积功的可逆过程(4)只适用于单组分体系(A)(1),(2)(B)(2),(3)(C)(3),(4)(D)(2),(4)5.热温商表达式δQ/T中的T是什么含义：(A)体系的摄氏温度(B)体系的绝对温度(C)环境的摄氏温度(D)环境的绝对温度6.298K时，HCl(g,M=36.5g·mol-1)溶解在甲苯中的亨利常数为245kPa·mol-1·kg，当HCl(g)在甲苯溶液中的浓度达2%时，HCl(g)的平衡压力为：(A)134kPa(B)11.99kPa(C)4.9kPa(D)49kPa科目名称：物理化学（甲）第3页共7页7.0.1mol蔗糖溶于500gH2O(l)后溶液的凝固点降低0.372℃，当0.6mol葡萄糖溶于1000gH2O(l)后溶液的凝固点降低：(A)2.232℃(B)1.116℃(C)0.558℃(D)1.061℃8.高压气体间的反应，下列平衡常数中仅与温度有关的是：(A)Kp(B)Kf(C)Kx(D)Kc9.已知反应2NH3=N2+3H2的平衡常数K在某温度下为0.25,则在该温度下22313NHNH22的平衡常数K为：(A)4(B)2(C)0.5(D)0.2510.某气体当平衡分压为101.325kPa时，有0.02mol的气体溶解在1000g水中，当平衡分压为202.650kPa时，有0.04mol的气体溶解在1000g水中，描述这一规律的定律是：(A)Boyle定律(B)Roault定律(C)Dalton分压定律(D)Henry定律11.在T=300K，如果分子A和B要经过每一千万次碰撞才能发生一次反应，这个反应的临界能将是：(A)170kJ·mol-1(B)10.5kJ·mol-1(C)40.2kJ·mol-1(D)-15.7kJ·mol-112.下列反应的速率表达关系式，错误的是：(A)H2+I2=2HI,221d[H]dtd[I]dtd[HI]dt2(B)2NO2=2NO+O2,221d[O]dtd[NO]dt2(C)I·+I·+M=I2+M,2d[I]dtd[I]dt(D)CH3·+CH3·=C2H6,3261d[CH]dtd[CH]dt213.已知某复杂反应的反应历程为11kkAB；2kBDZ，则B的浓度随时间的变化率dCB/dt是：(A)1A2DBkCkCC(B)1A1B2DBkCkCkCC(C)1A1B2DBkCkCkCC(D)1A1B2DBkC+kCkCC14.在碰撞理论中校正因子P小于1的主要因素是：(A)反应体系是非理想的(B)空间的位阻效应(C)分子碰撞的激烈程度不够(D)分子间的作用力科目名称：物理化学（甲）第4页共7页15.以下是三个需要酶催化的反应a--酶1bΔG(1)=12.5kJ·mol-1b--酶2cΔG(2)=-25kJ·mol-1c--酶3dΔG(3)=-37.3kJ·mol-1如原始混合物中含有a，酶l及酶3，一定时间后有何现象?(A)体系中一定出现d(B)体系中不出现d(C)体系中不出现b(D)组分a的浓度不断下降到零16.浓度为1.0mol·dm-3的强电解质溶液，它的摩尔电导率数值近似于：(A)与电导率相等(B)是电导率的10-3倍(C)是电导率的103倍(D)是电导率的102倍17.相同温度下，对于无限稀释的H2SO4，HCl和HNO3溶液，下列说法不正确的是：(A)氢离子的摩尔电导率都相同(B)氢离子的迁移数都相同(C)氢离子的淌度都相同(D)氢离子的迁移数不相同18.下列电池中液体接界电位不能忽略的是：(A)21122Pt,H(p)HCl(m)H(p),Pt(B)211222Pt,H(p)HCl(m)HCl(m)H(p),Pt(C)211222Pt,H(p)HCl(m)HCl(m)H(p),Pt(D)211222Pt,H(p)HCl(m)AgCl,AgAg,AgClHCl(m)H(p),Pt19.以下说法中正确的是：(A)当建立Donnan平衡后，膜内外同种正离子的化学势相等(B)电池Ag|AgNO3(aq)||KBr(aq)|AgBr(s)|Ag的电动势与Br-浓度无关(C)强电解质溶液的电导会随电解质浓度增大而增加(D)对于电池Zn|ZnSO4(aq)||AgNO3(aq)|Ag，其中的盐桥可以用饱和KNO3溶液20.实际电解时，在阳极上首先发生氧化作用而放电的是：(A)标准还原电极电位最大者(B)标准还原电极电位最小者(C)极化后不可逆还原电位最大者(D)极化后不可逆还原电位最小者科目名称：物理化学（甲）第5页共7页21.已知298Ｋ时，Ni2+/Ni的=-0.250V，Ag+/Ag的=0.799V，并可近似的用浓度代替活度，今有一溶液内含有浓度均为1mol·dm-3的H+，Ni2+，Ag+，用Pt作为电极，在某电流密度下H2在Ag和Ni上的超电势分别为0.20V和0.40V，当外加电压逐渐增大时，在阴极析出的顺序依次为：(A)Ag，Ni，H2(B)Ni，H2，Ag(C)Ag，H2，Ni(D)H2，Ni，Ag22.表面活性物质在不同情况下，对体系具有提高润湿性及乳化、加溶和起泡等作用，其中与界面张力的降低无直接关系的是：(A)提高润湿性(B)乳化(C)加溶(D)起泡23.对于Al(OH)3溶胶，逐滴加入适量的盐酸稀溶液，溶胶产生的现象将是：(A)无明显现象(B)溶胶先沉淀，然后逐渐溶解(C)立即溶解(D)产生沉淀，且不溶解24.Donnan平衡可以基本上消除，其主要方法是：(A)降低小离子的浓度(B)升高温度，降低粘度(C)在无大分子的溶剂一侧，加入过量中性盐(D)调节pH值使大分子溶液处于等电点状态25.ΔU=Q-p外ΔV适用于W'=0的封闭体系的：(A)一切过程(B)恒外压过程(C)可逆过程(D)等压过程26.对于由FeO(s)、CO(g)、Fe(s)、CO2(g)和Fe3O4(s)组成并达到平衡的体系，则其：(A)独立组分数C=5,相数目Φ=4(B)独立组分数C=4,相数目Φ=2(C)自由度f=3,相数目Φ=2(D)独立组分数C=3,相数目Φ=427.光化学平衡与一般平衡主要不同之点是：(A)平衡是静态平衡而非动态平衡(B)平衡常数与压力无关(C)平衡常数与光强度有关(D)平衡常数与温度无关28.在溶液中，溶质在固-液界面的吸附量：(A)总是随浓度的增加而增加(B)随溶解度的增加而增加(C)随溶质极性的增加而增加(D)能使固-液界面自由能降低越多的溶质的吸附量越多科目名称：物理化学（甲）第6页共7页29.在Na2SO4水溶液中，Na2SO4的活度与其平均活度系数γ±及溶液质量摩尔浓度m的关系是：(A)33±mγ(B)33θ±m4γm(C)33±8mγ(D)33±16mγ30.1mol某气体在298K，1013250Pa下的逸度系数为1.1，该气体真实态与同温度理想态化学势的差值应为多少?(A)236.1J(B)5941J(C)5704J(D)-102.6J三、计算和简答(共75分)1.(12分)今有相同质量、不同温度的同种液体,其温度分别为T1和T2,已知该液体比热容为Cp,(1)试计算其绝热混合的熵变；(2)以此体系通过计算推导验证热力学第二定律。2.(6分)设某分子只有非简并的2个能级0和，且为独立定域子体系，请计算当T→∞时1mol该物质的平均能量和熵。3.(7分)将12.2g苯甲酸(C6H5COOH)溶于100g乙醇后，使乙醇的沸点升高1.13K；若将12.2g苯甲酸溶于100g苯后，则使苯的沸点升高1.36K。（已知沸点升高常数Kb(乙醇)=1.23K·kg·mol-1；Kb(苯)=2.62K·kg·mol-1）。通过计算说明苯甲酸在两种溶剂中的存在形式。4.(7分)292K时，丁酸水溶液的表面张力可以表示为0θcγ=γ-aln1+bc，式中γ0为纯水的表面张力，a、b为常数。求：(1)该溶液中丁酸的表面过剩值2和其浓度c之间的关系（假定活度系数均为1）。(2)当c=0.2mol·dm-3时的2值。已知a=0.0131N·m-1，b=19.62。(3)当浓度增加到1cbc时的2值。假设此时表面上丁酸成单分子紧密排列层，试计算在液面上丁酸分子的截面积。5.(9分)为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯，在86.0kPa压力下用水蒸气蒸馏。已知：在此压力下该系统的共沸点为80℃，该温度下水的饱和蒸气压为47.3.kPa，设蒸气为理想气体，问：(1)气相的组成如何（甲苯的摩尔分数）?(2)欲蒸出100kg纯甲苯，需消耗水蒸气多少千克?6.(10分)在281.15K,1p下，将0.13mol的N2O4溶于1升CHC