研究生入学考试物理化学模拟试卷(一)

1研究生入学考试物理化学模拟试卷（一）一、单项选择题1．对于只做膨胀功的封闭系统的(∂A/∂T)V值是（A）大于零（B）小于零（C）等于零（D）不能确定2．在隔离系统内（A）热力学能守恒，焓守恒（B）热力学能不一定守恒，焓守恒（C）热力学能守恒，焓不一定守恒（D）热力学能、焓均不一定守恒3．戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3520kJ·mol-1，CO2(g)和H2O(l)的标准摩尔生成焓分别为-395kJ·mol-1和-286kJ·mol-1，则戊烷的标准摩尔生成焓为（A）2839kJ·mol-1（B）-2839kJ·mol-1（C）171kJ·mol-1（D）-171kJ·mol-14．N2与CO的转动特征温度分别为2.07K及2.77K。在同温度下，N2与CO的转动配分函数之比为（A）0.747:1（B）1.34:1（C）0.669:1（D）1.49:15．玻耳兹曼分布（A）就是最概然分布，也是平衡分布（B）不是最概然分布，也不是平衡分布（C）只是最概然分布，但不是平衡分布（D）不是最概然分布，但是平衡分布6．相图上，当物系处于哪一个点时只有一个相？（A）恒沸点（B）熔点（C）临界点（D）低共熔点7．实际气体节流膨胀后，其熵变为（A）12lnVVnRS（B）21dppVSpT（C）21dTTCpSTT（D）21dTTCVSTT8．CaCl2浓度为0.1mol·kg-1的溶液中，电解质离子平均活度因子γ±＝0.219，则离子平均活度a±为（A）3.476×10-4（B）3.476×10-2（C）6.964×10-2（D）.385×10-29．已知Tl3+,Tl+∣Pt的标准电极电势3+θTl,TlPt1.250VE,Tl+∣Tl的标准电极电势+θTlTl0.336VE，则Tl3+∣Tl的标准电极电势3+θTlTlE为（A）1.586V（B）0.914V（C）0.721V（D）0.305V10．反应2O3→3O2具有简单的反应级数，则O3的速率系数1k与O2的速率系数2k的关系为2(A)21k=32k(B)1k=2k(C)31k=22k(D)121k=231k11．对于两个都是一级反应的平行反应，下列各式不正确的是（A）21kkk总（B）21EEE总（C）1B2Ckckc（D）1/212ln2tkk12．当把一根毛细管插入某液体时，可能会发生下列哪种现象？已知表面张力γs－l＞γs－g（A）管内液面上的饱和蒸气压高于管外液面上的饱和蒸气压（B）管内液面高于管外液面（C）管内液面上呈凹形（D）此毛细管能被该液体润湿13．有两根半径相同的玻璃毛细管，一根是直形的，另一根一端是直的，另一端呈弧形弯曲端口与直端同向。今将两毛细管的直端插入水中，若在直形毛细管内水面上升高度为h，使弯曲毛细管顶端离水面的距离为h/2，端口离水面的距离尚有h/3，试问水在此毛细管端的行为是（A）水从毛细管端滴下（B）水面呈凸形弯月面（C）水面呈凹形弯月面（D）水面呈水平面二、填空题1．在隔离系统中发生某剧烈化学反应，使系统的温度及压力皆明显升高，则该系统的：ΔS；ΔU；ΔH；ΔA。（选填：＞0，＝0，＜0，或无法确定）2．盐桥中使用的电解质需满足的条件是。3．表述温度对反应速率系数影响的阿累尼乌斯公式能用于有明确的所有反应。4．用同一滴管在相同条件下分别滴下同体积的三种液体：水，硫酸溶液，丁醇水溶液，则所需滴数最多的是。5．当界面为球形时，弯曲界面下的液体所受到的附加压力的方向总是指向。三、简答题1．高温下，CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)。（1）在一定压力的CO2气中加热CaCO3(s)，实验表明加热过程中，在一定温度范围内CaCO3不会分解；（2）若保持CO2气体的压力恒定，实验表明只有一个温度可使CaCO3(s)和CaO(s)的混合物不发生物相变化；请根据相律说明上述实验事实。32．统计热力学的基本假设是什么？3．理想气体从某一始态出发，经绝热可逆压缩或等温可逆压缩到同一固定的体积，哪个过程所需的功大？简要说明理由。4．合成氨反应为3H2(g）+N2(g）=2NH3(g），一般在30MPa，约520℃时进行，生产过程中要经常从循环气（主要是H2、N2、NH3、CH4）中排除CH4气体，为什么？5．“溶液的化学势等于溶液中各组分化学势之和”这一说法是否正确，为什么？6．写出铅蓄电池Pb(s)∣H2SO4(溶液,比重1.22-1.28)∣PbO2(s)的电池反应式,并说明它是否符合可逆电池的条件。7．在工业上合成HCl(g）,采用的装置都是用两根管道分别引出H2(g)和Cl2(g),进入反应装置合成HCl(g）。为何不用一根管子引出H2(g)和Cl2(g)的混合气体进行合成HCl(g)？8．说明物质在结晶初期会出现过冷现象的原因。四、0℃时水的摩尔体积是18.018cm3，冰的摩尔体积是19.625cm3，为使冰点下降0.1℃，需增加外压1347.6kPa。（1）求冰在0℃时的熔化焓ΔfusHm；（2）求水的凝固点降低系数Kf；（3）将少量蔗糖溶于水，在101325Pa下，冰点下降0.40℃。求该溶液在100℃时的饱和蒸气压。五、绝热恒容容器中有一绝热耐压力隔板，隔板两侧均为N2(g)，一侧容积为50dm3，含有200K的2molN2(g)；另一侧容积为75dm3，内有500K的4molN2(g)。N2(g)可视为理想气体，Cp,m=7R/2。现将容器中的绝热耐压力隔板撤去，使系统达到平衡，求过程的ΔS。六、已知气相反应2232SOO2SO的标准平衡常数θK与T的函数关系为：θ/K/K23889ln2.222ln()-37.996TTK。上述反应可视为理想气体反应。（1）求该反应在1000K时的θrmH，θrmU，θrmG；（2）1000K时，2×101325Pa下若有SO2、O2和SO3的混合气体，其中SO2占20%(vol),O2占20%(vol)，试判断在此条件下反应的方向如何？七、如下为碳的相图，问：4（1）O点是什么点？（2）曲线OA、OB、OC分别表示什么？（3）常温常压下石墨、金刚石何者是热力学上的稳定相？（4）在2000K把石墨转变成金刚石需要多大压力？（5）在任意给定的温度和压力下，石墨和金刚石哪个密度大？如何证明？已知C（石墨）→C（金刚石）的焓变ΔHm＞0。八、证明对理想气体系统的n级简单反应，其反应速率系数kp＝kc(RT)1-n。其中kp和kc分别为气体浓度用压力和浓度表示时的速率系数。九、已知在一定温度范围内，某反应A→B的速率系数与温度的关系式为lgk/K40007.0T＋，式中k的单位为min-1。求：（1）反应的表观活化能与指前因子A；(2)若在2min内使A反应掉65％，求所需控制的反应温度。十、在25℃、标准压力下，以Pt为阴极，石墨为阳极，电解含有FeCl2（浓度为0.01mol·kg-1）和CuCl2（浓度为0.02mol·kg-1）的中性水溶液。若电解过程搅拌溶液，并假设超电势均可忽略不计，且已知2+θFeFe0.440VE,2+θCuCu0.337VE，+2θHO1.229VE。问：（1）何种金属离子先析出？（2）第二种金属离子析出时，外加电压至少为多少？十一、将FeCl3水溶液加热水解可得到Fe(OH)3溶胶，试写出此溶胶的胶团结构式。若在电泳仪中测定该溶胶的电动电势，通电后将会观察到什么现象？比较MgCl2、NaCl、Na2SO4、MgSO4四种盐，说明哪一种盐对聚沉上述胶体最有效？5研究生入学考试物理化学模拟试卷（一）参考答案一、单项选择题1.（B）2.（C）3.（D）4.（C）5.（A）6.（C）7.（B）8.（B）9.（C）10.（C）11.（B）12.（A）13.（C）一、填空题1．0，=0，0，0；2．正负离子的迁移数相等；3．反应级数和速率常数；4．丁醇水溶液；5．界面的曲率中心；三、答案略四、解(1)由克拉贝龙方程式ddpT=fusm**mmlsHTVV**fusmmmdlldpHTVVT={273.15×[(18.018-19.625)×10-6]×1347.6×103÷(－0.1)×10－3}kJ·mol-1=5.915kJ·mol-1（2）2()fAffusmRTMKH=2338.314273.1518.0210{}5.91510K·kg·mol-1=1.89K·kg·mol-1(3)mB=ffTK=0(0.40){}1.89mol·kg-1=0.2116mol·kg-133BBA0.211618.02103.81310xmM*53AAB51{1.0131013.81310}Pa1.00910Pappx五、解先求出气体混合后的温度T，由Q吸=－Q放，得.m.m2(200)4(500)ppCTCT，得400KT设隔板撤去气体混合后的压力为p；2mol(n1)N2的初始温度为T1、压力为p1，混合过程的熵变为△S1；4mol(n2)N2的初始温度为T2、压力为p2，混合过程的熵变为△S2；则63128.314200{10}kPa66.512kPa0.050p3248.314500{10}kPa221.70kPa0.075p368.314400{10}kPa159.63kPa0.125p12SSS121.m12.m212lnlnlnlnppTpTpnCnRnCnRTpTp1740066.5127400221.728.314ln28.314ln48.314ln48.314lnJK2200159.632500159.63=10.92J·K-1六、解（1）由θ/K/K23889ln2.222ln()-37.996TTK可求得θ2θ22rm=(dln/d)=[(-23889/)+2.222/]HRTKTRTTT233-1=8.3141000(21.66710)10kJmol=－180.14kJ·mol-1对该反应θθ-1rmrm188.45kJmolUHRT求得1000K时的θln1.242K，θ3.462Kθθ-1rmln10.325kJmolGRTK(2)由题给数据，求得压力商Qp=22.5因Qp＞Kө，故反应向左进行七、解（1）O点是石墨、金刚石、液相共存的三相平衡点；（2）OA为石墨、金刚石之间的相变温度随压力的变化线，OB为石墨的熔点随压力的变化线，OC为金刚石的熔点随压力的变化线；（3）常温常压下石墨是热力学上的稳定相；（4）从OA线上读出2000K时约在p=65×810Pa,故转变压力为65×810Pa；（5）OA线斜率为正值，dp/dT0,mmddpHTTV0,因mH0,则mV0，7即mV(金刚石)＜mV（石墨），则（金刚石）＞(石墨)。八、证明若用压力p表示浓度，npcVRTddnncccprkcktRT故1dd1ddnpcprkpRTttRT又因1nncppkkpRTRT两式联立,1npckkRT即九、解（1）将lgk与T的关系式整理为40002.303ln/KkT7.02.303与alnlnEkART比较a40002.303ER，ln7.02.303A，可得aE=76.589kJ·mol-1,A7110min-1（2）对一级反应，11ln1kty（y为反应物消耗百分数）11ln210.65k，得k0.525min-1代入k与T的关系式，得lg0.525=40007.0KT求得=849.5KT十、解（1）2+FeFe0.0591610.440lgV=0.499V20