北京化工大学2007考研物理化学试题

北京化工大学2007年招收硕士生入学物理化学试题

(由北京石油化工学院李汝雄教授做参考答案并做成文本文件)

(选择题15题×2=30分，计算题6题120分(其中证明推导10分，统计10分)共150分)

注意事项：答案写在答题纸上，用红色或铅笔不计成绩。

一、选择题(30分)

1. 对封闭系统，当过程的始态和终态确定后，下列各项中不能确定的值是：

A．Q B．Q+W C．W(当Q=0时) D．Q(当W=0时)

2. 戊烷的标准摩尔燃烧焓为－3520 kJ·mol-1，CO2(g)和H2O(l)的标准摩尔生成焓分别为 －395 kJ·mol-1和－286 kJ·mol-1，则戊烷的标准摩尔生成焓为：

A． 2839 kJ·mol-1 B．－171 kJ·mol-1 C．171 kJ·mol-1 D． －2839 kJ·mol-1 3. 有反应：2CuBr2(s) = 2CuBr (s) +Br2(g)

己知487 K时溴化铜CuBr2(s)的分解压力为4.60 kPa，则此温度下上述反应的标准平衡常数为K?： A． 4.60 B．460 C．0.046 D． 0.46 4.某理想气体经绝热可逆压缩(A→B)，下列正确的图形是：

A B C D

5.有反应：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) 当H2 因反应而消耗了0.5mol时，反应进度ζ为：A． 0.25mol

B．0.50mol C．1.0mol D．4.0mol 6. 单组分系统相图中，固液平衡线的斜率

dp的值应为： dTA． 大于零 B．不确定 C．小于零 D．等于零

7. 温度为T时，A(l)和B(l)的饱和蒸汽压分别为25.0 kPa和40.0 kPa。在该温度下A(l)和B(l)完全互溶，当汽液平衡时，液相组成xA=0.5时，气相中pA=15.0 kPa，则此二组分系统在常压下的沸点～组成图应是下列中哪一个：

A B C D

1

8. A2(g)在催化剂上发生分解反应，某温度下，测定初始压力和半衰期的数据如下：

pA2,02kPa

28.0 2.0

14.0 4.0

7.0 8.0

t1min

则该催化剂反应为：

A．零级 B．三级 C．一级 D．二级

9. CO与N2的分子质量m相同，若忽略CO与N2分子的振动运动对熵的贡献的差别，则CO与N2的标准摩尔熵的大小关系为：

??????A．Sm(CO)＞Sm( N2) B．Sm(CO)< Sm( N2) C．Sm(CO)=Sm( N2) D．不确定

10. 在298 K时，平面水面上水的饱和蒸汽压为3.168 kPa，在相同温度下，若小水滴半径为3nm，此时，水的饱和蒸汽压是该温度下平面液体饱和蒸汽压的倍数为：

(己知：此温度下水的表面张力?=0.072 N·m-1，水的密度为1000 kg·m-3) A．0.348 B．1.417 C．3.618 D．0.706

11. 温度为T时，浓度为均为0.01mol·kg的NaCl，CaCl2，LaCl3三种电解质水溶液，离子平均活度系数最小的是。

A．NaCl B．CaCl2 C．LaCl3 D．都相同

?12.由2molA和2molB形成理想液态混合物，p?A=90 kPa，pB=30 kPa，则气相摩尔分数之比

-1

yA：yB为：

A．8：1 B．4：1 C．6：1 D．3：1 13.憎液溶胶与大分子溶液主要性质上的区别在于：

A．是热力学上的不稳定系统 B．有渗透压 C．扩散慢 D．有电泳现象 14.氨基甲酸铵的分解反应为：NH2COONH4(s)==2NH3(g)+CO2(g)

等压计(示意图见右图)A管中装氨基甲酸铵，将等压计C管连接到抽气系统和测压系统，反应开始要排A管上方空气，然后调节抽气或放气三通阀使BC液面持平，这时测压计测得ps即为氨基甲酸铵上方压力p。若p测得值偏大，说明系统：

2

A．没达到平衡 B．空气没排干净 C．两种可能都有 D．其它原因 15.测定蔗糖水解反应速率常数用物理法在线测定浓度，所用物理仪器是：

A．电导仪 B．折光仪 C．旋光仪 D．pH计

二、(30分) 1mol单原子理想气体沿ABCA经历一个循环过程：从状态A到B经历恒压过程，B到C经历恒容过程，C回到A经历恒温可逆过程。己知TA=546 K，p2=2p1，V2=2V1。试求： (1) AB过程的Q，?S； (2) BC过程的Q，W，?U； (3) CA过程的Q，W，?S，?G；

(4) A→B→C→A整个循环过程的W，?S，?G。

三、(25分) 有反应：CuSO4·3H2O(s)= CuSO4(s)+3H2O(g) 该反应的标准平衡常数在298 K和323 K时分别为10-6和10-4。 (1)求298 K达平衡时系统的组分数、相数和自由度数；

(2)298 K时，将CuSO4·3H2O(s)暴露在水蒸汽压为2×103 Pa的空气中，用计算结果判断是否会发生上述脱水反应？

???(3)设反应的?rCp,m=0，求323 K时上述分解反应的?rHm和?rGm。 ?rSm四、(25分) 暴露在大气中的铁在酸性介质中可能发生腐蚀的化学反应为：

Fe(s)+2H+(a1)+

1O2(g)→Fe2+(a2)+ H2O(l) 2 (1) 试将上述反应设计在电池中进行，写出电池的图示表示式； (2) 写出该电池的电极反应； (3) 己知下述电池的标准电动势：

?Pt，H2 (g,p?)｜H+(aH?=1) ｜O2 (g,p?)，Pt E1=1.229 V

下列标准电极电势可以选用：

?EFe2?=－0.440 V，EFe3?Fe?=－0.036 V，EFe3?Fe?Fe2?=0.770 V

3

??请计算所设计电池的标准电动势E2及电池反应的标准摩尔Gibbs函数变?rGm。

五、 (20分) 反应

Ak1k-1B正逆向均为一级反应，己知：正反应速率常数k1和反应平衡常数KC与温

度的关系分别为：

lgk12000=??4.0 ?1sTKlgKC(平衡常数)=

2000?4.0 TK(1) 计算逆向反应活化能；

(2) 当反应初始时：若CA,0=0.50 mol·dm-3，CB,0=0.05 mol·dm-3，计算400 K时反应达平衡时A和B的浓度CA,e=？CB,e=？

六、 (10分) 试证明：对纯物质单相封闭系统有： (1) ????T?T??V?????； ???p?SCp??T?p(2) 利用(1)题结论证明：理想气体经绝热可逆压缩后温度将升高。

七、 (10分) Cl2的振动可视为一维简谐振子的振动，

(1)当振动第一激发态的能量等于?V,1?kT时，求Cl2的温度为多少？(己知Cl2的振动特征温度?V=801.3 K，式中k为Boltzmann常数)

(2) 常温(300 K)下，Cl2分子振动运动处于基态还是激发态。

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北京化工大学2007参考答案

一、选择题(30分) 1. A 2. B 3. C 4. D 5. A 6. B 7. D 8. D 9. A 10. B 11. C 12. D 13. A 14. B 15. C 二、(30分)

TA=546 K，TB=2×546=1092 K，TC=546 K， (1) AB恒压过程：

Q1=nCp,m(TB-TA)=1×2.5R×546=11348.6 J

?S1= nCp,mln

TB=1×2.5R ln2=14.4 J·K-1 TA(2) BC恒容过程

Q 2=nCV,m(TC-TB)=1×1.5R×(-546)=－6809 J W2=0

?U2= Q 2=－6809 J

(3) CA恒温可逆过程 Wp3=??pdV?nRTlnAp=nRTln2=1×8.314×546×ln2=3146.5 J C

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