物理化学期末复习试题

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-395 kJ·mol和-286 kJ·mol，则戊烷的标准摩尔生成焓为

（A）2839 kJ·mol-1 （B）-2839 kJ·mol-1 （C）171 kJ·mol-1 （D）-171 kJ·mol-1 4． 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）1.49:1 5．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

?V（A）?S?nRln?2?V?1?p2VT2CpT2CV? （B）?S??dp （C）?S??dT?S?? （D）?p1T?T1T?T1TdT ??-1

-1

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）.385×10-2

9．已知Tl3+,Tl+∣Pt的标准电极电势ETl3+,Tl?Pt?1.250V, Tl+∣Tl的标准电极电势

θEθTl+Tl??0.336V，则Tl3+∣Tl的标准电极电势ETl3+Tl为

θ（A）1.586V （B）0.914V （C）0.721V （D）0.305V 10．反应2O3→3O2具有简单的反应级数，则O3的速率系数k1与O2的速率系数k2的关系为

1

(A)2k1=3k2 (B) k1=k2 (C) 3k1=2k2 (D) ?11．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）k总?k1?k2 （B）E总?E1?E2 （C）

11k1=k2 23k1k2?cBcC （D） t1/2?ln2k1?k2

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。

2

2． 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19.625 cm3，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50dm， 含有200K的2mol N2(g)；另一侧容积为75dm3，内有500K的4mol N2(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。

3

六、已知气相反应2SO2?O2?2SO3的标准平衡常数K与 T的函数关系为：

lnKθθ?23889T/K?2.222ln(T/K)-37.996θ。上述反应可视为理想气体反应。

θθ（1）求该反应在1000K时的?rHm，?rUm，?rGm；

（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：

3

（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)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

1-n

。其中kp

lgk??4000T/K＋7.0，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）和CuCl2（浓度为0.02mol·kg）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EFe2+Fe??0.440V,ECu2+Cu?0.337Vθθ-1-1

，EθH+O2?1.229V。

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？

4

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

dpdT=

?fusHmT??V*m?l??V?s???*m

dp**??fusHm?T?Vl?Vl? m????m??dT={273.15 × [(18.018-19.625)×10] × 1347.6×10÷(－0.1)×10}kJ·mol =5.915 kJ·mol

（2）Kf??2R(Tf)MA?fusHm-1

-63 －3-1

2?3 ={8.314?273.15?18.02?105.915?103kg·mol-1 }K·

=1.89 K·kg·mol-1

( 3 ) mB=

?TfKf={0?(?0.40)1.89}mol·kg-1 = 0.2116 mol·kg-1

xB?mBMA?0.2116?18.02?10?3?3.813?10?3?3

pA?pA?1?xB??{1.013?10*5?1?3.813?10?}Pa

?1.009?10Pa5五、解

先求出气体混合后的温度T，由Q吸=－Q放，得

，得

2Cp.m(T?200)?4Cp.m(500?T)T?400K

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

5

EθSn2+Sn??0.136V，且超电势?Pb??Sn。

k1????B正逆反应均为一级，已知： 十、某液相反应A????k?1 lgk1/s?1??20002000θ?4.0 lgK??4.0 T/KT/K?3反应开始时cA,0?0.5mol?dm,cB,0?0.05mol?dm?3,求：

(1) 正、逆反应的活化能；

(2) 400K反应达平衡时A、B的浓度。

十一、20℃时，水的饱和蒸气压为2.337kPa，水的密度为998.3㎏?m3，表面张力为 72.75×10N?m。试求20℃时，半径为10m的小水滴的饱和蒸气压为若干？

-3

-1

-9

21

研究生入学考试物理化学模拟试卷（三）参考答案

一、填空题

1. < ， = 2. 0，> 3. VB?(?V?nB)T,p,nB?C， V2?dcAdtV?n1V1n2dcAdt 4. 1， 1

5. ni?Nqgie??i/kT，独立粒子 6. ??kcAcB，??2kcAcB

27. 增大， 明显 8. 增加，3m 9. 小于，大于 10. >， < 二、单项选择题

1.（A） 2.（C） 3.（B） 4.（C） 5. (D) 三、判断题

1. × 2. × 3. √ 4. × 5. √ 6. × 7. √ 8. √ 9. √ 10. × 四、 简答题

1. 由水的相图可知，水凝固曲线斜率为负值，即升高压力凝固点降低。由于冰点压力高于三相点压力，所以冰点温度降低；另一方面因为水中溶有空气，属于稀溶液，稀溶液的冰点降低。

2. 可设计成电池H2H+OHH2或O2H-+OHO2；根据lnKW?-zEFRTθ，由电池的标

准电动势求得水的离子积常数。

3. 江河中含有大量的带负电的SiO2胶体粒子，而海水中含有的电解质（NaCl等），能使江河中的溶胶聚沉，聚沉物逐渐堆积便形成了三角洲地貌。

溶胶之所以能在一定时间内稳定存在，主要是因为胶粒带电，具有一定的ζ电势，胶粒之间存在静电排斥作用，阻止了胶粒的聚集。ζ电势越大，静电排斥力越大，胶体越不容易聚沉，所以ζ电势的数值可以衡量溶胶的稳定性。 五、解 (a ) 各区相态如图所示 (b)通过D点的水平线：l+α+C1 通过K点的水平线：l +C1+C2 通过G点的水平线：l +C2+B (c) C点：A的熔点，f?tll+C2l+Bl+C2l+ααl+C1C1+C2C2+B?1?2?1?0

D点：α与C1的低共熔点，

α+C1AC1C2wBB22

f??2?3?1?0

E点：C1分解出的液相点，f??2?3?1?0

F点：C2的熔点，f??1?2?1?0

(d) 步冷曲线如图：

(e) 控制在D、E所代表的组成之间

六、解 （1）100℃、101.325kPa条件下的相变为可逆相变，所以

W??p(Vg?Vl)??pVg??nRT

??(1?8.314?373)J

??3.10kJ

Qp??H?40.63kJ?mol?1

?U?Qp?W

?(40.63?3.10)kJ?mol?1?37.5kJ?mol?1

?S??HT?40630373J?K?1?mol?1?108.9J?K?1?mol?1

?A??U?T?S?(37.5?373?108.9?10?3)kJ?mol?1??3.10kJ?mol-1?G?0

（2）若向真空蒸发，则p外?0，W?0，Q??U

△U、△H、△S、△A和△G均与（1）中结果相同

七、解 （1）该反应的标准平衡常数与平衡总压的关系是

Kθ?(pθH2O/p)(pCO2/pθ)?14(p/pθ)2

23

10.827可求得Tθ2?41=303.2K时，K1?4(100)?0.171?10 Tθ116.012?2=343.2K时，K2?4(100)?0.641?102 θθ由 lnK2K??rHmT?T1θ1R(2T)

1T2求得 ?θ-1rHm?128.2kJ?mol （2）平衡总压为p?时，求得Kθ?0.25 再将相关数据代入平衡常数与温度关系式

ln0.25128.2?103110.641?10?2?8.314(343.2?T/K)

可求得分解温度为 T?373.7K

八、解 电池反应为 Zn+Hg2+2Cl2?2Hg+Zn?2Cl

-电动势 E?Eθ?RT22FlnaZn2+aC -l因 a23m?33Zn2+aC-l?a??(mθ)?? 所以有 E?Eθ?RT2Fln(m?33mθ)?? 对于ZnCl32， m??4m 所以 E?Eθ?RT4(m332Flnmθ)?? (m)3?3??θ2?,2θ)2由上式可得 E3(m?,2?1?ERT2?2Flnm?RT?m(m332F?ln?m?ln??? ?,1?mθ)1??,1?(mθ)1?将Eθθ1?E2?0.1233V，(m/m)1?0.0050，(m/m)2?0.2500代入上式得 24

???,20.25?0.1233V=?1.5?0.05916(lg+lg0.005??,1??解得

??)?V ????,2??,1?0.49

九、解 Pb和Sn在阴极上共同析出时

EPb2+Pb?ESn2+Sn

θ即 EPb2+?PbRT?0.126+2F0.059162lnaP2+?EbθS2+?nRTSn2Flna

2+SnlgaPb2+??0.136+0.059162lgaSn2+

可得 lgaSn2+aPb2+?0.338

则

aSn2+aPb2+?1?2.18

十、解（1）由lgk1/s对比可求得

??2000T/K?4.0与阿伦尼乌斯经验式的对数式 lnk1??Ea,1RT?CEa,1?(2000?2.303?8.314)J?mol?1?38.3kJ?mol

?1又知K?k1k?1 ，则 lgK?lgk1?lgk?1

所以 lgk?1/s?1?lgk1/s?1?lgK??2000T/K?4.0?(2000T/K?4.0)

即 lgk?1/s?1??4000T/K?8.0

Ea,?1RTEa,?1R?1与阿伦尼乌斯经验式的对数式 lnk?1???C对比，得

?1?4000?2.303K

Ea,?1?(4000?2.303?8.314)J?mol2000400?76.59kJ?mol

(2) T?400K时, lgk1/s?1???4.0 k1?0.1s?1

25

lgk?1/s?1??4000400?8.0 k?1?0.01s?1

平衡时 k1(cA,?0x)e??k(1cB?,0x )解得 x3e?0.45m?ol?d m此时 cA,e?(0.5?0.45)mol?dm?3?0.05mol?dm?3 c?3?0.5mol?dm?3B,e?(0.05?0.45)mol?dm

十一、解 lnpr?2?g-M1pRT?r

2?72.7?5-3 ?1?018?.0?135108.31?4293?.159?9?89.3

10 = 1.0773 pr/p?2.93 67pr?(2.9367?2.337)kPa?6.863kPa

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研究生入学考试物理化学模拟试卷（四）

一、填空题

1. 在一封闭的容器中，一物质处于气液两相平衡状态，当温度升高至Tc时，两相的密度相等，此时的状态称为 ；在此状态时?vapHm 0. 2. 气体进行绝热自由膨胀时，热力学能变△U 0；熵变△S 0。 3. A、B二组分形成理想液态混合物时，?mixV 0；?mixG 0。

4. 水的冰点温度低于水的三相点温度，其原因有两点，一是 ；二是 。

5. 分解反应A(s)?B(g) + 2C(g )，此反应的平衡常数K与分解压力p之间的关系为 ；若升高分解反应的温度，则K 。

6. 最概然分布的微观状态数随着粒子数的增加而 ；该分布出现的概率随粒子数的增加而 。

7．按照电极电势的定义，将标准氢电极与待测电极组成电池，若待测电极发生氧化作用，则电极电势φ 0；该电极是电池的 极。

8. 对于原电池，极化的结果将使负极电势________，电池电动势_____ _____。

9．反应A + 2D → 3G 在298K于2dm3容器中进行，若某时刻反应进度随时间变化率为

θθ0.3mol·s-1，则此时A的消耗速率为 ；G的生成速率为 。

10. 属于胶体分散系统的除溶胶之外，还有 和 。 二、选择题

1. 1mol液体在其沸点蒸发为气体时，增加的物理量是

(A) 蒸汽压、熵 (B) 热力学能、吉布斯自由能 (C) 蒸汽压、吉布斯自由能 (D) 热力学能、熵

2. 在310K，正常人的血液的渗透压是759.94kPa。若同温下要配制与血液相同渗透压的1dm3葡萄糖水溶液，需要葡萄糖的质量为

（A）29.5g （B）53.1g （C）83g （D）180g 3. 在达到平衡状态的隔离系统中，能出现的分布是

(A) 最概然分布 (B) 最概然分布和宏观上与最概然分布无区别的分布 (C) 所有的各种分布 (D) 除最概然分布之外的所有各种分布

27

4. 298.2K，纯水的电导率为5.54×10-6S·m-1，已知?(H)和?(OH)分别为

????3.50×10-2S·m2·mol-1和1.98×10-2S·m2·mol-1，则纯水（浓度为55.5mol·dm-3）的电离度

为

(A) 9.98×10-7 (B) 2.9×10-9 (C) 4.9×10-9 (D) 1.82×10-9 5. 在780K，某碳氢化合物的气相热分解反应在p0=p?时，半衰期为20s，p0=2p?时，半衰期为10s，则该反应的级数为

(A) 0级 (B) 1级 (C) 2级 (D) 0.5级 三、判断题

1. 某气体的状态方程为pVm?RT?bp（其中常量b?0），则该气体的压缩因子Z?1。 2. 水和乙醇在p? 下达气液平衡时，乙醇在气相中的浓度大于其在液相中的浓度。 3. 部分互溶双夜系总是以相互共轭的两相平衡共存。

4. 因为反应的标准平衡常数Kθ?f(T)，所以对于理想气体参加的化学反应，当T一定时，

其平衡组成就确定。

5. 在相同的温度条件下，CO的转动配分函数大于N2的转动配分函数。 6. 摩尔反应吉布斯自由能?rGm值越负的化学反应，其反应速率越大。 7. 化学反应中的催化剂能改变反应历程，降低反应活化能。

8. 某些不属于氧化还原反应，也不经历氧化还原的过程也可以设计成原电池。 9. 无限稀释时，HCl、KCl、NaCl三种溶液在相同温度、相同浓度、相同电场强度下，则三

?种溶液中的Cl的迁移速率一定相同。 10. 在外加电场中将过量电解质KI从AgI溶胶中分离的过程叫做电渗。 四、回答问题

1. 利用相平衡原理解释金属加工中的淬火和退火工艺。

2. 将Zn棒和Cu棒均插入到H2SO4溶液中，能否构成可逆电池？

3. 利用界面现象原理解释在实验室中使用液态汞时，为什麽要小心谨慎，严防溅落？

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五、试从H2O-NH4Cl的温度一组成相图回答下列问题:

(a) 若一溶液冷却到268K时开始析出冰, 问750g该溶液中含有多少克NH4Cl? 若冷却该溶液, 最多可得多少克纯冰?

(b) 将15% NH4Cl水溶液冷却到268K可得多少冰? 把100g 25% 的NH4Cl水溶液冷却到263K, 此时系统分几相? 各相的浓度和质量为多少?

六、 1mol单原子理想气体由300K、100kPa的始态，分别经下列过程膨胀至终态压力为50kPa，求各过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。

（1）等温可逆膨胀 （2）50kPa下恒外压等温膨胀 （3）绝热自由膨胀

七、288.15K时，1mol NaOH在4.559mol H2O中所形成溶液的蒸气压为596.5 Pa。在该温度下，纯水的蒸气压为1705Pa，求：

(1) 溶液中水的活度是多少？

(2) 在溶液中和纯水中，水的化学势相差多少？

八、291.2K时，测得CaF2饱和水溶液及配制该溶液的纯水的电导率分别为

38.6?10??4S?m?1及1.5?10为

?1?4S?m?1?，已知291.2K时Λm(CaCl2)、Λm(NaCl)、及

?12Λm(NaF)分别

2116.7?10?4S?m?mo2?1l、108.9?10?4S?m?mol2?1及

90.2?10?4S?m?mol，求291.2K时CaF2的浓度。

θ2九、25℃，电池Pt,H(g,p)NaOH(a)AgO(s)?Ag(s)的电动势E=1.172V，同温度下，反应

2H2(g)+1/2 O2(g)→H2O(l)的?rGm??237.3kJ?mol。求25℃Ag2O的分解压。 十、某气相反应2A?2B+C的反应机理分如下两步进行：

θ-1A

k1B + D(自由基)k2A + D(自由基)B + C29

(1) 证明反应速率可表示为r??1dcA2dt?k1cA

2406T/K(2) 若速率系数k1与温度T有如下关系：lnk1/s?1?8?298.2K时A消耗的半衰期t1/2。

，求此反应的活化能Ea和

十一、设某表面活性物质水溶液的表面张力?与溶液浓度c的关系可表示为???0?bln?1?ac?，室温下a、b均为大于零的常数，?0是纯水的表面张力。若表面活

性物质为丁酸，并知292.2K时b?13.1?10?3N?m?1，a?19.6?10?3mol度为0.20mol?dm时的表面吸附量。

?3?1?m，计算浓

3 30

研究生入学考试物理化学模拟试卷（五）

一、单项选择题

1. 在稀的砷酸溶液中通入H2S制备硫化砷(As2S3)溶胶,该溶胶稳定剂是H2S,则胶团结构式是

(A) ??(As2S3)m?nH,(n?x)HS??(B) ??(As2S3)m?nHS,(n?x)H??(C) ??(As2S3)m?nH,(n?x)HS??(D) ??(As2S3)m?nHS,(n?x)H??-++--++-x??xHS ?xH ?xHS ?xH

+-+-x?x?x?2. 理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的压力，则终态的温度、体积、和系统的焓变一定是

（A）T可逆> T不可逆, V可逆>V不可逆 ?H可逆 > ?H不可逆 （B）T可逆> T不可逆, V可逆>V不可逆 ?H可逆 < ?H不可逆 （C）T可逆< T不可逆, V可逆>V不可逆 ?H可逆 > ?H不可逆 （D）T可逆< T不可逆, V可逆

3. 对于同一电解质的水溶液，当其浓度逐渐增加时，何种性质将一定随之增加 （A）溶液的渗透压 （B）摩尔电导率

（C）电解质的离子平均活度系数 （D）离子的淌度 4. 苯在一个刚性的的绝热的容器中燃烧

C6H6(l)+152O2(g)?6CO2(g)+3H2O(g)

则有

(A) ?U?0,?H?0,Q?0 (B) ?U?0,?H?0,Q?0

（C）?U?0,?H?0,Q?0 (D) ?U?0,?H?0,W?0

5. 反应Ⅰ：反应物初始浓度c0, 半衰期 t1?/2 , 速率常数k1

???, 半衰期 t\, 速率常数k2 反应Ⅱ：反应物初始浓度c01/2 36

k2k1?2t1\?/2?t1/2c0c0\ ,下面的结论正确的是

(A)Ⅰ为零级，Ⅱ为二级 (B)Ⅰ为一级，Ⅱ为二级 (C)Ⅰ为零级，Ⅱ为三级 (D)Ⅰ为二级，Ⅱ为零级

6. 某一反应在一定条件下最大转化率为50%，在同样条件下，当加入催化剂后，其转化率

将

(A) 大于 50% (B) 小于 50% (C) 等于 50% (D) 不确定

7. 平行反应： 1BEa,11=40 kJ·mol- ACE

2a,2=10 kJ·mol-1为有利于产物B(g)的生成，应当采取

(A) 恒温反应 (B) 升高温度 (C) 降低温度 (D) 延长反应时间 8. 已知某反应为一级，则可认定该反应必定是

（A） 基元反应 （B）单分子反应 （C） 非基元反应 （D）上述都有可能; a7 q; 9. 对于下列均相基元反应，各关系中不正确的是 k1 AkB2M k3D (A)

dcBdt:dcMdt?k1:k2

(B) k2:k3?cM:cD (C)

k1k1?k2?k×100%为B在产物中所占的百分数

3

(D) A的转化率 = e(k1?k2?k3)t?1

10. 对于光化反应,下列说法中不正确的是 (A) 光化反应的速率都与光强度有关 (B) 光化反应的初级过程的量子效率必等于1

37

(C) 光化反应的活化能来源于吸收的光

(D) 光化反应次级过程的活化能比初级过程的小

11. 如图，A→B和A→C均为理想气体变化过程，若B、C在同一条绝热 线上，那么?UAB与?UAC的关系是

(A) ?UAB > ?UAC (B) ?UAB < ?UAC (C) ?UAB = ?UAC (D) 无法比较两者大小 12. 对于热力学能是体系状态的单值函数概念，错误理解是

(A) 系统处于一定的状态，具有一定的热力学能

(B) 对应于某一状态，热力学能只能有一数值不能有两个以上的数值 (C) 状态发生变化，热力学能也一定跟着变化 （D）对应于一个热力学能值，可以有多个状态 13. 如图所示，QA→B→C = a、WA→B→C = b、QC→A = c ，

那么 WC→A等于多少(设环境对系统作功其值为正)

（A）a - b + c (B) -(a + b + c) (C) a + b - c (D) a + b + c

14. 等压下，一个反应aA + bB = dD + eE的 ?rCp = 0，那么

(A) ?rHm与T无关，?rSm与T无关，?rGm与T无关。 (B) ?rHm与T无关，?rSm与T无关，?rGm与T有关。 (C) ?rHm与T无关，?rSm与T有关，?rGm与T有关。 (D) ?rHm与 T 无关，?rSm与 T 有关，?rGm与T 无关。

15. 设反应 A(s) = D(g) + G(g) 的?rGm /J·mol-1 = -4500 + 11(T/K)，要防止反应发生，温度必须

(A) 高于409K (B) 低于136K (A) 高于136K而低于409K (D) 低409K 16.下列叙述中错误的是

(A) 水的冰点温度是0℃(273.15K)，压力是101325 Pa。 (B) 三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变。 （C）水的三相点的温度是273.15K，压力是610.62 Pa。 (D) 水的三相点f = 0，而冰点f = 1。 17. 水蒸气蒸馏通常适用于某有机物与水组成的

(A) 完全互溶双液系 (B) 所有双液系

38

(C) 部分互溶双液系 (D) 互不相溶双液系所有双液系

18. 对于下列平衡系统：①高温下水被分解；②同①，同时通入一些H2(g) 和O2(g)；③H2和O2同时溶于水中，其组分数C和自由度数f的值完全正确的是

(A) ①C = 1，f = 1；②C = 2，f = 2；③C= 3，f = 3 (B) ①C = 2，f = 2；②C = 3，f = 3；③C = 1，f = 1 (C) ①C = 3，f = 3；②C = 1，f = 1；③C = 2，f = 2 (D) ①C = 1，f = 1；②C = 2，f = 3；③C= 3，f = 3 19. 与分子运动空间有关的配分函数是

（A）振动配分函数 (B)平动配分函数 (C) 转动配分函数 (D) 都不是。

120. 某反应的总的速率系数与各基元反应的速率系数有如下关系：k?2k2(k1/k3)2，则表观活化能与基元反应的活化能关系为 （A）Ea?E2?12E1?E3 （B）Ea?2E2?112(E1?E3)

（C）Ea?2E2?(E1?E3)2 （D）Ea?E2?二、填充题

12(E1?E3)

1. 大多数溶液体说，当温度升高时，其表面张力_________；当表面活性剂浓度增大时，其表面张力_________，表面吸附量________。

2. 反应Ni(s)＋Ｈ2Ｏ(l)→ＮiＯ(s)＋Ｈ2(g) 可设计成电池_________________________ __。 3. 在电化学中，凡能进行氧化反应的电极，皆称为 ， 电极电势低的极称为 。4. 多组分系统热力学中，吉布斯自由能的基本方程为 dG= 。 5. 某气体经节流膨胀后温度降低，则其?J-T ______ 0；?H______0。

6. 朗缪尔单分子层吸附理论的基本假设是：① ；② ；③ ；④ 。

7. 某反应A→B，如果将A的浓度增大一倍，那么A的半衰期也增大一倍 ，则该反应级数为 。

8. 从统计热力学观点看，功的微观本质是 ；热的微观本质是 。 9. 反应 A(g)=2B(g)达平衡时，在等温等压下，向系统加入惰性气体，平衡 移动；

39

若反应在恒容钢筒内进行，达平衡后加入惰性气体，平衡 移动。

10. 在封闭系统的S—T图中，通过某点可以分别作出等容线和等压线，其斜率分别为

(?S?T)V?x和(?S?T)p?y。则x= , y= 。

三、简答题

1. Qp??H?nCp,m(T2?T1)的适用条件。 2. pA?pA?xA的适用条件。

3. 给出弯曲液面的附加压力公式，解释为什么平液面没有附加压力？ 4. 写出多相系统的平衡条件。

5. 各举三例?U?0,?H?0,?G?0的过程。

四、在熔点附近的温度范围内，某固体的蒸气压与温度的关系为：

lg(ps/kPa)?6.425?其液体的蒸气压与温度的关系为：

lg(pl/kPa)?1.520?*

6261T/K （1）

4356T/K （2）

试求该物质三相点时的温度、摩尔蒸发焓及摩尔熔化焓。

五、当一气相反应2Ａ──→Ｐ在一密闭容器中进行时，实验测得反应器内气体的总压随时间的变化如下：

t/s 0 100 200 300 400 p/kPa 53.5 42.9 38.4 35.7 34.1 试求反应速率系数及半衰期。

六、1mol 水在100℃.101.325kPa下正常气化，已知水的气化焓为40.64kJ·mol-1，求此过程的Q,W,?U,?H,?S,?G。

七、有一反应C2H6+H2?2CH4其反应历程可能是

(1)C2H6K2CH3·

40

(2)(3)CH3· + H2H· + C2H6k2k3CH4 +H·

CH4 +CH3·

设反应(1)为快速对峙反应。试证明：

dcCH4dt?2k2(KcC2H6)1/2cH2

八、在一定压力下，A、B二组分的相图如下，请：

（1）标出各区（1-6）的相态；标出DF、EN、CG线上系统的自由度数。 （2）画出从a ,b两点开始降温到249K的步冷曲线示意图。

-13

九、已知298K时AgBr的Ksp=4.88×10. EBr?θ2|Br-?1.065V, Eθ-?0.0711V

Br|AgBr,AgθAg|Ag+试计算298K时：（1）AgAg电极的标准电极电势E；

θ （2）AgBr(s)的标准摩尔生成吉布斯自由能?fGm。

十、20℃时，水的表面张力72.8 mN·m-1，汞的表面张力为483.0 mN·m-1，汞与水的界面张力为375.0 mN·m-1，通过计算说明

(1) 水能否在汞表面展开? (2) 汞能否在水表面展开?

41

研究生入学考试物理化学模拟试卷（五）参考答案

一、单项选择题

1. (B) 2. (D) 3. (A) 4. (D) 5. (A) 6. (C) 7. (B) 8. (D) 9. (D) 10. (B) 11. (A) 12. (C) 13. (B) 14. (B) 15. (A) 16.(C) 17.(D) 18.(A) 19. (B) 20. (D) 二、填空题

1. 降低 降低 增大

2. Ni(s), Ni0(s) | OH(aq) | H2 (g, p), Pt 3. 阳极 负极

4. dG??SdT?Vdp???BdnB

B-5. ﹥ ﹦

6. ① 单分子层吸附 ② 固体表面均匀 ③ 被吸附分子之间无作用力 ④ 吸附是动态平衡 7. 零级

8. 改变分子能级 改变能级上的分子数 9. 向右 不

10. CV/T Cp/T 三、简答题

1. 组成不变，无相变，无非体积功，恒压，Cp为常数。 2. 理想液态混合物的所有组分，理想稀溶液中的溶剂。

3. ?p?2?，其中?为液体的表面张力，R?为液面的曲率半径，当R??? 时，液面为

R?平液面，Δp → 0，即没有附加压力了。 4. 化学平衡，压力的平衡，热平衡，相平衡。

5. ?U?0：循环，理想气体等温，钢性容器中的绝热反应过程。

?H?0：循环，理想气体等温，节流膨胀过程。

?G?0：循环。等温等压下达平衡的化学反应，可逆相变。

四、解 三相点时，固体与液体的蒸气压相同：

lg(ps/kPa)?lg(pl/kPa)，

即 1.520-4356/T=6.425-6261/T

42

解得 T=(1905/4.905)K=388.4K 由（1）式可得 ??suHb2.303Rm??6261K

-1

则 ?suH=119.9 kJ·mol bm由（2）式可得 ??vaHp2.303Rm??4356K

解得 ?vaH=83.4 kJ·mol-1 pm?fusHm??subHm??vapHm= (119.9-83.4) kJ·mol-1=36.5 kJ·mol-1

五、解 设为二级反应,其速率方程为:

1pA?1p0?kt

t=100s:时

132.3?153.5?k?100

?4?1解得 k?1.21?10(kPa?s)

将t为200、300、400s和对应的pA代入求得k为一常数，故为二级反应.

t/s p/kPa PA/kPa

k/(kPa?s)·10

半衰期 t1

六、解 Q??H?n?vapHm?40.64kJ?mol

-10 53.5 53.5

4

100 42.9 32.3 1.21

200 38.4 23.3 1.22

300 35.7 17.9 1.22

400 34.1 14.7 1.23

?1

/?21kp0?(11.22?10?4?53.5)s?153s

?S??H/T?(40.64?10/373.15)J?mol?108.9J?mol

?G?03-1-1

W??p?V??nRT??(1?8.314?373.15)J??3103J

43

?U?Q?W?(40640?3103)J?37.54kJ

七、解 由反应（1）可得

cCH3?cC2H62?K (a)

甲烷的生成速率

dcCH4dtdcH?dt?k2cCH3?cH2?k3cH?cCH2 6 (b)

稳态处理

?k2cC3H?c2H?k2cCH3?cH2k3cC2H6k3cc?0 ?H2C6H可得 cH??将(c )代入(b)得

(c)

dcCH4dt将（a）代入得 八、解 相区 相态

1 L

?2k2cCH3?cH2

dcCH4dt?2k2(KcC2H6)1/2cH2

2 3 4 5 6

A（s）+L C（s）+L A（s）+C（s） B（s）+L C（s）+B（s）

DF线： f*=C+1-ф=2+1-3=0 EN线： f*=C+1-ф=2+1-2=1 CD线： f*=C+1-ф=1+1-1=1

44

九、解

1．将反应AgBr → Ag+ + Br-设计成下列电池

Ag |Ag+ || Br-| AgBr, Ag

可得 EθRTAg+|Ag?EθBr-|AgBr,Ag?FlnKsp

则 EθAg+?0.0711-8.3?14298/9650?0l-n1(3|A?g?4. 8810)V?0.799V

2. 写出溴化银的生成反应 Ag +12 2B?rAg B r

设计成电池 Ag , AgBr | Br-| Br2, Pt 该电池的标准电动势 Eθ=(1.065-0.0711)V=0 . 9 939V则溴化银的标准生成摩尔吉布斯自由能

?θθ-1fGm?=-zEF=-(1?0.9939?96500)kJ?mol =-95.9kJ?mol-1

十、解 (1) 根据铺展系数的定义 SB/A= ?A-?B ?-B

若 S > 0 , 则能铺展。

SH2O/Hg??Hg??H2O??H2O-Hg

?(483?72.8?375)mN?m-1

?35.2mN?m-1?0 水能在汞面上铺展

SHg/H2O??H2O??Hg??H2O-Hg

=(72.8?483?375)mN?m-1

??785.2mN?m-1?0 汞不能在水面上铺展

45

研究生入学考试物理化学模拟试卷（六）

一、单项选择题

1. 对于实际气体，处于下列哪种情况时，其行为与理想气体相近？

（A）高温高压 （B）低温低压 （C）低温高压 （D）高温低压 2. 一定量的理想气体，从同一初态压力p1可逆膨胀到压力为p2，则等温膨胀的终态体积与绝热膨胀的终态体积相比

（A）前者大于后者 （B）前者小于后者 （C）二者没一定关系 （D）二者相等 3. 某单组分系统的Vm(l)>Vm(s)，当压力升高时，其熔点将 （A） 升高 （B） 降低 （C） 不变 （D）不确定 4. 表面活性物质在结构上的特征是

（A）一定具有亲水基 （B）一定具有亲油基 （C）一定具有亲水基和憎水基 （D）一定具有胺基或氨基

5. 70℃时，液体A和B能构成理想液态混合物，且纯A的饱和蒸气压是纯B的两倍。若平衡气相中A和B的摩尔分数相等，则平衡液相中组分A和B的摩尔分数之比xA︰xB应为 （A）1︰2 （B） 2︰1 （C） 3︰2 （D） 2︰3 6. 质量作用定律适用于

（A）可逆反应 （B）基元反应 （C）链反应 （D）平行反应 7. 形成理想液态混合物过程的混合性质是：

（A） ?mixH?0，?mixS?0 （B）?mixH?0，?mixS?0 （C）?mixH?0，?mixS?0 （D）?mixH?0，?mixS?0

8. 某一基元反应的动力学方程为r = kcm, c的单位是mol·dm-3，时间单位为s，则k的单位是

（A）mol

(1-m)

·dm

3(m-1)

·s （B）mol·dm·s

-1-m3m-1

（C） mol(m-1) ·dm3(1-m) ·s-1 （D）molm·dm-3m· s-1

9. 若实际气体的体积小于同温同压同量的理想气体的体积，则其压缩因子Z应为 （A）等于零 （B） 等于1 （C） 大于1 （D）小于1 10. ?H = ∫Cp dT 适用于

（A）任何过程 （B）等压过程

46

（C）组成不变的等压过程 （D）均相组成不变的等压过程 11. Qp = ?H的适用条件是

（A）可逆过程 （B）理想气体

（C）等压的化学变化 （D）等压只做体积功的过程 12. 下列气体溶于水溶剂中，哪个气体不能用亨利定律

（A）N2 （B） O2 （C） NO2 （D）CO 13. 盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是 （A）土地的温度太高 （B）作物中的水分太多 （C）作物中的水分渗出 （D）土地的肥料不足

14. A与B可以构成2种稳定化合物与1种不稳定化合物，那么A与B的系统可以形成的低共熔混合物有

（A）5种 （B） 4种 （C） 3种 （D） 2种 15. 气相反应2NO + O2 = 2NO2 是放热反应，当反应达到平衡时，如何使平衡向右移动： （A）降低温度和降低压力 （B）升高温度和升高压力 （C）降低温度和升高压力 （D）升高温度和降低压力

16. 在通常温度，NH4HCO3 (s)可发生分解反应 NH4HCO3 (s) == NH3 (g) + H2O (g) + CO2 (g)。现把1 kg 和20 kg NH4HCO3(s)分别装入两个预先抽空的小型密闭容器I和II中，在一定温度下经平衡后，则两容器中的压力关系为

（A）两个容器的压力相等 （B）I内的压力大于II内的压力 （C）II内的压力大于I内的压力 （D）须经测定才能判定

17. 丁铎尔（Tyndall）现象是入射光在胶体粒子上发生的哪种作用的结果

（A）反射 （B）折射 （C）散射 （D）透射 18. 能描述电极上通过的电量与发生反应的物质的量之间定量关系的是 （A）欧姆定律 （B）法拉第定律 （C）能斯特定律 （D）欧拉定律 19. 可逆电池电动势E与电池反应的摩尔吉布斯自由能?G之间的关系是

（A）?rG m= - zEF （B）E = - zF?rG m （C）?rG m = -zE （D）?E = ?rG m 20. 离子独立移动定律只适用于

（A）强电解质溶液 （B）弱电解质溶液 （C）高浓度电解质溶液 （D）无限稀电解质溶液 二、简答题

47

（1） 什么是离子氛，它如何影响离子活度和离子电导? （2）试归纳零级、一级和二级反应的特征。 （3）反应速率理论中过渡态理论的要点。

（4）催化剂的改变反应速率的主要原因及对化学平衡的影响。

（5）电解精铜时，电解液用CuSO4 水溶液，阳极用粗铜，电解时消耗，阴极则得到精铜。已知Cu |Cu 电极的活化超电势很小，电解池两边又都用相同的铜电极，因此电解可以不消耗能量或只需极少的能量，对不对? 为什么？

（6）右图为 H2 和O2 混合物（两者物质的量之比为 2︰1）爆炸区的示意图。在恒温下沿AE线增加系统压力时，试说明在AB、BC 、CD 和DE 范围内是否发生爆炸，为什么？

三、证明：若一气体状态方程满足pVm = RT+bp时，则该气体的热力学能变化与体积无关。 四、反应CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 是一个典型的复相反应系统。根据下表所给298K的热力学数据，

物质 CaCO3(s) CaO(s) CO2(g)

2+

?fHm /kJ·mol-1

θ?fGm/kJ·mol-1

θ-1207 -635 -393

θ-1129 -604 -394

通过计算解答下列问题：（1）求298K时反应的?rGm, 判断在此条件下反应能否正向进行？（2）根据平衡常数与反应的?rHm的关系，判断升高温度是否有利于正向反应？（3）若反应在298K时达到平衡，计算CO2 的平衡分压（假设CO2是理想气体）；（4）设反应系统的?Cp = 0，估算反应的转折温度。

五、由实验得到苯（A）－ 乙醇（B）系统的沸点－组成数据（p = p?）如下：

沸点T/K 352.8 348.2 342.5 341.2 340.8 341.0 341.4 342.0 343.3 344.8 347.4 351.1 液相（xB） 气相（yB） 0 0 0.040 0.159 0.298 0.421 0.537 0.629 0.718 0.798 0.872 0.939 1.00 0.151 0.353 0.405 0.436 0.466 0.505 0.549 0.606 0.683 0.787 1.00 θ 48

（1）按照表列数据，画制出苯（A）－乙醇(B)系统的T - x图； （2）说明图中点、线、区的意义和各区的自由度；

（3）对于一组成为xB=0.30的混合物，根据相图，简要说明用一次蒸馏的方法能否将其完全分离为纯苯和纯乙醇？若用精馏的方法分离，最终得到的是什么？ 六、蔗糖在酸催化下发生下面的水解反应

C12H22O11 + H2O → C6H12O6(葡萄糖) + C6H12O6（果糖）

当温度和酸浓度一定时，水解速率与蔗糖浓度成正比。今有一升含 0.300mol C12H22O11及0.1molHCl的溶液，在48℃时，20min有32%的蔗糖水解。求 （1）此条件下反应的速率系数；

（2）反应开始（t=0）和20min 时的反应速率； （3）40min后有多少蔗糖水解。

七、25℃时，用铅电极电解pH = 4.76 的H2SO4溶液，当阴极析氢电流密度为1.0 A·cm-2时，铅电极的电势为-1.8416 V， 当阴极电流密度为0.01A·cm-2时铅电极的电势为 -1.6216 V，假设铅电极上析氢反应的Tafel公式中a 、b为常数，试求出铅电极上析氢过电位的Tafel公式的表达式，并给出当析氢电流为0.1 A·cm-2时的析氢超电势。

八、A和B两种气体在同一表面上混合吸附，若A和B吸附均属朗谬尔吸附，试从朗谬尔吸附理论的基本假设出发，推导出下式：

bA p?AA1-?-?AB?

式中，pA是吸附平衡时A的分压, θA和θB分别是吸附平衡时A和B的表面覆盖度,bA是A的吸附平衡常数。

九、将12 cm0.05 mol?dm 的KCl 溶液和100 cm0.005 mol?dm 的AgNO3 溶液混合以制备AgCl 溶胶。（1）指出胶体颗粒的电荷符号，（2）给出胶团的结构示意图，（3）比较NaCl, MgCl2 和AlCl3三种电解质对该胶体的聚沉值大小顺序并说明理由。

3

?3

3

?3

49

研究生入学考试物理化学模拟试卷（六）参考答案

一、单项选择题

1.（D） 2.（A） 3.（A） 4.（C） 5.（A） 6.（B） 7.（A） 8.（A） 9.（D） 10.（D） 11.（D）12.（C）13.（C）14.（C）15.（C）16.（A）17.（C）18.（B） 19.（A）20.（D） 二、简答题

（1） 离子氛定义（略）。离子氛与中心离子的静电作用使能量下降，从而使离子的行为偏离理想稀溶液状态（离子间无静电作用），并通常呈现负偏差。另外，这种静电作用也会影响到离子在溶液中的迁移速率，从而影响离子电导，使摩尔电导率降低。 （2）略

（3） 化学反应的完成要经过由反应物分子构成的过渡态, 此过渡态称为活化络合物, 形成活化络合物需要一定的能量, 活化络合物与反应物分子之间建立化学平衡, 反应的总速率由活化络合物转化成产物的速率决定.

（4）化学反应中的催化剂可改变反应速率的主要原因是催化剂可改变化学反应进行的历程, 改变反应的活化能, 从而加快或降低反应速率, 催化剂同时改变正逆反应的速率, 不影响化学反应平衡.

（5）不对。在实际电解过程中，需要一定的速率，即有电流通过电极，而电流密度愈高，超电势的绝对值愈大，对铜电极来说，活化超电势虽然不高，但传质超电势不容忽视，因此往往要外加比分解电势高得多的电解电势，以增加电解过程的不可逆程度，从而消耗额外的电能。另一方面，除了电池反应的电势和超电势以外，电解池本身的电阻也是不可忽略的。 （6）略 三、证明：

已知 dU?TdS? pdVT一定条件下除以dV得

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