2013--2014年河北工业大学研究生入学考试851物理化学II试题

2013年河北工业大学研究生入学考试851物理化学II试题

一、选择题(每题2分，共40分,答案一律写在试卷、草稿纸上一律无效) @( b )1. 下列公式中只适用于理想气体的是1. B

A. ΔU=QV B. W=nRTln(p2/p1) C. ΔU=@( c )2. ΔH是体系的什么 2. C

A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热

( )3. 2000K时反应CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的Kp为6.443,则在同温度下反应为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的Kp应为3. C

A. 1/6.443 B. (6.443) C. (1/6.443) D. 1/(6.443)

( ) 4. 固态的NH4HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是 4. C

A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 @( c) 5. 下列各量称做化学势的是 5.D

1/2

2

1/2

2 TT1CV,mdT

D. ΔH=ΔU+pΔV

p U

()T,V,nj i)S,V,nj i()T,p,nj i()S,V,nj i n n n niiii A. B. C. D.

(

( ) 6. A和B能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A和B的二元溶液中A的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A的摩尔分数是6.C

A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 @( ) 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？ A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D

( ) 8. A、B两组分的气液平衡T-x图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为xA=0.7。现有一组成为xA=0.5的AB液体混合物，将其精馏可得到

A. 纯A和恒沸混合物 B. 纯B和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A和纯B 8. B

( ) 9. 实验测得浓度为0.200mol·dm-3的HAc溶液的电导率为0.07138S·m-1，该溶液的摩尔电导率Λm(HAc)为 9.B

A. 0.3569S·m·mol B. 0.0003569S·m·mol C. 356.9S·m·mol D. 0.01428S·m·mol

@( ) 10. 表面活性物质溶于水时，关于溶液的表面张力和溶液表面的描述正确的是 10.D A. 表面张力升高，正吸附 B. 表面张力降低，正吸附 C. 表面张力升高，负吸附 D. 表面张力显著降低，正吸附

( ) 11. 一体积的氢气在0℃，101.3kPa下等温膨胀至原来体积的3倍，其内能变化是多少？(设氢气是理想气体)11.B

A. 0.4J B. 0 C. 6J D.0.04J

( ) 12. 已知反应CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的ΔH，下列说法中何者不正确

A. ΔH是CO2(g)的生成热 B. ΔH是CO(g)的燃烧热 C. ΔH是负值 D. ΔH与反应ΔU的数值不等 12.A

( ) 13. 对于0.002mol/kg的Na2SO4溶液，其平均质量摩尔浓度m±=0.219是 A. 3.175×10 B. 2.828×10 C. 1.789×10 D. 4×10 13.A

@( ) 14. 对弯曲液面所产生的附加压力14.B

A. 一定等于零 B. 一定不等于零 C. 一定大于零 D. 一定小于零 @( ) 15. 已知下列反应的平衡常数： 15.A H2(g) + S(s) = H2S(g) K1 S(s) + O2(g) = SO2(g) K2

则反应H2S(g) + O2(g)= H2(g) + SO2(g) 的平衡常数为

A. K2/K1 B. K1—K2 C. K1×K2 D. K1/K2

( ) 16. 对于N2和H2混合气体的绝热可逆压缩(没有生产NH3)，则 16.C

A. ΔU=0 B. ΔH=0 C. ΔS=0 D. ΔG=0 @( ) 17. 温度升高溶胶的稳定性17.B

A. 增加 B. 下降 C. 不变 D. 先增加后下降

-3

-3

-4

-3

2

-1

2

-1

2

-1

2

-1

( ) 18. 101℃时，水在多大外压下沸腾？18. C

A. 101.3kPa B. 1013kPa C. 略高于101.3kPa D. 略低于101.3kPa ( ) 19. 在HAc电离常数测定实验中，直接测定的物理量是不同浓度的HAc溶液的 A. 电导率 B. 电阻 C. 摩尔电导 D. 电离度 19. B ( ) 20. 定温下气相反应Kp有什么特点？20. A

A. 恒为常数 B. 恒等于Kc C. 随压力而变 D. 与体积有关

二、(30分) A(熔点651℃)和B(熔点419℃)的相图具有一个低共熔点，为368℃(42% A,质量百分数，下同)。

(1) (1) 绘出该二组分系统的示意相图，标出各相区相态，及自由度。 (2) (2) 分别指出80% A和30% A的系统从700℃冷却到300℃的过程的相变。 (3) (3) 画出49% A的溶液的步冷曲线。

三、(30分) 某抗菌素施于人体后在血液中的反应呈现一级反应。如在人体中注射0.5克某抗菌素，然后在不同时间测其在血液中的浓度，得到下列数据：

t (h)

CA (血液中药含量mg/100ml)

lncA-t的直线斜率为-0.0979, lncA,0=-0.14 (1) (1) 求反应速率常数。 (2) (2) 计算半衰期

(3) 若使血液中某抗菌素浓度不低于0.37mg/100ml，问需几小时后注射第二针。

3、(50分) 5mol过冷水在-5℃, 101.3kPa下凝结为冰，计算过程的ΔG, 并判断过程在此条件下能否发生。已知水在0℃, 101.3kPa下凝固热ΔHm,凝=-6.009J·K-1·mol-1，水的平均热容为75.3 J·K-1·mol-1, 冰的平均热容为37.6 J·K-1·mol-1。

答案：一、1. B 2. C 3. C 4. C 5.D 6.C 7. D 8. B 9.B 10.D 11.B 12.A 13.A 14.B 15.A 16.C 17.B 18. C

19. B 20. A 21.B 22. B 23. C 24. C 25.B

二A(熔点651℃)和B(熔点419℃)的相图具有一个低共熔点，为368℃(42% A,质量百分数，下同)。

(4) (4) 绘出该二组分系统的示意相图，标出各相区相态，及自由度。 (5) (5) 分别指出80% A和30% A的系统从700℃冷却到300℃的过程的相变。 (6) (6) 画出49% A的溶液的步冷曲线。

4 0.48

8 0.31

12 0.24

16 0.15

单相区为

三、 lncA-tA,0(3) (3) 求反应速率常数。 (4) (4) 计算半衰期

(3) 若使血液中某抗菌素浓度不低于0.37mg/100ml，问需几小时后注射第二针。 解： 设cA,0为抗菌素开始浓度

ln

(1)反应速率方程积分形式 -k=-0.0979 .k=0.0979h-1 (2)

cA,0cA

kt

lncA=-kt+lncA,0 斜率为

t1

2

ln2

k=7.08h

(3)t=0时，ln cA= ln cA,0=-0.14

ln

t=1/k

cA,0

cA=1/0.0979ln(0.72/0.37)=6.8h

约需6.8小时后注射第二针。

四、(50分) 5mol过冷水在-5℃, 101.3kPa下凝结为冰，计算过程的ΔG, 并判断过程在此条件下能否发生。已知水在0℃, 101.3kPa下凝固热ΔHm,凝=-6.009J·K-1·mol-1，水的平均热容为75.3 J·K-1·mol-1, 冰的平均热容为37.6 J·K-1·mol-1。

(2) H2O(l) H2O(s)

ΔG

n=5.00mol, n=5.00mol, t1= -5℃ t1= -5℃ p=101.3kPa p=101.325kPa

H2O(l) H2O(s) n=5.00mol, Δ G 3 n=5.00mol, t1= 0℃ t1=0℃ P=101.3kPa p=101.3kPa

ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=1883-30045-940=-29102J， ΔS1=nCp,m,水lnT1/T2=5×75.3ln273.2/268.2=6.93J·K， ΔS2=ΔHm,凝/T=5×(-6009×10)/273.2=-110.0 J·K ΔS3=nCp,m,冰lnT2/T1=5×37.6ln268.2/273.2=3.47J·K， ΔS=ΔS1+ΔS2+ΔS3=6.95-110.0-3.47=-106.5 J·K ΔG=ΔH-TΔS=-29102-268.2×(-106.5)=-539 J<0 w=0,等温，等压，ΔG〈 0，水可以自动结冰。

1. × 2. √ 3. × 4. × 5. √ 6. × 7. √ 8. √ 9. × 10. √

ˊ

-1-1

3

-1-1

ˊ

ˊ

ΔG1

ΔG3

2014年河北工业大学研究生入学考试851物理化学II试题

一、判断题。判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“√”，错误的说法后面打“×”。（每小题5分，共50分）

1、温度一定的时候，气体的体积与压力的乘积等于常数。( x ) 2、热力学过程中W的值应由具体过程决定 ( √ ) 3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。( x ) 4、处于标准状态的CO (g)，其标准燃烧热为零。(x )

5、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。( √ )

6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。( x )

7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。( √ ) 8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。( √ ) 9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。（ x ） 10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。( √ )

二、选择题。以下各题，只有一个正确选项，请将正确的选项填在相应位置。（每小题3分，共45分）

1. 一定压力下，当2 L理想气体从0℃升温到273℃时，其体积变为（ b ）。

A. 5 L B. 4 L C. 6 L D. 1 L

2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa，其中气体A的摩尔分数0.6，则气体B

的分压为（ c ）。

A. 100kPa B. 60kPa C. 40kPa D. 不确定 3、当实际气体的压缩因子Z大于1的时候表明该气体(

b )。 A. 易于压缩 B. 不易压缩 C. 易于液化 D. 不易液化

4、如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可

以看作封闭体系的是（ a ）。 A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 C. 蓄电池和铜电极 D. CuSO4水溶液

5、在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间（ c ）。

A. 一定产生热交换 B. 一定不产生热交换 C. 不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关 6、下列定义式中，表达正确的是（ b ）。

A. G=H＋TS B. G=A＋PV C. A=U＋TS C. H=U—PV

7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（ c A. Q > 0，W > 0，ΔU > 0 B. ΔQ = 0，W = 0，ΔU < 0 C. Q = 0，W = 0，ΔU = 0 D. Q < 0，W > 0，ΔU < 0

8、ΔH =Qp , 此式适用于下列哪个过程： ( b )。

A. 理想气体从106 Pa反抗恒外压105 Pa膨胀到105 Pa B. 0℃ , 105 Pa 下冰融化成水 C. 电解 CuSO4水溶液

D. 气体从 (298 K, 105 Pa) 可逆变化到 (373 K, 104 Pa) 9、下述说法中，哪一种不正确：( a )。

A. 焓是体系能与环境进行交换的能量

B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量 C. 焓是体系状态函数

D. 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等 10、凝固热在数值上与下列哪一种热相等：( d )。

A. 升华热 B. 溶解热 C. 汽化热 D. 熔化热 11、在 100℃ 和 25℃ 之间工作的热机，其最大效率为( d )。

）。

A. 100 % B. 75 % C. 25 % D. 20 %

12、在等压下，进行一个反应 A + B=C，若ΔrHm > 0，则该反应一定是：（d ）。

A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 温度升高 D. 无法确定

13、将1mol H2O(l)（100℃、101.325kPa）置于密闭真空容器中，蒸发为同温同压的水蒸气

并达平衡，该过程的△G（ b ）。

A.大于0 B.小于0 C.等于0 D.不能确定 14、1mol双原子理想气体的Cp是：（ c ）。

A. 1.5R B. 2.5R C. 3.5R D. 2R

15、 2mol理想气体B在300K时等温膨胀，W =0时体积增加一倍，则其 S(J·K)为（ d ）。

A. -5.76 B. 331 C. 5.76 D. 11.52

三、填空题：以下各题，请将正确的答案填在空白处。（每小题5分，共25分） 1、已知稀溶液中溶质的摩尔分数为0.03，纯溶剂的饱和蒸汽压为91.3kPa，则该溶液中溶剂

的蒸汽压为 kPa。 2、化学式的定义式为μB=

3、已知下列反应的平衡常数：H2(g) + S(s) = H2S(s)为K1 ；S(s) + O2(g) = SO2(g)为K2 。则反应 H2(g) + SO2(g) = O2(g) + H2S(g)的平衡常数为________ 。

4、NH4HS(s)放入真空容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)达到平衡，则该系统中组分数C= ；相数P= ；自由度F= 。

5、A及B二组分组成的凝聚体系能生成三种稳定的化合物，则于常压下在液相开始冷却的过程中，最多有 种固相同时析出？

四、计算题。（1小题6分，2、3小题各12分，共30分）

1、在一定压力p和温度298.2 K的条件下，1molC2H5OH(l)完全燃烧时所做的功是多少？设体系中气体服从理想气体行为。

2、101325Pa下将一盛有100℃、1mol的密闭玻璃球放在100dm3的容器中，整个容器放在

100℃的恒温槽内。将玻璃小球击破，水即发生气化（设蒸气为理想气体），计算该过程

-1

的Q，W， U， H， S， A，和 G。已知100℃水的气化热为40.59 kJ·mol–1。 3、已知甲苯的摩尔质量为 92 10-3 kg·mol-1，沸点为383.15K，平均摩尔气化焓为

33.84kJ·mol-1；苯的摩尔质量为 78 10-3 kg·mol-1，沸点为353.15K，平均摩尔气化焓为 30.03kJ·mol-1。有一含苯 100g 和甲苯 200g 的理想液态混合物，在373.15K，101.325 kPa下达气液平衡。求

（1）373.15K 时苯和甲苯的饱和蒸气压； （2）平衡时液相和气相的组成；

（3）由两组分物质形成该理想液态混合物时的混合焓和混合熵。

参考答案及评分标准

一. 判断题。每小题5分，共50分。

1. × 2. √ 3. × 4. × 5. √ 6. × 7. √ 8. √ 9. × 10. √ 二、选择题。每小题3分，共45分）

三、填空题：每小题5分，共25分。 1、88.561 2、GB（或者 3、K1/K2 4、2，2，2 5、2

四、计算题：（1小题6分，2、3小题各12分，共30分）。 1、

解：反应方程

C2H5OH(l) 3O2(g) 2CO2(g) H2O(l)

这是等温、等压下的化学反应：

（2分） （1分）

G

nB

） T,p,nc

W p(V2 V1)

n1RT3RTnRT2RT

V2 2 pppp

2RT3RT

W p( ) (2 3) RT

pp

RT 8.314 298.2 2479JV1

2、

解： 首先判断水是否全部气化，在101325Pa下，1mol水全部气化应占体积：

（2分）

（1分）

V

8.315 373.153

m 30.62 dm3

101325

或在恒容下，1mol水全部气化后的压力：

p

8.315 373.15

Pa 31025.7 Pa 3

100 10

（2分）

体积和压力均小于始态，表明能全部气化，末态压力应为31025.7Pa 选择整个容器为系统，设计下过程

理想气体恒温过程 H2=0， U2=0 H= H1+ H2= H1=40.59 kJ （2分） U= U1+ U2= U1= H1– (pV)= H1–RT=37.47 kJ （2分） 因对整个容器系统 V=0，故W=0，Q= U = 37.47 kJ （2分） S= S1+ S2= H1/T – nRln(p2/p1) =118.60 J·K–1 （2分） A= U –T S=37.49kJ –118.60 373.15 J = –6.771 kJ （1分） G= H –T S=40.59kJ –118.60 373.15 J = –3.672 kJ （1分） 3、

（2分）

（1分）

（2分）

（2分）

（2分）

（2分）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/don1.html