2011年中国矿业大学817物理化学基础考研专业课真题及答案

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中国矿业大学817物理化学基础2011年硕士研究生入学考试试题及参考答案

2011年研究生入学考试试题

一、判断题

无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之和，这一规

律只适用于强电解质。×

电解质溶液中各离子迁移数之和为1。√

电解质的无限稀摩尔电导率Λm ∞可以由Λm 对√c 作图外推至√c =0得到。×

恒温、恒压下ΔG>0的反应不能自发进行。×

自发过程一定是不可逆过程。√

只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象，所以系统表面增大是表面张力产生的

原因。×

单分子层吸附只能是化学吸附，多分子层吸附只能是物理吸附。×

物理吸附是多分子层吸附。√

憎液固体表面不能被液体所润湿，其相应的接触角大于90°,亲液固体表面能被液体

所润湿，其相应的接触角小于90°。√水银不能润湿玻璃，在玻璃管中呈凸液面，接触

角 90

由于溶质在溶液的表面产生吸附，故溶质在溶液表面浓度大于它在溶液内部的浓度。

×

当非表面活性物质加入溶液中后发生负吸附, 表面活性物质加入溶液中后发生正

吸附。√

在同一反应中各物质的变化速率相同。× 零级反应的反应速率不随反应物质的浓度

变化而变化。√ 一个化学反应进行是级数越大，其反应速率也越大。× 一级反应是单

分子反应。 × 零级反应是单分子反应。×

状态改变后，状态函数一定都改变× 封闭系统是系统与环境间有能量交换，无物质

交换的系统。 √ 单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉佩龙方程定量描述。√ 标

准状态下，反应 CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) 此△Ｈ值不是甲醇的燃烧热。√ 负偏差系统的蒸气压比拉乌尔定律计算值要高。 ×正偏差系统的蒸气压比拉乌尔定律

计算值要高。√

一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。×催化剂不

能改变平衡常数的大小。√ 等温等压下，化学反应平衡的条件是系统各物质的化学势相等。

×

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根据道尔顿分压定律，P=∑PB ，可见压力具有加和性，应属于广度性质。× 因Qp=△H, Qv=△U,所以Qp 与Qv 都是状态函数。×

熵增加的过程一定是自发过程。×

物质B 在两相之间进行宏观转移的方向总是从浓度高的相迁至浓度低的相。× 吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。× 在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的△rGm<0时，若值越小，自发进行反映的趋势也越强，反应进行得越快。× 三组分系统最多同时存在5相。√

二、 填空

1．已知反应2 H 2(g) + O 2(g)??→2 H 2O(l)在298 K 时恒容反应热Q V =-564 kJ·mol -1，则H 2(g)

在298 K 时标准摩尔燃烧焓Δc H m θ=__-285.7____kJ·mol -1。

2．指出下列体系的独立组分数：

(1)N 2(g)和O 2(g)：C 为2

(2)在上述体系中加催化剂，使生成n 种氧化物，C 为 2 。

3．将反应Sn 2++ Pb 2+= Sn 4+ + Pb ，设计成可逆电池，其电池表示式为：

Pt ｜Sn 2+ , Sn 4+ ‖ Pb 2+｜。

4．T = 298 K 时, 水-空气表面张力γ= 7.17×10-2 N·m -1，在T ，p θ时，可逆地增加 2 cm 2表面，对体系所作的功W =___-14.34*10-6 J______。

5．若固体不能被液体润湿，则相应的接触角θ（＞）90°。（选填＞，＝或＜）

6．273K,101.325Pa 下，1mol 固体冰融化为水，其Q ＞0; W ＞0;

?U ＞0; ?H ＞0。（选填＞，＝或＜）

7．在绝热封闭条件下，体系的?S 的数值可以直接用作过程方向性的判据，?S = 0 ，表示可逆过程；?S > 0 表示 ____不可逆过程____ ；?S < 0 表示 __不可能发生的过程________ 。

8．25 °C 下,1g 蔗糖溶液溶于1kg 水中。此液的渗透压为： 7242Pa 。已知M(C 12H 22O 11)=342.3

9．已知反应 2NH 3= N 2+ 3H 2在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应 (1/2) N 2+(3/2) H 2= NH 3的标准平衡常数为 __ _ 2 _

10．已知100℃时水的表面张力γ＝58.85mN·m -1，则100℃水中半径为0.2μm 的小气泡的附加压力Δp =__ 588.5kPa._ _

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三、选择题

1．理想气体模型的基本特征是（）

(A) 分子间无作用力，分子本身无体积

(B) 各种分子间的作用相等，各种分子的体积大小相等

(C) 所有分子都可看作一个质点，并且它们具有相等的能量

(D) 分子不断地作无规则运动，它们均匀分布在整个容器中

2．理想气体从同一始态（p 1、V 1、T 1）出发，分别经恒温可逆膨胀（T ）、绝热可逆膨胀 ( i )到终态体积为V 时，体系所做功的绝对值比较: （）

(A) W T > W i (B) W T < W i (C) W T = W i (D) 无确定关系

3．已知反应B→A ，B → C 的等压反应热分别为?H 1与?H 2，那么A → C 的?H 3与它们的

关系是: （）

(A) ?H 3 = ?H 1 + ?H 2 (B) ?H 3 = ?H 1 - ?H 2

(C) ?H3 = ?H2 - ?H1 (D) ?H 3 = 2?H 1 - ?H 2

4．已知：Zn(s)+(1/2)O 2??→ZnO ΔcHm=351.5 kJ·mol -1

Hg(l)+(1/2)O 2??→HgO ΔcHm= 90.8 kJ·mol -1

因此 Zn + HgO ??→ ZnO + Hg 的Δr Hm 是：（）

(A) 442.2 kJ·mol -1(B)260.7 kJ ·mol-1 (C) -62.3 kJ·mol -1(D) -442.2 kJ·mol -1

5．在298.2 K 、101325 Pa 压力下，两瓶体积均为1 dm3的萘溶于苯的溶液，第一瓶中

含萘0.1 mol ；第二瓶中含萘0.5 mol 。若以μ1及μ2分别表示两瓶溶液中萘的化学势，则

（ ）

（A ）μ1>μ2 （B ）μ1 <μ2 （C ）μ1 =μ2（D ）不能确定

6．已知反应 3O 2(g) == 2O 3(g) 在25℃时Δr Hm = -280J·mol -1，则对该反应有利的条件是（）

(A) 升温升压 (B) 升温降压(C) 降温升压 (D) 降温降压

7．一定温度下，两纯液体的饱和蒸汽压分别为p*A 、p*B ，它们混合形成理想混合物，

液相组成为x ，气相组成为y ，若 p*A > p*B ，则（）

(A) yA > xA (B) y A > y B (C) x A > y A (D) y B > y A

8．指出含有 CaCO3(s) 、CaO(s) 、CO2(g)的体系与CO2(g)和N2(g)的混合物达渗透平衡

时的组分数、相数和自由度数。 （ ）

(A) C = 3，P = 4，F = 1； (B) C = 3，P = 4，F = 2；

(C) C = 2，P = 3，F = 2； (D) C = 3，P = 5，F = 3；

9．二组分恒沸混合物在气、液两相平衡共存时的自由度为：

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（ ）

(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3

10．0.002 mol ·kg-1 MgCl2和 0.001 mol ·kg-1 的 Na2SO4 溶液在 298 K 时的离子强度是：（ ）

(A) 0.011 mol ·kg-1 (B) 0.009 mol ·kg-1 (C) 0.012 mol ·kg-1 (D) 0.002 mol ·kg-1

11．水对玻璃润湿，汞对玻璃不润湿，将一玻璃毛细管分别插入水和汞中，下列叙述不正

确的是： （ ）

(A) 管内水面为凹球面 ； (B) 管内汞面为凸球面 ；

(C) 管内水面高于水平面 ； (D) 管内汞面高于汞平面

12．“人工降雨”时用飞机在云中喷撒微小的AgI 颗粒，这样做的目的: （ ）

(A)使生成水珠所需的蒸气压降低

(B)使AgI 的溶解度增大

(C)使生成水珠所需的蒸气压升高

(D)使水珠的凝固点降低

13．将装有润湿性液体的毛细管水平放置，在其左端加热，则管内液体将 （ ）

(A) 向右移动 (B) 向左移动 (C) 不动 (D) 左右来回移动

14. 若某反应速率常数k 的量纲是： [时间]-1 ，则该反应是： （ ）

(A) 三级反应 (B) 二级反应 (C) 一级反应 (D) 零级反应

15.

描述催化剂特征不正确的是:

（ ）

(A) 催化剂不能实现热力学上不可能进行的反应

(B) 催化剂在反应前后，其化学性质和物理性质皆不变

(C) 催化剂不能改变平衡常数

(D) 催化剂只能缩短反应达到的平衡时间,而不能改变平衡状态

1－5 AACBB ； 6-10 CABBB ； 11-15 DAACB

四、计算题

1、 已知 H2(g)+?O2(g)?H2O(l) ΔrGm ? (298K)=-237.233kJ ·mol-1

H2O(l) ?H++OH- ΔrGm ? (298K)=79.705 kJ ·mol-1

试求298K 时电池Pt ∣H2(p ?)∣H+||OH-∣O2(p ?)∣Pt 的标准电池电动势。

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2、25℃时，电池： Pt(s)│H2(p θ)│HCl(1mol ·dm-3)│AgCl(s)│Ag(s)标准电动势为0.223V 。 写出电极反应及电池反应。计算Ag(s)·AgCl(s)电极的标准电极电位.

3、 设有物质A 与等量的物质B 混合，反应到1000s 时A 已消耗一半，反应到2000s 时A 剩下的百分数为多少？ 1）假定为A 的一级反应；2）假定为零级反应；

4、 2mol 理想气体在127℃和1Mpa 下恒温可逆压缩至2Mpa, 计算其G S H U W Q ????,,,,,。

5. 已知25℃苯的表面张力为28.2×10－3N ·m －1, 水的表面张力为72.0×10－3N ·m －1. 水与苯的界面张力为35.3×10－3N ·m －1, 试问水能否在苯表面上铺展?

1、 解：所求电池的电池反应为：H2(g)+?O2(g)+H2O(l)= 2H++2OH

已知反应①：H2(g)+?O2(g)→H2O(l) ΔrGm ?，(1)=-237.233kJ ·mol-1

②：H2O(l) →H++OH- ΔrGm ? ，(2)=79.705 kJ ·mol-1

反应①+2②等于所求电池的电池反应，所以有，ΔrGm ?=ΔrGm ?，(1) +ΔrGm ?，(2)=-2E ?F

-2E ?F=（-273.233+2×79.705）×103J ·mol-1 E ?=0.4032V

2．解：（1） 负极 H2→2H+ + 2e 正极 2AgCl （s ）+ 2e →2Ag （s ）+2Cl-

电池反应 H2+ 2AgCl （s ）→2Ag （s ）+2H+ +2Cl-

（2）2223.0=-=-+θθθE E E （v ） θ-E 为标准氢电极，电极电位为零

2223.0.=∴θ

AgCl Ag E （v ）

3、 解：1）假定为A 的一级反应，则n=1 kt=㏑[1/(1-xA)] kt ?=㏑2 二式相比得 t/ t ?=ln(1-xA)-1/ln2 2000/1000= ln(1-xA)-1/ln2 xA=3/4 剩下的A 为1/4，即25%

2）假定对A ，B 皆为一级，测n=2 k=1/ t ?cA,0 1/cA-1/cA,0=kt 即xA/(1-xA)=kcA,0t xA/(1-xA)=cA,0t/cA,0t1/2=2000/1000 xA=2/3 剩下的A 为1/3，即33.3%

3）假定为零级反应，则t=(cA,0-cA)/k t1/2=cA,0/2k 二式相比得

t/ t1/2=(cA,0-cA)/0.5cA,0 2000/1000=(cA,0-cA)/0.5 cA,0 cA=0 即剩下的A 为零。

4、解：因为理想气体恒温过程，则0=?=?U H

）（）（）（J p p nRT W 46102/1ln )1.273127(314.81/ln 21=?+?-=-=

所以 )(4610J W U Q -=-?=）（）（）（K J p p nR S T /53.112/1ln 314.82/ln 21-=??==?

）（KJ S T H G 610.4=?-?=?

5．解： 133101.7910)0.723.352.28(------??-=?--=--=m N 水气水苯苯气σσσ?( 6分)

0

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6．（本题12分）298K 、P φ压力下，有化学反应：

Ag 2SO 4(s) + H 2 = 2Ag(s) + H 2SO 4(0.1mol·kg -1)，已知

1）设计一可逆电池，并写出电极反应和电池反应

2）求该电池的电动势E 。设活度系数都等于1

解：1）可逆电池为：

负极 正极

电池反应

2) 电池的电动势：

。0.799V 0.627V, //SO SO Ag/Ag 2-442==+

Ag Ag ??)()(2)(2)()(24242

42-+-+++→+SO H a SO a H s Ag p H s SO Ag φ)ln(2)ln(2242442242,,2-+--+?-=?-=SO H SO Ag SO Ag SO H a a F RT a a F RT E E φθ?V C V 698.0)]1.0()2.0ln[(965002298317.8627.02=???-=)(22)(2++→-H a H e p H φ)

()(22)(242442--+→+SO a SO s Ag e s SO Ag 122424(),()(0.1)()()()Pt H p H SO mol kg Ag SO s Ag s φ--?+

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7．测得1.0×10－3mol ·L －1的醋酸溶液在25℃的摩尔电导率为4.8×10－3 S ·m2·mol －试计算醋酸HAC 在此浓度时的解离度α和解离常数Kc 。(124109.40)(---∞???=mol m S AC m λ,124108.349)(--+∞???=mol m S H m λ)

8．20℃时，乙醚-水、汞-乙醚、汞-水的界面张力 分别为：0.0107 N ·m-1，0.379 N ·m-1，0.375 N ·m-1，在乙醚与汞的界面上滴一滴水，试求其接触角。水能否在水面上润湿？ 解：0.3790.375cos 0.3740.0107γγθγ-----=

==汞乙汞水乙水

68θ=?

水能在水面上润湿

9．某二元凝聚相图如下图所示，其中C 为不稳定化合物。

（1）图中第7区的相态已经注明，请写出图中所示的1~6相区的稳定相态。（对固体物质名称的统一要求：若是固溶体，请用α、β、γ等符号表示；若是纯物质，请在物质名称后加(s)表示固体，如用A(s)表示固体A 。）

（2）E 点的自由度数F=（），该点的相平衡关系为（）。

（3）在右侧的坐标系上画出a 、b 两条虚线所示的冷却曲线。

（4）当沿着a 线冷却到c 点时，系统中有两相存在，两相物质的质量之比如何？（用线段长度表示）

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解：

（1）

（2）E 点的自由度数F=（0），该点的相平衡关系为（）

（3）冷却曲线如图所示， a 线

b 线

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（4）存在的两相为A(s)+C(s)，

两相物质的质量之比满足：

{}{}dc

ce s C m s A m =)()( 或{}{}ce s C m dc s A m ?=?)()(

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