华东理工大学物理化学97-02历年研究生入学试题

研究生入学考试 物理化学试题分析讲座

华东理工大学物理化学教研室

2002年10月

1997年物化试题

一、(16分)

(1) 理想气体温度计以 为测温性质。

(2) 实际气体的压缩因子Z 。( ①不会等于1；②可以大于、等于、小于1。) (3) 已知1mol CO2气体分子的已占体积 b = 0.0427×10-3m3mol -1。若气体可视为van der Waals 流体，则1mol CO2气体分子本身的体积为 。

(4) 在两个不同温度热源间运转着两个可逆热机，其工作介质分别为水和理想气体，则这两个可逆热机的效率 。(相同，不相同)

(5) 一绝热、密闭容器中的氢气和氧气经点燃后迅速化合成水，其熵变?S 0。 (>,=,<)

(6) 如下两个偏导数，何者是偏摩尔量。( ) ?G? ①?????ni?T,V,nj[i]?H? ； ②?????ni?T,p,nBBB

j[i] (7) 对于化学反应0???，其化学平衡条件为 。

(8) 若化学反应系统可视为理想溶液，则Ko Kx 。(>,=,<) (9) 系统存在弯曲界面时的力平衡条件通式为 。

(10) 气体在固体表面上吸附的BET理论与兰缪尔理论，它们最显著的不同是 。

(11) 在相同温度下移动子、线型刚体转子、单维简谐振子，何者的配分函数最大。 。

(12) 能量标度零点设在基态能级上的电子配分函数q0 e 与电子基态能级的简并度ge 0之间的关系为 。

(13) 正反应放热的对峙反应的基本特征是 。

(14) 过渡状态理论认为，双分子基元反应的模式为_________________________ 。

(15) 已知25℃时，在无限稀释水溶液中 Na+ 和1SO42—的摩尔电导率分别为50.1

2 -4-2 -1 -4-2 -1

×10S?m?mol和79.8×10S?m?mol，则 Na2SO4 的??_。 m?__________ (16) 电池 Ag, AgCl(s) ?Cl— | |Ag+ ? Ag 应该用 做盐桥。

1

二、(12分)

将一定量的理想气体置于右图所示的绝 Ⅰ Ⅱ 热容器Ⅰ中，另一绝热容器Ⅱ是抽空的。开 启连接两绝热容器的活塞后，理想气体便从 容器Ⅰ流向容器Ⅱ，直至两容器压力相等， 发现气体温度没有变化。试由该实验证明： (1) 理想气体的内能U仅是温度T 的函数。

(2) 对于理想气体的任何过程，公式dU = nCv,mdT 都成立。

三、(12分)

(1) 将2mol、?10℃、101325Pa的H2O(s)变为25℃、101325Pa的H2O(l)，试求其熵变。已知H2O(s)在0℃的熔化热为333.4J?g-1，?10～0℃范围内H2O(s)的平均比热容为2.067J?K-1?g-1，0～25℃范围内H2O(l)的平均比热容为4.184J?K-1?g-1，H2O的摩尔质量为18.02g?mol-1。

(2) 已知在0℃和101325Pa下H2O(s)和H2O(l)的密度分别为0.9175与1.000g?cm-3。试计算当压力变化多少时，其熔点才能下降0.01℃。

四、(12分)

(1). CaF2 和CaCl2 的二元液固相图具有如下特征：CaF2 和CaCl2 分别于1360℃和772℃熔化；当摩尔比nCaF2:nCaCl2=1:1时形成不稳定化合物CaF2?CaCl2。不稳定化合物于727℃分解为纯固体CaF2和含CaCl258%(摩尔百分数，下同)的液态溶液；该系统有一最低共熔点，温度为625℃。在此温度下固态CaCl2、CaF2?CaCl2 与含CaCl278%的液态溶液平衡共存。

(a) 试根据上述特征在下图中画出该二元系的示意液固相图。 (b) 画出a点所代表的系统的冷却曲线。 1600 1400

- t/℃ 1200 t/℃ - a 1000 - 800 - 600 400

-

0 x CaCl2 1.0 ? (时间) CaF2 CaCl2

2

(2). 在661K，液态K和Hg的饱和蒸气压分别为0.433kPa和170.6kPa。现有一K和Hg的等摩尔液态溶液在该温度下达气液平衡，实验测得K和Hg的蒸气压分别为0.142kPa和1.73kpa。试按照活度标准状态的惯例 I，求K和Hg的活度系数及活度。

五、(12分)

NaHCO3(s)的热分解反应为

2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)

已知数据如下： 物 质 NaHCO3(s) Na2CO3(s) H2O(g) CO2(g) ?Ho(298)fm kJ?mol?1o(298)SmJ?K?1 ?1?mol－947.7 －1130.9 －241.84 －393.51 102.1 136.0 188.74 213.68 (1) 求25℃时反应的标准平衡常数。

(2) 设反应的?Cp = 0，求60℃时NaHCO3(s)的分解压力。

六、(10分)

计算298K、101325 Pa下1mol H2 的移动配分函数qt和移动对内能的贡献Ut。已知H2 的摩尔质量为2.016 g?mol -1，普朗克常数 h = 0.6626×10-33J?s，玻尔兹曼常数 k = 13.81?10-24J?K-1，阿伏加德罗常数NA= 6.022?1023mol -1。假定H2可视为理想气体。

七、(14分)

化学反应 A + 2B ? P 的动力学方程式为：

?dcA. ?kAcA0.5cB15dt (1) 当A和B的初始浓度分别为100.0?10-3mol?dm-3和200.0?10-3 mol?dm-3时，实验测得300K下，反应进行20s后，A的浓度cA=10.0?10-3mol?dm-3。试求再继续反应20s后它的浓度c’A。

(2) 试求300K时速度常数kA、kB及反应物A的半衰期。

3

(3) A和B的初始浓度如上，实验测得400K下，反应进行20s后cA=3.9?10-3mol?dm-3，试求该反应的活化能。

设在300～400K温度范围内活化能不随温度而变。 八、(12分)

已知电池：－)Ag, AgCl(s) ? HCl(0.1m) ? Cl2(101325Pa), Pt (＋ (1) 试写出电极反应和电池反应；

(2) 计算25℃时该电池的电动势； (3) 计算25℃时该电池电动势的温度系数； (4) 计算25℃时AgCl(s)的分解压力。 已知数据如下：

物 质 AgCl (s) Ag (s) Cl2 (g) ?Ho(298)fm ?1kJ?mol－127.03 o(298)SmJ?K?1 ?1?mol96.11 42.70 222.96

九、(14分)

A的分解反应 A(g) ? B(g) + C(g) 在380K下于一密闭容器中进行，反应开始时只有A存在。当初压力为50.0 kPa时，实验测得反应到180 s和720 s时系统的总压分别为93.8 kPa和98.3 kPa。设气体服从理想气体状态方程。 (1) 试求该二级反应的速度常数(以Pa-1?s-1为单位表示)； (2) 试求此反应的半衰期；

(3) 以dm3?mol-1?s-1为单位表示此反应的速度常数。

十、(12分)

已知饱和韦斯顿标准电池的电动势E(V)与温度t(℃)的关系式为：

E = 1.01865－4.05×10-5(t－20)－9.5×10-7(t－20)2

试求298K下2F 电量通过该电池时电池反应的?rGm和?rHm。

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