浙江大学2002硕士入学物理化学（乙）试题及答案

浙 江 大 学

2002年攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目 物理化学 （乙） 编号 566

注意：答案必须写在答题纸上，写在试题纸或草稿上均无效。 一、单项选择题（每小题2分）

1．（ ）在下面过程中，系统内能变化不为零的是：

A．不可逆循环过程 B. 可逆循环过程

C．纯液体的真空蒸发过程 D. 理想气体的自由膨胀过程

2．（ ）2mol C2H5OH(l)在正常沸点完全变为蒸气时，一组不变的热力学函数是：

A．内能、焓、系统的熵变 B. 温度、总熵变、吉布斯函数变 C．温度、压力、定压热容

C. 内能、温度、吉布斯函数变

3．（ ）在85℃及101.3kPa压力下，过冷的H2O（g）变为H2O（l）时，应该是

A．ΔS系<0，ΔH>0，ΔG<0 B. ΔG<0，ΔU<0，ΔH<0 C．ΔH<0， ΔU>0，ΔS系<0

4．（ ）理想气体在自由膨胀过程中，其值都不为零的一组热力学函数变化是：

A．ΔU、ΔH、ΔS、ΔV B. ΔS、ΔA、ΔV、ΔG C．ΔS、ΔV、ΔT、ΔG

5．（ ）已知H2O的气化热为40.60kJ?mol，一高压锅使用时，允许的最高温度是150℃，此时，锅内的压力约为

A．65740.461kPa B.101.482 kPa C．476.203 kPa D.104.510 kPa E. 420.315 kPa 6．（ ）已知E(Cu2??1Cu)?0.337V,E(Cu?Cu)?0.521V，则E(Cu2?Cu?)等于

A． 0.184V B. -0.184V C. 0.352V D. 0.153V 7．（ ）当发生极化现象时，两电极的电极电动势发生如下变化：

A．E(阳)变大，E(阴)变小 C. 两者都变大 C．E(阳)变小，E(阴)变大 D. 两者都变小 8．（ ）下列说法中不正确的是

A． 任何液面都存在表面张力

B． 弯曲液面的表面张力方向指向曲率中心 C． 平面液体没有附加压力

D． 弯曲液面的附加压力指向曲率中心 9．（ ）气体在固体表面发生等温吸附时，

A．ΔS>0 B. ΔS<0 C. S=0 D. ΔS?0 10．（ ）液体在毛细管中上升的高度反比于

A．温度 B. 毛细管半径 C. 液体的粘度 D. 大气压力 二、填空题

1． 在一个体积恒定为0.50m3的绝热容器中发生某化学反应，使容器内气体温度升高

750℃，压力增加60kPa，此反应过程的Q______0，W______0，ΔU____0，Δ H_____0。（请填上>,=,<号）（2分） 2． 1mol理想气体在p

外

=0的条件下，由T1V1绝热膨胀到T2V2，则终态温度

T2=_______________，过程的ΔS=_________________。（2分） 3． 实际气体节流膨胀过程Q=________, ΔH=____________.（2分）

4． 100℃，1.013?10Pa的1mol水与100℃热源接触，使它向真空器皿中蒸发变成

100℃，1.013?10Pa的水汽，ΔH

______________、ΔS

总

55蒸发

为已知，过程中ΔS

系统

=_____、ΔS

环境

=-

=______________（6分）

5． 将Ag棒插入硝酸银溶液，将Zn棒插入氯化锌溶液，再用盐桥相连组成自发电池，

电池的书写形式为：________________________________。（2分）

6． 丁二烯的液相聚合反应，实验已确定对丁二烯为一级，并测得在323K时的速率常

数为3.3?10min?2?1，当丁二烯的转化率为80%时，反应时间为

___________________________。（2分）

7． 液滴越小，其饱和蒸汽压越_____________；而液体中的气泡越小，气泡内液体的

饱各蒸汽压越________________。（1分）

8． 固体NH4HS放入真空瓶内，在一定温度下分解反应达到平衡时，系统的组分数

=__________，相数=_____________，自由度=_________。 （2分）

9． 常温常压下，气体的平衡态分布遵循_____________分布，该分布的表示式为

_________________________________________（2分）

三、计算题

1． 80℃时纯苯的蒸汽压为100kPa，纯甲苯的蒸汽压为38.7kPa,两液体可形成理想的液

态混合物。若有苯-甲苯的气液平衡混合物，80℃时气相中苯的摩尔分数y(苯)=0.300，求液相的组成。 （10分）

2． -5℃（268.2K），1摩尔液态苯凝固时，放热9874J，求苯凝固过程中的ΔS并判断此

过程是否自发进行。已知苯的熔点为278.7K，?Hm,熔?9916J?mol?1, （15分） CP,m(l)?126.8J?K-1?mol-1,CP,m(s)?122.6J?mol-1。

-13． 测得电池Zn|ZnCl2(b?0.555mol?kg)|AgCl(s)|Ag在298K时的电动势

?4?1E=1.015V，温度系数(?E/?T)P??4.02?10V?K。

已知E(Zn2?Zn)??0.763V,E(AgClAg)?0.222V

A． 写出上述电池的电极反应与电池反应 B． 求上述电池反应在25℃下的标准平衡常数K

C． 求电池反应在温度浓度均相同而经历下列过程进行1mol反应时，系统与环境

交换的热量是多少？

a) 在恒压不作非体积功的反应釜中进行 b) 在电池中可逆地进行 （15分）

4．醋酸酐的分解反应是一级反应，该反应的活化能E=144348J?mol-1。已知在284℃，这个反应的k=3.3?10s。现要控制此反应在10分钟内转化率达到90%，试问反应温度要控制在多少度？ （10分）

5．根据内能函数与粒子配分函数的关系，求独立三维平动子系统的摩尔内能。(10分)

浙江大学2002年年攻读硕士研究生入学考试物理化学（乙）参考答案 一、单项选择题

1、C; 2、B; 3、B; 4、B; 5、C; 6、D; 7、A; 8、B; 9、B; 10、B。 二、填空题

1．Q=0， W=0，ΔH>0。 2．T2=T1， ΔS=RlnV2/V1。 3．Q=0，ΔH=0。

4．ΔS系统=ΔH蒸发/373.15，ΔS环境=ΔH蒸发/373.15+R，ΔS总=R。

?2?1 t 外=100℃ 1molH20(l) 1molH20(l) 100℃,101.3kPa P=0 100℃ ,101.3KPa 题给过程为不可逆相变过程，但始终态与该温度和压力下的可逆相变过程相同。因为熵是状态函数，故： ΔS系统=ΔH蒸发/373.15， ΔS环境=-Q系统/T环境

Q系统=ΔU－W=ΔU－pΔV=ΔH－nRT

1molH2O, ΔS环境=ΔH蒸发/373.15+R , ΔS总=R

5．Zn|ZnCl2(a1)‖AgNO3(a2) |Ag 。6．48.77min-1 。7．大；小。8．1；2；0。

N??i/kTn?geii9．玻尔兹曼； q

三、计算题

1．x(苯)=0.142

2．ΔS=-35.42J·K-1，?S隔离?1.40J·K-1 过程自发进行。

1 molC6H6(l) 268.2K, p=101.325kPa ΔS ΔS1 ΔS3 ΔS2 1 molC6H6(l) 1 molC6H6(s) 278.7K , p=101.325kPa 278.7K , p=101.325kPa 1 molC6H6(s) 268.2K ,p=101.325kPa ΔS1= nCp,m(l)㏑(T2/T1)=1×126.8×㏑(278.7/268.2)=4.869(J·K-1) ΔS2=-n?fusHmT2=

?1?9916 =-35.579(J·K-1) 278.7ΔS3= nCp,m(s)㏑(T1/T2)= 1×122.6×㏑(268.2/278.7)=-4.708(J·K-1) ΔS=ΔS1+ΔS2+ΔS3= -35.42(J·K-1) ΔS环境=-Q系统/T环境=9874/268.2=36.82(J·K-1) ΔS隔离=ΔS系统+ΔS环境=1.40(J·K-1)。

3、（1）阳极：Zn?Zn2++2Cl-(2b)

阴极：2AgCl(s) +2e-?2Ag+2Cl-(2b)

电池反应：Zn+2AgCl(s)?2Ag+Zn2+(b)=2Cl-(2b) (2)E?= E?(AgCl|Ag)- E?(Zn2+|Zn)=

K?=1.99×1033

RT㏑K? 2F??E?(3)a. Qp,m=Δ rHm=-zFE+zFT ???T??=-219.02(kJ·mol-1)

p??E b. Q?r,m=TΔ rSm=zFT ???T??=-23.13(kJ·mol)

p4、 ㏑(1-xA)=-kt ㏑(1-0.9)=-k2×600 k2=3.84×10-3(s-1) ㏑

k2k=-Ea(1T-1)

1R2T1 ㏑13.84?10?314434811T13.3?10?2=－8.314(-) 1T2557.151T2=521K

5、 UNkT2(?lnqt3/2t??T)V,N , q?2?mkT?t???h2??V???2?mkT?3/2??ln??? U2?????h2??V?????t?NkT?=3NkT , ??T?2?????VU=3LkT=3m,t22RT。

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