2014年 华南理工大学 852 物理化学（二） 试题

852

华南理工大学

2014年攻读硕士学位研究生入学考试试卷

（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称：物理化学(二)

适用专业：材料物理与化学；化学工程；化学工艺；生物化工；应用化学；工业催化； 能源化学工程；环境工程；生物医学工程；化学工程(专硕)；生物医学工程(专硕)

共 3页 1. 1mol单原子理想气体，始态为 200kPa、11.2dm，经 pT=常数的可逆过程，压

缩到终态为 400kPa，已知气体的 CV,m=1.5R。求： (1)终态的体积及温度。 (2)过程的U及H。 (3)过程的 Q和 W。(15分)

3

2. 100℃的恒温槽中有一带活塞的导热圆筒，筒中为 3mol N2(g)及装于小玻璃瓶

中的 2mol H2O(l)。环境的压力即系统的压力维持 120kPa不变。今将小玻璃瓶 打碎，液态水蒸发至平衡态。求过程的 Q、W、U、H、S、A及G。已 知水在该温时的摩尔蒸发焓为 40.668 kJ.mol。(15分)

-1

3. 293K时，HCl(g)溶于 C6H6(l)中形成理想稀溶液。当达到气-液平衡时，液相中

HCl摩尔分数为0.0385,气相中C6H6(g)的摩尔分数为0.095。已知293K时，C6H6(l) 的饱和蒸汽压为 10.01kPa。试求： (1) 293K时该溶液中苯与纯苯的化学势差值。 (2) 293K气-液平衡时气相的总压。

(3) 293K时 HCl(g)在苯溶液中的亨利常数 kx,B。

(4)该溶液凝固点的降低值，已知苯的凝固点降低常数 Kf=5.10 Kkgmol，苯分子

. . -1

的相对质量为 78。(15分)

4.草绘水的相图，指出各区相态及两相和三相共存时的情形。依据相图解释冰川

达到一定高度后会发生雪崩的现象。(10分)

第 1页

5.实验得到硅-镁系统冷却曲线的结果如下： wSi

折点温度 /K 平台温度 /K

92 4

91 1

0

0.0 3

0.2 0 12 73 91 1

13 75 0.3 7

0.4 5 13 43 12 23

12 23 0.5 7

0.7 0 14 23 12 23

0.8 5 15 63 12 23

16 93 1.0 0

(1)确定硅-镁之间形成的化合物的化学式。已知镁和硅的摩尔质量分别为 24.3和

28.1 g. mol。

-1

(2)绘出此系统的相图。

(3)在图中指出各相区和三相线的相态。

(4)画出 wSi=0.8时从 1700K降温至 1000K的冷却曲线。

(5)镁-硅混合物冷却能否可能得到纯硅固体？根据相图如何得到？(15分)

6.已知 298K时，反应 H2(g)+(1/2) O2(g)=H2O(g)的 rGm$ 为-228.57kJ mol，298K

. -1

时水的饱和蒸汽压为 3.1663kPa，水的密度为 997kg . -3 。求 298K 时反应

m

。(15分) H2(g)+(1/2) O2(g)=H2O(l)的 rG$m

7. 25℃时用一电导池测得 0.01 mol . dm-3 KCl溶液的电导为 1.22710

mol dm CuSO4溶液的电导为 7.23110 -4 溶液的电导率为 0.1413 Sm，试求：

. -1

. -3

-3 dm KCl . -3

S，0.01

S。已知该温度下 0.01 mol

(1) (2)电导池常数。该 CuSO4溶液的电导率。

(3)该 CuSO4溶液的摩尔电导率。(10分)

8. 25℃和 p时用 Cu作阴极，石墨作阳极，电解 0.001 kgmol ZnCl2溶液，已知

H2(g)在 Cu电极上的超电势为 0.614V，O2(g)在石墨电极上的超电势为 0.806V， . -1 Cl2(g)在石墨上的超电势可忽略，并且浓度近似等于活度，试问阴极上首先析出 什么物质?阳极上又析出什么物质?已知 E[Zn |Zn(s)]，E[Cl |Cl2(g)]，

2+ -

第 2页

E [H2O(l)|O2(g)]分别为-0.763V，1.36V，0.401V。(15分)

9.在一恒容均相反应系统中，某化合物 A分解 50%所需时间与初浓度成反比。在

不同初浓度和温度下，测得分解反应的半衰期见下表：

T/K cA,0/(mol. -3

m ) t1/2/s

(1)求反应的级数。

(2)求两种温度下的速率常数。 (3)求反应的活化能。

(4)求初浓度为 10 molm和温度为 1000K时反应的半衰期。(15分)

. -3

967 4.875 1520 1030 5.605 212

10.放热的对行反应存在一个最佳的反应温度，试用热力学和动力学原理说明其原

因。(10分)

11.某液体的表面张力与温度的关系如下：

/(10 Nm ) =21.50- 0.086 (t /℃)

今将10kg该液体在80℃及101325Pa下恒温可逆分散成半径为 2.0010 m的球形

-7

-3 . -1

小液滴。计算： (1)过程的吉布斯函数变。 (2)小液滴的附加压力。 (3)该小液滴的饱和蒸汽压。

(4)若将半径为 1.0010 m的毛细管插入该液体中，已知润湿角为 20℃，则管中

-7

液面将上升多少? 已知 80℃及 101325Pa时该液体的密度为 882kgm，摩尔质量为 74gmol，不

. -3 . -1

考虑分散度对表面张力的影响。(15分)

第 3页

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