Get清风北京化工大学2004考研物理化学试题及答案

北京化工大学2004考研物理化学试题及答案

北京化工大学2004

(选择题30题50分，其余计算题6题100分，共150分)

考前须知：答案写在答题纸上，

p

=100kPa≈101.325kPa，用红色或铅笔不计成绩。

一、选择题(50分)

1. 1mol理想气体经恒温膨胀、恒容加热和恒压冷却三步完成一个循环回到始态，此过程气体吸热20.0 kJ。那么过程的W：

A. =20kJ； B. <20kJ； C.>20kJ； D.等于其它值。

2. 假设要通过节流膨胀到达致冷的目的，那么焦耳-汤姆生系数为： A. C.

JTTpH=0 B.

TJTpHJT>0

JTTpH<0 D 与的取值无关

rp,m3. 假设某化学反响的C=0，那么该反响的H与

rm温度的关系为：

A. 随温度增加而增加； B. 随温度增加而减少；

C.与温度变化无关； D. 与温度变化无规律；。

4. 1mol理想气体经过一个恒温不可逆压缩过程，

那么该过程： A. G>A； B. 拟

5.

G=A； C.G<A； D. 无法比

rm在298K时气相反响2A(g)B(g)2C(g)的G为－514.2 kJ·mol-1，那么发生1mol反响的A：

A. A=－514.2 kJ·mol-1 B.

A=0

AC.A>－514.2 kJ·mol-1 D. kJ·mol-1

<－514.2

6. 对于纯物质、单相、只做体积功的封闭系统，

GpT的值：

大于零 B. 小于零 C.等于零 D. 无法确定

A.

7. 水的饱和蒸气压与温度的关系为：ln(p/kPa)=A－4883.8/(T/K)。水的摩尔蒸发焓为：

A. ×103 kJ·mol-1×103 kJ·mol-1； C.×103 kJ·mol-1； D. 其它值。

8. 由2molA和2molB形成理想液态混合物，己

知某温度下p=90kPa，p=30kPa。那么平衡

ABVapHm气相摩尔分数之比yA∶yB为∶

B.

3∶1 B. 4∶1 C.6∶1 D. 8∶1

9. 由水(1)和甲醇(2)组成的二元溶液，以下各式不是甲醇在此溶液中的化学势的是：

A.

D.

Un2T,p,n1Hn2S,p,n1 B.

Gn2T,p,n1 C.nA

2T,V,n1

10. 298K下，将两种液体恒温恒压混合，形成

理想液态混合物，那么混合前后以下热力学性质的变化情况为：

AS>0,G<0 B. S=0,G<0 C.S<0,G>0 D. 以上均不对

11. 恒温恒压下只作体积功的多组元

(B,C,…,K)，多相(α,β,…,Φ)系统，自发过程或到达平衡的判据是：

A. dn≥0 B. dn≤0

BBBBBKKBC.dn≤0 D. dn≥0

BBBBBBKK112. 反响 3 H(g)+ N2(g)= NH3(g)，当H2因反2

22响消耗了0.3 mol时，反响进度为：

A. 0.1 B. 0.3 C.

13. 理想气体化学反响平衡时(≠0)，参加惰性气体，平衡不发生移动的条件是：

A.

恒温恒压 B. 恒温恒容 C.任意条件 D. 绝热恒压

14. 如下图：

将含有HNO3为70%(摩尔百分数)的用高效精馏塔进行精馏时，塔项和塔釜分别得到：

A. 塔项：恒沸混合物，塔釜：纯HNO3

B. C. D.

塔项：纯HNO3， 塔釜：纯水

塔项：纯HNO3， 塔釜：恒沸混合物 塔项：纯水， 塔釜：恒沸混合物

15.1mol某双原子分子理想气体在300K等温膨胀时：

A. q、q、q、q、q均不变； B. q变化，q、

trRVentrRqV、q、q均不变；

enC.q不变，q、q、q、q均变； D. q、q、q、

RtrVentrRVqe、q均变化。

n16. 刚性转子的转动量子数为J时，其转动能级简并度数为；

A. J B. J(J+1) C.2J+1 D. 非简并能级

17. 在吸附过程中，以下热力学量的变化正确的选项是：

A. △G<0，△S<0，△H<0； B. △G>0，

△S>0，△H>0；

C.△G<0，△S>0，△H>0； D. △G>0，△S<0，△H<0。

18. 浓度为0.3 mol·kg-1A2B电解质溶液的离子强度为

A.0.9 mol·kg-1 B. 0.3 mol·kg-1 C.0.6 mol·kg-1 D. 1.8 mol·kg-1

19. 温度T时，浓度为0.01 mol·kg-1的NaCl，

CaCl2，LaCl3三种电解质水溶液，离子平均活度系数最小的是：

A. NaCl B. CaCl2 C. LaCl3 D. 都相同

20. 以下电极298K时其标准电极电势为：

电极

+

-

E/V

1. Cu+e= Cu 2. Cu+2e= Cu

3. Cu2++e-= Cu

电池反响：Cu + Cu= 2Cu在298K的标准

2+

+

+2+

-

平衡常数K为：

a×10-6×10-7 ×10-4 D. 以上都不对 21. 298K和p压力下，有化学反响：

Ag2SO4(s)+H2(p)=2Ag(s)+H2SO4(aq)

己知：E{Ag2SO4/Ag,SO42-}=0.627V，

E{Ag+/Ag}=0.799V。如上电池的标准电池电

动势E为：

A. 0.627V B. －0.172V C.0.799V D. 0.172V

22. 298K和p压力下，有电池如下： Ag(s)｜Ag+(a)｜｜SO42-(a)｜

AgSO24Ag2SO4(s)， Ag(s)

己知：E{Ag2SO4/Ag,SO42-}=0.627V，

E{Ag+/Ag-}=0.799V。如上电池的K为：

sp×10-6×10-6 C.×10-9×10-9

23. 有恒温、恒容下的某气相反响A(g)+B(g)→

C(g)，假设用反响物A的分压p对时间t作

0.4A图为一直线，那么该反响的反响级数为： C. 1.4 D. 1.6

24. 有以下反响：

式中k1，k2×10-3S-1×10-7(S·p)-1。上述对行

反响在298K时的平衡常数Kp：

×10-3 p×104 p×103 p×10-4 p

25. 己知一平行反响，由两个基元反响构成：A

→B的速率常数为k1，A→C的速率常数为k2，那么该平行反响的总反响速率常数k为： A. k1+k2 B. k1/k2 C.k2 /k1 D. = k1

26. 293K时，乙醚—水、汞—乙醚、汞—水的界

面张力为0.0107，0.379，0.375 N·m-1，在乙醚与汞的界面上滴一滴水，其接触角 为：

A. 68o B. 112oC. 168o D. 22o

27. 473.2 K时测定氧在某催化剂上的吸附作用，其吸附量满足如下方程：

=11.22(p)p=2.27 dm3·kg-1

5.539(p)1p该吸附的饱和吸附量为：

A. 2.27 dm3·kg-1 B. 4.54 dm3·kg-1 C.5.539 dm3·kg-1 D. 1.22 dm3·kg-1

28. Al(NO3)3，Mg(NO3)2和NaNO3对AgI水溶

胶聚沉值分别为0.067 mol·dm-3，2.60 mol·dm-3、，和140 mol·dm-3，那么该AgI溶胶：

A. 胶粒带正电 B. 胶粒呈电中性

29. 乙酸乙酯皂化反响动力学实验中，为了测定

不同时间的乙酸乙酯的浓度变化，可采用物理法，选用的测量仪器是：

A.折光仪 B. 电导仪 C.旋光仪 D. 酸度计

30. 采用静态法测液体的饱和蒸汽压时，实验步

骤中要将溶在液体中的空气排出，测定不同温度下的饱和蒸汽压。假设实验中空气没有排净，那么实验测得的蒸汽压值比理论值： A. 偏大 B. 偏小C. 不影响 D. 没有规律 二、(20分)

a某气体服从状态方程：pV2mVm=RT(设a>0，

常数)

(1) 证明：温度恒定时气体的热力学能随体积增

U大而增加，即：VmmT>0

(2) 1mol该气体由始态(T,Vm)恒温可逆变化

到终态(T,2Vm)，计算过程的W、Q、△Um、△Hm、△Sm。

三、(15分)

有化学反响：U(s)+3H2(g)=UH3(s) 2己知：温度在450K—725K范围内，反响系统中H2的平衡压力遵从方程：

plnPa―

1.4104T/K－5.65ln(T/K)

(1) 写出UH3(s)的标准摩尔生成焓与温度关系式；

(2) 计算上述反响的标准摩尔热容差C

rp,m四、(10分)

己知N2(g)的振动特征温度=3388 K，假设

V以振动基态为能量零点基准：

(1) 计算298.15 K时N2分子振动配分函数q；

0v(2) 假设在某温度下N2分子的振动配分函数

0qv=2；求此时系统的温度？

五、(20分)

己知298K时电池： Pt,H2(100

kPa)｜稀

NaOH｜

Ag2O(s),Ag(s) 的电动势E=1.172V。 (1) 写出上述电池的电极与电池反响； (2) 求298K时Ag2O(s)的己知：298K时fGmfGm值；

(3) 求该温度下Ag2O(s)的分解压

[H2O(l)]=－237.19 kJ/mol。

六、(20分)

实验测得不同温度下丙酮二羧酸在水溶液中分解反响的速率常数k值数据如下：

(此题图画在答题纸上，答在此处不给成绩) T/K 106 k / S-1

(1) 采用作图法线性拟合，求反响的表观活化能及指前因子k0；(坐标纸在答题纸上) (2) 1/2及反响25s时的转化率？ 七、(15分)

己知AB二组分凝聚系统相图如下：(此题图与表请答在试题纸上，答在此处不给成绩) (1)完成下表：

区Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 域 相数 稳定 相态 自由 度数 (2) 如右图所示：有质量为3kg的系统由P点

913

冷却到C点，假设ac=2cb，该系统处于几相平衡(注明具体相态)，并在图中标出各相组成(示意点)，计算各相质量为多少kg？

北京化工大学2004参

一、选择题(50分) 1. B. (W=-20kJ) 2. B. 3. C 4. B (H=U) 5. C (A=G+RT)

6.

A (Gp=V

T7. A (H=4883R) 8. A 9. D 10. A 11. B. 12. D 13. B 14. C 15. B 16. C 17. A

18. A 19. C 20. B 21. A 22. B 23. B 24. C 25. A 26. A 27. B 28. C 29. B 30. A 二、(20分)

a状态方程：pV2mVm=RT(设a>0，常数)

(1) dU=TdS-pdV

UmVmTU=VTSp=T－p= T－p= VTTVRTVm－p=

a2Vm>0

Sp其中用到麦克斯韦关系：= VTTV

RTa(2) W=－pdV=－VVVmm2Vm2mdVm

ma=－RTln22VmaVma=2V－RTln2 a=2V

m△Um=UmVmTdVm=aVVmm2VmdVm2aaQ=△Um－W=2V－{2V－RTln2}= RTln2

mm△Hm=△Um+(p2V2－p1V1)=(pVm=RT－Va)

maVm

SVTRRp= dS=dV=m

VVTVmmV△Sm=VRdV= RTln2= RTln2 Vmmmm三、(15分) 反响的

lnK=－

K=

1pO2p323/2 +

3232ln

pp=－ln

pPaln105=－

32plnPa

=－―

321.4104T/K

2.2692104T/KlnK=－86.71+

①

+8.34ln(T/K)

Ha又 lnK=I－RT+lnT ② R0

比拟式①、②

H0=R××104×105

a=R×

H(1)

fHm(UH3,S)/ (J·mol-1)==

H0+

a×

105+69.339 T/K

(2)C=a= 69.339 J·K-1·mol-1

rp,m四、(10分)

(1) 298.15 K时N2分子振动配分函数：

0qv=

11eVT=

1e0qv13388298.15

11e3388T(2)当 =2=

五、(20分)298K时电池：Pt,H2(100 kPa)｜稀NaOH｜Ag2O(s),Ag(s) 的电动势E=1.172V。

(1) 阳极反响： H2+2OH-=2H2O+2e-

阴

极

反

响

：

Ag2O+

H2O+2e-=2Ag+2OH-

电池反响： H2+ Ag2O =2Ag+ H2O (2) 电动势E与OH-的浓度无关，E=E

rGm=fGm(H2O,L)－GmfGm(Ag2O,s)= －

2FE

fGm(Ag2O,s)=f(H2O,L)+ 2FE=－

237190+2×985×1.172=－11029J

(3) Ag2O(s)的Ag2O=2Ag+O+1O2

2rm分解

Gm反响：

此反响的G=－J=－RTlnK=－RTln

f(Ag2O,s)=11029

pO2p12

11029= exp 8.314298pO2p12=exp

prGmRTpO2= ×2=13.6 Pa

EaRTaE六、(20分) k=k0e lnk==lnk0－RT

1(1) 以lnk对T作图，斜率m=－E Raln(k / －1 S-1) (K)/T

aE7.0015.00m=0.00300=－11765=－ 0.00368REa=11756 R=97812 J·mol-1

k0=k

eEaRT=913×10

a-6

e978128.314333.2=913×10-6×

×1015×1012

E(2) lnk=Rk2111TT21

－

T1=333.2 K k1=913×10

T2=373.2 KE=11756 R=97812 J·mol-1

a6

S-1

解得 k2×10-2S-1

t12ln22=ln==17.24 S 0.0402k21kt=ln1 x转

e0.040225化率x=1－

ekt=1－

=0.634=63.4%

A- B二组分凝聚系统相图如下： (1)

七、(15分)

区域 相数 态 Ⅰ 1 Ⅱ 2 Ⅲ 2 β Ⅳ 1 β 2 稳定相L 自由度2 数 A(s)+AB2(s) L+1 1 β(表示固溶体) (2) C点，两相平衡：L+β

图中标出各相组成(示意点)略

mm2=ac=2m=m=2kg 33abmL=1kg