2012年云南昆明理工大学冶金物理化学考研真题A卷.doc-资料库

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2012 年云南昆明理工大学冶金物理化学考研真题 A 卷一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。(本大题共 15 小题, 每小题 2 分, 共 30 分) 1、已知环己烷、醋酸、萘、樟脑的（摩尔）凝固点降低系数 kf 分别是 20.2，9.3，6.9 及 39.7 K·kg·mol 1 。今有一未知物能在上述四种溶剂中溶解，欲测定该未知物的相对分子质量，最适宜的溶剂是：（）。 ( 1 ) 萘； ( 2 ) 樟脑； ( 3 ) 环己烷； ( 4 ) 醋酸。 2、理想气体与温度为 T的热源相接触，作等温膨胀吸热 Q，而所作的功是变到相同终态的最大功的 20 % ，则系统的熵变为（）。（1） S  5 ；（2） S Q T  ；（3） S Q 5 T Q T  ；（4） S   Q T 3、PCl5 的分解反应 PCl5(g) == PCl3(g) + Cl2(g) 在 473 K 达到平衡时 PCl5(g) 有 48.5% 分解，在 573 K 达到平衡时，有 97 %分解，则此反应是：（）。（1）吸热反应；（2）放热反应；（3）反应的标准摩尔焓变为零的反应；（4）在这两个温度下标准平衡常数相等的反应。 4、对行反应 A B，当温度一定时由纯 A 开始，下列说法中哪一点是不对的：（）。（1）开始时 A 的反应消耗速率最快；（2）反应的净速率是正逆二向反应速率之差；（3）k1/ k-1 的值是恒定的；（4）达到平衡时正逆二向的反应速率系(常)数相等。 5、某反应的等压反应摩尔焓变Hm = －100 kJ·mol-1，则其活化能：( )。 (1) 必定等于或小于 100 kJ·mol-1； (2) 必定等于或大于 100 kJ·mol-1； (3) 可以大于或小于 100 kJ·mol-1；(4) 只能小于 100 kJ·mol-1。 6、以下复合反应由若干元反应所组成： A k 2  B C   k 1 2 用质量作用定律写出反应中 d Bc d t 与各物浓度关系为：（）。（1）（3） d Bc d t d Bc d t =k1cA +k4cY － k3cB 2 ； =2k1cA + 2k4cY － 2k3cB = k1cA + k4cY － 2k3cB 2 。 = 2k1cA +2k4cY － 1 2 k3cB 2 ；（2） d Bc d t 2 ；（4） d Bc d t 7、电池 Hg | Zn(a1) | ZnSO4(a2) | Zn(a3) | Hg 的电动势：（）。（1）仅与 a1，a3 有关，与 a2 无关；（2）仅与 a1，a2 有关，与 a3 无关；（3）仅与 a2，a3 有关，与 a1 无关；（4）与 a1，a2，a3 均无关。

8、在 25℃时，电池 Pb(Hg)(a1)|Pb(NO3)2(aq)|Pb(Hg) (a2)中 a1 a2，则其电动势 E：（）。（1）0；（3）=0；（2）0；（4）无法确定。 9、按照简单碰撞理论，阿仑尼乌斯公式 k=Ae （1）仅 A与 T有关；（2）仅 Ea 与 T有关；（3）A，Ea 都与 T有关；（4）A，Ea 都与 T无关。 a E RT 中的哪些量与温度 T 有关？（ 10、电解质溶液中电解质化学势与离子平均活度 a±的关系式应为：（）。）（1） = +RT lna±；（2） = +RT lna±；（3） = +RT lna+；（4） = +RT lna+ a－。 11、已知 298K 时， Fe3++e Fe2+，E1 =0.771 V； Fe2++2 e-Fe，E2 = 0.440 V。则 298K 时，Fe3++3eFe 的 E3 是：（）。（1）0.0363 V；（4）0.0363 V。 12、某系统存在 C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)、H2(g)五种物质，相互建立了下述三个平衡：（2）0.331 V；（3）0.550 V； H2O(g)+C(s) CO2(g)+H2(g) CO2(g) + C(s) H2(g) + CO(g) H2O + CO(g) 2CO(g) 则该系统的独立组分数 C 为：( )。 (1) 3； (2) 2； (3) 1； (4) 4。 13、下列关于离子水化作用与离子半径关系的论述中正确的是：（）。（1）离子半径减小，水化作用增大；（2）离子半径减小，水化作用减小；（3）离子半径增大或减小对水化作用无影响；（4）离子半径对水化作用有影响，但无规律。 14、通过电动势的测定，可以求难溶盐的活度积，今欲求 AgCl 的活度积，则应设计的原电池为：（）。（1）Ag | AgCl(s) | HCl(aq) | Cl2( p )| Pt；（2）Pt | Cl2( p ) | HCl(aq) | AgCl(s) | Ag；（3）Ag | AgNO3(aq) || HCl(aq) | AgCl(s) | Ag；（4）Ag | AgCl(s)| HCl(aq) || AgNO3(aq) | Ag。 15、系统经某过程后，其焓变 H= Qp，则该过程是( )。 ( 1 )理想气体任何过程； ( 2 )理想气体等压过程； ( 3 )真实气体等压过程； ( 4 )封闭系统不作非体积功的等压过程。二、填空题。在题中“____”处填上答案。(本大题总计 15 分) 1、在保持 T及系统总压力为 100 kPa，于一带活塞气缸中，令 PCl5(g) 分解为 PCl3(g) 及

Cl2(g)，反应达平衡时，PCl5(g) 解离了 50%，此时体积为 1 dm3 。若维持系统 T，p 不变，于系统中通入 N2(g)，直至平衡时体积为 2 dm3，此时 PCl5(g)的解离度 较原来；若保持系统体积 1 dm3 下，通入 Cl2(g)，使系统总压力增至 200 kPa，则 PCl5(g) 的解离度  较 0.5；若保持系统总压力 100 kPa 不变，通入 Cl2(g) ，使系统体积增至 2 dm3 ，则此时 PCl5(g) 的解离度 较 0.5。（选填大、小、不变） 2、某反应速率系(常)数 k=1×10－5 moldm－3s－1，反应物的起始浓度为 0.1moldm－3，该反应进行完全所需时间为。 3、物质 A 是一种固体，在温度 T下有一定的饱和蒸气压 pA*，在此温度下 A 的分解反应可表示为以下两种形式： A(g) == B(g) + C(g) A (s) == B(g) + C(g) （1）（2）两反应的标准摩尔吉布斯函数分别为rG (1)及rG (2)，写出 rG (1)－rG (2)= 。（列出式子即可） 4、等容双分子气相反应 2A(g)   Y(g)的速率常数 k与温度 T有如下关系： ln( k dm3 ·mol－1·s－1)=24.00－ 9622 T K/ 。则 1000 K 时此反应的活化能为 5、一个容器的相对两壁的距离为 1×10－2 dm，用 Pt 制成并充当电极，在容器中放入 0.01d m3 浓度为 1 mol·dm－3 的 KOH 溶液，若再加入 0.01 dm3 H2O，电导将；若不加 H2O，改为加入 0.01 dm3 浓度为 1 mol·dm－3 的 HCl 溶液，电导将；如果在原 KOH 溶液中加入 0.01dm3 浓度为 1 mol·dm－3 的 KCl 溶液，电导将。 6、欲求质量摩尔浓度为 m的 ZnSO4 水溶液的离子平均活度因子(系数)，可设计电池为 。三、问答题。请回答下列各题。(本大题共 2 小题, 共 30 分) 1、（10 分）试回答在等温等压下，由纯组分混合成理想液态混合物混合过程中 mix V， mix H， mix S， mix G是大于零、等于零、还是小于零？并简要地阐述其理由。 2、（20 分）根据 Mg-Zn 相图回答：（1）指出各相区存在的相及相态。（2）计算 1 区和 4 区的自由度数。（3）含有 20%Zn 的合金熔体 100 千克冷却至 500℃时，有哪几个相平衡共存？各个相的组成如何？各个相中 Mg 重量为多少？

1 四、计算题（共 75 分）硕士学位考生(1、2、3、4、5、6)；专业学位考生(1、2、4、5、7、 8) 1、（15 分）2 mol 某理想气体（Cpm = 2936 J·K-1·mol-1）在绝热条件下由 2732 K，1000 MPa 膨胀到 2036 K，01000 MPa，求该过程的 Q，W，H，S。 2、（10 分）已知 303 K 时，纯 A（l）和纯 B（l）可形成理想液态混合物（或理想溶液）。此温度下纯组分 A（l）和纯组分 B（l）的蒸气压分别为 60 kPa 和 20 kPa，平衡液相中组分 A 的摩尔分数为 0.15，计算组分 B 在平衡气相与平衡液相的摩尔分数的比值。 3、（15 分）高炉反应 CO＋FeO(s)＝CO2+Fe（s）的 r mG $ ＝－4650＋5.10T，当 T>912K， r mG $ >0，说明在高于 912K 的标准态条件下，用 CO 还原 FeO 是不可能的。但在高炉中， 920K－1470K，正是 CO 还原 FeO 为 Fe 的区间。如何用热力学证明在高于 912K 的温度下， CO 还原 FeO 是可能的。查资料知在此温度左右，CO 约为 20％，CO2 为 15％（体积百分比）。 4、（10 分）已知某总反应的速率系(常)数与组成此反应的元反应速率系(常)数 k1, k2, k3 间的关系为 k= k  k  k3  1 2 2   ，又知各元反应的活化能 E1=120 kJ·mol－1，E2=96 kJ·mol－1, E3=196  kJ·mol－1，试求总反应的表观活化能 Ea。 5、（10 分）20℃时水的饱和蒸气压为 2 338 Pa，试求半径为 1×10-8 m 的水滴的饱和蒸气压。已知 20℃时水的表面张力为 72.75×10-3 N·m- 1 ，体积质量(密度)为 0.9982 g·cm- 3 ，水的摩尔质量为 18.02 g·mol-1 。 6、( 15 分) 已知 25 ℃时 Hg2Cl2(s)和 AgCl(s)的标准生成吉布斯函数分别为 -210.7 kJ. mol-1 和 - 109.7 kJ. mol-1,下列反应的热效应为 5.36kJ: Ag s ( ) 1/ 2  ( ) Hg Cl s  ( ) Hg l  ( ) AgCl s 2 2 (1) 试为上述反应设计一可逆电池,写出电池表示式和电极反应;

(2) 求所设计电池的电动势及其温度系数; (3) 已知 25 ℃时, Cl-│AgCl│Ag 电极的标准电极电位为 0.2224 V, 求 25 ℃时 Cl-│ Hg2Cl2(s)│Hg 电极的标准电极电位。 7、( 15 分) 在同样温度下，乙烯 C2H4(g)的标准摩尔生成焓为fH (C2H4  g)，标准摩尔燃烧焓为cH (C2H4  g)；丙烯 C3H6(g)的标准摩尔生成焓为fH (C3H6  g)，标准摩尔燃烧焓为cH (C3H6  g)。写出这四个量之间的等式关系。已知： C H g ( ) 3  ( ) O g  2 H O l ( ) 2  ( ) CO g 2 4 2 2 2 2 C H g 3 ( ) 9  6 2 O g ( ) 6  H O l ( ) 6  ( ) CO g 2 2 （1）（2） 8、( 15 分) 请用电化学方法，测定下列反应的等压热效应，推导测量的计算公式。简要叙述测量的步骤。 Ag s HCl aq ( )  ( )  ( ) AgCl s  1 2 ( ) H g 2 计算时可能用到的常数：R=8.3124Jmol-1.K-1;F=96500C.mol-1;NA=6.023×1023.

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