2015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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2015 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。(共 15 小题, 每小题 2 分，合计 30 分) 1、对于一个封闭系统，下列说法中正确的有：( )。 ( 1 ) 等容绝热过程U = 0； ( 2 ) 等容过程所作的功等于零； ( 3 ) 绝热过程 U   ( 4 ) 循环过程U = 0。 p V d ； 2、如图，在一具有导热器的容器上部装有一可移动的活塞；当在容器中同时放入锌块及盐酸令其发生化学反应，则以锌块与盐酸为系统时，正确答案为：( )。 ( 1 ) Q < 0，W = 0，U < 0； ( 2 ) Q = 0，W < 0，U > 0； ( 3 ) Q = 0，W = 0，U = 0； ( 4 ) Q < 0，W < 0，U < 0； 3、1 mol 某理想气体，与温度恒定为 400 K 的热源相接触进行恒温膨胀时吸热 40kJ，而所作的体积功仅为变到相同终态最大体积功的 20 % ，则系统的熵变S为（（1）－100 J·K-1；（2）100 J·K-1；（3）500 J·K-1；（4）20 J·K-1 4、在 100℃, 101.325 kPa 下有 1 mol 的 H2O( l )，使其与 100℃的大热源接触并使其向真空中蒸发，变为 100℃，101.325 kPa 的 H2O( g )，对于这一过程可以用哪个量来判断过程的方向？（（1）S(系统) 5、若已知 H2O(g)及 CO(g)在 298 K 时的标准摩尔生成焓fH (298 K)，分别为－242 kJ·mol-1 和－111kJ·mol-1, 则反应 H2O(g) + C(石墨) H2(g) + CO(g)的标准摩尔反应焓为：（）（2）S(系统)+S(环境) （4）S(环境) （3）G ）。）（1）－353 kJ·mol-1；（2）－131 kJ·mol-1；（3）131 kJ·mol-1；（4）353 kJ·mol-1。 6、1 mol 理想气体经一等温可逆压缩过程，则：（ (1) G > A； (2) G < A； (3) G = A； (4) G与A无法比较。）。 7、公式 H n C   T 2 T 1 ,md T p 的适用条件是：( )。 ( 1 )任何过程； ( 3 )组成不变的等压过程； ( 2 )等压过程； ( 4 )均相的组成不变的等压过程。 8、二组分合金处于低共熔温度时系统的条件自由度数 为：( (1) 0；(2) 1；(3) 2；(4) 3。 9、试从硫的相图上指出 S(正交)，S(g)和 S(单斜)三相平衡共存的相点为：( )。 )。（1） C； (2) B； (3) D。 10、若反应速率系(常)数 k的单位为浓度·时间－1，则该反应为：（）。

（1）三级反应；（2）二级反应；（3）一级反应；（4）零级反应。 11、若某液体在毛细管内呈凹液面，则该液体在该毛细管中将（）。（1）沿毛细管上升；（2）沿毛细管下降；（3）不上升也不下降。 12、高分散度固体表面吸附气体后，可使固体表面的吉布斯函数：（）。（１）降低；（２）增加；（３）不改变。 13、通电于含有活度相同的 Fe2+，Ca2+，Zn2+，Cu2+的电解质溶液中，已知它们的标准电极电势如下：E (Fe2+|Fe)=－0.4402 V，E (Ca2+|Ca)=－2.866 V，E (Zn2+|Zn)=－0.7628， E (Cu2+|Cu) =0.337 V。在惰性电极上，金属析出的顺序为：（）。（1）CuFeZnCa；（3）CaFeZnCu； 14、在温度 T时，若电池反应（2）CaZnFeCu；（4）CaCuZnFe。 1 Cl2=== 2 1 Cu2++Cl的标准电池电动势为 E1 ， 2 1 Cu+ 2 Cu + Cl2=== Cu2+ +2Cl 的标准电池电动势为 E2 ，则 E1 和 E2 的关系为：（）。（1）E1 / E2 = 2；（2）E1 / E2 = 1/2；（3）E1 / E2 = 4；（4）E1 / E2 = 1。 15、温度 T，压力 p 时理想气体反应： ①2H2O (g) == 2H2 (g) + O2(g) K1 ； 1 O2 (g) K2 ； 2 ② CO2(g) == CO (g) + 则反应： ③ CO (g) + H2O (g) = CO2(g) + H2 (g) 的 K3 应为（）。（1）K3 （2）K3 = K1 = K1 / K2 ； -K2 ；（3）K3 ) = K1 O / K2 。。二、填空题。在题中“____”处填上答案。(本大题总计 15 分) 1、（3 分）已知 Cpm(Zn)= （2238 + 1004  10-3T / K）J·mol-1·K-1，则 1 mol 金属锌从 25℃等压升温至 300℃的熵变S = 2、（1 分）已知一定温度下 A(g)，B(g)，C(g)三种微溶气体溶于某液体时的亨利常数 kb,B 分别为 50.0×109 Pa·kg·mol-1,1.50×109 Pa·kg·mol-1 和 160×106 Pa·kg·mol-1。则当三种气体在该液体中的质量摩尔浓度 bB 相同时，它们的平衡气相分压：pA,pB,pC 的大小顺序为。 3、（3 分）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） 4、（2 分）微小晶体的饱和蒸气压同温度下大晶体的饱和蒸气压；微小晶体的熔点大晶体的熔点。 5、（3 分）影响反应速率的主要因素有 、、。 6、（3 分）80℃时纯苯的饱和蒸气压为 100.4 kPa，纯甲苯的饱和蒸气压为 38.7 kPa。若有苯和甲苯的理想液态混合物气液平衡时，在 80℃时气相中 C6H6 的摩尔分数为 0.30，则液相中 C6H6 的摩尔分数为。三、问答题。请回答下列各题。(本大题共 2 小题, 共 30 分) 1、（15 分）电池的电动势 E及热力学函数变rGm ，rHm ，rGm 是否与电池反应计量方程式的书写有关？ 2、（15 分）乙苯脱氢制苯乙烯反应为气相反应： C6H5C2H5(g) C6H5C2H3(g)＋Ｈ２(g) 生产中往往向系统中添加惰性组分 H2O(g)，这是为什么? 四、计算题（本大题共 75 分） 1、（15 分）原电池 AgAgAc(s) Cu(Ac)2（b=0.1mol·kg-1）Cu 的电动势为 E(298K)= 0.372V， E(308K)= 0.374V。在 290K 到 310K 温度范围内，电动势的温度系数为常数（注：Ac-为醋酸根）。（1）写出电池的电极反应式及电池反应式；（2）试计算该电池反应在 298K 时的 rGm，rHm 及rSm。 2、（10 分）已知 A (l) 在 300 K 时的蒸气压为 50.00 kPa, 蒸发热为 40.00 kJ·mol-1。今在 300 K，100 kPa 下有 2 mol A (l) 经几个步骤最后变为 300 K，100 kPa 下的蒸气。计算此过程的U，H，S，A及G（蒸气可视为理想气体） 3、（10 分）钢铁进行热处理时，应控制处理气氛，防止铁的氧化。已知 850 ℃时，反应 Fe(s) + CO2(g) == FeO(s) + CO(g) K = 2.4 (1) 若系统中只有 CO2 和 CO 两种气体, 二者比例为多少可防止 Fe(s)的氧化? (2) 若系统中加入 (N2)= 0.40 的惰性气体 N2，则 CO 与 CO2 的比例为多少可防止 Fe(s) 的氧化 ? 4、（10 分）环氧乙烷的热分解是一级反应，活化能为 218.0 kJ·mol－1，在 378.5℃时的半衰期为 363 min，试估计在 450℃时分解 75%的环氧乙烷所需的时间。 5、（10 分）在 330.3 K，丙酮(A)和甲醇的液态混合物在 101 325 Pa 下平衡，平衡组成为液相 xA = 0.400，气相 yA = 0.519。已知 330.3 K 纯组分的蒸气压力 pA * = 104791 Pa，

* = 73 460 Pa。试说明该液态混合物是否为理想液态混合物，为什么？若不是理想液态 pB 混合物，计算各组分的活度和活度因子(系数)。(均以纯液态为标准态。) 6、（20 分）已知 MnO(A)-SiO2(B)系统相图如图所示。 (1) 根据该图填下表：相区相数相态及成分自由度数 ‘ ① ② ③ ④ M点 E点注：以 代表白硅石， 代表鳞石英 C1 代表 2MnOSiO2，C2 代表 MnOSiO2； (2) 画出系统点 R 降温时的步冷曲线（注明曲线转折处变化及各曲线段的平衡相的相态和成分）； (3) w（SiO2）=0.1 的系统，总质量为 10 kg 、自液态冷却至 1 400 C 时，可分离出多少固态 MnO？

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