2014 年北京科技大学物理化学 B 考研真题
北 京 科 技 大 学
2014 年硕士学位研究生入学考试试题
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试题编号: 627
试题名称:
物理化学 B
适用专业:
化 学
说明: 1. 所有答案必须写在答题纸上,做在试题或草稿纸上无效。
2. 符号$ 在右上角表示标准态, 例如 p$表示一个标准压力 100kPa. E$表示标准电
动势等。
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一、选择题 ( 共 15 题,每题 2 分,共 30 分 )
1. 某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行,体系的温度由 T1 升高到 T2,
则此过程的焓变ΔH:
(
)
(A) 小于零; (B) 等于零; (C) 大于零;
(D) 不能确定。
2. 下述说法,何者正确?
(
)
(A) 水的生成热即是氧气的燃烧热; (B) 水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热;
(C) 水的生成热即是氢气的燃烧热; (D) 水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热。
3. 一体系如图。将一个 22.4 升的盒子用隔板从中间一分为二。两边均放 1.0mol 氧气。
抽去隔板后两种气体均匀等温混合(设 T=273K),则过程的熵变是
(
)
(A) S=2R ln2
(B) S = 0
(C) 不确定
4. 等温等压下将液体 B 加入到丙酮中,液体 B 在丙酮中的偏摩尔体积大于其纯液态时的摩
尔体积,则增加压力,液体 B 在丙酮中的溶解度
(
)
(A)将增加; (B)将减少; (C)不变;
(D)不确定。
5. 一定量的理想气体从同一始态出发,分别经:(1) 等温可逆膨胀,(2) 绝热可逆膨胀,
压缩到相同的体积,以 U1,U2 分别表示两个终态的内能值,则有:
(
)
(A) U1> U2; (B) U1= U2;
(C) U1< U2;
(D) 不确定。
6. 下图为 A, B 二元体系的 t-x 图。当组成为 M 的溶液
缓缓冷却至温度 t1 时,若以纯固体为标准态,则液相中 A 的
活度:
(
)
(A) aA>1; (B) aA=1; (C) aA<1。
7. 稀溶液中溶质的蒸气压服从亨利定律 PB=KxxB。和拉乌尔定律的计算结果相比,PB 偏高,
则溶质和溶剂分子之间
(
)
(A)形成稳定的分子对; (B)形成不稳定的分子对; (B)没有相互作用力。
8. Na2CO3 可形成三种水合盐:Na2CO3·H2O,Na2CO3·7H2O 及 Na2CO3·10H2O。常压下将 Na2CO3(s)
投入其水溶液中,平衡时共三相,一相是 Na2CO3 水溶液,一相是 Na2CO3(s) ,则另一相是
(
)
(A) 冰; (B) Na2CO3·10H2O(s); (C) Na2CO3·7H2O(s); (D) Na2CO3·H2O(s)。
9. 反应 A+3B = 2C,已知:
ΔfHm
$ (298 K)/kJmol-1
$ (298 K) /JK-1mol-1
Sm
$
C ,mp
(298 K)/JK-1mol-1
A
0
180
30
B
0
120
20
C
-44
180
30
298 K 时反应满足如下那个条件
(
)
(A)
(B)
(C)
(D)
(ΔSm
$ /T)p > 0 , (ΔrGm
$ /T)p > 0 , (lnK /T)p > 0 ;
(ΔSm
$ /T)p < 0 , (ΔrGm
$ /T)p < 0 , (lnK /T)p < 0 ;
(ΔSm
$ /T)p < 0 , (ΔrGm
$ /T)p > 0 , (lnK /T)p > 0 ;
(ΔSm
$ /T)p < 0 , (ΔrGm
$ /T)p >0 , (lnK /T)p < 0 。
10. 理想气体反应 CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g), 若起始原料 CO 与 H2 的分子比为 1:2, 平衡
时 CO 的转化率为α,平衡常数为 Kp, 则
(
)
(A) α与 p有关;
(B) H2 的转化率是 2α;
(C) Kp=[ α(3-2α)2] / [ 4(1-α)2p2];
(D) Kp与 p2 成反比。
11. 在 HAc 解离常数测定的实验中,直接测定的物理量是不同浓度的 HAc 溶液的:(
)
(A) 电导率;
(B)
电阻; (C) 摩尔电导率;
(D) 解离度。
12. 在临界温度时,纯液体的表面张力
(
)
(A) 大于零; (B) 小于零;(C) 等于零;
(D) 无法确定。
13. 微小晶体与普通晶体相比较,哪一种性质不正确?
(
)
(A) 微小晶体的饱和蒸气压大;
(B) 微小晶体的溶解度大;
(C) 微小晶体的熔点较低;
(D) 微小晶体的溶解度较小。
14.
25℃时,电池反应 Ag +
1
2 Hg2Cl2= AgCl + Hg 的电池电动势为 0.0193V,反应时所
对应的 rSm 为 32.9 J·K-1·mol-1,则电池电动势的温度系数 (E/T ) 为: (
)
(A) 1.70×10-4 V·K-1;
(B) 1.10×10-6 V·K-1;
(C) 1.01×10-1 V·K-1;
(D) 3.40×10-4 V·K-1。
15. 同一液体,其弯曲液面的蒸气压 p1, 水平面液面的蒸气压 p2,在相同温度和外压下,
p1, 和 p2 的关系为
(
)
(A) p1> p2; (B) p1< p2;
(C) p1= p2; (D) p1> p2 或 p1< p2。
二、填空题 ( 共 15 题,每题 2 分,共 30 分 )
1. 化工生产中经常用食盐水溶液作为冷冻循环液,从食盐在水中溶解度曲线可知,盐水体
系有一定的低共熔点,因此在实际应用中,为了得到低温和不堵塞管道的效果,盐水浓度应
采用
,温度应
为宜。
2. 当用等边三角形坐标来表示三组分(A、B 和 C)体系时,若某体系的组成在平行于底边
BC 的直线上变动时,则该体系中
的浓度不变。(填 A,B,C)
3. 理想气体分子间作用力____ , 理想溶液分子间作用力____。(填:大于零,小于零,等
于零)
4. 1mol 氢气由 20 p$,300 K 进行等温膨胀,终态压力为 p$。已知终态的逸度与始态的逸度之
比 f2/f1=0.050 58, 则终态与始态的化学势之差值为_____。
5. 对于恒温的两组分溶液来说,当气相中组分 A 增加,若引起
升高,则气相中组
分 A 的浓度大于液相中组分 A 的浓度;若使总压降低,则气相中组分 A 的浓度将 _______
液相中组分 A 的浓度。
6. 石墨(C)和金刚石(C)在 25℃, 一个标准大气压下的标准燃烧焓分别为-393.4 kJ·mol-1
和-395.3 kJ·mol-1,则金刚石的标准生成焓ΔfHm
$ (金刚石, 298 K)为:
(A) -393.4 kJ·mol-1; (B) -395.3 kJ·mol-1; (C) -1.9 kJ·mol-1; (D) 1.9
kJ·mol-1。
7. 对一封闭体系,非膨胀功 Wf = 0 时,下列过程中体系的ΔU,ΔS,ΔG何者必为零?
(1) 绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程 ____ ; (填:ΔU,ΔS,ΔG)
(2) 某物质的恒温恒压可逆相变过程 ____ ; (填:ΔU,ΔS,ΔG)
8. 将反应 H2(g) + PbSO4(s) → Pb(s) + H2SO4(aq)设计成电池的表示式为:
_________。
9. 一个容器的相对两壁相距 1×10-2 dm,用 Pt 制成并充当电极。在容器中放入
0.01dm3 浓度为 1 mol·dm-3 的 KOH 溶液,若再加入 0.01dm3 H2O,电导将 ______;
若不加 H2O,改为加入 0.01dm3 浓度为 1mol·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_____。
10. 用化学凝聚法制成 Fe(OH)3 胶体的反应如下:
FeCl3 +3H2O =Fe(OH)3(溶胶) +3HCl
溶液中一部分 Fe(OH)3 有如下反应:
Fe(OH)3 +HCl =FeOCl +2H2O
FeOCl =FeO+ +Cl-
则 Fe(OH)3 溶胶的胶团结构为_______。
11. T = 298 K 时, 水-空气表面张力 = 7.17×10-2 N·m-1,
( / T )p, A = - 1.57×10-4 N·m-1·K-1。在 T,p$ 时,可逆地增加 2 cm2 表面,
对体系所作的功 W =______, 熵变S =_______。
12.
F.S.Willamson 和 E.King 发现反应:
BrO 3
+3SO 3
2
2 = Br- +3SO 4
的起始速率由 k[BrO 3
][SO 3
2 ][H+]确定, 其逆反应按照热力学观点,可能的
一个速率方程为________。
13. 若反应 CO(g) + (1/2) O2(g) = CO2(g) 在 2000 K 时的 K p
$ = 6.44,同样温度下,
则反应 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) 的 K p
$ (1) = ____ ;2CO2(g) = 2CO(g) + O2(g) 的
$ (2) = ______ 。
K p
14. 同样浓度的 NaCl,CaCl2,LaCl3,CuSO4 四种不同的电解质溶液,其中离子平均活度系
数 ±最大的是______溶液。
15. 零级反应肯定___基元反应。(填:是,不是)
三、计算题 ( 共 7 题,第 1 题和第 2 题每题 15 分,其余每题均为 10 分,共 80 分 )
1. 将 298.15 K 的 1 mol O2 从 p$ 绝热可逆压缩到 6p$,试求 Q,W,ΔU,ΔH,ΔF,ΔG,
ΔS和ΔS隔离。已知 Sm(O2, 29815 K) = 205.03 J·K-1·mol-1。
2. 将 298 K,p$下的 1dm3 O2(作为理想气体)绝热压缩到 5p$,耗费 502 J,求终态 T2 和熵 S2,
以及此过程的H和G。已知 298 K,p$下, O2 的摩尔熵 Sm= 205.1 J·K-1·mol-1,Cp, m=29.29
J·K-1·mol-1。
3. 某水溶液含有非挥发性溶质,在 271.7 K 时凝固,求:
(1)该溶液的正常沸点;
(2)在 298.15 K 时的蒸气压(该温度时纯水的蒸气压为 3.178 kPa);
(3)298.15 K 时的渗透压(假定水溶液是非常稀的溶液)。
已知:水的 Kb=0.52
K kg mol
3
,Kf =1.86
K kg mol
3
,水的凝固点为 273.15 K。
4. 以体积比 1:3 的氮、氢混合气体在 500℃,300 p压力下进行氨的合成:
(1/2)N2(g)+(3/2)H2(g)=NH3(g)
在此条件下平衡常数 Kp=4.944×10-5(kPa)-1,试按以下两种情况(视为理想气体体系)
计算氮的平衡转化率及氨的含量。
(1) 原料气中只含有 1:3 的氮和氢;
(2) 原料气除 1:3 的氮和氢外,还有 10% 的惰性组分(甲烷和氩)。
5. 有一反应 mA nB 是一基元反应,其动力学方程为 -
1
m
d
c
A
d
t
=
m
kc
A
,cA 单位是 mol·dm-3,
问:
(1) k的单位是什么?
(2) 写出 B 的生成速率方程 Bd
c
d
t
;
(3) 分别写出当 m=1 和 m1 时 k的积分表达式。
6. 18℃时,酪酸水溶液的表面张力与溶液浓度 c的关系为:
0 12.94 10 ln 1 19.64 c
c
$
3
(1) 导出溶液的表面超额Γ与浓度 c的关系;
(2) 求 c=0.01 mol·dm-3 时溶液的表面超额Γ;
(3) 求 G ;