1、 中國科學院研究生院 2009年招收攻讀碩士學位研究生入學統一考試試題 科目名稱：物理化學（甲）考生須知：1. 本試卷滿分為150分，全部考試時間總計180分鐘。2. 所有答案必須寫在答題紙上，寫在試題紙上或草稿紙上一律無效。3. 可以使用不帶儲存功能的計算器。 下列一些基本常數供解題時參考：普朗克常數h=6.626×10-34J·S ; 玻茲曼常數kB=1.381×10 -23J·K-1摩爾氣體常數R=8.314J·mol-1·K-1 ; 法拉第常數F=96500C·mol-1一、是非題（每小題1分，共15分）（判斷下列各

2、題是否正確，正確用“”表示，錯誤用“×”表示）1. 某氣體狀態方程為p=f(V)T,f(V)只是體積的函數，恒溫下該氣體的熵隨體積V的增加而增加。2. 在恒溫恒壓不做非體積功的情況下，H>0,S>0的過程不一定能自發進行。3. 已知X和Y可構成固溶體。在X中隨著加入Y可使系統的熔點升高，則Y在固溶體中的含量 比Y在液相中的含量低。4. 稀溶液的依數性是指在指定溶液的種類和數量后，其性質僅取決于所含溶質分子的數目，而與 溶質的本性無關。5. 在非理想液態混合物中，正規混合物的非理想性是完全由混合熱效應引起的。6. 多孔硅膠具有強烈的吸水性能，這表明自由水分子的化學勢較吸附于

3、硅膠表面的水分子的化學 勢為低。7. 在一定溫度下，分子的平動，振動及轉動的能級間隔大小順序為：振動能>轉動能> 平動能。8. 原電池的電動勢等于構成電池的各相同的各個界面上所產生的電勢差的代數和。9. 工業上用電解食鹽水制造NaOH的反應為：2NaCl+2H2O 電解2NaOH+H2(g)+Cl2(g), 陰極反應為：2NaCl+2e- 2Na+ + Cl2(g)。10. 碰撞理論中的閾能Ec是與阿倫尼烏斯活化能Ea在數值上必須相等，碰撞才是有效的。11. 假設晶體上被吸附的氣體分子間無相互作用，則可把該氣體系統視為定閾的獨立子系統。12. 在統計熱力學中，零點能（基態分子的能量

4、）的選擇可影響Gibbs函數G的值。13. 絕大多數液態物質的表面張力都是隨著溫度的升高而逐漸地趨于極大值。 科目名稱：物理化學（甲） 第1頁 共 6頁14. 反應級數只能是0或正整數。15. 正常人體中，血液的糖分高于尿中的糖分，這是由于腎臟的滲透功能阻止血液中的糖分進入尿 液。二、選擇題(60分)(1-24題為單選題,每小題3分,共48分,25-28題為多選題,每小題3分,共 12分)1. 在同一溫度下,某氣體物質的摩爾定壓熱容Cp,m與摩爾定容熱容Cv,m之間的關系為: (A)Cp,m<Cv,m (B)Cp,m>Cv,m (C)Cp,m=Cv,m (D)難以比較2. 基爾霍夫

5、定律,由T1下的H1計算T2下的H2： (A)只能直接用于反應物和產物都為氣體的化學反應過程 (B)能直接用于任何化學反應過程 (C)只能直接應用于等壓過程中無相變，無其他功的化學反應過程 (D)只能用于均相體系在等壓下的反應過程3. 下列各種函數中,那一種是廣度性質: (A)若L=L(T,p,n1,n2,),則L=0(為常數) (B)若L=L(T,p,n1,n2,),則L=L(T,p,n1,n2,） (C)若L=L(T,p,n1,n2,),則L=L(T,p,n1,n2,） (D)若L=L(T,p,n1,n2,),則2L=L(T,p,n1,n2,）4. 一個純物質的膨脹系數 m3·K

6、-1（T為絕對溫度),則該物質的摩爾恒壓熱容Cp將： (A)與體積V無關 (B)與壓力p無關 (C)與溫度T無關 (D)與V,T,p均有關5.H2O（l,373K，p0）蒸發為氣體 H2O（g,373K,p0）,判斷該過程能否發生，可用判斷的依據是 (A) H (B)G (C) U (D)S（體系）+S（環境）6.在一個簡單（單組分，單向，各項同性）封閉體系中，恒壓只做體積功的條件下，內能隨溫度升高作如何變化？ (A) >0 (B) <0 (C) =0 (D) 具體體系情況而定7.某物質的偏摩爾熵SB與下列哪個式子相等： 科目名稱：物理化學（甲） 第2頁 共 6頁D，大致是-8.在

7、一容器內（由體積相等的兩部分構成），置入1mol理想氣體。這1mol理想氣體分子全部處在其中任意一部分的數學概率等于： (A)(1/2)N0 (B) (C) (1/2)N0 (D)2N09.一氣體的化學勢為,其標準態為： (A)fB=1的狀態 (B)273.15K，101.325kPa下該氣體的狀態 (C)溫度為T，壓力為P 0時，該氣體的狀態 (D)溫度為T，壓力為101.325kPa，該氣體假想為理想氣體的狀態10.物質A和B組成的溶液中，nA=0.6.在恒溫恒壓下，把無限小量的A或B或者兩者都加入溶液，所引起的偏摩爾體積的無限小改變量之間的關系是： (A)dVA:dVB=3/2 (B)d

8、VA:dVB=-3/2 (C)dVA:dVB=-2/3 (D)dVA:dVB=1/311.理想氣體B的化學勢可以表示為，式中: (A)只與p有關 (B)只與氣體B的本性有關 (C)除了與B的本性有關外，只是溫度的函數 (D)是T，p的函數12.在313.15K，100g水中加入氧氣達平衡后，液面上蒸汽壓p=39200Pa,已知氧氣在水中的henry系數K=7.61×109 Pa, 313.15K時，水中溶解氧氣質量為 (A) 1.53×10？g (B)4.92g (C) 5.724×10？g (D)2.062×10？g13.平衡常數K與溫度T關系為dln

9、Ko/dT = rHm0/RT2，則溫度升高時，Ko (A)增大 （B)減小 (C)不變 (D)不能判斷14.對于理想混合物反應體系，標準反應自由能與平衡常數之間的關系式，下列不正確的是 (A) (B) (C) (D) 科目名稱：物理化學（甲） 第3頁 共 6頁15.溫度T時反應H2O(g)= H2(g)+ O2(g)的平衡常數為KP1,反應CO2(g)= CO(g)+ O2(g)的平衡常數為KP2,同溫度下CO(g)+ H2O(g)= CO2(g)+ H2(g)的平衡常數KP3 (A)KP1+KP2 (B) KP1KP2 (C) KP1/KP2 (D)KP2/KP116.液態氧相對氣態氧的標

10、準自由能為4795 J·mol-1,25度時其飽和蒸汽壓為多少kPa: (A)101.3 (B)202.6 (C)303.9 (D)701.617.某藥物分解反應為一級反應，37時，反應速率常數k為0.46 h-1,若服用該藥物0.16g，問該藥物在胃里停留多長時間方可分解90%？ (A)3h (B)5h (C)4.6h (D)6h18.升高溫度可以提升反應速率，主要原因是: (A) 增加分子總數 (B)增加活化分子總數 (C)降低反應活化能 (D)使反應向吸熱方向移動19.直鏈羧酸通式為CH3(CH2)nCOOH，當n增大時，預計羧酸在極性溶劑如水中的溶解度將 ，在非極性溶劑中的溶

11、解度將 。 (A)減小 增大 (B)增大 減小 (C)減小 減小 (D)增大 增大20.同一體系的p-x圖上最高（或最低）點的組成與T-x圖上的最低（或最高)點的組成的關系是: (A)一定相同 (B)一定不同 (C)不一定相同 (D)上述均不對21.對于二組分溶液，即氣相中A組分濃度增加，則總壓降低，說明對于組分A,其氣相中的濃度與液相中的濃度比： (A)大于1 (B)等于1 (C)小于1 (D)無法確定22.忽略CO和N2的振動運動對熵的貢獻，則CO和N2的摩爾熵的大小關系是： (A) Sm(CO)Sm(N2) (B) Sm(CO)Sm(N2) (C) Sm(CO)=Sm(N2) (D)無法

12、確定23.下列對轉動配分函數計算式的對稱數差別理解不對的是： (A)對配分函數的修正 (B)對粒子等同性的修正 (C)對量子態等同性的修正 (D)對轉動量子數的修正24.當用三角形相圖表示X,Y,Z的三組分系統時，物系點在通過X點的一條直線上變動時，則此物系的特點是 (A)Y與Z的百分含量之比不變 (B)X的百分含量不變 科目名稱：物理化學（甲） 第4頁 共 6頁 (C)Y的百分含量不變 (D)Z的百分含量不變25.以下說法不正確的是: (A)熱容是體系的宏觀性質 (B)由理想氣體的Cp可以計算它的焓變H=Cp（T2-T1） (C)Cp，m與氣體的本性有關且隨溫度變化 (D)理想氣體由溫度T1

13、升高到T2的過程吸熱Q=Cp（T2-T1） (E)對于氣體Cp，m CV，m26.以下說法中，符合熱力學第二定律的是（A）不可能將海洋中蘊藏的能量轉化為功（B）體系可以從單一熱源吸熱并將所吸的熱全部轉化為功（C）對于在溫度T1，T2間操作的理想熱機，如用水代替理想氣體作為工作物質，則熱機效率下降（D）實際過程一定是熱力學不可逆過程（E）不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體27.反應CO（g）+ 1/2 O2（g）= CO2（g）為放熱反應，并在一定條件下達到平衡，根據范特霍夫公式，可以判斷當溫度升高時：（A）反應向生成產物的方向移動 （B）反應向生成反應物的方向移動（C）正向反應平衡常數增大 （D

14、）逆向反應平衡常數增大（E）反應的焓變增大或減小28.丁達爾現象中散射光的強度I（A）與粒子濃度成正比 （B）與入射光波成反比（C）與入射光波長四次方成反比 （D）與膠粒大小無關（E）與入射光強度的平方成正比三.計算題和簡答題（75分）1.（5分）用開爾文方程解釋：（1）噴霧干燥加快液體汽化速率 （2）毛細管凝聚現象2.（6分）試由）和 出發，推證對單原子理想氣體 3.（6分)已知濃度為0.001 mol/L的Na2SO4溶液的電導率為0.026 S·cm2,當該溶液飽和了CaSO4以后，電導率上升為0.070 S·cm2，求CaSO4的活度積（已知Na+與1/2Ca2+的

15、摩爾電導率分別為5.0×10-3和6.0×10-3 S·cm2· mol-1） 科目名稱：物理化學（甲） 第5頁 共 6頁4.（6分）有一金溶膠，膠粒半徑為r=3×10-8 m，25時，在重力場中沉降平衡，在某一高度處單位體積中有166個粒子，計算比該高度低10-4 m處單位體積中的粒子數為多少（已知金密度193 00kg/m3，介質密度1000kg/m3）5.(5分）在300K和100Kpa下，用惰性電極電解水以制備氫氣。設所用直流電流的強度為5A，電流效率100%。如欲獲得1 m3H2（g），則需要通電多少時間？如獲得1 m3O2（g），則

16、需要通電多少小時？已知該溫度下水的飽和蒸汽壓為5565 Pa。6.（10分）電池PtH2(Po)H2SO4（0.01mol·Kg-1）O2(Po) Pt，已知298K時，該電池電動勢為E=1.228V，H2O(l)的標準摩爾生成焓為 （1）寫出該電池的電極與電池反應 （2）求298K 時，該電池的溫度系數 （3）求273K時，該電池的電動勢。設在273K-298K之間，H2O(l)的生成焓不隨溫度改變。電動勢隨溫度的變化是均勻的。7.（12分)某氣相反應 已知在298K時，K1=0.21S-1，K2=5×10-6Pa·S-1,當溫度升高到310K時，K1和K2均增加1倍，求（1）298K時的平衡常數（2）正、逆反應的實驗活化能（3）反應的（4）在298K時，A的起始壓力為101.325kPa，總壓力到151.99 kPa時需要時間多少？8.（12分）設某氣體其狀態方程為，其中為常數，求等溫可逆膨脹過程中的的表達式9.（12分）已知101.