化學考研真題下載/u-9748568.html

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蘇州大學

2015年碩士研究生入學考試初試試題（A卷）

科目代碼：《853》滿分：《150》分

科目名稱：《物理化學》

注意：①認真閱讀答題紙上的注意事項；②所有答案必須寫在答題紙上，寫在本試題紙或

草稿紙上均無效；③本試題紙須隨答題紙一起裝入試題袋中交回！

一、選擇題（共15題，30分）

1、2分

在體系溫度恒定的變化中,體系與環境之間:()

(A)一定產生熱交換

(B)一定不產生熱交換

（C)不一定產生熱交換

（D)上述說法都不對

C

2、2分

下述說法中,哪一個錯誤?()

(A)體系放出的熱量一定等于環境吸收的熱量

(B)體系溫度的降低值一定等于環境溫度的升高值

(C)熱力學平衡時體系的溫度與環境的溫度相等

(D)若體系1與體系2分別與環境達成熱平衡,則此兩體系的溫度相同

B

3、2分

在一定T，p下,汽化焓ΔvapH,熔化焓ΔfusH和升華焓ΔsubH的關系為：()

(A)ΔsubH＞ΔvapH

(B)ΔsubH＞ΔfusH

(C)ΔsubH=ΔvapH+ΔfusH

(D)ΔvapH＞ΔsubH

上述各式中,哪一個錯誤?

D

4、2分

理想氣體絕熱向真空膨脹，則：()

(A)ΔS=0，W=0(B)ΔH=0，ΔU=0

(C)ΔG=0，ΔH=0(D)ΔU=0，ΔG=0

B

5、2分

有三個大熱源,其溫度T3>T2>T1，現有一熱機在下面兩種不同情況下工作：

(1)從T3熱源吸取Q熱量循環一周對外作功W1，放給T1熱源熱量為(Q-W1)

(2)T3熱源先將Q熱量傳給T2熱源，熱機從T2熱源吸取Q熱量循環一周,對外作功

W2，放給T1熱源(Q-W2)的熱量

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則上述兩過程中功的大小為：()

(A)W1>W2(B)W1=W2(C)W1<W2(D)W1≥W2

A

6、2分

2molH2和2molCl2在絕熱鋼筒內反應生成HCl氣體，起始時為常溫常壓。則：()

(A)ΔrU=0，ΔrH=0，ΔrS>0，ΔrG<0

(B)ΔrU<0，ΔrH<0，ΔrS>0，ΔrG<0

(C)ΔrU=0，ΔrH>0，ΔrS>0，ΔrG<0

(D)ΔrU>0，ΔrH>0，ΔrS=0，ΔrG>0

C

7、2分

1mol理想氣體在室溫下進行恒溫不可逆膨脹(Q=0)，使體系體積增大一倍，則有：

-1-1-1-1-1-1

ΔS體系/J·K·mol;ΔS環境/J·K·mol;ΔS隔離/J·K·mol()

(A)5.76-5.760

(B)5.7605.76

(C)000

(D)05.765.76

A

8、2分

FeCl3和H2O能形成FeCl3·6H2O，2FeCl3·7H2O，2FeCl3·5H2O，FeCl3·2H2O四種水合物,則

該體系的獨立組分數C和在恒壓下最多可能的平衡共存的相數分別為:()

(A)C=3，=4(B)C=2，=4

(C)C=2，=3(D)C=3，=5

C

9、2分

$

理想氣體反應CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的ΔrGm與溫度T的關系為：

ΔrG=-21660+52.92T,若要使反應的平衡常數K>1,則應控制的反應溫度：()

(A)必須低于409.3℃(B)必須高于409.3K

(C)必須低于409.3K(D)必須等于409.3K

C

10、2分

常見的燃料電池為:Pt,H2(p1)|NaOH(aq)|O2(p2),Pt，設其電動勢為E1，如有另一電池可以表

示為：Cu(s)|Pt|H2(p)|NaOH(aq)|O2(p)|Pt|Cu(s)，其電動勢為E2，若保持各物質的活度相同，

則E1與E2的關系為：（）

(A)E1>E2(B)E1<E2(C)E1=E2(D)無法判斷

C

11、2分

當把金屬鉛插入下列四組溶液中，有可能置換出金屬錫的是：()

(A)2+=1.0,2+=0.1(B)=1.0,=1.0

aSnaPb

(C)=0.1,=1.0(D)=0.5,=0.5

B

12、2分

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當一定的直流電通過一含有金屬離子的電解質溶液時，在陰極上析出金屬的量正比于：

（）

(A)陰極的表面積

(B)電解質溶液的濃度

(C)通過的電量

(D)電解質溶液的溫度

A

13、2分

在298K時，已知A液的表面張力是B液的一半，其密度是B液的兩倍。如果A，

B液分別用相同的毛細管產生大小相同的氣泡時，A液的最大氣泡壓力差等于B液的：

()

(A)1/2倍(B)一倍(C)二倍(D)四倍

A

14、2分

某反應，當反應物反應掉5/9所需時間是它反應掉1/3所需時間的2倍，則該反應是：

()

(A)一級反應(B)零級反應

(C)二級反應(D)3/2級反應

C

15、2分

在催化劑表面上進行的雙分子氣相反應,已知表面反應為控制步驟,且測得反應速率

r與反應物氣相壓力之間有下面如圖關系,則反應可能的歷程為：()

(A)L－H歷程(B)R歷程

(C)A,B分子直接反應(D)A,B皆可能

B

二．計算題（共７題，９0分）

16.在100~120K的溫度范圍內，甲烷的蒸氣壓與絕對溫度T如下式所示：

lg(p/Pa)=8.96-445/(T/K)

甲烷的正常沸點為112K。在1.01325×105Pa下，下列狀態變化是等溫可逆地進行的。

CH4(l)＝CH4(g)(p,112K)

$

試計算：(1)甲烷的ΔvapHm，ΔvapG，ΔvapS及該過程的Q，W；

(2)環境的ΔS環和總熵變ΔS。

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$-1

[答](1)ΔvapHm=8.52kJ·molΔvapG=0(4分)

-1-1

ΔvapS=76.10J·molQp=8.52kJ·mol

W=pΔV=931J·mol-1(3分)

-1-1

(2)ΔS環=-76.1J·K·mol

ΔS總=ΔvapS+ΔS環=0(3分)

17.絕熱等壓條件下,將一小塊冰投入263K,100g過冷水中,最終形成273K的冰水體系,以

100g水為體系,求在此過程中的Q,H,S,上述過程是否為可逆過程?通過計算說明。已知：

-1

fusHm(273K)=6.0kJ·mol

-1-1

Cp,m(273K,l)=75.3J·K·mol

-1-1

Cp,m(273K,s)=37.2J·K·mol

[答]ΔH=Qp=0(絕熱)(2分)

ΔH=ΔH1(變溫)+ΔH2(相變)

=nCp,m(T2-T1)-nxΔfusHm

-1-1-1-1

=100g×75.3J·K·mol×(273-263)K/18.0g·mol+nx(-6000J·mol)

=0(2分)

nx(l→s)=0.697mol(即12.55g)(2分)

-1

ΔS=ΔS1+ΔS2=nCp,mln(T2/T1)-nxΔfusHm/T=0.46J·K>0(2分)

因為ΔS(絕)>0

所以過程是不可逆的(2分)

18.2,2－二甲基丁醇的飽和蒸氣壓可用下式表示：

ln(p/p)=-11168K/T-14.701ln(T/K)+115.6979

試求該化合物的：

(1)正常沸點Tb；

(2)摩爾汽化焓與溫度T的關系式；

(3)298.15K時的汽化焓ΔvapHm；

(4)298.15K時汽化過程的標準摩爾吉布斯自由能變化ΔvapG；

(5)298.15K時的標準摩爾汽化熵ΔvapS

[答](1)正常沸點時,ln(p/p)=0,解得Tb=410K(2分)

2

(2)ΔvapHm(T)=RTdln(p/p)/dT

19.半導體工業為了獲得氧含量不大于1×10-6的高純氫,在298K，101kPa下讓電解水制

得的氫氣(99.5%H2，0.5%O2)通過催化劑，發生反應：

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)

達到消除氧的目的。試問反應后氫氣的純度能否達到標準要求？

-1

已知：ΔfG(H2O,g)＝-228.59kJmol

[答]恒溫恒壓下體積分數就是物質的量分數,現設100mol原料氣,反應后剩余的氧為

nmol。

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

反應前/mol99.50.50

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平衡時/mol99.5-2(0.5-n)=98.5+2nn2(0.5-n)

$

因為p=p,所以Kp=Kx(p/p)∑νB=Kx(2分)

$80

K=exp(-ΔrGm/RT)=1.38×10(4分)

8022

1.38×10=x(H2O,g)/[x(H2)x(O2)]

=(1-2n)2(99.5+n)/[(98.5+2n)2n]

≈1×100/(1002n)=1/100n

n≈7.3×10-83<<1×10-6(4分)

由此可見,催化除氧能使氫氣純度達標。

20.298K時，0.1mol·dm-3的KCl的電導率為1.289S·m-1，用某一電導池測得0.1mol·dm-3

的KCl的電阻為24.69，0.01mol·dm-3的HAc溶液的電阻為1982，試求該HAc溶液

的摩爾電導率和電離常數。

-42-1

已知：m(HAc)=390.72×10S·m·mol。

[答]k(HAc)/k(KCl)=R(KCl)/R(HAc)求得：k(HAc)=0.01623S·m-1(2分)

2-1

m(HAc)=k(HAc)/c=0.001623S·m·mol(以下各1分)

=m/m=0.04154

K=(c/c)·2/1-=1.8×10-5

21.電池Pt,H2(p1)|H2SO4(aq)|H2(p2),Pt中，氫氣服從的狀態方程為pVm=RT+P，=1.48×

-53-1

10m·mol，且與溫度、壓力無關。若p1=30p，p2=p，請：

(1)寫出電池反應；

(2)求298K時的電動勢；

(3)電池可逆作功時吸熱還是放熱？

(4)若使電池短路，體系和環境間交換多少熱量？

G1p2

(2)ErmVdp

m

zFzFp

1（5分）

11p2RTp

()dp[RTln2(pp)]0.0439V

zFpzFp21

p11

ERp1

(3)()pln

TzFp2

Ep1

QR=TrSm=zFT()RTln8427J,吸熱。

Tpp

2（4分）

-1

(4)Qp=rHm=rGm+TrSm=-zEF+QR=-45.7J·mol（4分）

-1

22.298K時，N2O5的不可逆分解反應在一般壓力下為一級反應，其速率常數為0.0010min，

同溫度下N2O4的可逆解離反應很快達到平衡，平衡常數為Kp=4500Pa。若將N2O5在壓力為

20000Pa，298K下密閉于真空容器中，試求200min后，N2O5,O2,N2O4,NO2各自分壓是多

少？

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k1

[答]NONO+O

252422

p0-xx-yx

2NO2

2y

p

kt=ln0，x=3620Pa，p=16380Pa（5分）

N2O5

p0x

p=1810Pa

O2

(2y)2

K==4500Pa

p3620Pay

y=3060Pa，p=16380Pa，p=1810Pa，

p=2090Pa，p=3060Pa（5分）

N2O4NO2

三．問答題（3題，共30分）

2

23.實驗測定某固體的(V/T)p=a+bp+cp,若將此固體在恒溫下從pA壓縮到pB,導出熵變S的

表達式。

[答]因為(V/T)p=-(S/p)T

2

所以(S/p)T=-(a+bp+cp)(2分)

故Δ2積分區間：到

S=(a-bp-cp)dp(pApB)

2233

=-a(pB-pA)-(1/2)b(ppBA)-(1/3)c(ppBA)

2233

=a(pA-pB)+(1/2)b(ppAB)+(1/3)c(ppAB)(3分)

24.在p$下，Ca和Na在1423K以上為完全互溶的溶液，在1273K時部分互溶。此時兩液

相的組成為33%(質量分數，下同)的Na與82%的Na，983K時