南昌大学2002年攻读硕士学位研究生入学考试试题 报考专业：____ 工业催化，应用化学___考试科目：_______物理化学______ ( A )
一．填空题（36） 1.实际气体A的温度为T，其临界温度为Tc，当T(<)Tc时,该气体可通过加压被液化,该气体的对比温度Tr=(T/Tc). 2.一热力学系统进行不可逆循环后,其系统的△S(=0),环境的△S环(>0) 3.298K,101.325kPa条件下1mol过饱和水蒸气凝结为水,过程的Q(<0),W(>0),△S(<0),△G(<0). 4.某液相化学反应:A(l)+B(l)→C(l)在绝热恒压条件下进行,系统的温度由T1升高到T2,此过程的△H(=Qp=0);如果 此反应在恒温恒压条件下进行,则过程的△H(不确定). 5.组分A与B形成真实液态混合物,在T温度时测得气相总蒸汽压为100kPa,其中组分B的摩尔分数yB=0.8,该温度下纯A液体的饱和蒸汽压P*A=110kPa,则组分A在液相中活度aA=(2/11=0.18). 6.一定温度T下,纯水的化学势为μ1,水中溶解少量溶质星辰经过稀溶液后,水在稀溶液中化学势为μ2,则μ1(>)μ2. 7.在恒温条件下,一定体积的A液体,有一个大液滴分散成许多小液滴,其表面张力(不变);饱和蒸汽压(增大);液面上的附加压力(增大);正常沸点(增大);对魄力润湿性(不变).(选择填入增大,减小,或不变). 8.在273.15K时用活性炭吸附CHCl3,已知CHCl3分压为6.66612kPa时,其平衡吸附量为73.58dm3·kg-1,吸附系数b为0.5459kPa-1,则CHCl3的饱和吸附量Г∞=93.82dm3kg-1).(假设该吸附服从朗缪尔吸附公式). 9.电化学中用(起电势)来表示电极的极化程度.电极极化作用的结果是使阴极的电极电势(更负);使阳极的电极电势(更正). 10.由于Vm(冰)大于Vm(水)_,所以在水的相图中,冰的熔点第 1 页 共 5 页
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曲线的斜率dp/dt(<0),其自由度F=(1),相图中水的三相点自由度F=(0). 11.由吉布斯吸附等温式可知,但溶液表面张力随溶质浓度的变化率dδ/dc>0时,溶质在溶液表面产生(负)吸附,这种溶质通常被称为(表面惰性)物质. 12.用28dm3溶度为0.02mol·kg-1Ba(NO3)2溶液(A)和相同溶度25cm3Na2SO4混合制备BaSO4溶胶,写出溶胶的胶团结构({(BaSO4)m·nBa2+·2(n-x)NO3-}2x+·2xNO3-)起ζ电位的符号为(正),起稳定作用的是(Ba(NO3)2). 二.(20) 5mol某理想气体Cv,m=2.5R,有100kPa,300K的始态恒温可逆膨胀至50kPa,在恒压加热是温度升高50K. (1)计算过程的Q,W,△U,△H,△S. (2)若要计算过程的△G,指出所需要的热力学基础数据. (3)分别在p-V图和S-T图上示意画出上述变化过程中状态函数的变化曲线. 三.(15) 原电池Pt︱H2(g,p°)︱HCl(b=0.1mol·kg-1,γ±=0.795)︱AgCl(s)︱Ag已知:298K时E°{AgCl(s)︱Ag(s)}=0.2221V,E°{Ag+︱Ag(s)}=0.7994V. (1)写出电极反应和电池反应. (2)计算原电池在298K时的电动势E及电池反应的标准摩尔吉布斯函数变△rG°m. (3)利用已知数据计算298K时AgCl的Ksp. 四.(15) 实验测得反应A(g)+B(s)→2C(g)在300K~600K之间的标准平衡常数K°与温度的关系为:lnK°=-5100/T+8.20. (1)计算500K时反应的K°,若反应系统平衡总压为200kPa,计算产物C的平衡分压.(设初始原料中只有反应物A(g)和过量的B(s))． 第 2 页 共 5 页
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(2)计算500K时的标准摩尔反应焓△rH°m及标准摩尔反应熵△rS°m. 五.(20) 1.试计算被101.325kPa的干燥空气所饱和的苯的凝固点降低值.(小数点后保留3位). 已知1.20X108Pa,2.20X108Pa,空气中O2和N2的体积分数分别为0.21,0.79,本的凝固点降低常数Kf为5.1K·mol-1·kg,苯的摩尔质量MC6H6=78.11X10-3kg· mol-1. 2.已知金属A和金属B的熔点分别为921K和692K,两者在B组成15.7%(质量百分比)是可形成稳定化合物(C),起熔点是863K,两种 金属分别与化合物之间形成两种金属分别与化合物之间形成两种低共熔点混合物,低共熔混合物的组分及熔点分别为含B3.2%,641K和含B49%,621K. (1)绘出A和B的二元凝聚系统相图. (2)指出相图中(C(s)+l)两相共存相区和(A(s)+l)两相共存相区. (3)绘出B组成为30%混合物的冷却曲线. 六.(9) 已知N2分子的振动频率为7.065X1013S-1.波尔兹曼常数k=1.381X10-23J· K-1,普朗克常数h=6.626X10-34J·S. (1)计算500K时N2分子在振动第一激发态能级分布书n1与基态能级分布数n0之比. (2)按照配分函数定义,写出N2分子在500K时的振动配分函数q°v表达式. 七.(20) 1.在518℃一定体积的容器中,乙醛蒸汽的热分解反应如下:CH3CHO(g)→CH4(g),已知反应的速率常数为6.3X10-5kPa-1·S-1(以反应物乙醛的变化表示速率常数) (1)当乙醛初始压力PA0为53.33kPa时,计算反应的半衰期和半衰期时刻系统的总压. 第 3 页 共 5 页
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(2)若上述反应活化能是136.0kj·mol-1,假定非催化反应与催化反应有相同的指数前因子A,计算518℃下催化反应的速率常数. 2.反应A+B→2C有如下反应机理A+B→R→2C试运用稳态近似法推导以产物表示的速率方程dCc/dt. 八.(15) 1.\"平衡常数的测定\"实验中,是用什么方法测定一定温度下反应物NH2COONH4(s)分解的平衡总压的?为了保证平衡总压测定的准确性,在测定系统的平衡压力前需要完成好的关键操作是什么?用相律来说明为什么此反应系统的平衡总压随反应温度变化? 2.\"原电池热力学\"实验中,为什么要用对消法测原电池电动势?如果用伏特计测量原电池电压,结果是偏大还是偏小?在用对消法测电动势的电路中,除了工作电池,待测电池外,还需要什么电池?其作用是什么? 3.在一些物化实验中,是采用物理法来分析待测系统组成的,即通过测量系统某一物理量来确定系统组成.请总结一下这些物理量有哪些? 第 4 页 共 5 页
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