华南理工物理化学近十年考研真题 整理 - 图文

2000

1．苯的正常沸点为353K，摩尔蒸发焓为30.77kJ?mol-1，现将353K，标准压力下的1 摩尔液态苯向真空等温蒸发为同温同压的苯蒸汽(设为理想气体)。 (1) 计算该过程苯吸收的热量和做的功； (2) 求过程的?G 和?S； (3) 求环境的熵变；

(4) 可以使用何种判据判断过程的性质。

2．有关金刚石和石墨在298K 时的热力学数据如下表所示： 金刚石 石墨 ?cHm/(kJ2mol-1) -395.3 -393.4Sm /(J2K-12mol-1) 2.43 5.69 密度/(kg2dm-3) 3.513 2.260

求：(1) 298K 时，由石墨转化为金刚石的?rGm；

(2) 298Ｋ时，由石墨转化为金刚石的最小压力。(本题１０分)

3．已知288.15K 时纯水的饱和蒸汽压为1705Pa，现将１mol NaOH 溶解在4.559mol 水中，测得该溶液的饱和蒸汽压596.5Pa，求： (1) 溶液中水的活度；

(2) 在纯水中和在溶液中，水的化学势的差值。(本题10 分)

4．对MnO-Fe2O3 二组分系统，已知MnO 和Fe2O3 的熔点分别为1785℃和1370℃；在1430℃时，含有40％和70％Fe2O3(质量％)两间发生转熔变化，与其平衡的液相组成为85％Fe2O3；在1200℃，两个固溶体的组成为36％Fe2O3 和74％Fe2O3。 (1) 试绘制出该系统的相图；

(2) 指出个区域和三相线对应的相态和自由度；

(3) 当一含74％Fe2O３的二相组分系统，由1650℃缓慢冷至1100℃时，作出冷却曲线，简述其相态的变化。

(4) 当一含74％Fe2O3 的二相组分系统，由1650℃缓慢冷至无限接近1430℃，试分析此时个相的组成和质量。假设系统的总质量为1kg。(本题12 分)

5．298K 时，电池Hg(1)∣HgCl2 (s) | HCl(a) | Cl2(g，p ) | Pt 的电动势及它的温度系数分别为1.092V 和9.427X10-4V?K-1。 (1) 写出电极反应及电池反应。

(2) 求电池反应的?rGm、?rSm、?rHm 及Qr，m 。

(3) 比较该反应在可逆电池中及在通常反应条件(298K，p下热反应)下进行时的热效应。

6．已知H2 分子的摩尔质量M、转动特征温度?r、振动特征温度?v 分别为2.0310-3 kg2mol-1、85.4K、6100K。在温度298.15K 时，试分别计算： (1) 运动在1m3 立方体盒子了的H2 分子平动配分函数。 (2) H2 分子的转动配分函数。 (3) H2 分子的振动配分函数。

(4) 处于第一振动激发态与振动基态的粒子数之比。

已知k=1.381310-23J?K-1， h=6.626310-34J?s， L=6.02231023mol-1。(本题10 分)

7．293K 时，苯的表面张力为28.9310-3N2m-1，密度为879kg2m-3，苯的正常沸点为354.5K，汽化热为33.9kJ2mol-1(可视为常数)。求293K 时半径为10-6m 的苯的雾滴(球形)的饱和蒸汽压。(本题10 分)

8．反应A B 的速率常数和平衡常数K(无量纲)与温度的关系如下： lg(k-1/s-1)= -4000/(T/K)+8.0 lg K =2000/(T/K) -4.0 计算：(1) 正、逆反应的级数；

(2) 反应的内能变?rU 及正、逆反应的活化能；

(3) 若cA, 0=0.5mol?dm-3， cB, 0=0，计算400K 时反应10s 后各组分的浓度。(本题12 分)

9．将0.010dm3， 0.02mol2dm-3 的AgNO3 溶液，缓慢地加入到0.01dm3，0.005 mol2dm-3 的KCl 溶液中，可得到AgCl 溶胶。 (1) 写出胶团结构的表示式； (2) 指出胶体粒子电泳的方向；

(3) 若加入NaNO3、Ca(NO3)2、Fe(NO3)3 使溶胶聚沉，何者的聚沉能力最强。

10. 关于用电导率法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数的实验,请回答如下问题： (1) 说明实验原理； (2) 画出实验装置草图；

(3) 实验中需注意那些问题。(化工类做，10 分)

2001

1. C6H6 在100kPa 时的熔点为5℃ ，摩尔熔化焓为9916J 2 mol-1 ，

Cp,m(l)=126.8J 2K-1 2mol-1 ，Cp,m(s)=122.6J2K-12mol-1。求100kPa、–5℃下1 mol 过冷C6H6 凝固成固态C6H6 的Q、△U、△H、△S、△A、△G，假设凝固过程的体积功可以忽略

不计。(12 分)

2. 卫生部规定汞蒸气在1m3空气中的最高允许含量为0.01mg。已知汞在20℃的饱和蒸气压为0.160Pa，摩尔蒸气发焓为60.7kJ2mol-1(设为常数)。若在30℃时汞蒸气在空气中达到饱和，问此时空气中汞的含量是最高允许含量的多少倍？汞蒸气看作理想气体，汞的摩尔质量为200.6g2mol-1。(10 分)

(2) 写出化合物的分子式，已知相对原子量：Ca，40；Mg，24。

(3) 将含钙35％的混合物1kg 熔化后，放置冷却到787K 前最多能获稳定化合物多少？ 12

4. 在25℃时，下列电池

Zn(s) | ZnCl2(b=0.005mol2kg-1) | Hg2Cl2(s) | Hg(1) 的电动势E＝1.227V。 (1) 写出电极反应和电池反应。

(2) 求25％时该ZnCl2 水溶液的离子强度I，离子平均活度系数?± 和活度a 。已知德拜－休克尔极限公式中常数A＝0.509kg1/22mol-1/2。 (3) 计算电池的标准电动势E?。 (4) 求电池反应的?rG?。(13 分)

5. HI 的摩尔质量M＝127.9310-3kg2mol-1，振动特征温度?v＝3200K，转动特征温度?r＝9.0K：已知k＝1.381310－23J2K-1，h＝6.626310-34J2s，L＝6.02231023mol-1。 (1) 计算温度298.15K，100kPa 时HI 的平动、转动、振动配分函数qt、qr 、qv0。 (2) 根据转动各能级的分布数，解释能级越高粒子分布数越小不一定正确。(10 分)

6. 在273K 时用钨粉末吸附正丁烷分子，压力为11kPa 和23kPa 时，对应的吸附体积(标准体积)分别为1.12dm32kg-1 和1.46dm32kg-1，假设吸附服从Langmuir 等温方程。 (1) 计算吸附系数b 和饱和吸附体积V∞。

(2) 若知钨粉末的比表面积为1.553104m22kg-1，计算在分子层覆盖下吸附的正丁烷分子的截面积。已知L＝6.02231023mol-1。(10 分)

7. 有下列反应

A(g) B(g) + C(g)

式中k1 和k2 分别是正向和逆向基元反应的速率常数，它们在不同温度时的数值如下： 温度/K 300 310 k1/s-1 3.50310-3 7.00310-3 k2/(s2p)-1 7.00310-7 1.40310

(1) 计算上述可逆反应在300K 时的平衡常数Kp 和K。 (2) 分别计算正向反应与逆向反应的活化能Ea,1 和Ea, 2。 (3) 计算可逆反应的反应焓?H。

(4) 在300K 时，若反应容器中开始时只有A，其初始压力p0 为p，问系统总压p’, 达到1.5p?时所需时间为多少？(可适当近似)(13 分)。

8．在浓度为10 mol2m-3 的20cm3 AgNO3 溶液中，缓慢滴加浓度为15 mol2m-3 的KBr 溶液10cm3 ， 以制备AgBr 溶胶。

(1) 写出AgBr 溶胶的胶团结构表达式，指出电泳方向。

(2) 在三个分别盛10cm3 AgBr 溶胶的烧杯中，各加入KNO3、K2SO4、K3PO4 溶液使其聚沉，最少需加电解质的数量为：1.0 mol2m-3 的KNO3 5.8 cm3 ；0.01 mol2m-3 的K2SO4 ；8.8 cm3 ；1.5310－3 mol2m-3的K3PO4 8.0 cm3 ；计算各电解质的聚沉值以及它们的聚沉能力之比。 (3) 293K 时，在两极距离为35cm 的电泳池中施加的电压为188V，通电40min 15s，测得AgBr 溶胶粒子移动了3.8cm。问该溶胶的?电势为多大？已知293K 时分散介质的相对介电常数?r ＝80，粘度?＝1.03310-3 Pa2s ，真空介电常数?0＝8.854310-12F2m-1。(10 分)

9、在室温下氨基甲酸铵很不稳定，易分解，且分解平衡压力小于大气压。请你设计反应装置，测量这个反应的平衡常数，粗略画出实验装置草图，说明部件要求什么条件，如何测量

压力，并推导平衡常数表达式。NH2COONH4(s) = 2NH3(g) + CO2 (g)

2002

1. 在绝热的条件下，将0.4mol 某理想气体从200kPa 压缩到1000kPa 时，温度从300K 上升到900K，求该过程的W、△H、△S、△U、△G，判断过程的性质并指出判据，已知：该理想气体在300K 和200kPa时的摩尔熵为Sm＝205J2K-12mol-1，定压摩尔热容为Cp，m＝3.5R (12 分)

2. 298K 时，反应N2O4(g)＝2NO2(g) 的平衡常数K?＝0.155，标准摩尔焓为57.24kJ2mol-1(假定温度对反应焓的影响可以忽略不计)。(共10 分)

求(1) 373K 时反应的平衡常数K 。 (2) 298K，总压为p时N2O4 的离解度。

(3) 298K，总压为p，离解前N2O4 和N2(惰性气体)物质的量为1：1 时N2O4 的离解度

3. 水的蒸汽压与温度之间可用如下关系式表示：lg (p/Pa) ＝－A/T＋B 若已知水在77℃时的饱和蒸汽压为41.847kPa，求：

(1) 常数A，B 的值以及水的摩尔蒸发焓；

(2) 在多大外压下水的沸点可以改变为101℃；(共8 分) 4．(NH4)2SO4－H2O 所组成的二组分系统，在－19.1℃时有一个低共熔点，此时冰、(NH4)2SO4(s)和浓度为38.4％(质量分数，下同)的(NH4)2SO4 水溶液平衡共存。在108.9℃时(NH4)2SO4 饱和溶液(浓度为51.8％)沸腾。 (1) 试绘出相图示意图。

(2) 分析各组分存在的相平衡。 (3) 30％(NH4)2SO4 水溶液冷却能否得纯固体(NH4)2SO4？若不能，如何得到纯固体(NH4)2SO4？ (4) 1kg 含51.8％的(NH4)2SO4 水溶液在何温度下能得到最多的纯固体(NH4)2SO4， 计算出最多能得到的(NH4)2SO4 的量。(共12 分)

5．25℃时，电池Zn(s) | ZnCl2 (b＝0.555mol2kg-1) | AgCl(s) | Ag(s) 的电动势E＝1.015V，(E/T)p = －4.02310-4 V2K－1。已知E (Zn2+/Zn)＝-0.7630V, E(AgCl/Ag,Cl-)=0.2220V。 (1) 写出电池反应。

(2) 求上述反应的平衡常数K。

(3) 求电解质溶液ZnCl2 的平均活度系数。 (4) 求上述反应在定浓条件下，在恒压无其他功的反应器中进行或在电池中可逆地进行时吸放的热量各为多少？(共12 分)

6. 25℃时乙醇水溶液的表面张力与溶液中乙醇的浓度c(单位mol2dm-3)的关系为 ?/(N2m-1)＝[72－0.5(c/ mol2dm-3)＋0.2 (c/ mol2dm-3) 2]310-3

计算c＝0.6mol2dm-3 时，(1)乙醇在液面的表面过剩；(2)将半径为10-3m 的玻璃毛细管垂直插入该溶液中(设乙醇水溶液完全润湿毛细管)，溶液在毛细管中上升高度是多少？已知该溶液的密度为986kg2m-3，重力加速度为9.8N2kg-1。(共8 分)

7. 乙醛热分解CH3CHO → CH4＋CO 是不可逆反应，在518℃及恒容条件下，有数据： 初始压力(纯乙醛) 0.400kPa 0.200kPa 100 秒后系统总压 0.500kPa 0.229kPa 求(1)乙醛分解的反应级数； (2)计算518℃时的速率常数；

(3)实验测得在538℃时的速率常数是518℃时的两倍，计算该反应的活化能。(共12 分)

8．有一平行反应

在500K 时，k1、k2 分别为4.65s-1 和3.74s-1。求(1) A 转化90％所需要的时间；(2)求总反应的表观活化能。已知两平行反应的活化能E1、E2 分别为20kJ2mol-1 和26 kJ2mol-1。

9．将稀KI 和AgNO3(过量)溶液混合制成溶胶。(1)写出胶团结构示意图；(2)画出此胶团相对的双电层电势差示意图；(3)如何确定胶粒是带正电还是带负电？(共8 分)

10．在物理化学实验中为了测定反应：I－+ I2 = I3－ 的平衡常数，一种方法是在水溶液系统中加入CCl4 溶剂。请试述在两系统中如何确定上述反应中各物质的平衡浓度，从而计算反应的平衡常数？(共8 分)

2003

1. 1mol 水在100℃、101.325kPa 下正常气化, 已知水的正常蒸发焓为40.64 kJ . mol1，求此过程的Q、W、?U、?H、?S、?G。(15 分)

2. 已知反应2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)温度为50℃、100℃时系统的平衡总压分别为3950Pa、96300Pa。设反应的?rHm与温度无关，试求： (1) 计算50℃时该反应的K、?rGm。 (2) 计算该反应的?rHm。

(3) 计算NaHCO3(s)的分解温度。(15 分

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