中国药科大学物理化学考研真题及详细解答 2002PDF.pdf

第 1 页 中 国 药 科 大 学 2002 年攻读硕士学位研究生入学考试 物理化学试题 试题答案与分析 仅供参考 一 选择题 共 20 分 2 分 小题 1 下列哪组既是状态量 又是强度量 4 1 Qp Wm H S 2 Gm Cp m QV m Vm 3 U V T 物理化学试题 第 2 页 4 p Cp m T 点评 凡是和 Q W 相关的量都不是状态 函数 物理化学试题 第 3 页 2 当水银和玻璃表面接触时是完全不润湿 的 这个过程的 G 变化 3 1 G 0 3 G 0 4 不确定 解 因为 ddGA dA 0 所以 dG 0 物理化学试题 第 4 页 3 某反应的速率常数为 0 09 min 1 反应物 的初始浓度为 0 2 mol dm 1 该反应的半衰期为 1 1 7 70 min 2 1 01 min 3 4 04 min 4 50 5 min 解 因为 k min 1 所以反应为一级反应 故其半衰期 12 ln2 7 70 min 0 09 t 物理化学试题 第 5 页 4 已知温度为 T时 液体 A的蒸气压为 13330 Pa 液体 B 的蒸气压为 6665 Pa A 和 B 形成理想 溶液 当 A 的摩尔分数为 0 5 时 其在气相中的 摩尔分数为 3 1 1 3 2 1 2 3 2 3 4 3 4 解 对理想溶液 溶剂和溶质均适用 Raoult 定律 物理化学试题 第 6 页 AAA BBB pp x pp x 因为 A B 2 p p A B 1 x x 所以 物理化学试题 第 7 页 AA BB 2 pp pp 根据 Dalton 定律 AAAB A BABAB B 1 2 3 pppp y ppppp 物理化学试题 第 8 页 5 298 K 标准压力下 蔗糖水溶液和纯水 达渗透平衡时 体系的独立组分数 相数和自由 度数分别为 2 1 2 2 0 2 2 2 1 3 2 1 0 4 2 2 3 点评 对于单渗透膜系统 其相律形式为 3fK 其中 3 代表了温度和两个压力项 物理化学试题 第 9 页 6 有一理想气体反应 A B 2C 在某一温 度下进行 按下列条件之一可以用 o rm G 直接判断 反应方向和限度是 3 1 任意压力和组成 2 总压为 101325 Pa 物质的量分数 xA xB xC 1 3 3 总压为 303975 Pa 物质的量分数 xA xB xC 1 3 4 总压为 405300 Pa 物质的量分数 xA xB 物理化学试题 第 10 页 1 4 xC 1 2 点评 根据化学反应等温方程式 o rmrm ln a GGRTQ 当 Qa 1 时 o rmrm GG 物理化学试题 第 11 页 7 有一连串反应 CBA 21 kk 如 E1 E2 A1 E2 A1 A2 高温下由反应 2 控制 低温时转由 1 T 2 lnk 1 T 1 lnk lnk 1 T 3 物理化学试题 第 13 页 反应 1 控制 2 E1 E2 A1 A2 全程由反应 1 控制 3 E1 A2 全程由反应 2 控 制 4 E1 E2 A1 A2 高温时由反应 1 控制 低温时由反应 2 控制 物理化学试题 第 14 页 8 固相金属 Ag Cd 和合金相 Ag0 5 Cd0 5 250 时能溶于液态金属 Sn 中 现测得溶解热如 下 相 solHm kJ mol 1 Ag 20 42 Cd 19 00 Ag0 5 Cd0 5 27 47 合金 Ag0 5 Cd0 5 的标准生成热为 温度为指 定温度 2 物理化学试题 第 15 页 1 15 52 kJ mol 1 2 7 76 kJ mol 1 3 11 95 kJ mol 1 解 绘制出溶解过程的框图 溶于 Sn 中 H1 H2 H3 o rm 0 50 5 0 5Ag0 5CdAg Cd H 物理化学试题 第 16 页 其中 o 1solm 0 5 Ag HH o 2solm 0 5 Cd HH o 3solm0 50 5 Ag Cd HH oo rmfm0 50 5 Ag Cd HH 所以 物理化学试题 第 17 页 oo fm0 50 5solm o solm o solm0 50 5 Ag Cd 0 5 Ag 0 5 Ag Ag Cd 20 420 519 000 5 27 47 7 76 kJ mol HH H H 物理化学试题 第 18 页 9 下列说法正确的是 3 1 自然界中 水总是从化学势高的高地流 向化学势低的低地 2 物质 B 在 相和 相之间宏观迁移的方向 总是从高浓度相迁至低浓度相 3 在相平衡体系中 当物质 B 在其中一相 中达到饱和时 则其在所有相中都达到饱和 4 在相平衡体系中 组分 B 在其中一相中 的饱和蒸气压为 B p 但在其它所有相中的饱和蒸 物理化学试题 第 19 页 气压不一定是 B p 物理化学试题 第 20 页 10 Li Cl2电池可表达为 Li LiCl 饱和溶液 Cl2 o p Pt o1 LiCls 384 kJ mol i 则其标准电动势为 4 1 1 V 2 2 V 3 3 V 4 4 V 解 电池反应为 物理化学试题 第 21 页 2 1 LiCl g LiCl 2 饱和溶液 而 LiCl s 的生成反应为 2 1 LiCl g LiCl 2 s 因为存在溶解平衡 LiCl LiCl s饱和溶液 所以 ooo LiClfm s LiCl s GzFE 物理化学试题 第 22 页 o 384000 3 979 V 96500 E 物理化学试题 第 23 页 二 填空题 共 30 分 1 3 题 2 分 题 1 某气体的状态方程为 pRT n pV 则 G 可表达为 ln 12 1 2 m pp p p RTG 物理化学试题 第 24 页 2 请将反应 HCl a2 HCl a1 设计成一热力学意义上的可逆电池 o 21 o 22 Pt H HCl AgCl Ag Ag AgCl HCl HPt pa ap 点评 注意设计的电池要是 热力学可逆 的 因此设计普通的 双液浓差电池 是不符合 要求的 物理化学试题 第 25 页 3 一水平放置的毛细管内装有少量的润湿性 液体 若该液体在管内一直向左移动 说明毛细 管有何缺陷 毛细管左细右粗 物理化学试题 第 26 页 4 5 分 o2 Cu Cu0 337 V o Zn2 Zn 0 763 V 在用电解法制备黄铜 銅 锌合金 时 一般要在溶液中加入 CN 负离子 请用电化学知识说明电解法制备黄铜的基本原 理 答 当两种金属的析出电势相同时 它们会 在阴极上同时析出 这就是电解法制备合金的原 理 在 Cu2 和 Zn2 浓度相同时 析出电势相差较 多 达 1 V 以上 所以直接用 Cu2 和 Zn2 离子的 物理化学试题 第 27 页 放电不能形成銅锌合金 如果在电解液中加入 CN 使成为 3 Cu CN 和 2 4 Zn CN 络合离子 二 者的析出电势可变得相当接近 若进一步控制温 度 电流密度和 CN 的浓度 就可用电解法制得 不同成分的銅锌合金 黄铜 物理化学试题 第 28 页 5 5 分 将硫磺的乙醇饱和溶液在剧烈搅 拌条件下滴入水中 能形成浅蓝色乳光的硫磺溶 胶 1 试写出其胶团结构式 2 举出一种 简单的破坏此溶胶的方法 解 1 Sm nHS n x H x nH 2 加入 BaCl2溶液 物理化学试题 第 29 页 6 8 分 可用最大泡压法测定正丁醇水溶 液的表面张力 已知水的表面张力 0 0728 N m 1 本实验可测定正丁醇水溶液的 c 曲线 1 画出实验装置示意图 2 简要说明实验原理 要求写出基本公式 3 指出该实验成败关键 4 根据你所学的知识 画出正丁醇水溶液 的 c 曲线的形状 解 1 实验装置如下 物理化学试题 第 30 页 物理化学试题 第 31 页 2 设毛细管半径为 r 气泡在毛细管逸出时 受到向下的作用力 max 2 pr 溶液表面张力在毛 细管口产生的作用力为 r2 当气泡在毛细管口 逸出时 两作用力相等 hgrrpr 2 max 2 2 hg r 2 若用同一毛细管和压力计在同一温度下测定 物理化学试题 第 32 页 两种液体 则有 2 1 2 1 h h 11 2 2 1 hKh h K 为仪器常数 用已知表面张力为 2的液体为标 准 从上式可求出其它液体的表面张力 1 3 实验成败的关键有三点 i 毛细管绝 物理化学试题 第 33 页 对干净 ii 气泡的速度要慢 iii 保持实验 过程中气路通畅 4 由于正丁醇具有表面活性 是表面活性 物质 因此其表面张力等温线地草图如下 c 物理化学试题 第 34 页 7 6 分 对 FeO MnO 二组分体系 已知 FeO MnO 的熔点分别为 1370 和 1785 在 1430 二固体溶液间发生转熔变化 其相图如下 FeO MnO 1370 1430 1785 T x 1 2 65 3 4 物理化学试题 第 35 页 1 指出各区域的组成 2 绘出组成为 x 的混合熔融物的冷却曲线 解 1 各区域的组成如下表所示 区域 组 成 1 熔液 l 2 熔液 l 固溶体 3 熔液 l 固溶体 4 固溶体 物理化学试题 第 36 页 区域 组 成 5 固溶体 固溶体 6 固溶体 2 根据相图 绘制的步冷曲线如下 物理化学试题 第 37 页 三 计算题 共 50 分 10 分 题 1 已知 298 K 时的下列数据 BaCO3 s BaO s CO2 g o1 fm kJ molH i 1219 558 393 o11 m J KmolSii 112 1 70 3 213 6 试求算 1 298 K 时 BaCO3分解反应的 o rm G o rm H 及 o rm S 物理化学试题 第 38 页 2 298 K 时 BaBO3分解压力 3 若已知分解反应的 p C 4 0 J K 1 mol 1 求 1000 K 时 BaBO3分解压力 解 1 BaCO3 s 的分解反应如下 BaCO3 s BaO s CO2 g 因此根据表格中的数据可以直接计算反应标准吉 布斯自由能变和标准熵变 物理化学试题 第 39 页 o rm 1 3935581219 268 kJ mol H i o rm 11 70 3213 6112 1 171 8 J Kmol S ii ooo rmrmrm 3 1 268 10112 1 217 kJ mol GHTS i 2 物理化学试题 第 40 页 o o39rm exp9 16 10 G K RT p CO2 9 16 10 34 Pa 3 oo rmrm 1 1000K298K1000298 271 kJ mol p HHC i 物理化学试题 第 41 页 oo rmrm 11 1000 1000K298Kln 298 176 6 J Kmol p SSC ii ooo rmrmrm 1 1000K1000K1000K 94 kJ mol GHTS i o o5rm exp1 23 10 G K RT p CO2 1 23 Pa 物理化学试题 第 42 页 点评 山大教材 p178 练习 30 物理化学试题 第 43 页 2 298 K 时 电池 o1o 2242 PtH H SO0 01 mol kg OPtpp i 已知 o1 fm2 H O l285 85 kJ molH i o fm G H2O l 237 14 kJ mol 1 求 1 此电池的电动势 2 273 K 时的电动势 3 298 K 时电池反应的热效应 解 1 物理化学试题 第 44 页 o o fm 237140 1 229 296500 G E nF 2 oo ormrm rm 11 163 456 J Kmol HG S T ii 1rm 8 469 V K p SE TnF i 物理化学试题 第 45 页 273K298K 1 25 V p E EET T 3 Qr T rSm 48 71 kJ mol 1 点评 山大教材 p337 练习 33 修改而来 物理化学试题 第 46 页 3 某一大分子电解质 Na20P 摩尔质量 M 100 kg mol 1 有一半透膜 膜内为 1 00 g 100 cm3 的 Na20P 溶液 膜外 0 0010 mol dm 3 NaCl aq 请求 Na c 及膜电势 解 设唐南平衡后的离子分布如图所示 10 4 M P 20 10 4 x M Na x M Cl 0 001 x M Cl 0 001 x M Na 膜内 膜外 物理化学试题 第 47 页 当唐南平衡时 NaCl 在膜内和膜外的化学势相等 x 20 10 4 x 0 001 x 2 x 4 55 10 4 mol dm 3 膜电势为 物理化学试题 第 48 页 Na Na 44 4 ln 8 31429820 104 55 10 ln 965000 0014 55 10 0 039 V c RT E zFc 内 外 物理化学试题 第 49 页 4 某溶液的反应 A B P 当 cA 0 1 10 4 mol dm 3 cB 0 1 10 2 mol dm 3时 实验 测得不同温度下吸光度 A 随时间的变化如下表 t min 0 57 130 A 298 K 1 390 1 030 0 706 0 100 A 308 K 1 460 0 540 0 210 0 110 当固定 cA 0 1 10 4 mol dm 3 改变 cB 0时 实 验测得 2 1 t随 cB 0的变化 298 K 如下 物理化学试题 第 50 页 cB 0 mol dm 3 1 10 2 2 10 2 2 1 t min 120 30 设速率方程为 ba ckcr BA 求 a b k 及 Ea 解 设对 A 是一级反应 对 B 是二级反应 则当 A 的起始浓度不变 改变 B 的起始浓度时 A 的半衰期为 物理化学试题 第 51 页 kc t 2 0 B 2ln 2 1 从中可以看出 当 cB 0变为 2 cB 0时 2 1t降为原来 的 1 4 这和题中所给的条件一致 因此 a 1 b 2 k 22 101 2ln 120 k 57 76 mol dm 3 2 min 1 物理化学试题 第 52 页 另外也可以从题中的吸光度数据 计算速率 常数 kt AA