中科院2003-2009物化试题.pdf

科目名称 物理化学 甲 第 1 页 共 6 页 中国科学院研究生院中国科学院研究生院 2007 年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题 科目名称 物理化学 甲 科目名称 物理化学 甲 考生须知 考生须知 1 本试卷满分为 150 分 全部考试时间总计 180 分钟 2 所有答案必须写在答题纸上 写在试题纸上或草稿纸上一律无效 3 可以使用无字典存储和编程功能的电子计算器 下列一些基本常数供解题时参考 普朗克常数 h 6 626 10 34 J S 玻兹曼常数 kB 1 381 10 23 J K 1 摩尔气体常数 R 8 314 J mol 1 K 1 法拉第常数 F 96500 C mol 1 一 是非题 每小题 1 分 共 15 分 判断下列各题是否正确 正确用 表示 错误用 表示 1 气体的压力是在单位时间内撞击在单位表面上的分子所发生的动量的变化 2 公式 PV 常数 适用于理想气体的绝热可逆变化 3 一定量的某实际气体 向真空中绝热膨胀以后 系统的 P 和 V 的乘积变小 温度降低 则此过程的 U 0 4 将低沸点的 A 和高沸点的 B 两种纯液体组成液态完全互溶的气液平衡体系 在一定温度 下 将液体 B 加入体系中时 测得体系的压力增大 说明此系统具有最大正偏差 5 水的三相点就是水的冰点 6 溶剂服从拉乌尔定律 溶质服从亨利定律的溶液 称为理想稀溶液 7 当反应A s B s D g 达到化学平衡时 系统的自由度 f 3 8 在合成氨反应中 惰性气体的存在不影响平衡常数 但影响平衡组成 9 能量零点选择不同 则内能的值也不同 10 无论是定位系统或非定位系统 最概然分布的公式是一样的 11 对任一种有液接的浓差电池 加盐桥比不加盐桥的电动势大 12 反应 A B 2 C 2 D 不可能是基元反应 13 在同一温度下的同一基元反应 随着不同浓度单位 k 速率常数 有不同数值 从 exp exp RT H R S h Tk k mrmrB 看 主要是因所取的标准态不同所引起的 mrS 14 亲液胶体的丁达尔效应比憎液胶体的强 15 小晶粒的熔点比大块的固体的熔点略高而溶解度却比大晶粒小 二 选择题 60 分 1 24 题为单选题 每小题 2 分 共 48 分 25 28 题为多选题 每小题 3 分 共 12 分 1 对于孤立体系中发生的实际过程 下列关系中不正确的是 A W 0 B Q 0 C U 0 D H 0 2 理想气体的物质的量为 n 从始态 A P1 V1 T1 变化到终态 B P2 V2 T2 其熵变的计算公 式可用 A S nRln P2 P1 2 1 T T p dT T C B S nRln P1 P2 2 1 T T p dT T C C S nRln V2 V1 2 1 T T V dT T C D S nRln V2 V1 2 1 T T V dT T C 3 热温商表达式 Q T 中的 T 是什么含义 A 体系的摄氏温度 B 体系的绝对温度 C 环境的摄氏温度 D 环境的绝对温度 4 为马拉松运动员沿途准备的饮料应该是哪一种 A 高脂肪 高蛋白 高能量饮料 B 20 葡萄糖水 C 含适量维生素的等渗饮料 D 含兴奋剂的饮料 5 设温度 T 时 纯液体 A 的饱和蒸气压为 PA 化学势为 A 在标准压下的凝固点为 Tf 当A中溶有少量的与A不形成固溶体的溶质而成为稀溶液时 上述三个物理量分别为PA A和 Tf 它们与 PA A 和 Tf 之间关系为 A PA PA A A Tf PA A A Tf Tf C PA PA A A Tf PA A Tf 6 反应 CO H2O CO2 H2 在 973 时 p 0 71 如各物质的分压均为 100 kPa 则反应的 rGm A rGm B rGm C rGm D rGm rGm 科目名称 物理化学 甲 第 2 页 共 6 页 7 放热反应 2NO g O2 g 2NO2 g 达平衡后 若分别采取 增加压力 减少 NO2 的分压 增加 O2的分压 升高温度 加入催化剂 能使平衡向产物方向移动的是 A B C D 8 一定温度下 液体 A 的蒸汽压为 13000Pa 液体 B 的蒸汽压为 6500Pa 假设 A 和 B 构成 理想液体混合物 当 A 在溶液中的摩尔分数为 0 5 时 其在气相中的摩尔分数为 A 1 3 B 1 2 C 2 3 D 3 4 9 相图与相律之间关系是 A 相图由相律推导得出 B 相图由实验结果绘制得出 相图不能违背相律 C 相图由实验结果绘制得出 与相律无关 D 相图决定相律 10 分布 是统计热力学中的一个重要基本概念 下面关于 分布 的理解 正确的是 A 一种分布就是一种微观状态 而且只是一种微观状态 B 分布是用各能级上的分子数组成的一组数字 n1 n2 ni 来表示的 C 各能级上布居的分子数所组成的一组数字 n1 n2 ni 其中每一数字 ni 表示一种分布 D 各种分布具有相同的热力学几率 11 某体系有 NA个粒子 由状态 变到状态 时 其微观状态数增加到原来的倍 则 过程后体系的熵变 S 为 A N 2 A 5 76 J 1 B 5 78 J 1 C 34 70 J 1 D 34 70 J 1 12 某反应的速率常数与各基元反应的速率常数的关系为 2 1 4 1 2 2 k k kk 则该反应的表 观活化能 Ea与各基元反应活化能的关系为 A 412 2 1 EEEEa B 2 41 2 EE EEa C D 2 1 412 2 EEEEa 412 EEEEa 13 在化学反应动力学中 反应级数是个宏观的概念 其值 A 只能是正整数 B 可正 可负 可为零 可以是整数 也可以是分数 C 只能是 0 1 2 3 D 无法确定 科目名称 物理化学 甲 第 3 页 共 6 页 科目名称 物理化学 甲 第 4 页 共 6 页 14 简单碰撞理论中 碰撞截面是 A 碰撞分子 A 的横截面积 B 碰撞分子 B 的横截面积 C 碰撞分子 A 和 B 的横截面积之和 D 以碰撞直径 AB为半径的圆面积 15 一封闭钟罩中放一杯纯水 A 和一杯糖水 B 静置足够长时间后发现 A A 杯水减少 B 杯水满后不再变化 B A 杯变成空杯 B 杯水满后溢出 C B 杯水减少 A 杯水满后不再变化 D B 杯水减少至空杯 A 杯水满后溢出 16 韦斯顿电桥是测量哪种电性质的 A 电容 B 迁移数 C 电阻 D 电位 17 在迁移数测定管中 装入一定浓度的 HCl 溶液 插入两个铂片进行电解 一定时间后 测得串联电路上的库仑计银片质量增加 2 179 克 阴极区电解前含 Cl 0 2654 克 电解 后含 0 1362 克 并知银和氯的相对分子质量分别为 107 87 和 35 5 则 H 的迁移数 为 A 0 1802 B 0 3701 C 0 8198 D 0 1899 18 丹聂尔电池 铜 锌电池 在放电和充电时锌电极分别称为 A 负极和阴极 B 正极和阳极 C 阳极和负极 D 阴极和正极 19 下列关于电解池的两个电极特征的说明中不正确的是 A 在阳极 其电位较高 进行氧化反应 B 电子密度较低的电极 称为阳极 C 电子密度较高的电极 进行氧化反应 D 在阴极进行还原反应 20 已知 Zn2 Zn 0 763V Cd2 Cd 0 403V H2在 Zn 上的 0 70 V H2在 Cd 上的 0 48V 若在 25 下 以 Cd 为电极 电解 CdCl2 0 01mol dm 3 ZnSO4 1 mol dm 3 pH 3 的混合溶液 在阴极上发生反应的离子的先后次序为 A Cd2 H Zn2 B H Cd2 Zn2 C Zn2 H Cd2 D H Zn2 Cd2 21 根据 25 时下列反应的标准电极电势 1 Fe2 2e Fe s 1 0 439 V 2 Fe3 e Fe2 2 0 770 V 可得 Fe 3 3e Fe s 所对应的标准电极电势 3 A 0 331 B 0 036 C 0 036 D 0 331 22 用半透膜把胶体与其它溶质分离的过程称为什么 A 电泳 B 渗析 C 胶溶 D 絮凝 23 胶体分散体系和其它分散体系的主要区别在于 A 分散相在普通显微镜下观察不到 B 颗粒不能通过半透膜 C 扩散速度慢 D 胶体粒子大小介于 1 100 nm 24 胶体系统的电泳现象表明 A 分散介质不带电 B 胶体粒子带有大量的电荷 C 胶团带电 D 胶体粒子处于等电状态 25 下列哪些关系式对 1 mol 任何物质都成立 A H V T 0 B U T V CV C T P H 0 D H P S V E U V S P 26 对于 K 1 的反应 下列说法正确的是 A 该反应的 rG m与 rGm相等 B 该反应的 rGm 0 C 该反应在标准态进行时 处于平衡状态 D 该反应的各物质的活度都相同 E 该反应的各物质的活度系数都是 1 27 下列说法正确的是 A 若反应 aA bB gG hH 是基元反应 速率方程为 r kAcAacBb kBcAacBb B 用反应进度 对时间变化率表示速度方程 k 与所选的反应物种类无关 C 所有的二级反应都是双分子反应 D 零级反应速度常数 kC的单位 dm3 mol 1 s 1 E 用不同反应组分表示的反应速率方程 其速率常数大小不同 28 对电解质 B 而言 下列各关系式中不能成立的是 A a aB 1 B a aB C a a a 1 D a m m E a a a 式中 三 计算和简答 共75分 1 5分 什么是离子氛 它如何影响离子活度和离子电导 2 6分 291 K 时 测得CaF2 的饱和水溶液的电导率为38 6 10 4 S m 1 水的电导率为1 5 10 4 S m 1 假定CaF2 完全解离 求CaF2 的溶度积 已知 mm m NaClS mmolNaFS mmol CaClS mmol 001089000902 1 2 001167 2121 2 21 3 6分 H2S 和CO2 组成的气体混合物中 H2S 的摩尔分数为0 513 将1750 cm3 在21 101 325 kPa 下测得的 混合气体通入350 的管式炉 然后迅速冷却 使流出来的气体 通过盛有无水氯化钙的管子 结果管子的质量增加了34 7 mg 试求350 时反应 H2S g CO2 g COS g H2O g 的标准平衡常数 设气体服从理想气体状态方程 科目名称 物理化学 甲 第 5 页 共 6 页 4 6 分 氧化铝瓷件上需要涂银 当加热至 1273 K 时 试用计算接触角的方法判断液态 银能否润湿氧化铝瓷件表面 已知该温度下固体 Al2O3的表面张力1 0 s g N m 1 液 态银表面张力 1 0 88 g N m 1 液态银与固体 Al2O3的界面张力 1 1 77 s N m 1 5 6 分 用毛细上升法测定某液体的表面张力 此液体的密度为 0 790 g cm 3 在半径为 0 235 mm 的玻璃毛细管中上升的高度为 2 56 10 2m 设此液体能很好地润湿玻璃 试求此液体的表面张力 6 10 分 电池 Pt H2 1 atm KOH 0 1M HgO s Hg l 在 25 时的电动势是 0 926 V 试回答下列问题 1 写出电极反应和电池反应 2 从热力学角度看 在 25 及 1 atm 下 汞能否被空气中的水蒸气转化为氧化汞和氢 气 设空气中水蒸气和氢气的摩尔百分数分别为 1 1 和 0 01 已知 25 及 1 atm 下 H2O l H2O g 的 G298 8598 J 7 13 分 400 时 反应 NO2 g NO g 1 2 O2 经实验证明可以进行完全 并 且为二级反应 产物 NO 和 O2对反应速率无影响 以二氧化氮消耗表示的反应速率常 数 k 与热力学温度 T 的关系为 80 8 575 4 25600 lg T k k 的单位为 dm3 mol 1 s 1 设气体服从理想气体状态方程 试回答 1 若在 400 时 将压力为 26 7 kPa 的二氧化氮通入反应器 使之发生上述反应 试 计算反应器中的压力达到 32 0 kPa 所需时间 2 试求出此反应的表观活化能 Ea及指前因子 A 8 10 分 组分 A 的正常熔点为 6 B 为 65 两种纯固态物不互溶 低共熔点 E 为 1 低共熔物中含 B 为 0 2 摩尔分数 A 和 B 可以形成不稳定化合物 AB2 它在 30 时分解 1 据以上数据画出 A B 双组分 T x 相图 2 标出各相区组成 3 在二组分体系的低共熔点 E 自由度数为几 在低共熔点 E 所处的水平线上 恒温 线 能否用杠杆规则 4 说明含 B 摩尔分数为 0 8 的不饱和溶液在冷却过程中的相变情况 9 13 分 将 298 2 K p 的氧气绝热可逆压缩到 6 p 试求该变化的 Q W U H S体 F G 已知 O2 298 2 K 205 0 J K 1 mol 1 m S 科目名称 物理化学 甲 第 6 页 共 6 页 科目名称 物理化学 甲 第 1 页 共 6 页 中国科学院研究生院中国科学院研究生院 2008 年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题 科目名称 物理化学 甲 科目名称 物理化学 甲 以下一些基本常数供解题时参考 普朗克常数 34 6 626 10hJ s 玻兹曼常数 231 1 381 10 B kJ K 摩尔气体常数 11 8 314RJ molK 法拉第常数 1 96500FC mol 一 是非题 每小题 1 分 共 15 分 判断下列各题是否正确 正确用 表示 错误用 表示 1 表面张力的存在是由于液体表面层分子受到一个沿液面的切线方向的力而引起的 2 表面活性剂超过了某一特定浓度后在溶液内部将形成胶团 3 泡沫的存在主要依赖于加入的表面活性剂的数量 4 统计熵中包括了构型熵 或残余熵 所以对于某些气体它要大于量热熵 5 在定温定压下 溶剂 A 和溶质 B 形成一定浓度的稀溶液 采用不同浓度表示的话 则溶液中 A 和 B 的活度不变 6 化学反应等温式 rmrma lnGGRTQ 当选取不同标准态时 反应的 rm G 将改变 且 rm G a Q 都随之改变 7 在一定的温度压力下 某反应的 rG 0 故要寻找合适的催化剂可以使反应向正向 进行 8 HUp V 适用于封闭体系的恒压过程 9 在恒压下 理想气体的体积随温度的变化率 p VTRp 10 1mol 单原子理想气体从体积 1 V 恒温自由膨胀到体积 2 V 则 21 ln SRVV 11 在密封容器中 水 水蒸气和冰三相呈平衡时 此系统的组分数为 3 自由度为 0 12 松弛法能测定很高的反应速率 数学处理也较简单 但因只能应用于高反应速率的 测定而有一定的局限性 科目名称 物理化学 甲 第 2 页 共 6 页 13 在简单硬球碰撞理论中 有效碰撞的定义是互撞分子的总动能超过 c E 14 构成可逆电池的电极必须是可逆电极 15 以 Pt 为电极电解 24 aNSO 水溶液 两极的溶液中各加几滴石蕊溶液 在电解过程中 阴极区溶液呈蓝色 阳极区溶液呈红色 二 选择题 60 分 1 24 题为单选题 每小题 2 分 共 48 分 25 28 题为多选 题 每小题 3 分 共 12 分 1 在一绝热气缸中有 1mol 绝热气体 其始态为 111 pTV 经可逆膨胀到 222 pTV 再施加恒定外压将气体压缩至 1 V 则整个过程的S 为 A 大于零 B 小于零 C 等于零 D 无法确定 2 一封闭体系进行不可逆循环 其热温商之和 A 大于零 B 小于零 C 等于零 D 其符号根据具体循环而定 3 关于偏摩尔量 下面诸叙述中不正确的是 A 偏摩尔量是状态函数 其值与物质的数量无关 B 在多组分多相体系中不存在偏摩尔量 C 体系的强度性质没有偏摩尔量 D 偏摩尔量的值只能大于或等于零 4 25 C 时 对于由 1mol 苯和 1mol 甲苯组成的理想溶液 下列各式中不正确的是 A mix 0H B 1 mix 11 53KSJ C mix 0G D mix 3437 6GJ 5 乙醇比水易挥发 如将少量乙醇溶于水中形成稀溶液 下列说法中正确的是 A 溶液的饱和蒸气压必低于同温度下纯水的饱和蒸气压 B 溶液的沸点高于相同压力下纯水的沸点 C 溶液的沸点必定低于相同压力下纯水的沸点 D 溶液的沸点等于相同压力下纯水的沸点 6 对于化学反应K 与 T 的关系中 正确的是 A 若 rm 0H T 增加 K 增加 B 若 rm 0H T 增加 K 增加 C 若 rm 0H T 变而K 不变 D 若 rm 0H T 变而K 不变 7 石灰窑中烧石灰的反应为 32 a C CO sCaO sCOg 在 101 3kPa 下使反应能在一 科目名称 物理化学 甲 第 3 页 共 6 页 定速率下进行 试估计所需的最低温度 已知反应在 298K 的 rm H 和 rm S 分别为 177 86 1 kJ mol 160 6 11 J Kmol A 835K B 1107K C 1200K D 1080K 8 用水蒸气蒸馏溴苯的沸点为 95 C 已知此时水的蒸气压为 635mmHg 溴苯的蒸气压 为 125 mmHg 溴苯的分子量为 157 则每蒸出 1kg 溴苯需消耗水蒸气的量 kg 为 A 0 582 B 1 06 C 1 60 D 1 87 9 已知 23 Na CO s 和 2 l H O可组成的水合物有 232 Na s CO H O 232 Na7 s COH O 和 232 Na10 s COH O 问在 101 3kPa 下与 23 Na CO 水溶液及冰平衡共存的含水盐最多有 A 一种 B 两种 C 三种 D 不能生成 10 在一个平衡的孤立体系中 微观状态数最多的分布出现的几率最大 是建筑在 A 等几率假设上 B 粒子在能级 i 上的存在有无限制 C 粒子之间没有相互作用 D 粒子是彼此可以区别的 11 CO 和 2 N 的质量 转动特征温度的数值基本相同 若电子均处于基本非简并的最低 能级 且设振动对熵的贡献可忽略 则 A mm2 SCOSN B mm2 SCOSN C mm2 SCOSN D 不能确定 12 反应 32 23OO 的速率方程为 21 332 d Odtk OO 或者 2 23 d Odtk O 1 2 O 则速率常数k和k 的关系是 A 2k 3k B k k C 3k 2k D k 2 k 3 13 测得一反应在不同温度下的速率常数k 以lgk对1 T作图得直线 直线的斜率 2680 截距 10 62 该反应的活化能 1 J mol A Ea 51314 B Ea 22282 C Ea 6172 D Ea 9675 14 对于物理吸附 和化学吸附 下列说法错误的是 A 是分子间力而 是化学键力起作用 B 有选择性而 无 C 吸附速度快而 慢 D 一般为单分子层与多分子层而 一般为单分子层 15 催化剂的选择性与工业上常用的转化率和单程产率有如下关系 A 产率 选择性 转化率 B 转化率 产率 选择性 C 产率 转化率 选择性 D 转化率 产率 选择性 科目名称 物理化学 甲 第 4 页 共 6 页 16 298K 将0 1 3 mol dm 的HAc溶液分别放入两个不同的电导池中 测量其电导与电 导率 下列判断正确的是 A 两个电导池测量出电导相等 B 两个电导池测量出电导不相等 C 两个电导池测量出电导率不相等 D 两个电导池测量出电导 电导率都相等 17 在浓度不大的范围内 摩尔电导率随浓度的变化规律为 A 与浓度呈反比关系 随浓度增大而减小 B 与浓度无关 不受浓度的影响 C 与浓度的 1 2 c呈线性关系而增大 D 与浓度的 1 2 c呈线性关系而减小 18 常用作标准电池的是 A 丹聂尔 Daniell 电池 B 惠斯顿 Weston 电池 C 伽伐尼 Galvani 电池 D 伏打 Vata 电池 19 常用三种甘汞电极 即 1 饱和甘汞电极 2 摩尔甘汞电极 3 0 1 3 mol dm 甘汞电 极 电极反应式为 2 g ls2e2 g l2 laqH CHC 25 C时三者的标准电极电位 的 关系为 A 123 B 213 C 321 D 123 20 关于液接电势 j E 下列说法正确的是 A 只有种类不同的电解质溶液接界时才有 j E存在 B 无论电池中有无电流通过 只要有液体接界存在 j E总是存在 C 只有无电流通过电池时才有 j E存在 D 只有电流通过时才有 j E存在 21 用对消法测定由电极 3 Ag sAgNOaq与电极 Ag AgCl sKCl aq组成的电池的 电动势 下列哪一项是不能采用的 A 标准电池 B 电位计 C 直流检流计 D 饱和KCl盐桥 22 下列不属于大分子溶液性质的是 A 热力学性质稳定 B 粘度大 C 溶液不能透过半透膜 D 在重力场中可建立沉降平衡 23 下列说法中正确的是 A 溶液中胶粒的布朗运动就是本身热运动的反映 科目名称 物理化学 甲 第 5 页 共 6 页 B 要观察到真实胶粒的形状和大小 不能使用普通显微镜 要借助超显微镜 C 溶胶在等电点时 其热力学电势和电动电势均为零 D 在外加电解质的作用下 溶胶胶团的双电层被压缩到与溶剂化层重合时 电势为零 24 在分析化学上 有两种利用光学性质测定胶体溶液浓度的仪器 一是比色计 另一 为比浊计 分别观察的是胶体溶液的 A 透射光 折射光 B 散射光 透射光 C 透射光 散射光 D 透射光 反射光 25 在氧气 理想气体 的如下过程中 属于等熵过程的是 A 绝热恒容过程 B 等温可逆膨胀过程 C D 绝热可逆膨胀 E 绝热恒外压膨胀 26 不互溶液体A与B各取0 5 3 dm和0 4 3 dm 等温等压下溶质D在其间分配达平衡时 A中溶解D 0 04 3 dm B中溶解D 0 01 3 dm 则分配常数 c K的可能值为 A 3 20 B 2 50 C 0 400 D 0 313 E 0 0400 27 欲加速连串反应的进行 应 A 加大具有最大速率常数一步的速率 B 加大具有最小速率常数一步的速率 C 降低具有最高活化能一步的活化能 D 降低具有最低活化能一步的活化能 E 降低具有最大速率常数一步的速率 28 有关电导和电导率的单位 下列说法中正确的是 A 电导的单位是 1 A V B 电导的单位是 1 S C 电导率的单位是 1 S D 电导率的单位是 2 mS E 电导率的单位是 1 mS 三 计算和简答 共 75 分 1 5分 根据配分函数的概念 导出在重力作用下 气体粒子数随高度的分布 n h0 B mgh k T ne 2 6分 在两个充满0 001 3 mol dm KCl溶液的容器之间是一个AgCl多孔塞 塞中细 孔充满了溶液 在两个容器中插电极接以直流电 试问溶液将向何方向移动 当以 0 1 3 mol dm KCl来代替0 001 3 mol dm KCl时 加以相同的电压 液