物化上学期试题及答案华南理工考研真题1.pdf

1999199919991999年 物理化学 上学期试题年 物理化学 上学期试题年 物理化学 上学期试题年 物理化学 上学期试题 一 选择题一 选择题 每题 每题2 2 2 2分 共分 共10101010题 题 1 在298K和100kPa下 反应 3C s O2 g 3H2 g CH3COOCH3 l 的等压热效应Qp与等 容热效应Qv之差为 A 9911 J mol 1B 9911 J mol 1 C 14866 J mol 1D 7433 J mol 1 1 A Qp Qv vRT 0 4 8 3145J mol K 298K 9911 J mol 1 2 在一个绝热的刚壁容器中 发生一个化学反应 使系统的温度从T1升高到T2 压力从p1 升高到p2 则 A Q O W 0 U OB Q 0 W 0 U 0 C Q 0 W 0 U0 W 0 U 0 2 B 3 满足 S 0的过程是 A 可逆绝热过程B 节流膨胀过程 C 绝热过程D 等压绝热过程 3 A 4 比较如下两筒氧气 理想气体 化学势的大小 A A BB A B C A BD 不能比较其相对大小 B RTln p p 4 已知 373K 时液体A的饱和蒸气压为66 7kPa 液体 B 的饱和蒸气压为101kPa 设A和 B 构成理想液体混合物 则当A在溶液中的物质的量分数为 0 5 时 气相中A的物质的 量分数应为 A 0 199B 0 301C 0 398D 0 602 4 C yA pA xA pA xA pB xB 66 7 0 5 66 7 0 5 101 0 5 0 398 5若 298K 时反应N2O4 g 2NO2 g 的K 0 1132 则当p N2O4 p NO2 1 kPa 时 反应将 A 向生成NO2的方向进行 B 向生成N2O4的方向进行 C 正好达化学平衡状态 D 难于判断其进行方向 6 将固体NH4HCO3 s 放入真空容器中 恒温到 400K NH4HCO3按下式分解并达到平衡 NH4HCO3 s NH3 g H2O g CO2 g 系统的组分数C和自由度数F为 A C 2 F 1B C 2 F 2 C C 1 F 0D C 1 F 1 6 C S 4 C S R R 4 1 2 1 B O2 g 1mol 300K 10p A O2 g 1mol 300K p F C 1 P 1 1 2 0 7 在通常情况下 对于四组分系统平衡时所具有的最大自由度数为 A 3B 4C 5D 6 7 D 相数最小时P 1自由度最大F C 2 P 4 2 1 5 8 科尔劳施 Kohlransch 从实验中总结出电解质溶液的摩尔电导率与其浓度成线性关系 cA mm 这一规律适用于 A 弱电解质B 强电解质的稀溶液 C 无限稀溶液D 浓度为1mol dm 3的溶液 8 B 这反映了强电解质稀溶液时的实验规律 9 若算得电池反应的电池电动势为负值时 表示此电池反应是 A 正向进行 B 逆向进行 C 不可能进行 D 反应方向不确定 9 B 10 在298K和101325Pa下 把Zn和CuSO4溶液的置换反应设计在可逆电池中进行 将做电 功100KJ 并放热3KJ 则过程中内能变化 U为 A 103 kJB 97kJC 97kJD 103kJ 10 A U Q W 6kJ 200kJ 206kJ 选择题选择题选择题选择题填空题填空题填空题填空题计算题计算题计算题计算题简答题简答题简答题简答题返回返回返回返回 二 填空题二 填空题 每题每题2 2 2 2分 共分 共10101010分分 1 已知某纯液体在两种温度T1 T2下对应的饱和蒸气压分别为p1 p2 则该液体的平 均摩尔气化焓 Hm为 1 Hm R T1T2ln p2 p1 T2 T1 2 液固相图的实验测定方法通常有 蒸气压法 热分析法 和 测折光率法 测溶解度法 2 热分析法 测溶解度法 3 强电解质MX MY和HY的摩尔极限电导分别为 1 2 3 则HX的摩尔极限电导 为 3 2 3 1 4 已知液态水在温度T时的标准摩尔生成焓为x 则氢气在该温度下的标准燃烧焓为 4 x 5 在温度为T时反应C s O2 g CO2 g C s 1 2 O2 g CO g 的平衡常数分别 为K1 K2 则反应CO g O2 g CO2 g 的平衡常数为 5 5 K1 K2 三 三 三 三 计算题 计算题 6 6 6 6题 共题 共60606060分 分 1 1 1 1 1mol理想气体由100kPa 10dm3恒压压缩到1dm3 再恒容升压到1000kPa 试计算 整个过程的W Q U H 10分 解 变化过程如下 根据理想气体状态方程 p1V1 T1 p3V3 T3 可得 T3 T1 p3V3 p1V1 T1 1000kPa 1dm3 100kPa 10dm3 T1 1mol p1 100kPa V1 10dm3 T1 1mol p3 1000kPa V3 1dm3 T3 1mol p2 100kPa V2 1dm3 T2 即终态与始态的温度相同 根据理想气体的内能U和焓H仅与温度有关 因此 U H 0 过程的功 W W 恒压 W 恒容 p1 V2 V1 0 100 000Pa 1 10 0 001m3 900J Q U W 0 900J 900 J 2 1mol过冷水蒸气在298K 101kPa下变为液态水 已知298K下水的饱和蒸气压为 3 167kPa 汽化焓为39 95kJ mol 1 求 1 1 此过程的 S H G 忽略压力对液态水的状态函数的影响 2 2 此过程能否自发进行 10分 解 1 过程为不可逆过程 需设如下的过程进行计算 假设水蒸气为理想气体 忽略压力对液态水的状态函数的影响 则 H H1 H2 H3 0 1mol 39 95kJ mol 1 0 39 95kJ G G1 G2 G3 kPa1673 kPa101 Vdp 0 0 nRTln 3 167kPa 101kPa 1 8 3145 298ln 3 167 101 J 8579 J S H G T 39950J 8579J 298K 105 3 J K 1 2 2 因为 过程的 G 0 可以自发 3 五氯化磷分解反应为 PCl5 g PCl3 g Cl2 g 已知25 p 下PCl5 g PCl3 g Cl2 g 的摩尔生成焓 fHm 分别为 375 287 0kJ mol 1 摩尔标准熵Sm 分别为364 6 311 8 223 07J mol 1 K 1 1 1 求25 时反应的 rHm rSm rGm K 2 2 假设反应焓不随温度而变 求200 时反应的标准平衡常数K1 3 3 计算200 2p 下PCl 5的解离度 10分 解 1 rHm fHm PCl3 g fHm Cl2 g fHm PCl5 g 287 0 375 kJ mol 1 88 kJ mol 1 rSm Sm PCl3 g Sm Cl2 g Sm PCl5 g 311 8 223 07 364 6 J mol 1 K 1 170 27 J mol 1 K 1 rGm rHm T rSm 88000 J mol 1 298 2K 170 27J mol 1 K 1 37225 J mol 1 K 1 K exp rGm RT exp 37225 8 3145 298 2 3 111 10 7 2 2 反应的 rHm rHm 利用反应的等压方程 可算出 K 1 K exp rHm T1 T RT1T 3 111 10 7 exp 88000 473 2 298 2 8 3145 473 2 298 2 0 1561 3 3 PCl5 g PCl3 g Cl2 g 1 n 1 2 1 2 2 1 1 11 1 p p K H G H2O 1mol l T 298K 101kPa H2O 1mol l T 298K 3 167kPa H2O 1mol g T 298K 3 167kPa H2O 1mol g T 298K 101kPa H2 G2 H3 G3 H1 G1 21561 0 1561 0 2 1 1 K K 0 269 26 9 4 在293K时将6 84g蔗糖 C12H22O11 溶于1kg的水中 已知293K时此溶液的密度为 1 02g cm 3 纯水的饱和蒸气压为2 339kPa 试求 1 1 此溶液的蒸气压 1 2 此溶液的沸点升高值 已知水的沸点升高常数Kb 0 52K mol 1 kg 2 3 此溶液的渗透压 8分 解 1 蔗糖的摩尔质量为342g x蔗糖 6 84 342 6 84 342 1000 18 2 0 0004 p p 1 x蔗糖 2 339kPa 1 0 0004 2 338kPa 2 2 b蔗糖 6 84 342 mol 1kg 0 02 mol kg 1 Tb Kbb蔗糖 0 52 0 02 K 0 01K 3 c n蔗糖 V 6 84 342 mol 1 00684kg 1 02kg dm 3 0 02026mol dm 3 cRT 0 02026mol 1000 m 3 8 3145J mol 1 K 1 293K 49356Pa 49 4kPa 5 电池Pt H2 101 325kPa HCl 0 1mol kg 1 Hg2Cl2 s Hg s 电动势E与温度T的关系为 E V 0 0694 1 881 10 3T K 2 9 10 6 T K 2 1 1 写出正极 负极和电池的反应式 2 2 计算293K时该反应的吉布斯函数变 rGm 熵变 rSm 焓变 rHm以及电 池恒温可逆放电时该反应的过程热效应Qr m 10分 解 1 正极反应 Hg2Cl2 s 2e 2Hg s 2Cl 负极反应 H2 2H 2 e 电池反应 Hg2Cl2 s H2 2Hg s 2Cl 2 H 2 2 293K时电池的电动势 E V 0 0694 1 881 10 3 293K K 2 9 10 6 293K K 2 0 3716 rGm zFE 2 96500C mol 1 0 3716V 71718 8J 71 72kJ mol 1 rSm rGm T p zF E T p zF 1 881 10 3 5 8 10 6T K V K 1 2 96500C mol 1 1 881 10 3 5 8 10 6 293K K V K 1 35 05 J K 1 mol 1 rHm rGm T rSm 71720J mol 1 293K 35 05J K 1 mol 1 61450J mol 1 61 45kJ mol 1 Qr m T rSm 293K 35 05 J K 1 mol 1 10270 J mol 1 10 27kJ mol 1 6 6 6 6 实验测得100kPa压力下水 苯酚系统的水层1和酚层2的溶解度 酚的质量百分比 与 温度的变化关系如下表 t 2 623 932 538 845 750 055 559 860 561 860 5 m1 6 97 88 07 89 711 512 013 614 015 118 5 m2 75 571 169 066 564 562 060 057 655 454 050 0 1 1 画出水 苯酚系统的相图并标注各区域的相态和自由度 2 2 从图中指出高会溶温度和临界浓度 3 3 在30 时将1kg水和1kg苯酚混合 平衡后水层和苯酚层的组成和质量各为多 少 12分 0102030405060708090100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 解 1 恒压下得温度 溶解度曲线图如下 0102030405060708090100 10 20 30 40 50 60 70 80 B H2O wB 70 1 wB 8 0 ONM 高会溶温度 68 5 临界浓度 34 7 C t 水 苯酚系统的溶解度曲线图 自由度 溶液单相区F C 1 P 2 1 1 2 两相区F 2 1 2 2 2 2 高会溶温度68 5 临界浓度34 7 2 3 在室温30 时将1kg水和1kg苯酚混合 总质量m 2kg 平衡后如图中O点 分 为水层M点 含酚8 0 和苯酚层N点 含酚70 1 其中水层的质量 kg2 0 81 70 501 70 m NM NO 0 647kg 酚层的质量 2kg 0 647kg 1 353kg 因此 水层中 酚的质量 0 647kg 8 0 0 052 kg 水的质量 0 647kg 92 0 0 595 kg 酚层中 酚的质量 1 353kg 70 1 0 948 kg 水的质量 1 353kg 29 9 0 405 kg 选择题选择题选择题选择题填空题填空题填空题填空题计算题计算题计算题计算题简答题简答题简答题简答题返回返回返回返回 四 四 问答与综合题 问答与综合题 2 2 2 2小题 共小题 共10101010分 分 1 写出下列定律或方程的数学表达式 用简单的一句话说明其主要应用或要解 决什么问题 1 1 热力学第一定