华南理工大学2000年攻读硕士学位研究生入学考试《物理化学》试题

华南理工大学2000年攻读硕士学位研究生入学考试《物理化学》试题（适用专业：应化类材料物理与化学、化学工程、化学工艺、生物化工、工业催化、生物医学工程、应用化学、环境工程，未注明的为两类共用题）

1．苯的正常沸点为353K，摩尔汽化焓为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）。A．计算该过程苯吸收的热量和做的功；B．求过程的G和S；C．求环境的熵变；D．可以使用何中判据判断过程的性质。（12分）解：设计如下途径计算：真空等温蒸发真空等温蒸发H、SH3、S3(3)(1)H1、S1苯(l)1mol353K，p苯(l)1mol353Kp=101.325kPa苯(g)1mol353K，p苯(g)1mol353Kp=101.325kPa(2)H2、S2A．因真空蒸发，p环=0Q=U=H-(pV)压力变化不大时，压力对凝聚系统的焓、熵影响不大，所以H1=0、S1=0。又理想气体恒温H3=0，所以H=H1+H2+H3=H2=nvapHm则Q=nvapHm-p(Vg-Vl)=nvapHm-pVg≈nvapHm-nRT=1×30770J-1mol×8.3145J·K-1·mol-1×353K=27835JB.S=S1+S2+S3=S2+S2=(H2/T)+nRln(p/p)=(30770J/353K)+1×8.3145J·K-1×ln(101.325kPa/100kPa)=87.28J·K-1G=H-TS=30770J-353K×87.28J·K-1=-39.84JC.环境熵变：设=S环=-Q系/T环=-27835J/353K=-78.85J·K-1D.可用熵判据判断过程的性质，此过程S隔=S系+S环=87.28J·K-1+(-78.85J·K-1)=8.43J·K-1>0故为不可逆过程。

2．已知288.15K时纯水的饱和蒸汽压为1705Pa，现将１molNaOH溶解在4.559mol水中，测得该溶液的饱和蒸汽压596.5Pa，求：A.

溶液中水的活度；B.

在纯水中和在溶液中，水的化学势的差值。（应化类做,１０分）解：A.H2O)=p(H2O)/p*(H2O)=596.5Pa/1705Pa=0.3499B．H2O(溶液)→H2O(纯水)=因为+RTlnH2O)所以=-RTlnH2O)=-8.3145J·K-1·mol-1×288.15K×ln0.3499=2516J·mol-1

3．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/(kJ·mol-1)-395.3-393.4Sm/(J·K-1·mol-1)2.435.69密度/kg·dm-33.5132.260求：A.298K时，由石墨转化为金刚石的rGm；B.298Ｋ时，由石墨转化为金刚石的最小压力。（１０分）解：石墨==金刚石A.rHm=cHm(石墨)-cHm(金刚石)=-393.4kJ·mol-1-(-395.3kJ·mol-1)=1.9kJ·mol-1rSm=Sm(石墨)-Sm(金刚石)=2.43J·K-1·mol-1-5.69J·K-1·mol-1=-3.26J·K-1·mol-1rGm=rHm-TrSm=1900J·mol-1-298K×(-3.26J·K-1·mol-1)=2871J·mol-1B．设计如下路径石墨p石墨p,298K金刚石p,298KG=0石墨p,298K金刚石p,298KG2=2871J·mol-1G1=G3=G=G1+G2+G3=0假设(V金-V石)与p无关，得：(V金-V石)(p-p)=-G2t=0cA，00t=tcA=cA，0（1-xA)cB=cA，0xA即xA=0.606cA=cA0(1-xA)=0.5mol·dm-3(1-0.606)=0.197mol·dm-3cB=cA0xA=0.5mol·dm-3×0.606=0.303mol·dm-39．将0.010dm3，0.02mol·dm-3的AgNO3溶液，缓慢地加入到0.1dm3，0.005mol·dm-3的KCl溶液中，可得到AgCl溶胶。A．写出胶团结构的表示式；B．指出胶体粒子电泳的方向；C．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分）解:A.AgNO3+KCl→AgCl(胶体)+KNO3n(AgNO3)=0.010dm3×0.02mol·dm-3=0.0002moln(KCl)=0.10dm3×0.005mol·dm-3=0.0005moln(AgNO3)<n(KCl)，KCl过量，为稳定剂，所以胶团结构为{[AgCl]mnCl-·(n-x)K+}x-·xK+|←胶核→||←胶粒→||←胶团→|B．由于胶粒带负电，电泳时向正极方向移动。C．由于胶粒带负电，聚沉时反离子起作用，即正离子价数越高，聚沉能力越大，所以NaNO3<Ca(NO