天津大学2001年物理化学（含答案）考研真题

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天津大学招收2001年硕士学位研究生入学考试试题

考试科目名称：物理化学考试科目代码：459

(填空20分，计算题6道75分，实验题1道5分，共100分)

注意事项：答案必须写在答题纸上

一、填空题(20分)

1、焦耳-汤姆生系数J-T=,当J-T>0表示节流膨胀后系统温度。

2、在隔离系统中，若进行可逆过程时S；进行不可逆过程时S。

3、物质的量为n、温度为T的某理想气体，恒温下由p1压缩到p2，那么过程的G=。

4、理想气体混合物中组分B的化学势B与温度T及B的分压PB的关系是B=。

5、链反应的一般步骤是三步：（1）,（2）,（3）。

bP

6、兰格缪尔等温吸附式为，

1bp

的物理意义是。影响b的因素有。

7、凸型弯曲液面产生的附加压力与表面张力成关系。

8、相同温度下，某纯液体的微小液滴的蒸气压为pd，而平液面时蒸气压为ps，二者的关

系是pdps。

9、用稍过量的FeCl3与H2O作用制备Fe(OH)3溶胶，其胶团结构是。

10、乳状液一般可简单分为两类：一类是型，符号是；

另一类是型，符号是。

二、(16分)

1、已知某液体的正常沸点（处于101.325kPa压力下）为110℃，此时其蒸发焓为33.38

kJ.mol-1。若蒸气可视为理想气体，液体体积与蒸气体积相比可忽略，并且蒸发焓不随

温度而变化。

试求：（1）80℃时该液体的饱和蒸气压。

（2）在正常沸点下，10mol的液体完全变为蒸气过程的S，Q、W、U，H，G

SmSm

2、对1mol理想气体，试从dSm=dT+dVm出发，

TV

vmT

1

TV

证明：对于可逆绝热过程有2m,1。

=

T1Vm,2

（其中Cp,m,Cv,m皆为常数，且Cp,m/Cv,m=）

三、(15分)

1、在温度T时，液体A与B形成理想混合物，且气相为理想气体，此温度下pA*=120kPa，

pB*=60kPa。若某条件下测得气相中A和B的蒸气压相等，

求：（1）此时的液相组成。

（2）此时的蒸气总压力。

2、示意画出Pb-Sn凝聚系统的相图，并画出其中Sn80%系统的冷却曲线，标出冷却过程

的相变化情况。

3、用凝固点降低法测定溶质的摩尔质量时，用下式计算溶质B的摩尔质量，

1

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KfmB

MB

TfmA

试说明式中各项的物理意义。

四、(12分)

1、25℃时已知下列数据：

物质AgO(s)CO2(g)Ag2CO3(s)

ø-1

△fHm/kJ.mol－31.05－393.51－505.8

ø-1-1

Sm/J.K.mol121.3213.74167.4

求：在110℃时Ag2CO3(s)的分解压（设△rCPm=0）。

2、上述平衡体系的组分数是，相数是，自由度数是。

五、(16分)

1、某一级反应在27℃时，反应物浓度降为初始时的1/2时，所用时间为500分钟。而在

37℃时，同样降为原来浓度的1/2时所用时间仅为100分钟。

试求：（1）该反应27℃和37℃时速率常数。

（2）该反应的活化能。

（3）37℃时，反应物浓度降为初始时的1/4所经历的时间。

2、设有两平行反应，

k1Ea1k2Ea2

试证明：该平行反应的表现活化能Ea与1和2的关系为=

k1k2

六、(6分)

1、已知在300K时，某理想气体的双原子分子的平动、转动、和振动的配分函数分别为

302-23-1

qt=10、qr=10、qv=1.1。(波尔兹曼常数k=1.381×10J.K)。

-215

试求：（1）处于εt=6.0×10J和gt=10平动能级上的分子分数。

（2）求分子的配分函数。

2、CO是直线型分子，在0K时，它在晶体中有两种几率相同的取向CO和OC。

求：1molCO晶体在0K时的残余熵。

七、(10分)

2++

已知25℃时，E{Fe|Fe}=-0.409V，E{H,H2O|O2,Pt}=-1.229V,铁在酸性介质中

的腐蚀反应简化为：

+12+

Fe(s)+2H(a)+O2(p)→Fe(a)+H2O(l)

2

+2+

问：当p(O2)=100kPa，a(H)=(Fe)=1时，铁在25℃时的酸性介质中腐蚀能否自

发进行？（要求设计成原电池，写出原电池图式、电极和电池反应）。

」

八、(5分)

设计一个用电加热方法测定某液体的平均摩尔热容和某温度下的真热容的实验（包括所

用的主要仪器仪表，简单的实验步骤和计算方法）。

2

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天津大学2001答案

一、填空题(20分)

1、=T,下降。

J-T

pH

2、S+0；S>0。

3、G=nRTlnp2。

p1

p

4、B=B+RTlnB，p下的纯理想气。

p

5、（1）链的引发,（2）链的传递,（3）链的终止。

bP

6、兰格缪尔等温吸附式为，

1bp

是吸附剂表面被吸附质复盖的复盖率。有温度和吸附剂、吸附质种类。

7、正比。

8、pd>ps。

3+－3x+－

9、{(Fe(OH)3)m·nFe·3(n-x)Cl}·3xCl。

10、油包水型，符号是W/O；水包油型，符号是O/W；

二、(16分)

*-1

1.（1）T1=383.15Kp1=101.325kPaT2=353.15Kp2=?vapHm=33.38kJ.mol

*

p2vapHm11

代入：ln=

p1RT1T2

得80℃(353.15K)时p2=80.26kPa

*

（2）Q=H=nvapHm=10×33.38=333.8kJ

W=－p(Vg-Vl)=－pVg=－nRT=－10×8.314×383.15J=－31.86kJ

U=Q+W=301.94kJ

H

S==871.20J.K-1

T

G=0

SmSmCv,mp

2.证明：dSm=dT+dVm=dT+dVm

TVTT

vmTV

R

对理想气体有：dSm=dT+dVm

Vm

T2V2,m

积分得：S=Cv,mln+Rln

T1V1,m

3

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T2V2,m

绝热可逆过程有：S=Cv,mln+Rln=0

T1V1,m

1

RV

－－γ2,m

ln=ln=(1)ln=ln

Cv,mV1,m

1

V

1,m得证

=

V2,m

三.(15分)`

1.（1）pA=pBpA*xA=pB*(1-xA)

120xA=60(1-xA)得xA=1/3=0.333xB=0.667

（2）p=pA*xA+pB*xB=120×0.333+60×0.667=80kPa

2.

冷却过程：a→b液体冷却，b开始有β相析出，b→c期间l+β，c开始出现α相，

c→d三相β+α+l平衡，d液相l消失，d→e两固熔体β+α。

3.溶剂为苯，溶质为萘

Kf－溶剂凝固点降低常数；mB－溶质的质量；

Tf－溶剂凝固点降低值；mA－溶剂的质量

四、(12分)

1、Ag2CO3(s)的分解反应：Ag2CO3(s)=AgO(s)+CO2(g)

-1

298.15K下：rHm=(－31.05－93.51)－(－505.8)=81.24kJ.mol

-1-1

rSm=121.3+213.74－167.4=167.44J.K.mol

△rCPm=0，rHm及rSm可看作不变。

3

在110℃(383.15K)时，rGm=rHm－TrSm=81.24×10－383.15×167.44

=17085J.mol-1

-rGm17085-3

K=expexp=exp(－5.36)=4.7×10

RT8.314383.15

pCO

K=2p=Kp=0.47kPa

pCO2

4

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2、C=2，P=3,F=1

五、(16分)

1、一级反应：

ln20.693-3-1

(1)27℃时，k1===1.386×10min

t1500

2

0.693-3-1

37℃时，k2===6.93×10min

100

k2Ea11-1

（2）代入式：ln=得Ea=124kJ·mol

k1RT1T2

1C

（3）t=lnA,0=4==200min

k2CA

dlnkEa

2、证明：k=k1+k2=

dTRT2

2

2dlnk2dk2d(k1k2)RTdk1dk2

Ea=RT=RT=RT=

dTkdT(k1k2)dT(k1k2)dTdT

22

RTdlnk1dlnk2RTEa1Ea2

=k1k2=k12k22

(k1k2)dTdT(k1k2)RTRT

kEakEa

=1122

k1k2

六、(6分)

i

NkT

1、(1)ni=ge

qi

t,i21

ng1056.010

t,i=t,iekT=exp=2.35×10-26

3023

Nqt101.3810300

30232

（2）q=qt·qr·qv=10×10×1.1=1.1×10

2、残余熵△s=kln2L=Rln2=5.763J.K-1.mol-1

七、(10分)

2+2+++

Fe|Fe{a(Fe)=1}|H{(H)=1}|O2(p)|Pt

阳极反应:Fe(s)→Fe2+{=1}+2e

+1

阴极反应：2H{=1}+O2(p)+2e