天津大学2000年459物理化学（含答案）考研真题

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天津大学2000考研物理化学试题(题号：459)

(填空40分，计算题6道60分，共100分)注意事项：答案必须写在答题纸上

一、填空题(40分)

1、理想液态混合物的定义是。

2、丁达尔效应指的是。

3、由于新相难以形成而出现的四种常见的亚稳定状态是：。

4、称为超电势，它是由于极化而引起的。根据产生极化

的原因可将极化简单分为两类：（1）；（2）。

5、催化剂的基本性质是：（1），（2），

（3），（4）。

6、对于理想稀溶液，在一定温度下溶质B的质量摩尔浓度为bB,则B的化学势表达式

为：。

7、在恒定的温度T下，向体积为V的真空刚性容器内通入1mol的A2(g)和3mol的B2(g)，

进行A2(g)+B2(g)→2AB(g)的反应，达平衡时，测得生成的AB(g)物质的量为n。若再

通入2molA2(g)。测得平衡时AB(g)物质的量为2n。则上述反应的标准平衡常数

K=。

8、在300K和平衡状态下，某组成为xB=0.72的溶液上方B的蒸气压是纯B的饱和蒸气

压的60%，那么：（1）B的活度是；（2）B的活度系数是；（3）同温

度下从此溶液中取出1mol的纯B（组成可视为不变），则系统的G变化是

J.mol-1。

++2+

9、已知298K和100kPa下，E{H|H2(g)}=0.000V；E{Ag|Ag}=0.799V；E{Zn|

Zn}=-0.763V。（1）利用上述电极设计氢电极为阳极的电池为，

电池反应是，E（电池1）=，rG(1)=。（2）

利用上述电极设计以氢电极为阴极的电池为，电池反应

是，E（电池2）=，rG(2)=。

10、液体的摩尔气化焓随温度升高而，当达到Tc时则变

为。

-1

11、质量摩尔浓度为0.01mol.kg的LaCl3水溶液的离子强度。

12、以AgNO3为稳定剂的AgI水溶胶，其胶团结构是。

13、一般而言，溶剂的凝固点降低常数Kf与和成正比，与成反比，而溶液的

凝固点降低值Tf只与成正比。

14、对于U,H,S,G和Cv，当能量零点选择不同时，其值受影响的有：；不受

影响的有。

15、298K下在体积为2dm3的刚性绝热容器内装有1mol的O2(g)和2mol的H2(g)，发生

反应生成液态的水。该过程的U=。

16、热力学第三定律表述为。

17、恒温298K时，0.5mol的A(l)和0.5mol的B(l)混合形成液态混合物，混合过程的

mixH（）；mixS（）；mixG（）。（填>0；=0或<0）

二、(18分)

在－10℃、101.325kPa下，1mol的过冷水恒温凝固为冰。计算过程的S，Q、W、

U，H，G。

1

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已知1g的水在0℃、101.325kPa下结冰放热333.4J；在－10℃、101.325kPa下结冰

-1-1

放热312.3J。水和冰的平均质量定压热容分别为：Cp,（水）=4.184J.K.g,Cp,（冰）=2.089

-1-1-3-3

J.K.g；水和冰的平均密度分别为：ρ水=1.000g.cmρ冰=0.917g.cm。

三、(10分)

-5-3-1

某液相反应在温度T时为一级反应，已知初始速率V0=1.00×10mol.dm.s,，1小时后

的速率为3.26×10-6mol.dm-3.s-1。

试求：（1）速率常数kT=?

(2)反应的半衰期t1/2=?

(3)初始浓度C0=?

四、(8分)

（1）设在温度恒定为T，中间以挡板隔开的两个体积均为V的容器内，分别装有1molA

和1molB的理想气体，抽去挡板后达到平衡，试求混合前后系统微观状态数之比。

-3-3

（2）求温度为298.15K，体积为10dm的某单原子理想气体的平动配分函数qt和各自

-34-1

由度的配分函数ft。已知：普朗克常数h=6.626×10J.S;

波尔兹曼常数k=1.381×10-23J.K-1

该原子的摩尔质量M=40.00×10-3㎏.mol-1

五、(6分)

某单原子理想气体，沿着热容为Cm=2R(R为摩尔气体常数)的可逆途径变温。求此系统

变化过程中温度与体积的关系。

六、(8分)

∞+-42-1∞--42-1

在常压和298K时Λm（H）=349.8×10S.m.mol，Λm（OH）=198.0×10S.m.mol

-6-1-3

高纯水的电导率k(H2O)=5.50×10S.m，密度为ρ水=997.09kg.m，求此时纯水的解离

度a和离子积KW。

七、(10分)

1

1、已知H2O2H2O+O2(g)为一级反应。

2

(1)若要确定某温度下的速率常数需要哪些物理量？

(2)导出该反应的速率常数方程的积分形式。（用分解产生O2的体积表示）

2、示意画出30%的Sn-Pb系统的冷却曲线，注明冷却过程中相变化的情况。

3、水-异丁醇气-液-液相平衡图如下，写出相区1，2，3，4的相数和自由度。

2

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天津大学2000参考答案

一、填空题(40分)

1、任一组分在全部组成范围内均符合拉乌尔定律的液态混合物。

2、在暗室中，将一束聚集的光线投射到胶体系统上，在与入射光垂直的方向上可以观察

到一个发亮的光锥，这种现象称丁达尔效应。实际是胶粒对光的散射。

3、过冷液体，过饱和溶液，过热液体，过饱和蒸气。

4、某一电流密度下的电极电势(己极化)与平衡电极电势之差的绝对值。（1）浓差极化，（2）

电化学极化。

5、（1）催化剂参与化学反应，但反应终了时其化学性质和量不变。（2）催化剂能加速反

应速度，如果是对行反应，催化剂能加速正逆反应速度，缩短达到平衡的时间，但不

能改平衡组成。（3）催化剂不改变系统的始末态，当然不改变始末状态函数的变化，

如H等。(4)催化剂的催化活性、选择性、寿命是其真要性质指标。

b

6、B=B+RTlnB。

b

7、K=4。(两次实验中K相等，得出n=1.5)

8、aB=0.6，B=0.83，1257J(－RTlnB)。

++++

9、（1）Pt|H2(g)|H||Ag|Ag，电池反应：H2(g)+2Ag→2H+2Ag

-1

E（电池1）=0.7993V，rG(1)=－2×96485×0.799=154813J.mol

2+++2+

（2）Zn|Zn||H|H2(g)|Pt，电池反应：Zn+2H→Zn+H2(g)

-1

E（电池1）=0.763V，rG(1)=－2×96485×0.763=147236J.mol

10、减小，零。

11、0.06。

+－x+－

12、{(AgI)m·nAg·(n-x)NO3}·xNO3。

**

13、MA和TA,f，fHm，bB。

14、U，H,G；不受影响的有Cv，S。

15、U=0。

16、纯物质完美晶体的熵，0K时为零。

17、mixH=0；mixS>0；mixG<0。

二、(18分)

数据转换：0℃(273K)结冰Hm=－312.3×18=－6001.2J，

－10℃(263K)结冰Hm=－312.3×18=－5621.4J，

-1-1-1-1

Cp,m,l=4.184×18=75.312J.K.mol,Cp,m,s=37.602J.K.mol，

183－63183－63

Vm,l=cm=18×10m，Vm,s=cm=19.63×10m

1.0000.917

设计过程：

－10℃下：Q=H=－5621J

3

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－6

W=－p(Vm,,s－Vm,l)=－101325×(19.63－18)×10=－0.165J

U=Q+W=－5621－0.165=－5621.565J

2736001.2263

S=S1＋S2＋S3=nCp,m,lln++nCp,m,sln

263263273

=2.8101－21.892－1.403=－20.57J.K-1

G=H－TS=―5621―263×(－20.57)=－211.09J

三.(10分)`

-5-3-1

（1）初始速率V0=kCA,0=1.00×10mol.dm.s①

-6-3-1

t=3600S时V=kCA=3.26×10mol.dm.s②

C

①/②得：A,0=3.067

CA

11

k=ln=ln3.067=3.113×10－4S－1

t3600

ln2

(2)t1/2==2227S

k

-3

(3)k代入式①得：CA,0=3.21mol.dm

四、(8分)

2-1

（1）S=klnΩS=kln=R(nAlnyA+nBlnyB)=2Rln0.5=11.526J.K

1

S11.526

=exp()=exp()=exp(8.346×1023)

k1.3811023

3

3

2

2mkT40.0010－-1

（2）qt=V，其中m==6.64×10kg.分子

h26.0221023

V=10-3dm-3=10-6m-3，单原子气体，T=298.15K

21

将各有关数据代入得：qt=3.91×10

1

7

3

ft=qtqt=1.575×10

五、(6分)

3

1mol单原子理想气体，CV,m=R，

2

δQ=CmdT=dU+pdV=CV,mdT+pdV=2RdT

1

pdV=(2R－1.5R)dT=RdT

2

RT21

dV=RdTdV－dT=0

VVT

V2

dln=常数=常数

T

4

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六、(8分)

Λ=

C

6

5.5010-5-3-8-3

C===9.5×10mol.m=9.5×10mol.dm

H4

349.8198.010

CC

HOH×-82×-15

KW=2=(9.510)=9.510

C

997.09

C=mol.m-3=55.39×10-3mol.dm-3

18

8

C9.510

=H==1.715×10-6

C55.39103

七、(10分)

1

1、已知H2O2H2O+O2(g)为一级反应。

2

(1)测定反应放出的O2(g)的体积与相应反应时间的数据

(2)H2O2H2O+O2(g)

t=0nA,0V0

t