天津大学2010物理化学考研真题(共11页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上天津大学招收2010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：839 所有答案必须写在答题纸上，并写清楚题号，答案写在试题上无效。一、填空题(32分)1. 封闭系统发生一循环过程，Q 。 A. > 0； B. < 0； C. = 0； D. 不确定2. 封闭系统理想气体的真空膨胀过程(焦耳实验)， 。 A. > 0； B. < 0； C. = 0； D. 不确定3. 101.325 kPa下，的水变为的冰， 。 A. ； B. ； C. ； D. 与关系不定4. 对于一组成固定的封闭系统 。 A. ； B. ； C. ； D. 5. 饱和蔗糖(, A)水溶液中 。 A. > ； B. < ； C. = ； D. 不确定6. 理想气体反应 在恒压、绝热条件下进行。若非体积功为零，则 。 A. > 0； B. < 0； C. = 0； D. 不确定7. 克劳修斯-克拉佩龙方程适用于 、 相变，公式推导中采用的近似条件为 、 。8. 某双原子分子可看作一维谐振子，其振动能级分布数分别为等。已知温度T下系统处于热平衡时，则 。9. 1.00 mol 苯() 和4.00 mol 甲苯()在25 ，100 kPa下混合形成理想液态混合物，则该过程的熵变 。(写出公式及结果)10. 某温度、压力下、和反应达到化学平衡的系统中，组分数 ；自由度数 。 共 5 页，第 1 页天津大学招收2010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：83911. 某气相基元反应的活化能为，摩尔反应焓为，则其逆反应的活化能 。12. 某二级反应，A的浓度由初始浓度降至 所需时间为90 s，问从再降至所需时间 。13. 写出下面三个表面化学公式 开尔文公式 ； 杨氏方程 ； 朗缪尔吸附等温式 ；14. 若有一物质加入到水中后，可令液体的表面张力降低，则该物质在表面的浓度 其在溶液本体的浓度。判断所依据的公式为 (写出具体公式)。15. 憎液溶胶在热力学上是不稳定的，它能够相对稳定存在的三个重要原因是 ， ， 。二、(18分)在恒定温度125下，100 kPa 1 mol 和100 kPa 0.5 mol 完全反应生成100 kPa 1 mol ，求过程的、及。25下各组分标准摩尔生成焓、标准摩尔熵及25125间的平均摩尔定压热容见下表：00-241.818130.684205.138188.82529.0529.7133.96 三、(14分)煤炭化工中，为了将煤转化成有用的化工原料，常将煤在高温下与水蒸气反应，生成重要的合成气()，反应式如下：已知在1000 K、101.325 kPa的条件下，反应物的平衡转化率。求：(1) 1000 K下反应的标准平衡常数； 共 5 页，第 2 页天津大学招收2010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：839 (2) 若已知反应在1200 K 的标准平衡常数38.08，试计算此温度范围内的平均摩尔反应焓； (3) 计算1200 K下反应的以及平均摩尔反应熵。 四、(12分)1. 在30下实验测得苯()和甲苯()混合物的蒸气总压为8.19 kPa，气相和液相的组成分别为，。设该混合物可看作理想液态混合物，求30 时苯和甲苯的饱和蒸气压。2. 实验测得的乙酸水溶液的凝固点降低了。水的凝固点降低系数。该溶液可看作理想稀溶液，求该溶液时离子的质量摩尔浓度。五、(15分)下图所示为A - B二组分凝聚系统相图(1) 标出给定标号的各相区的稳定相；(2) 绘出图中状态点为a的样品的冷却曲线，并注明各阶段时的相变化。六、(10分) 已知铅酸蓄电池 共 5 页，第 3 页天津大学招收2010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：839在25时的电动势E = 1.9283 V，。该电池的电池反应为：(1) 请写出该电池的电极反应；(2) 计算该电池中硫酸溶液的活度a、平均离子活度及平均离子活度因子。 七、(6分)和CO的转动特征温度分别为2.863 K和2.766 K。试求时和CO的标准摩尔转动熵、，并说明造成它们不同的主要原因。八、(12分)1. 将材质相同半径不同的两根毛细管插入同一液体中，利用两毛细管中弯液面的高度差可测量该液体的表面张力。现已知两毛细管的半径分别为，测得，液体密度。设液体可完全润湿管壁，试计算该液体的表面张力。2. 以等体积的的溶液与的溶液混合制备溶胶。 (1) 写出其胶团结构的表示式，并指出该胶体粒子在电场中的移动方向；(2) 比较下列聚沉剂使该溶胶聚沉时的聚沉值大小，并将其按由大到小的顺序排列：，。九、(16分)1. 一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮假设有以下机理： (1) 根据上述机理推导以的消耗速率表示的反应速率方程。(2) 实验表明该反应对NO为二级，对为一级。在何种条件下所推导的速率方程符合实验的动力学规律？ 共 5 页，第 4 页天津大学招收2010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：8392. 高温下氯乙烷发生气相分解反应 实验测得675 K和 775 K 下该反应的速率常数分别为和。 (1) 试求该反应的活化能；(2) 675 K下，密闭容器中氯乙烷的初始压力为200 kPa。求反应进行了1200 s时系统的总压及CH2CH2的摩尔分数。十、(15分)在25下的标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔生成焓可用电化学的方法加以测定。(1) 设计测定和的电池(给出电池的图示表示)，并写出相应的电极、电池反应； (2) 给出实验所用主要仪器，并简述实验原理； (3) 简述实验需要测量哪些数据，数据如何处理。 共 5 页，第 5 页天津大学招收2010年硕士学位研究生入学考试试题参考答案考试科目名称：物理化学 考试科目代码：839 一、填空题(32分)1. D；2. A；3. B；4. B；5. C；6. C7. 液-气 固-气 气相看作理想气体 忽略凝聚相的体积8. 0.1479. ，20.802。10. 2，111. 12. 180 s13. ； 14. 大于，15. 胶粒带电 ，溶剂化作用，布朗运动二、(18分) 解：三、(14分)解：假设的初始物质的量为1 mol，平衡转化率为a，则平衡时总的物质量，平衡常数为共 5 页，第 1 页天津大学招收2010年硕士学位研究生入学考试试题参考答案考试科目名称：物理化学 考试科目代码：839(1) 1000 K时，(2) ； 解得 。(3) ，四、(12)1. 解：假设混合物的蒸气为理想气体，根据拉乌尔定律；2. 解：设乙酸在的解离度为，则溶液中粒子(，和）总的质量摩尔浓度 ，而冰点降低，故，即 ，五、 (15分)(1) 1：； 2：； 3. ；4：；5：；6：；7：；8：共 5 页，第 2 页天津大学招收2010年硕士学位研究生入学考试试题参考答案考试科目名称：物理化学 考试科目代码：839 (2) 六、(10分) 解：(1) 电极反应 阳极反应： 阴极反应： (2) 电池的能斯特方程为 ； 七、(6分)解：双原子分子的平动熵 ； 共 5 页，第 3 页天津大学招收2010年硕士学位研究生入学考试试题参考答案考试科目名称：物理化学 考试科目代码：839两者不同在于为对称分子。由于两个N原子的全同性，分子绕通过两原子中心且垂直于两原子连线的轴旋转180o得到的构型与原构型不可区分，因此引入对称数来对这种现象加以校正。 八、(12分)1. 解：液体在毛细管中上升的高度 由于液体可完全润湿管壁，所以 2. 解：(1) 过量，胶体粒子带负电 该胶体粒子在电场中向正极移动。 (2) 聚沉值顺序(由大到小)： ， 九、(16分)1. 解：(1) 用的消耗速率表示反应速率 ； (2) 要使导出的速率方程符合实验结果，须，此种情况下共 5 页，第 4 页天津大学招收2010年硕士学位研究生入学考试试题参考答案考试科目名称：物理化学 考试科目代码：8392. 解：(1) 假设活化能在所给温度范围内为常数，根据阿伦尼乌斯方程，解得 (2) 由k的单位分析该反应为一级反应，因此用压力表示速率的速率常数。分别以A，B和C表示氯乙烷，乙烯和氯化氢。由一级反应速率方程的积分式，反应1200 s 后氯乙烷的分压 系统总压 乙烯的摩尔分数为 十、(15分) 答：(1) 设计电池 阳极反应：；阴极反应： 电池反应：(2) 所用的主要仪器有电位差计，检流计，标准电池，工作电池及恒温槽。用对消法进行测量。(3) 精确测量25时电池的电动势；在25附近选择数个温度，在每个温度下精确测量电池电动势；对所得E-T数据作图，通过曲线的斜率计算电池电动势的温度系数。利用公式，及进行计算得到所要求结果。共 5 页，第 5 页专心-专注-专业