2013年北京科技大学物理化学A考研真题.doc

2013年北京科技大学物理化学A考研真题北 京 科 技 大 学2013年硕士学位研究生入学考试试题=试题编号： 804 试题名称： 物理化学A 适用专业： 材料科学与工程 说明： 所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。=一单项选择题：（每题2分，共36分）1在一多组分体系中含有、g三相，其中、相中都含有A和B两种物质。当体系达到相平衡时，关于A和B两种物质的化学势说法正确的是 。(A) (B) (C) (D) 无法判断2将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温到400 K，NH4HCO3按下式部分分解并达到平衡：NH4HCO3 (s)=NH3 (g)+H2O (g)+CO2 (g)，系统的独立组分数K和自由度数f为 。(A)K1，f 1(B)K2，f 0(C)K1，f 0 (D)K3，f 13已知298K时理想气体反应N2O5 (g) = N2O4 (g)+ 1/2O2 (g)的DrH为41.84 kJ×mol-1，若，需要增加N2O4 (g)的产率可以采取的方法是 。(A) 降低温度 (B) 提高温度(C) 提高压力 (D) 定温定容加入惰性气体4下列说法正确的是_。(A) 热的物体比冷的物体温度更高，所以物体温度升高一定从环境吸热，而物体温度不变则与环境无热交换(B) 热力学能的绝对值可通过功和热的测定而得到(C) 在一绝热容器中，将等量的100 °C水与0 °C冰混合，体系最后温度将低于50 °C(D) 在101.325 kPa下，1 mol 100 °C的水等温蒸发为水蒸气，若水蒸气可视为理想气体，那么DU=0，DH=05在(a)、(b)示意图中，AB线代表等温可逆过程，AC线代表绝热可逆过程。若从A点出发：p1p2pVV1VV2pACBABC(a)(b)(1) 经绝热不可逆膨胀到达V2见图(a)，则终点将在_。(A) C之下 (B) B之上 (C) B和C之间 (D) 无法判断(2) 经绝热不可逆膨胀到达p2见图(b)，则终点将在_。(A) C之左 (B) B之右 (C) B和C之间 (D) 无法判断6下列说法正确的是_。(A) 只有等温等压条件下才有吉布斯函数G的变化值(B) 过冷水凝结成冰是一自发过程，因此，DS>0(C) 在等温、等压、无其他功条件下，化学变化朝着亥姆霍兹函数A减少的方向进行(D) 一定量理想气体绝热恒外压膨胀至平衡，DG<07在一定温度下，NaCl水溶液和纯水经半透膜达成渗透平衡时，该体系的自由度是_。 (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 48A与B两组分构成恒压下固相部分互溶的凝聚体系相图示意如下，共有_个两固相平衡区。 (A) 2个 (B) 3个 (C) 4个 (D) 5个9区域熔炼技术主要是应用于_。(A) 制备低共熔混合物 (B) 提纯 (C) 制备不稳定化合物 (D) 获得固熔体10某反应的反应方程式为 AB2P，对此反应叙述正确的是 。(A) 此反应为二级反应 (B) 此反应为双分子反应 (C) 此反应为基元反应 (D) 此反应各物质间的计量关系已定 11对于某一连串反应ABC，如果生产中需要的物质是中间产物B，则为了得到中间产物B的最高产率应当 。(A) 增大反应物A的浓度 (B) 增大反应速率 (C) 提高反应温度 (D) 控制适当的反应时间12某反应，其半衰期与起始浓度成反比，则反应完成87.5的时间t1与反应完成50的时间t2之间的关系是 。(A) t1 = 2t2 (B) t1 = 4 t2 (C) t1 = 7 t2 (D) t1 = 5 t2 13一般情况下，大多数物质的表面张力与温度的关系是_。(A) 温度升高表面张力降低 (B) 温度升高表面张力增加(C) 温度对表面张力没有影响 (D) 不能确定14最能准确说明附加压力产生原因的是_。(A) 由于存在表面(B) 由于在表面上存在表面张力s (C) 由于表面张力s 的存在，在弯曲表面两边压力不同(D) 表面分子和内部分子受力不均匀15接触角是指_。(A) s气，液经过液体与s液，固之间的夹角(B) s液，气经过气相与s气，固之间的夹角(C) s气，固经过固相与s固，液之间的夹角(D) s液，气经过气相和固相与s固，液之间的夹角16对于同一电解质的水溶液，当其浓度逐渐增加时，以下何种性质将随之增加_。(A) 在稀溶液范围内的电导率(B) 摩尔电导率(C) 电解质的离子平均活度系数(D) 离子淌度17电解水产生氧气和氢气时，若外电路通过了0.4 mol的电子，则_。 (A) 阳极产生0.2 mol的氧气(B) 阴极产生0.2 mol的氧气(C) 阳极产生0.2 mol的氢气(D) 阴极产生0.2 mol的氢气 18在25°C时，电池Pb(Hg)(a1)|Pb(NO3)2(aq)|Pb(Hg)(a2)中a1> a2，则其电动势E_。(A) >0 (B) <0 (C) =0 (D) 无法确定二、 填空题（每空2分，共54分）11 mol 100 °C、101325 Pa的水向真空蒸发100 °C、101325 Pa的水蒸气。此过程的DH=DU+pDV，pDV=W。而此过程的W=0，所以上述过程的DH=DU，此结论对吗？为什么？_。2 根据dG=-SdT+Vdp，对任意等温等压过程dT=0，dp=0，则dG一定为零。此结论对吗？为什么？_。3有一绝热、具有恒定体积的容器，中间用导热隔板将容器分为体积相同的两部分，分别充以N2(g)和O2(g)，如下图。若视气体为理想气体，则N2(g)和O2(g)构成的体系达到热平衡时的DS=_ J·K-1。达热平衡后将隔板抽去，两种气体进行混合，求达到新平衡时体系的DS=_ J·K-1。 1 mol N2293 K1 mol O2283 K4已知25°C时，水的标准摩尔生成吉布斯自由能为-237.19 kJ×mol-1。在25°C、100 kPa下，用2.200 V的直流电使1 mol水电解成100 kPa的氢气和100 kPa的氧气，放热139 kJ，该反应的摩尔熵变为_。5下列四种状态的水，化学势大小排列关系是 （1）373.15 K，101325 Pa液态水的化学势m1；（2）373.15 K，101325 Pa水蒸气的化学势m2；（3）373.15 K，303975 Pa液态水的化学势m3；（4）373.15 K，303975 Pa水蒸气的化学势m4。6在308.15 K，某有机液体（1）和某有机液体（2）组成二组分溶液，该溶液的蒸气压p与液相组成x、气相组成y之间的关系由实验测得，列表如下：x20.00000.01000.05000.20000.40000.50001.0000y20.00000.04140.20000.57540.74460.78581.0000p/Pa13706141591621225358342913693039343假定蒸气为理想气体，当有机液体（1）在溶液中的摩尔分数为0.6时，若以纯液体（1）为标准态，则有机液体（1）活度为 ；有机液体（1）的活度系数为 ；以假想的纯物质有机液体（2）为标准态，则有机液体（2）的活度为 。7在200400 K温度范围内，反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的标准平衡常数与T的关系为：，计算300 K时，该反应的rGmy为 J·mol-1，rSmy为 J·K-1·mol-1。（假设上述反应的焓变随反应温度的变化可以忽略。）8固态氨和液态氨的饱和蒸汽压与温度的关系分别为： ln(p/Pa)=27.92-3754/(T/K) ln(p/Pa)=24.38-3063/(T/K)则氨三相点的压力为 ；氨的汽化热 和熔化热 。9在298K时，下列反应可以进行到底：N2O5(g)+NO(g)3NO2(g)。当反应物的初始压力p(N2O5)=133.4 Pa、p(NO)=13.34 Pa时，作lg p(N2O5/Pa)t图得一直线，相应的半衰期为2.0 h。当N2O5和NO的初始压力均为 6.67 kPa时，测得下列实验数据：p总/ kPa13.3415.3016.68t/ h012若反应的速率方程可表示为 ，则k= ， y= 。10对于反应H2 + Br2 ® 2 HBr，有人提出了如下包含五个基元反应的机理： 根据上述反应机理，建立H2 + Br2 ® 2 HBr的反应速率方程，为 。1120 °C时水的表面张力为72.75×10-3 N·m-1 ，在该温度下使水的表面积增大4 cm2 ，则此过程的 DG = _。12在通常情况下，T、p一定时，气体被固体表面吸附的过程其熵变DS_0，焓变DH_0。（选填 > ， ， <）13定温下某溶液的表面张力随浓度增大而减小，则该溶液的单位界面过剩量_0。（选填 > ，= ， < ）14 25 °C时乙醇水溶液的表面张力与溶液中乙醇的浓度c(单位mol·dm-3)的关系为：s /(mN·m-1) =72.0-0.5(c/ mol·dm-3)+0.2(c/ mol·dm-3)2计算当c = 0.600 mol·dm-3 时，(1) 乙醇在溶液表面的单位界面过剩量=_ mol·m-2；(2) 将半径为1.00×10-3 m 的毛细管插入溶液，毛细管中液面的高度h=_ m。假设乙醇溶液完全润湿毛细管，溶液密度0.986×103 kg·m-3 ，g =9.80 N·kg-1。15请叙述热力学第三定律_，并就所能解决的问题予以简要说明_。16离子的极限摩尔电导率及分别为59.4×10-4与78.4×10-4 S·m2·mol-1，则_ S·m2·mol-1。17质量摩尔浓度为b的Al2(SO4)3水溶液的离子强度是_ 。三、计算题（每小题15分，共60分）1反应物A发生如下反应，能同时生成主产物B以及副产物C，反应均为一级： 已知；。请问：(1) 反应的活化能E1和E2分别是多少？(2) 使产品中B含量大于90.0%（摩尔百分含量）时所需的反应温度？(3) 通过计算说明可否得到含B为99.5%（摩尔百分含量）的产品。如果不能得到，请计算产品中B的理论最大含量。2已知298 K时，电池Pt, H2 (py)NaOH(a)HgO(s), Hg(l) 的电动势E=0.9265V，水的标准生成焓fHmy= -285.81 kJ·mol-1，并查表得298 K时，下列各物质的摩尔熵值为：物质HgO(s)O2(g)H2O(l)Hg(l)H2(g)Smy/ J·K-1·mol-173.22205.1070.0877.40130.67(1) 写出该电池的电极反应和电池反应；(2) 计算该电池的rGmy；(3) 计算298 K时HgO(s)的分解压。3反应CO(g)+Cl2(g)=COCl2(g)在373时Ky=1.25×108 。 (1) 已知上述反应的rSmy (373 K)为-125.52 J·mol-1·K-1，求COCl2(g) 373 K时解离为CO(g)和Cl2(g)反应的rHmy为多少？(2) 设上述反应的nBCp,m=0，且反应开始时系统中只有COCl2(g)，在保持系统压力为200 kPa的条件下，若要COCl2(g)的解离度为0.001，则反应温度应控制在多少？。4有两种物质A、B，其熔点分别为1500 °C、1700 °C，且B在1400 °C时有一晶型转变（)。又知A与B能形成两种不稳定化合物A2B和AB，其中化合物A2B于1200 °C分解得到固态纯A及xB=0.38（B的摩尔分数，下同）的液态混合物，化合物AB于1100 °C时分解得到固态纯B及xB=0.45的液态混合物。另外，该A-B二元系统具有一个最低共熔点（xB=0.40，1000 °C）。(1) 请根据以上相平衡信息，示意画出该系统相图的大致形状；(2) 绘制xB=0.36的样品从1500 °C冷却到800 °C的冷却曲线示意图；(3) 有1 mol xB=0.20 的混合物自熔化后开始冷却，首先析出的物质是什么？最多可得到多少该物质?