《考研资料》2009-物化一.pdf
葛华才编.华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生理科物理化学试题及参考答案.日期：2010-11-151629华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷(请在答题纸上做答，试卷上做答无效，试后本卷必须与答题纸一同交回)科目名称：物理化学(一)适用专业：无机化学，分析化学，有机化学，物理化学，高分子化学与物理说明：说明：说明：说明：本年理科类试题难度基本合适，计算题第 3 和第 7 题部分内容稍微有些偏，特别是第 7 题适当修改后更为明确。葛老师已对试题作了少量规范化处理并完成解答，未参考标准答案。因此可能有不妥之处，欢迎用电子邮件告知，谢谢！更多信息请看主页：葛华才老师，邮箱：一、计算题1、4 mol某理想气体由始态(600 K，800 kPa)经绝热、反抗600 kPa外压膨胀到平衡态，再等容加热到系统压力上升到700 kPa。试求整个过程的Q、W、U、H、S、G。已知Sm(600K，800 kPa)=100 JK-1mol-1，CV,m=12.47 JK-1mol-1。(16分)答答：T2=537.4K，T3=627.0KQ=4469J，U=1347J，W=-3122J，H=2245J，S=8.101J.K-1，G=-13.63kJ2、已知298K时的数据如下假设热容与温度无关，H2(g)和CO2(g)为理想气体，计算下述反应的Hm、Sm、Gm。CH3OH(l,298K,105Pa)2H2(g,700K,106Pa)+CO(g,700K,106Pa)(16分)说明：说明：此题为葛华才等编的教材p91的18题。答答答答：Hm=163.02 kJmol1，Sm=348.9 JK1mol1,Gm=-132.19 kJmol1过程非恒温恒压，不能用G判断方向。3、在25时测定丙酮的摩尔分数为0.1的水溶液蒸气压，测得和溶液平衡的气相中水的分压为3.026 kPa，丙酮的分压为1.7599 kPa。在相同温度下，水和丙酮的饱和蒸气压分别为3.173 kPa和2.9064 kPa，丙酮的摩尔蒸发焓vapHm为30.53 kJmol-1。(1)求此溶液中各组分的活度因子；(2)计算25时，9mol水和1mol丙酮混合时的吉布斯自由能变，并与制成理想溶液的值物质/(kJmol-1)fmH/(JK-1mol-1)mSCp,m/(JK-1mol-1)CH3OH(l)-238.66126.8H2(g)130.6828.82CO(g)-110.53197.6729.14葛华才编.华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生理科物理化学试题及参考答案.日期：2010-11-152作比较；(3)求此溶液27时的丙酮分压，设活度因子不随温度改变。(15分)答：思想：由理想变成实际时相关公式由浓度(x,b,c)变成活度即可进行相关计算。(1)丙酮=6.055，水=1.060(2)mixG=-2302J，理想值：mixG=-8059J(3)p(丙酮)1.910kPa4、醋酸分子在气相发生部分缔合，反应如下：2CH3COOH(g)=(CHCOOH)2(g)在100 kPa下，测得398K和438K醋酸的转化率分别为0.671，0.380，计算上述缔合反应热和438K时的吉布斯自由能变。(15分)答：=3.333 kJ.mol-1rm22(438K)lnGRTK=5、25时，电池Ag|Ag2S(s)|H2S水溶液(aq,=1)|O2(g,p=1.5105Pa)|Pt的标准电动势为1.92 V。(1)写出该电池的电极及电池反应；(2)计算25时电池反应的;rmG(3)计算25时电池的电动势；(4)已知电极Ag+Ag(s)和H2O,H+O2(g)Pt的标准电极电势分别为0.799 V，1.23 V；求25时反应2Ag+S2-=Ag2S(s)的标准平衡常数。(16分)解：(1)电池反应：2Ag(s)+H2S(=1)+(1/2)O2(g)Ag2S(s)+H2O(l)正极：2H+(1/2)O2(g)+2e-H2O(l)负极：2Ag(s)+S2-Ag2S(s)+2e-(2)=-370.56kJ.mol-1rmGzFE=(3)=1.9226V1/2220.05916V1lg(H S)(O)/EEzapp=(4)=2.2061050rmexp(/)KGRT=6、银(Ag)和锡(Sn)构成的二元金属相图如下图所示，已知Ag和Sn的摩尔质量分别为108，118.7 gmol-1。根据相图请回答下列问题：(1)标出各区的相态；(2)指出三相平衡线并写出对应的三相平衡式(冷却过程)；(3)绘出组成为a和b熔融液冷却至室温对应的冷却曲线，并标明相变过程；(4)D点对应的组分数和条件自由度数；(5)在什么条件下，熔融液冷却可完全得到纯Ag3Sn(s)化合物？(16分)-=葛华才编.华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生理科物理化学试题及参考答案.日期：2009-10-153解：(1)1:Sn(s)+l；2:Sn(s)+Ag3Sn(s)；3:l+Ag3Sn(s)；4:Ag3Sn(s)+固溶体；5:l+固溶体；6：固溶体。(2)CGH:l+固溶体Ag3Sn(s)；MON:lSn(s)+Ag3Sn(s)(3)见图。(4)点D为Ag(s)的熔点，C=1;F=C+1-P=1+1-2=0(5)在3区。7、反应 H2O(l)H+(aq)+OH-(aq)在偏离平衡后会发生驰豫回到平衡态。实验11kk 测得在298K温度下，驰豫时间=3710-5s，式中H+eq和OH-eq为+-11eqeq1(H +OH )kk=+平衡浓度，且pKw=14.01。已知此反应的正反应为一级反应，而逆反应为二级反应，平衡时水的浓度为55.6 molL-1。计算反应的正、逆向反应速率常数k1和k-1。(10分)说明：本题反应原写为H2O(l)H+(aq)+OH-(aq)，意义不明确。改写后应该很简单。解：k-1=1.371010mol.L-1.s-1，k1=Kk-1=2.4610-6s-18、Szyszkowski将含有机物的稀水溶液表面张力表示为下式：=0 (RT/)ln(1+kc)这里0为溶剂水的表面张力，在298K下为72 mNm-1，c为溶质的摩尔浓度(moldm-3)，k为有机化合物的特性常数。对正戊醇，k=24 dm3mol-1,=2.25105m2mol-1。试求298K下：(1)当c=0.08 moldm-3时正戊醇的表面过剩；(2)当正戊醇浓度足够高，达到饱和吸附时的表面过剩；(3)饱和吸附时，吸附于表面上正戊醇分子的截面积。(16分)l+固溶体ll+Ag3Sn(s)Sn(s)+Ag3Sn(s)l+Ag3Sn(s)+固溶体Sn(s)+l+Ag3Sn(s)ll+固溶体固溶体葛华才编.华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生理科物理化学试题及参考答案.日期：2009-10-154解：(1)=2.92210-6mol.m-2，(2)=4.44410-6mol.m-2，(3)As=3.73710-19m2二、简答题9、请用学到的热力学知识解释：有些在常温常压下不可能进行的反应，在高温下却可以进行。(8分)答:恒温恒压时 rG=rH-TrS0，反应不能进行。升高温度后，若rCp,m0，则rH和TrS均增大，但有可能rHTrS，rG0，使反应能够进行。11、请简要叙述法拉第(Faraday M.)定律并写出其数学表达式。(7分)答：法拉第定律：电极反应的量n与通过电极的电荷量Q成正比。若电极反应为：Mz+ze-M法拉第定律的数学表达式为：n=Q/zF10、解释产生渗透压的本质原因。简述反渗透和渗透压测定的主要应用有那些。(8分)答：纯溶剂的化学势A*大于溶液中溶剂的化学势A是产生渗透压的本质原因。渗透压可用于测定大分子的分子量；反渗透可用于溶液中溶剂分子的分离，如海水淡化和废水处理等。12、简述溶胶的聚沉，并列举几个可引发溶胶聚沉的因素。(7 分)解：溶胶是热力学不稳定系统。溶胶的胶粒带有电荷，加入少量电解质可以使溶胶稳定存在，但若加入过量的电解质和少量的高分子化合物均可使溶胶发生沉淀，即聚沉现象。
