《考研资料》2009-物化二.pdf

《《考研资料》2009-物化二.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《考研资料》2009-物化二.pdf（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、葛华才编.华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生工科物理化学试题及参考答案.日期：2009-12-261852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(二)适用专业：材料物理与化学，材料加工工程，生物医学工程，化学工程，化学工艺，应用化学，工业催化，能源环境材料及技术，制药工程说明：说明：说明：说明：本年工科类试题难度基本合适，第 1 题部分内容稍难，第 5 题相对综合。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

2、页：葛华才老师，邮箱：1在一个装有理想活塞的气缸中，含有温度为100，压力为140kPa的理想气体混合物，其中n(N2)=8.1228 mol，n1(H2O,g)=9.9279 mol。今将该气体混合物等温100，可逆压缩到总压为201.325 kPa的终态。试求：(1)此时有多少水凝结？(2)此过程的H，U，W，Q，S，G及A各为多少？已知100，101.325 kPa下水的摩尔汽化焓vapHm=40.67 kJmol-1，终态时V(H2O,l)与V(H2O,g)相比较V(H2O,l)可忽略不计，且不考虑N2在水中的溶解。(15分)解：(1)凝固的水量为n2=1.6975mol(2)系统过程

3、可设想如下：H=-69.04 kJ；U=-66.15kJ；S=-245.3 J.K-1；Q=-91.53kJ；W=25.38kJ；A=25.38kJ；G=22.49kJ2实验测得固体和液体苯在熔点附近的蒸气压如下两式表示:ln(ps/p)=16.040-5319.2K/T(1)N2:n,H2O:n1p2=201.325kPagN2:n,H2O:n1p1=140kPagN2:np2gH2O:n1p2gN2:np2gH2O:n3p2,gH2O:n2p2,gN2:np2gH2O:n3p2,gH2O:n2p3,gN2:np2gH2O:n3p2,gH2O:n2p3,lN2:np2gH2O:n3p2,gH

4、2O:n2p2,lN2:nH2O:n3p2,gH2O:n2p2,l1234567葛华才编.华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生工科物理化学试题及参考答案.日期：2009-12-262ln(pl/p)=11.702-4110.4K/T(2)已知1mol液体苯的体积比固体苯大0.0094 dm3。(1)试计算苯的三相点的温度和压力；(2)求苯(固体)的摩尔熔化熵；(3)计算压力增加到101.325kPa时,熔点变化为多少?(15分)解：(1)T=278.65K，pl=4.7398kPa(2)若饱和蒸汽压关系式为 ln(ps/p)=a-bK/T，可直接计算升华(或蒸发)熵和焓:升华Sm=Ra

5、,升华Hm=-RbK参考教材：葛华才等编.物理化学(多媒体版)熔化Sm=升华Sm-蒸发Sm=(16.040-11.702)8.315JKmol-1=36.07 JKmol-1(3)T0.02641K3.苯和甲苯混合形成的液态混合物可视为理想液态混合物。(1)在 90、101325 Pa下，混合物达到沸腾，试求刚沸腾时液相及气相的组成。已知 90时，=54.22 kPa，苯的*甲苯p正常沸点为 80.10，苯的摩尔蒸发焓=34.27 kJmol1。(2)在 25、101325 Pa*mvapH下形成上述组成的液态混合物，试求该过程的mixV，mixH，mixSm。(15 分)说明：说明：本题与葛

6、华才等编物理化学教材 p117 页第 10 题部分类似。3.解：(1)xA=0.5537；yA=0.7612；(2)mixV=0，mixH=0，mixSm=5.715J.K-1.mol-14.在标准压力下，苯酚的熔点为 40，1-萘胺的熔点为 50，苯酚和 1-萘胺系统的相图中有两个低共熔点 17和 23，含苯酚的摩尔分数分别为 0.75 和 0.36，在含苯酚的摩尔分数为 0.50 处生成稳定化合物，其熔点为 28。(1)已知上述二组份系统形成的液相完全互溶，试绘出该系统的相图。(2)在图中标明各相区的相态。(3)分析各相区的自由度数。(4)描述含苯酚摩尔分数为 0.40 的熔体从 50冷却

7、到 10过程中的冷却曲线及相变情况。(15 分)(5)含苯酚摩尔分数为 0.40 的 1mol 熔体从 50冷却时最多能得到多少纯化合物?4.解：(1)(2)(4)见图(3)单相区F=2，两相区F=1，三相线F=0。(5)n=0.04mol/0.14=0.2857mol葛华才编.华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生工科物理化学试题及参考答案.日期：2009-12-2630.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0510152025303540455055l+A(s)+C(s)l+C(s)C(s)+ll+B(s)C(s)+B(s)A(s)+C(s)A(s)+l1-萘

8、胺(A)t/oCxB 酚(B)lC液相析出C(s)A(s)+C(s)5.常压下苯酚的熔点为 40。在 10g 苯酚中加入 247mg 的 1-萘胺，测得熔点为 39.13。若在 10g 苯酚中加入 2.47g 的 1-萘胺，可用什么方法估计其熔点？数值为多少？若根据题 4 的相图，估计其实际熔点又应为多少？两种方法的结果是否有差别？原因？已知苯酚和1-萘胺的摩尔质量分别为 94.11 g.mol-1和 143.19g.mol-1。(10 分)5.解：根据凝固点降低公式估算t=31.3根据题 4 的相图，对应的熔点为 28.9两者有明显的差别。主要原因是依数性仅适用于稀溶液，而相图相对来说是比较

9、准确的。6.已知在298.15K时的下列数据，试求反应：CO2(g)+2NH3(g)=H2O(g)+CO(NH2)2(s)在298.15K和425K时的及标准平衡常数K。(15分)rmG解：298.15K时：=1.398kJmol-1rmrmrmGHTS=exp(-1398/(8.315298.15)=0.5690rmexp(/)KGRT=425K时：=39.648kJmol-1rmrmrmGHTS=物 质CO2(g)NH3(g)H2O(g)CO(NH2)2(s)(298.15K)/(kJmol-1)fmH-393.51-46.11-241.82-333.51(298.15K)/(JK-1mo

10、l-1)mS213.74192.45188.83104.60Cp,m/(JK-1mol-1)37.1135.0633.57793.14葛华才编.华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生工科物理化学试题及参考答案.日期：2009-12-264=1.34110-5rmexp(/)KGRT=7.已知反应：A(g)=2B(g)在298.15K时4.25kJmol-1，假设该气体反应是理想气体反应系统。试计算：rmG(1)反应开始时只有A，求在298.15K，标准大气压下，物质A的解离度。(2)恒温下，总压力为10 atm时，物质A的解离度。(3)标准大气压下，开始时原料气体A与惰性气体的物质的量之

11、比为：1:2，求物质A的解离度。(4)根据(2)，(3)的计算结果分析压力变化和惰性气体组分对该气体反应的影响。(10分)解：(1)x=0.2076；(2)x=0.06651；(3)x=0.3190(4)增加总压不利于反应的进行，而增加惰性组分则有利于反应的进行。8.25时，电池：Zn(s)|ZnCl2b(ZnCl2)=0.005mol/kg|Hg2Cl2(s)|Hg(l)的电动势为1.227V。已知德拜休克尔极限公式中常数A0.509(molkg-1)1/2。(1)写出该电池的电极反应和电池反应；(2)求出电池的标准电动势；(3)计算和和K。(15分)rmG说明：说明：本题在以前考研题中已出

12、过，亦可从霍瑞贞编物理化学解题指导中找到！解：(1)负极：Zn(s)Zn2+2e-正极：Hg2Cl2(s)+2e-2Hg(l)+2Cl-电池反应：Zn(s)+Hg2Cl2(s)2Hg(l)+ZnCl2(b)(2)E=1.030V;(3)=-197.1kJ.mol-1;K=3.3741034rmG9.在101325Pa外压，100的某液体产生一个半径为10-5m的小气泡。已知该温度下该液体的表面张力为58.5mNm-1，密度为1000kgm-3，饱和蒸气压为102000Pa，该液体的摩尔质量为310-2kgmol-1，忽略静压的作用。(1)计算小气泡内的压力。(2)判断该气泡能否逸出液面？(15

13、分)解：(1)小泡内的压力为：113025Pa;(2)气泡不会逸出液面。10.用活性炭吸附CO气体，符合兰格谬尔吸附等温式。在239.55K时，饱和吸附量为42.210-3mkg-1，CO气体的分压为13.466kPa时，其平衡吸附量为8.5410-3mkg-1，求：兰格谬尔吸附等温式的具体形式。(10分)解：兰格谬尔吸附等温式Va/Va=bp/(1+bp)，已知Va=42.210-3mkg-1，b=0.01884(kPa)-111.在一定温度下，反应 2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的半衰期t1/2与N2O的起始压力p0成反比。已知葛华才编.华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生

14、工科物理化学试题及参考答案.日期：2009-12-265T=694，p0=3.87104Pa，t1/2=1520sT=757，p0=4.74104Pa，t1/2=212s(1)求694和757时的速率常数。(2)求反应的活化能。(3)反应在757，最初只有N2O，压力为5.26104Pa进行等容反应，127s时系统总压力为多少？(4)初条件与(3)相同时半衰期混合物中N2的摩尔分数为多少？(15分)解：(1)T=694时，k1=1.7010-8Pa-1.s-1;T=757时，k2=9.95110-8Pa-1.s-1(2)计算活化能需以浓度为基准的速率常数，Ea=240.7 kJ.mol-1(3)p总=63102Pa;(4)x(N2)=0.4