中國科學(xué)院大學(xué)招收攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)統(tǒng)一考試試題物理化學(xué)甲

1、中國科學(xué)院大學(xué)2015年招收攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)統(tǒng)一考試試題科目名稱：物理化學(xué)(甲)考生須知：1本試卷滿分為150分，全部考試時間總計180分鐘。2所有答案必須寫在答題紙上，寫在試題紙上或草稿紙上一律無效。3. 可以使用不帶儲存及編程功能的計算器。 下列一些基本常數(shù)供解題時參考：普朗克常數(shù)h = 6.626 × 10-34 J·s； 玻茲曼常數(shù)kB = 1.381× 10-23 J·K-1；摩爾氣體常數(shù)R = 8.314 J·mol-1·K-1；法拉第常數(shù) F = 96500 C·mol-1一、是非題 (每小題1分，共15

2、分) (判斷下列各題是否正確，正確用“Ö”表示，錯誤用“´”表示)1. 卡諾循環(huán)可以用圖1表示。 2. 分子的平動、轉(zhuǎn)動和振動的能級間隔的大小是振動能 > 轉(zhuǎn)動能 > 平動能。 3. 玻爾茲曼分布定律的適用條件為近獨立粒子體系，且為處于熱力學(xué)平衡態(tài)的任意體系。4. 在稀溶液中，對溶質(zhì)B而言，平衡時其化學(xué)勢為，其中為純B在T, p時的化學(xué)勢。5. 根據(jù)離子獨立移動定律，在極稀的HCl溶液和極稀的HAc 溶液中，氫離子的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率是相同的。6. 在相同的溫度和壓力下，將一定體積的水分散成許多小水滴，經(jīng)過這一變化過程后，其表面張力不變。7. 在同一稀溶液中組分

3、B的濃度可用xB、mB、cB表示，其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇不同，則相應(yīng)的化學(xué)勢也不同。8. 由于杠桿規(guī)則是根據(jù)物料守恒而導(dǎo)出的，所以無論兩相平衡與否，皆可用杠桿規(guī)則進行計算。9. 相律是根據(jù)熱力學(xué)平衡條件推導(dǎo)而得的，故只能處理真實的熱力學(xué)平衡系統(tǒng)。10. 反應(yīng)平衡常數(shù)值改變了，化學(xué)平衡一定會移動；反之，平衡移動了，反應(yīng)平衡常數(shù)值也一定會改變。11. 氣體分子運動的微觀模型認(rèn)為，分子彼此的碰撞及分子與器壁的碰撞是完全彈性的。12. 不同反應(yīng)有不同的速率常數(shù)，速率常數(shù)與反應(yīng)溫度、反應(yīng)介質(zhì)(溶劑)、催化劑等有關(guān)，甚至?xí)S反應(yīng)器的形狀、性質(zhì)而異。13. 穩(wěn)態(tài)近似法認(rèn)為，對于活潑的自由基等中間產(chǎn)物，由于其濃度低、

4、壽命短，可近似地認(rèn)為在反應(yīng)達到穩(wěn)態(tài)后，它們的濃度基本上不隨時間而變化，所以穩(wěn)態(tài)近似法可以用于敞開和封閉系統(tǒng)。14. 電極電勢的絕對值無法測量。 15. 測量電池電動勢應(yīng)采用高靈敏度萬用表。 二、單項選擇題 (每小題2分，共60分)1. 某體系在非等壓過程中加熱，吸熱Q，使溫度從T1升至T2，則此過程的焓增量H為：(A) HQ (B) H0 (C) HU(pV) (D) H等于別的值 2. 下列對于可逆的卡諾循環(huán)的理解中，錯誤的是：(A) 經(jīng)歷此循環(huán)后，體系本身無任何變化(B) 經(jīng)歷此循環(huán)后，體系與環(huán)境都沒有任何變化(C) 經(jīng)歷此循環(huán)后，體系沒有變化，但環(huán)境發(fā)生了變化(D) 經(jīng)歷此循環(huán)后，再倒轉(zhuǎn)

5、反向經(jīng)一個可逆的卡諾循環(huán)，體系及環(huán)境都沒有 任何變化3. 1 mol 理想氣體經(jīng)絕熱自由膨脹使體積增大 10 倍，則物系熵變?yōu)椋?A) S0 (B) S19.1 J·K-1 (C) S19.1 J·K-1 (D) S19.1 J·K-14. 關(guān)于封閉體系的熱力學(xué)基本方程，dU = TdS - pdV，以下說法錯誤的是：(1) 可適用于單組分理想氣體的任何過程(2) 對于無非體積功的過程，等式右邊第一項代表熱，第二項代表功(3) 可適用于無非體積功的可逆過程 (4) 只適用于單組分體系(A) (1),(2) (B) (2),(3) (C) (3),(4) (D) (

6、2),(4)5. 熱溫商表達式Q/T中的T是什么含義：(A) 體系的攝氏溫度 (B) 體系的絕對溫度(C) 環(huán)境的攝氏溫度 (D) 環(huán)境的絕對溫度6. 298 K時，HCl(g, M = 36.5 g·mol-1) 溶解在甲苯中的亨利常數(shù)為245 kPa·mol-1·kg，當(dāng)HCl(g)在甲苯溶液中的濃度達2 %時，HCl(g)的平衡壓力為：(A) 134 kPa (B) 11.99 kPa (C) 4.9 kPa (D) 49 kPa7. 0.1 mol 蔗糖溶于 500 g H2O(l)后溶液的凝固點降低0.372 ，當(dāng) 0.6 mol 葡萄糖溶于 1000

7、g H2O(l)后溶液的凝固點降低：(A) 2.232 (B) 1.116 (C) 0.558 (D) 1.061 8. 高壓氣體間的反應(yīng)，下列平衡常數(shù)中僅與溫度有關(guān)的是：(A) Kp (B) Kf (C) Kx (D) Kc9. 已知反應(yīng) 2NH3 = N2 + 3H2 的平衡常數(shù) Kq 在某溫度下為0.25, 則在該溫度下的平衡常數(shù) Kq 為：(A) 4 (B) 2 (C) 0.5 (D) 0.2510. 某氣體當(dāng)平衡分壓為101.325 kPa時，有0.02 mol的氣體溶解在1000 g水中， 當(dāng)平衡分壓為202.650 kPa時，有0.04 mol的氣體溶解在1000 g水中，描述這

8、一規(guī)律的定律是： (A) Boyle定律 (B) Roault定律 (C) Dalton分壓定律 (D) Henry定律11. 在 T = 300 K，如果分子 A 和 B 要經(jīng)過每一千萬次碰撞才能發(fā)生一次反應(yīng)，這個反應(yīng)的臨界能將是：(A) 170 kJ·mol-1 (B) 10.5 kJ·mol-1 (C) 40.2 kJ·mol-1 (D) -15.7 kJ·mol-112. 下列反應(yīng)的速率表達關(guān)系式，錯誤的是：(A) H2 + I2 = 2HI, (B) 2NO2 = 2NO + O2, (C) I· + I· + M = I2

9、 + M, (D) CH3· + CH3· = C2H6, 13. 已知某復(fù)雜反應(yīng)的反應(yīng)歷程為；，則 B的濃度隨時間的變化率 dCB/dt是：(A) (B) (C) (D) 14. 在碰撞理論中校正因子P小于1的主要因素是： (A) 反應(yīng)體系是非理想的 (B) 空間的位阻效應(yīng)(C) 分子碰撞的激烈程度不夠 (D) 分子間的作用力15. 以下是三個需要酶催化的反應(yīng)a-酶1®b Gq(1) = 12.5 kJ·mol-1b-酶2®c Gq(2) = -25 kJ·mol-1c-酶3®d Gq(3) = -37.3 kJ·

10、;mol-1如原始混合物中含有a，酶l及酶3，一定時間后有何現(xiàn)象?(A) 體系中一定出現(xiàn)d (B) 體系中不出現(xiàn)d(C) 體系中不出現(xiàn)b (D) 組分a的濃度不斷下降到零16. 濃度為 1.0 mol·dm-3 的強電解質(zhì)溶液，它的摩爾電導(dǎo)率數(shù)值近似于：(A) 與電導(dǎo)率相等 (B) 是電導(dǎo)率的10-3倍(C) 是電導(dǎo)率的 103倍 (D) 是電導(dǎo)率的102倍17. 相同溫度下，對于無限稀釋的 H2SO4，HCl和HNO3溶液，下列說法不正確的是：(A) 氫離子的摩爾電導(dǎo)率都相同 (B) 氫離子的遷移數(shù)都相同(C) 氫離子的淌度都相同 (D) 氫離子的遷移數(shù)不相同18. 下列電池中液體

11、接界電位不能忽略的是：(A) (B) (C) (D) 19. 以下說法中正確的是：(A) 當(dāng)建立Donnan平衡后，膜內(nèi)外同種正離子的化學(xué)勢相等(B) 電池Ag|AgNO3(aq)|KBr(aq)|AgBr(s)|Ag的電動勢與Br-濃度無關(guān)(C) 強電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)會隨電解質(zhì)濃度增大而增加(D) 對于電池Zn|ZnSO4(aq)|AgNO3(aq)|Ag，其中的鹽橋可以用飽和KNO3溶液20. 實際電解時，在陽極上首先發(fā)生氧化作用而放電的是：(A) 標(biāo)準(zhǔn)還原電極電位最大者 (B) 標(biāo)準(zhǔn)還原電極電位最小者(C) 極化后不可逆還原電位最大者 (D) 極化后不可逆還原電位最小者21. 已知298時

12、，Ni2+/Ni的jq = -0.250 V，Ag+/Ag的jq = 0.799 V，并可近似的用濃度代替活度，今有一溶液內(nèi)含有濃度均為1 mol·dm-3的 H+，Ni2+，Ag+，用Pt作為電極，在某電流密度下 H2在Ag和Ni上的超電勢分別為 0.20 V和 0.40 V，當(dāng)外加電壓逐漸增大時，在陰極析出的順序依次為：(A) Ag，Ni，H2 (B) Ni，H2，Ag (C) Ag，H2，Ni (D) H2，Ni，Ag22. 表面活性物質(zhì)在不同情況下，對體系具有提高潤濕性及乳化、加溶和起泡等作用，其中與界面張力的降低無直接關(guān)系的是：(A) 提高潤濕性 (B) 乳化 (C) 加溶

13、 (D) 起泡23. 對于 Al(OH)3溶膠，逐滴加入適量的鹽酸稀溶液，溶膠產(chǎn)生的現(xiàn)象將是：(A) 無明顯現(xiàn)象 (B) 溶膠先沉淀，然后逐漸溶解(C) 立即溶解 (D) 產(chǎn)生沉淀，且不溶解24. Donnan平衡可以基本上消除，其主要方法是：(A) 降低小離子的濃度 (B) 升高溫度，降低粘度(C) 在無大分子的溶劑一側(cè)，加入過量中性鹽(D) 調(diào)節(jié)pH值使大分子溶液處于等電點狀態(tài)25. U = Q - p外V適用于W'=0 的封閉體系的：(A) 一切過程 (B) 恒外壓過程 (C) 可逆過程 (D) 等壓過程26. 對于由 FeO(s)、CO(g)、Fe(s)、CO2(g)和 Fe3

14、O4(s)組成并達到平衡的體系，則其：(A) 獨立組分?jǐn)?shù) C = 5, 相數(shù)目 = 4(B) 獨立組分?jǐn)?shù) C = 4, 相數(shù)目 = 2 (C) 自由度 f = 3, 相數(shù)目 = 2(D) 獨立組分?jǐn)?shù) C = 3, 相數(shù)目 = 427. 光化學(xué)平衡與一般平衡主要不同之點是：(A) 平衡是靜態(tài)平衡而非動態(tài)平衡 (B) 平衡常數(shù)與壓力無關(guān)(C) 平衡常數(shù)與光強度有關(guān) (D) 平衡常數(shù)與溫度無關(guān)28. 在溶液中，溶質(zhì)在固-液界面的吸附量：(A) 總是隨濃度的增加而增加(B) 隨溶解度的增加而增加(C) 隨溶質(zhì)極性的增加而增加(D) 能使固-液界面自由能降低越多的溶質(zhì)的吸附量越多29. 在 Na2SO4

15、水溶液中，Na2SO4的活度與其平均活度系數(shù)±及溶液質(zhì)量摩爾濃度m的關(guān)系是：(A) (B) (C) (D) 30. 1 mol某氣體在298 K，1013250 Pa下的逸度系數(shù)為1.1，該氣體真實態(tài)與同溫度理想態(tài)化學(xué)勢的差值應(yīng)為多少?(A) 236.1 J (B) 5941 J (C) 5704 J (D) -102.6 J三、計算和簡答 (共75分)1. (12分) 今有相同質(zhì)量、不同溫度的同種液體, 其溫度分別為T1和T2, 已知該液體比熱容為Cp, (1) 試計算其絕熱混合的熵變；(2) 以此體系通過計算推導(dǎo)驗證熱力學(xué)第二定律。2. (6分) 設(shè)某分子只有非簡并的2 個能級

16、0 和 e，且為獨立定域子體系，請計算當(dāng) T 時 1 mol 該物質(zhì)的平均能量和熵。3. (7分) 將12.2 g苯甲酸(C6H5COOH)溶于100 g乙醇后，使乙醇的沸點升高1.13 K；若將12.2 g苯甲酸溶于100 g苯后，則使苯的沸點升高1.36 K。（已知沸點升高常數(shù)Kb(乙醇) = 1.23 K·kg·mol-1；Kb(苯) = 2.62 K·kg·mol-1）。通過計算說明苯甲酸在兩種溶劑中的存在形式。 4. (7分) 292 K時，丁酸水溶液的表面張力可以表示為，式中0為純水的表面張力，a、b為常數(shù)。求：(1) 該溶液中丁酸的表面過剩

17、值和其濃度c之間的關(guān)系（假定活度系數(shù)均為1）。(2) 當(dāng)c = 0.2 mol·dm-3時的值。已知a = 0.0131 N· m-1，b = 19.62。(3) 當(dāng)濃度增加到時的值。假設(shè)此時表面上丁酸成單分子緊密排列層，試計算在液面上丁酸分子的截面積。5. (9分) 為了將含非揮發(fā)性雜質(zhì)的甲苯提純，在86.0 kPa壓力下用水蒸氣蒸餾。已知：在此壓力下該系統(tǒng)的共沸點為80，該溫度下水的飽和蒸氣壓為47.3.kPa，設(shè)蒸氣為理想氣體，問：(1) 氣相的組成如何（甲苯的摩爾分?jǐn)?shù)）?(2) 欲蒸出100 kg純甲苯，需消耗水蒸氣多少千克?6. (10分) 在281.15 K, 1 pq下，將0.13 mol的N2O4溶于1升CHCl3中，N2O4分解為NO2，當(dāng)達平衡時，有0.45%的N2O4分解為NO2。試計算在0.85 dm3 CHCl3中溶解有0.050 mol N2O4時，溶液的平衡組成。（設(shè)此反應(yīng)可看作稀溶液反應(yīng)）7. (12分) 乙醛(A)蒸汽的熱分解