北化物理化學(xué)考研真題

本文格式為Word版，下載可任意編輯——北化物理化學(xué)考研真題北京化工大學(xué)2000考研物理化學(xué)試題

(填空16分，選擇題9分，計(jì)算5題75分共100分)本卷須知：答案寫在答題紙上，101.325kPa≈100kPa=p

，作圖用鉛筆。

一、填空題(16分)

1.1mol雙原子理想氣體由始態(tài)370K、100kPa分別經(jīng)(1)等壓過(guò)程，經(jīng)(2)等容過(guò)程加熱到473K，則(1)，(2)

兩個(gè)過(guò)程以下物理量的關(guān)系是Q1_____Q2，W1_____W2，△H1_____△H2，△S1_____△S2。(填大于、小于或等于)2.200℃時(shí)，Ag2O的分解反應(yīng)為：Ag2O(s)→2Ag(s)+

1O2(g)2己知200℃時(shí)固體Ag2O的分解壓為137.8kPa。今讓1molAg2O(s)在200℃分解達(dá)平衡，則該過(guò)程△G=_______，K=_________，反應(yīng)過(guò)程系統(tǒng)與環(huán)境交換的功W=______(忽略固體體積，并設(shè)氣體為理想氣體。3.根據(jù)電池反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池。己知電池反應(yīng)：

AgCl(s)+I(aI?)=AgI(s)+Cl(aCl?)

－

－

所設(shè)計(jì)的原電池為_(kāi)_________________________________________。4.有理想氣體反應(yīng)：A(g)+2B(g)→C(g)

在等溫柔總壓不變的條件下進(jìn)行，若原料氣中A與B的物質(zhì)的量之比為1:2，達(dá)平衡時(shí)系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)

C=_______，自由度數(shù)f=_______。當(dāng)溫度一定時(shí)，增大壓力則K_______(填增大、減小或不變)，平衡將________移動(dòng)(填向左、向右或不)。

0

5.在一個(gè)錐形容器中，放入一滴液體，如下圖所示。試畫出接觸角θ。因θ____90(填大于、小于或等于)，則

該液體對(duì)容器______潤(rùn)濕(填能或不能)。

6.有(N、E、V)確定的理想氣體，設(shè)分子的運(yùn)動(dòng)形式只有三個(gè)可及的能級(jí)，它們的能量和簡(jiǎn)并度分別為：

?1k=0K，g1=1

?2k=100K，g1=3=300K，g1=5

?3k(式中k為玻爾茲曼常數(shù))

當(dāng)溫度為200K時(shí)，分子的配分函數(shù)值為_(kāi)______。在某溫度下，若e之比為_(kāi)____________。(注：為?i)7.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)試驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)

C6H6(l)+

??ikT→1時(shí)，三個(gè)能級(jí)上最可幾分子數(shù)

15O2→6CO2(g)+3H2O(g)2的摩爾反應(yīng)焓△rHm。試驗(yàn)方法及理論依據(jù)是：___________________________________。(不考慮用光譜或波譜方法，不要求寫出試驗(yàn)步驟和試驗(yàn)裝置)。

二、選擇題(9分)

1.實(shí)際氣體經(jīng)節(jié)流膨脹過(guò)程，正確的結(jié)論是：[]

(1)Q0；(3)△UK’

‘‘

(3)Ea>Ea，K=K’(4)Ea>Ea，K>K’

三、(15分)

1mol單原子理想氣體從300K、300kPa的始態(tài)，沿TV=常數(shù)的途徑可逆膨脹到100kPa的終態(tài)，求該過(guò)程的W、Q、△U、△H和△S。

2

四、(15)

已知CCl4(l)的蒸氣壓與溫度的關(guān)系為lnp/Pa=?3637.1?C，其正常沸點(diǎn)為350K。100℃時(shí)SnCl4(l)的

T/K蒸氣壓pB*=66.66kPa。若CCl4(l)和SnCl4(l)組成理想液態(tài)混合物，在100kPa壓力下，加熱該液態(tài)混合物至100℃時(shí)開(kāi)始沸騰。

試求：1.計(jì)算CCl4(l)的摩爾氣化熱△vapHm*及正常沸點(diǎn)時(shí)的摩爾氣化熵△vapSm*；

2.繪出此二組分液態(tài)混合物在100℃時(shí)的蒸氣壓-組成圖(示意圖)(繪圖時(shí)以A代表CCl4，以B代表SnCl4)；3.計(jì)算液態(tài)混合物在100kPa、100℃下的平衡液相組成及沸騰時(shí)第一個(gè)氣泡的組成。

五、(15分)

己知電池

Pb(s)|PbSO4(s)|H2SO4(0.01mol.kg-1)|H2(g,100kPa)|Pt

25℃的電動(dòng)勢(shì)為0.1705V。有關(guān)物質(zhì)在25℃的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)為：

△fGm{H2SO4(aq)}=－742.99kJ.mol-1△fGm{PbSO4(s)}=－811.24kJ.mol-11.寫出電極反應(yīng)與電池反應(yīng)；

－

2.求25℃時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E{SO42|PbSO4(s)|Pb}；

3.求25℃時(shí)，H2SO4在濃度為0.01mol.kg-1溶液中的a?和

六、(18分)

??。

1.在一恒容反應(yīng)器中，進(jìn)行某反應(yīng)，其機(jī)理如下：

(1)試驗(yàn)測(cè)得50℃時(shí)，產(chǎn)物B與D的物質(zhì)的量濃度之比

CB=2，且比例不隨時(shí)間變化。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行CD10min時(shí)，A的轉(zhuǎn)化率為50%，求速率常數(shù)k1和k2。(2)若溫度為60℃時(shí)，試驗(yàn)測(cè)得2.某反應(yīng)A2+B2→2AB己知反應(yīng)機(jī)理如下：

CB恒為3，試求活化能Ea,1與Ea,2之差。CD(快速平衡)

(1)證明該反應(yīng)的速率方程式為：

dCAB=kaCA2CB2dt(2)若A2及B2的初始濃度皆為0.01mol.dm-3，且在某反應(yīng)溫度下表觀速率常數(shù)ka=1.60min-1.mol-1.dm3，求

半衰期。

七、(12分)

已知以下兩反應(yīng)：

反應(yīng)1：FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)反應(yīng)2：Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)

的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)分別為K1、K2，它們與溫度的關(guān)系如下：

T/K873

K10.871K21.153

9730.6781.77設(shè)兩反應(yīng)的△rCp,m均為零。試求：1.反應(yīng)1和反應(yīng)2的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓△rHm,1及△rHm,2；

2.在什么溫度下，F(xiàn)e(s)、FeO(s)、Fe3O4(s)、CO(g)、CO2(g)全可共存于平衡系統(tǒng)中；3.上述兩反應(yīng)達(dá)平衡后，若溫度再上升時(shí)，系統(tǒng)中哪些物質(zhì)可能消失？

北京化工大學(xué)2023考研物理化學(xué)試題

(選擇題10分，填空15分，計(jì)算5題75分共100分)本卷須知：答案寫在答題紙上，101.325kPa≈100kPa=p

，作圖用鉛筆。

一、選擇題(10分)

3.氣體被液化的條件是：

A.T=TC，pTC，p≧pC；C.T(??)2；B.(??)1試求：1、常數(shù)A、B值；

2、810K時(shí)該反應(yīng)的△rSm

五、(18分)

298K時(shí)，以下電池的電動(dòng)勢(shì)E1=0.372V，Cu|Cu(Ac)2(b1=0.1mol.kg-1)|AgAc(s)|Ag

己知：1.298K時(shí)，E{Ag+|Ag}=0.800V，E{Cu2+|Cu}=0.337V

2.上述電池在308K時(shí)電動(dòng)勢(shì)E2=0.374V，且電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)在298～308K溫度范圍內(nèi)可視為常數(shù)；3.Cu(Ac)2溶液離子的平均活度系數(shù)??≈1

①寫出電極反應(yīng)與電池反應(yīng)；

②計(jì)算298K時(shí)該電池反應(yīng)的△rHm，△rSm，△rGm；③計(jì)算298K時(shí)AgAc的溶度積。

六、(20分)[注：該題答在指定題號(hào)的答題紙上]

某反應(yīng)aA→產(chǎn)物，

已知該化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化50%的時(shí)間與反應(yīng)物的初始濃度成反比，試驗(yàn)測(cè)得298K時(shí)不同時(shí)間反應(yīng)物的濃度如下:t/min510152025CA/mol.dm-30.0850.0730.0650.0580.0521.用作圖法求出298K時(shí)該反應(yīng)的速率常數(shù)k298；

-1

2.若該反應(yīng)表觀活化能Ea=52.7kJ.mol，求當(dāng)反應(yīng)物的初始濃度CA,0=0.1mol.dm-3時(shí)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化50%需時(shí)

3.86min，應(yīng)控制溫度為多少？

七、(10分)[注：該題答在指定題號(hào)的答題紙上]

若A、B兩組分可形成液－液完全不互溶的氣－液平衡系統(tǒng)。已知純A、B的正常沸點(diǎn)分別為70℃、90℃，當(dāng)系統(tǒng)總組成為XB=0.40時(shí)，在101.325kPa壓力下系統(tǒng)的共沸點(diǎn)t=40℃，此時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)氣相組成yB=0.40。

1.根據(jù)已知條件繪出A－B二組分系統(tǒng)的沸點(diǎn)－組成相圖(示意圖)。2.根據(jù)所繪制的示意圖估算組分B在此溫度范圍的蒸發(fā)焓△vapHm。

北京化工大學(xué)2023考研物理化學(xué)試題

(填空18分，選擇題6分，計(jì)算4題70分，證明題1題6分，共100分；選做英文計(jì)算題10分)本卷須知：答案寫在答題紙上，101.325kPa≈100kPa=p

，作圖用鉛筆答在指定頁(yè)碼的答題紙上。

一、填空題(18分)

1.20℃時(shí)水的飽和蒸汽壓為2338Pa，現(xiàn)有20℃、2338Pa的H2O(l)，分別經(jīng)兩種途徑變成

20℃、2338Pa的H2O(g)，(1)在恒溫恒壓下進(jìn)行，則△G_____零；(2)在恒溫20℃、抵擋p外=0條件下進(jìn)行，則△G_____零。(填：>、純水>乙醇水溶液；C.純水>乙醇水溶液>NaOH水溶液；D.乙醇水溶液>純水>NaOH水溶液。

三、(20分)(請(qǐng)答在指定題號(hào)的答題紙上)

7

1mol單原子理想氣體從始態(tài)298K，200kPa分別經(jīng)以下兩種途徑使其體積加倍。(1)等溫可逆變化；

(2)沿著p=AVm+B的途徑可逆變化，其中A、B是常數(shù)，且已知A=104Pa.dm3.mol-1(注：此處單位印錯(cuò)了，應(yīng)為

Pa.dm-3.mol)

1.請(qǐng)?jiān)谥付}號(hào)的答題紙的圖中畫出兩條可逆途徑的p-V圖；(示意圖)

2.試計(jì)算經(jīng)等溫可逆途徑后該系統(tǒng)達(dá)到的終態(tài)壓力及過(guò)程的Q、W、△U和△S；

3.試計(jì)算沿著p=AVm+B的途徑可逆變化后該系統(tǒng)達(dá)到的終態(tài)壓力及過(guò)程的Q、W、△U和△S

四、(18分)

298K在恒容密閉容器中有起始?jí)毫閜的A(g)。在該溫度下按下式分解：(1)

繼后，生成物之一B(g)發(fā)生以下反應(yīng)，生成D(g)并與之建立平衡：

B(g)D(g)(2)

已知：分解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，k1=0.1min-1，反應(yīng)(2)的平衡常數(shù)K=10。計(jì)算：后在該容器中A、B、C、D各物質(zhì)的分壓。

五、(18分)

己知反應(yīng)H2(p)+Ag2O(s)→2Ag(s)+H2O(l)在298K時(shí)的恒容反應(yīng)器中進(jìn)行，放熱252.79kJ.mol-1，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成可逆電池，測(cè)得其電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)

?dE?-4-1??=－5.044×10V.K?dT?p1.寫出所設(shè)計(jì)電池的表示式及該電池的電極反應(yīng)；

2.計(jì)算298K時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)熱(注：應(yīng)為焓)△rHm及電池電動(dòng)勢(shì)E；

-14－

3.己知298K時(shí)Kw=1×10，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)還原電勢(shì)E{OH|Ag2O(s)，Ag}。

六、(6分)

某氣體遵從狀態(tài)方程p(Vm－αT2)=RT。式中α是與溫度T、壓力p無(wú)關(guān)的常數(shù)。試證明該氣體的Joule－Thomson系數(shù)：?J?T??T????p???T2??=C?Hp,m七、(14分)(請(qǐng)答在指定題號(hào)的答題紙上)

有A和B兩組分組成的固相完全不互溶的凝聚系統(tǒng)，已知純A的熔點(diǎn)為90℃，純B的熔點(diǎn)為110℃，且A、B兩組分在題給溫度范圍內(nèi)可形成化合物C(組成為xB=0.7)。在溫度為40℃時(shí)，化合物C存在轉(zhuǎn)熔反應(yīng)：C(s)→B(s)+溶液(xB=0.55)。表一給出了不同組成的系統(tǒng)的熱分析數(shù)據(jù)，列出了步冷曲線中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)折和平臺(tái)的溫度數(shù)據(jù)。根據(jù)題給試驗(yàn)數(shù)據(jù)在指定題號(hào)答題紙的坐標(biāo)紙上繪出相圖，同時(shí)完成表二內(nèi)容。(表二見(jiàn)指定題號(hào)的答題紙。注：缺)

系統(tǒng)組成(xB)0.150.200.450.650.700.80t/℃90706040300

8

平臺(tái)平臺(tái)轉(zhuǎn)折點(diǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)折點(diǎn)平臺(tái)平臺(tái)平臺(tái)轉(zhuǎn)折點(diǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)折點(diǎn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)北京化工大學(xué)2023

(選擇題15分，填空39分，其余計(jì)算題7題96，共150分)

本卷須知：答案寫在答題紙上，101.325kPa≈100kPa=p，作圖用鉛筆答在指定頁(yè)碼的答題紙上。

一、選擇題(15分)

11.理想氣體恒溫向真空膨脹的過(guò)程，以下正確的是：

A.?U0；C.?H=0；D.W0，則對(duì)于該反應(yīng)在恒溫恒容條件下參與惰性氣體，平衡時(shí)將：

A.向左移動(dòng)；B.不移動(dòng)；C.向右移動(dòng)；D.無(wú)法確定。13.與分子運(yùn)動(dòng)空間有關(guān)的分子運(yùn)動(dòng)配分函數(shù)是：

A.振動(dòng)運(yùn)動(dòng)配分函數(shù)qv；B.平動(dòng)運(yùn)動(dòng)配分函數(shù)qt；

C.轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)配分函數(shù)qr；D.核，電子運(yùn)動(dòng)配分函數(shù)qn，qe。

A14.對(duì)基元反應(yīng)2A???C，以下反應(yīng)速率方程中正確的是：

kdCCdC22?kACA；B.C?2kACA；dtdt2dC1dC2C.C?kACA；D.?A?2kACA

dt2dtA.

15.光化學(xué)反應(yīng)的初級(jí)過(guò)程：A?h??A*，其反應(yīng)速率應(yīng)當(dāng)：

A.與反應(yīng)物A的濃度和hν均無(wú)關(guān)；B.與反應(yīng)物A的濃度和hν均有關(guān)；C.與反應(yīng)物A的濃度有關(guān)與hν無(wú)關(guān)；D.與反應(yīng)物A的濃度無(wú)關(guān)與hν有關(guān)。

16.物理吸附的吸附作用力和吸附層分別是：

A.范德華力、單、多分子層吸附；B.范德華力、多分子層吸附；C.化學(xué)鍵力、單、多分子層吸附；D.化學(xué)鍵力、單分子層吸附。

17.在含有Zn2+、Cd2+、Ni2+的硝酸鹽溶液中，若各金屬離子的活度一致，己知它們的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)如下：

E0{Zn2+|Zn}=－0.7628V；E0{Cd2+|Cd}=－0.4026V；E0{Ni2+|Ni}=－0.2300V。電解時(shí)，在惰性電極上，金屬的析出順序?yàn)?各金屬的析出時(shí)的超電勢(shì)忽略不計(jì))。

A.Zn→Cd→Ni；B.Ni→Cd→Zn；C.Cd→Zn→Ni；D.Ni→Zn→Cd。

二.填空題(39分)

3

1.恒溫298K條件下，1mol某氣體由0.03m3被壓縮至0.01m，若該氣體作為理想氣體，則該過(guò)程的△U_____

零，△H_____零。若該氣體符合狀態(tài)方程pVm=RT+αp，其中α為大于零的常數(shù)，則該過(guò)程的△U_____零，△H_____零。(填：大于、小于或等于)

2.1mol理想氣體(CV,m=2.5R)，由350K，400kPa，經(jīng)絕熱可逆膨脹至298K，該過(guò)程的△S_____零，△H_____

零。(填：大于、小于或等于)

2-3.當(dāng)固體SiO2微粒與水接觸時(shí)，可生成弱酸H2SiO3，它的電離產(chǎn)物SiO3不全擴(kuò)散到溶液中去，而是有一部分

依舊吸附在SiO2微粒表面上，形成帶電膠核，該膠核帶______電荷，______為反離子，其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_____________________________。

4.雙原子分子在平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)的第一激發(fā)態(tài)上的簡(jiǎn)并度(統(tǒng)計(jì)權(quán)重)gt________；gr________；gV________。5.己知298K和100kPa下，E0{H+|H2(g)}=0V；E0{Cu2+|Cu}=0.34V；E0{Ni2+|Ni}=－0.23V。

利用上述電極設(shè)計(jì)以氫電極為陽(yáng)極的電池為：(寫出電池表示)_____________________；電池反應(yīng)______________________；計(jì)算E0(電池)=____________V。

6.下圖為A、B兩組分系統(tǒng)在100kPa下的沸點(diǎn)-組成圖。在答題紙的指定位置中完成填空。

9

(1)在圖中表出各區(qū)域的相態(tài)；

(2)今有4molA(液)與1molB(液)的混合物在100kPa下80℃達(dá)平衡時(shí)，yB=_______；xB=_______；

nl=_______mol；ng=_______mol。

18.試驗(yàn)題：恒溫槽主要由________；________；________；________；________；________；等部件組成。繼

電器有常開(kāi)、常閉接法，若采用常閉接法，試驗(yàn)時(shí)當(dāng)除繼電器沒(méi)工作，而其它部件全部接通電源，此時(shí)恒溫槽內(nèi)的恒溫浴介質(zhì)的溫度會(huì)____________(上升、不變)三.計(jì)算題

1.(20分)將裝有0.2mol液體苯的小玻璃瓶放入10dm3的恒容密閉的真空容器中，該密閉容器置于80.1℃的恒溫水浴中。己知苯在100kPa下的沸點(diǎn)為80.1℃，且苯的蒸發(fā)焓

?-1

△VAPHm=30.878kJ.mol。若將盛有液體的小玻璃瓶破碎，直至苯蒸發(fā)至平衡。計(jì)算：(1)恒容密閉容器中，苯蒸汽的壓力；

(2)該蒸發(fā)過(guò)程的Q，W體，△U、△H、△S及△G。

設(shè)：苯蒸汽可視為理想氣體，與氣相體積比液相體積可忽略不計(jì)。2.(12分)有理想氣體，其過(guò)程方程式為pVn?C(C為某常數(shù))。若系統(tǒng)從始態(tài)(A點(diǎn))出發(fā)，分別經(jīng)過(guò)n=0，1

和?(?為熱容比Cp,mCV,m)的三種可逆膨脹過(guò)程。

(1)此三種過(guò)程分別是什么過(guò)程？(2)請(qǐng)從p-V圖上A點(diǎn)，T-S圖上B點(diǎn)出發(fā)，在答題紙的指定圖中分別表示上述過(guò)程的示意圖。(設(shè)該氣體(Cp,m/T

為常數(shù))

3.(12分)己知：以下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs函數(shù)與溫度的關(guān)系為：反應(yīng)(△rGm)/J.mol?-11O2(g)→CO(g)212.Si(s)＋O2(g)→SiO(s)21.C石墨＋3.Si(s)＋C石墨→SiC(s)－26700－20.95T/K－17300－15.71T/K－12700＋1.66T/K4.ZrSiO4(s)＋4C石墨→ZrC(s)＋SiO(s)＋3CO(g)100570－47.62T/K求下述反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)能發(fā)生的最低溫度。

ZrSiO4(s)＋6C石墨→ZrC(s)＋SiC(s)＋4CO(g)

4.(8分)某獨(dú)立的定域子系統(tǒng)，粒子分布在三個(gè)非簡(jiǎn)并的能級(jí)上，粒子的分布數(shù)為：n0,n1,n2。若以基態(tài)為能級(jí)基點(diǎn)，其每個(gè)能級(jí)能量間隔為25K時(shí)的kT值。

計(jì)算：(1)25K時(shí)計(jì)算系統(tǒng)中粒子在各能級(jí)上的粒子數(shù)與基態(tài)上粒子數(shù)之比：n1/n0=？n2/n0=？(2)上述溫度下，系統(tǒng)中分子的配分函數(shù)q0(基態(tài)能量規(guī)定為零)。

5.(18分)有電池Pt，Cl2(g,p?)|HCl(0.1mol.kg-1)|AgCl(s),Ag，己知298K時(shí)物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)如下:

AgCl(s)Cl2(g)Ag(s)10

△?-1fHm/kJ.mol-127.03500S?-1-1m/J.mol.K96.106222.94942.702(1)寫出電池的電極與電池的反應(yīng)式；

(2)計(jì)算298K時(shí)，該電池的電動(dòng)勢(shì)及電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)；

(3)298K時(shí)電池可逆操作時(shí)，分解1molAgCl(s)時(shí)與環(huán)境交換的熱；(4)計(jì)算298K時(shí)，AgCl(s)的分解壓力。

6.(12分)某平行反應(yīng)，其機(jī)理如下：

己知：各基元步驟的反應(yīng)速率常數(shù)k與溫度的關(guān)系分別為：

ln??k1?min?1???=?3000T+5.2Kln??k2??min?1??=?2700T+5.2K(1)寫出總反應(yīng)的速率方程式；

(2)寫出反應(yīng)活化能E總與各基元反應(yīng)活化能的關(guān)系式；(3)計(jì)算：500K時(shí)，總反應(yīng)的活化能。

7.(14分)氣體A的分解反應(yīng)為：

A(g)→2B(g)+

12C(g)其反應(yīng)速率常數(shù)為k=4.8×10-4秒-1。(1)求反應(yīng)的半衰期；

(4)求10分鐘時(shí)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率；

(5)若A的初始?jí)毫?0kPa，問(wèn)10分鐘時(shí)系統(tǒng)的總壓力為多少?

三.計(jì)算題，第2題。作圖題請(qǐng)答在如下坐標(biāo)中。

二.填空題,第6題：

11

(1)在圖中表出各區(qū)域的相態(tài)；

(2)今有4molA(液)與1molB(液)的混合物在100kPa下80℃達(dá)平衡時(shí)，yB=_______；xB=_______；nl=_______mol；ng=_______mol。

北京化工大學(xué)2023年招收碩士生入學(xué)試題

(選擇題10題20分，填空題10題20分，計(jì)算題5題100分，證明1題10分，共150分)

本卷須知：答案寫在答題紙上，用紅色或鉛筆不計(jì)成績(jī)。

一、選擇題(20分)

19.當(dāng)理想氣體抵擋一恒外壓作絕熱膨脹時(shí)，則：

A.?H=0；B.△U=0；C.△H>0；D.△U0C.??D??S?p??V?S??G?????T?p21.A、B兩組分可以形成固溶體，若在組分A中參與B，可以使固溶體的熔點(diǎn)提高，當(dāng)固-液兩相達(dá)平衡時(shí)，則

組分B在此固溶體中的含量必()組分B在液相中的含量。A.大于B.小于C.等于D.不能確定

22.某固體氧化物的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，固體氧化物的分解壓力將：A.增大B.減小C.不變D.不能確定

23.分子的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)的能級(jí)間隔可以表示為??t、??r和??v，第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)能量的差的大小順序?yàn)椋?/p>

A.??v>??t>??rB.、??v>??r>??tC.??t>??v>??rD.??r>??t>??v6.某化學(xué)反應(yīng)在一定條件下的平衡轉(zhuǎn)化率為66%，當(dāng)參與適合的催化劑后，反應(yīng)速率提高10倍，則其平衡轉(zhuǎn)化

率將：

A.大于66%B.小于66%C.不變D.不能確定7.以下分散系統(tǒng)中丁達(dá)爾效應(yīng)最強(qiáng)的是：

A.空氣B.蔗糖水溶液C.高分子溶液D.硅膠溶液

8.醌-氫醌電極電勢(shì)與溶液中氫離子的活度有關(guān)，稱為氫離子指示電極。試驗(yàn)中測(cè)量溶液pH值時(shí)該電極在一定

范圍內(nèi)電極電勢(shì)較穩(wěn)定，穩(wěn)定范圍的pH值應(yīng)是：

A.大于8.5B.小于8.5C.等于8.5D.沒(méi)有限定

9.有二級(jí)反應(yīng)，在一定溫度下反應(yīng)物消耗1/2需時(shí)間10min，若再消耗1/2還需時(shí)間為：

12

A.10minB.20minC.30minD.40min10.以下各電解質(zhì)對(duì)某溶膠的聚沉值分別為：

電解質(zhì)聚沉值/mol·dm-3

KNO350

MgSO40.81

Al(NO3)30.095

該膠粒的帶電狀況為：

A.帶負(fù)電B.帶正電C.不帶電D.無(wú)法確定

二、填空題(20分)

1.1mol理想氣體從p1=0.5Mpa節(jié)流膨脹到p2=0.1Mpa時(shí)的熵變?yōu)椤鱏=__________。

2.60℃時(shí)，某液體A的飽和蒸氣壓是液體B飽和蒸氣壓的2倍。A、B兩液體形成理想液態(tài)

混合物，當(dāng)氣液平衡時(shí)，若液相中A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.5，則氣相中B的摩爾分?jǐn)?shù)為_(kāi)______。3.對(duì)ABC組成的三組分系統(tǒng)中，最多相數(shù)為_(kāi)______；最大自由度數(shù)為_(kāi)_______；它們分別是

___________________________變量。

4.己知某氣體反應(yīng)300℃，低壓下的K?=3.8×10-3，當(dāng)該反應(yīng)在300℃，高壓下進(jìn)行時(shí)Kp=____________________，(己知該反應(yīng)的K?=0.773)。

5.微觀粒子的某一能級(jí)所包括的量子態(tài)數(shù)稱為該能級(jí)的_____________________。24.某一級(jí)反應(yīng)每分鐘反應(yīng)物轉(zhuǎn)化掉6%，則該反應(yīng)的速率常數(shù)k=____________。25.在臨界狀態(tài)下，由于氣液界面__________，所以液體的表面張力__________。

26.強(qiáng)電解質(zhì)MgCl2水溶液，其離子平均活度a?與電解質(zhì)活度aB之間的關(guān)系為_(kāi)_______。27.請(qǐng)?jiān)谝韵聢D中畫出A點(diǎn)各界面張力(s-g,s-l,g-l)的方向和接觸角?。

?(畫在答題紙指定位置上)

28.在酸性介質(zhì)中蔗糖水解反應(yīng)為：

H+C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6

蔗糖葡萄糖果糖

由于蔗糖及其水解產(chǎn)物具有__________性質(zhì)，隨著水解反應(yīng)進(jìn)行，體系的__________逐漸由__________變到__________。試驗(yàn)中采用__________(儀器)進(jìn)行測(cè)量。

三、(20分)25℃條件下，密閉恒容的容器中有1mol葡萄糖C6H12O6(s)在O2(g)中完全燃燒，生成同溫下的CO2(g)和H2O(l)。過(guò)程放熱2808kJ·mol-1。若產(chǎn)生的氣體可視為理想氣體，已知298.15K下該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變?rS,m=182.4J·K-1·mol-1。己知以下物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熵：

CO2(g)H2O(l)213.74

69.91

??O2(g)205.14

S,?m/J·K-1·mol-1

1.計(jì)算298K時(shí)C6H12O6(s)的標(biāo)準(zhǔn)熵Sm。

13

2.計(jì)算298K時(shí)C6H12O6(s)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓??rHm。

3.計(jì)算298K時(shí)利用上述反應(yīng)所形能得到的最大功Wmax。

四、(10分)

某氣體遵從狀態(tài)方程pVm=RT+bp，且恒容熱容CV不隨溫度變化。

1.證明：???U???p???V??=T?T???T??－p；?V2.導(dǎo)出此氣體的絕熱可逆過(guò)程方程。

五、(26分)

有晶形轉(zhuǎn)變過(guò)程：?-H2S(s,紅)→?-H2S(s,黑)己知上述過(guò)程??rGm=[4184－5.44(T/K)]J·mol-1。1.試求某溫度下晶形轉(zhuǎn)變過(guò)程的???rHm，?rSm；2.計(jì)算?-H2S(s,紅)→?-H2S(s,黑)的恒壓熱容差??rCp,m；

3.試求p=100kPa時(shí)晶形轉(zhuǎn)變達(dá)平衡時(shí)的溫度；4.在298K，p?下H2S(s)穩(wěn)定態(tài)是?型還是?型？

5.計(jì)算在525℃時(shí)，兩相處于平衡時(shí)系統(tǒng)的壓力。

己知：?(?,紅)=8.1g·cm-3，?(?,黑)=7.7g·cm-3，且不隨壓力變化。六、(12分)

己知I2的以下有關(guān)數(shù)據(jù)：

三相點(diǎn)O臨界點(diǎn)C正常熔點(diǎn)a正常沸點(diǎn)bt/℃113512114184p/Pa

12

11600

100

913

1.畫出I2的示意相圖，在圖上標(biāo)明O，C，a，b點(diǎn)的位置和各區(qū)域的相態(tài)；(畫在答題紙的指定位置上)2.結(jié)合示意圖完成下表；(填在答題紙的指定表中)

組分?jǐn)?shù)C相數(shù)P自由度數(shù)F

區(qū)域

OC線

O點(diǎn)

七、(22分)

有電池(A)，(B)

(A)Pt,H?2(p)｜H2SO4(b=7mol·kg-1)｜Hg2SO4(s),Hg(l),Pt(B)Pt,H?2(p)｜H2SO4(b=7mol·kg-1)｜PbSO4(s),Pb2O4(s)

在298.15K時(shí)測(cè)得上述電池電動(dòng)勢(shì)分別為EA=0.5655V，EB=1.7501V。已知：(A)和(B)電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)分別為E??A=0.6152V，EB=1.6849V。

14

1.寫出電池(A)和(B)的電極反應(yīng)與電池反應(yīng)；

2.計(jì)算298.15K時(shí)H2SO4水溶液(b=7mol·kg-1)中水的活度。

八、(12分)

某對(duì)行反應(yīng)機(jī)理如下：

Ak1k2B

在某溫度下，己知k1=8.0×10-3min-1，k2=2.0×10-3min-1，今由純A開(kāi)始反應(yīng)，試問(wèn)：A,B達(dá)到一致濃度時(shí)的反應(yīng)時(shí)間？

九、(8分)

有N個(gè)粒子的某定域子系統(tǒng)，僅有三個(gè)非簡(jiǎn)并能級(jí)(?0,?1,?2)，己知相鄰能級(jí)間隔值??等于100K時(shí)的kT值。若粒子在能級(jí)上的分布聽(tīng)從玻爾茲曼分布。當(dāng)溫度為100K時(shí)：1.粒子在各能級(jí)上與基態(tài)能級(jí)分布之比

n1n，n2n。002.若能量基準(zhǔn)定在基態(tài)能級(jí)，100K時(shí)粒子的配分函數(shù)q0？3.100K時(shí)系統(tǒng)的摩爾熱力學(xué)能U0m？

15

由狀態(tài)方程得：???p?R(1?bp)??T??=

VVm?RTb=p(1?bp)T③式③代入式②得：???U?m??=???V??U??=bp2④證畢m??T??V?T②試證Cp,m?CV,m=R(1+bp)2

己知關(guān)系：C???Um????Vm?p,m?CV,m??p?????V?m????T??V??T??⑤

??p式④代入式⑤得：Cmp,m?C2V,m??p?bp????V???T??⑥

p又由狀態(tài)方程得：???Vm???T??=R(1?bp)pp⑦式⑦代入式⑥得：Cp,m?CV,m??p?bp2?R(1?bp)2

p=R(1+bp)

證畢

TTT3?2.S?C?p,mm=?dT=0T?aT3dT=?aT2dT=aT=Cp,m0T033

四、(15分)

1.dlnK???rHmA?BTdT=RT2=RT2

lnK???A?BTABRT2dT=I－RT+RlnT①式①中有3個(gè)未知數(shù)I、A、B，題給3個(gè)溫度下的K，可聯(lián)立解出：

ln31.3=I－

A1R810+BRln810②

ln6.55=I－A1R900+BRln900③

ln1.86=I－A1R1000+BRln1000④

得：A=－3800RB=－11.04R

2.在810K時(shí)，由△rHm=A+BT求得：△rHm=－105.94kJ.mol-1△rGm=－RTlnK=－23.166kJ.mol-1

△rSm=(△rHm－△rGm)/T=(－105.94＋23.166)×103/810=－102.1J.K-1.mol-1五、(18分)

①電極反應(yīng)：陽(yáng)極Cu→Cu2++2e

陰極2AgCl+2e→2Ag+2Ac－

電池反應(yīng)Cu+2AgCl→Cu2++2Ag+2Ac－

②298K時(shí)，E1=0.372V△rGm=－ZFE1=－2×96485×0.372=－71.785kJ.mol-1

308K時(shí)，E2=0.374V

???E??E0.002??T??≈

==2×10-3V.K-1p?T10

21

298K時(shí)，△rSm=ZF???E???T??=2×96485×2×10-3=385.94J.K-1.mol-1

p△H△71.785+298×385.94×10-3=43.225kJ.mol-1

rm=rGm＋T△rSm=－③為計(jì)算298K時(shí)AgAc的K－

sp，必需求出E{Cl|AgCl|Ag}

E=E－

RTZFln(a2?a?)??≈1a=bE=E＋RTZFln(b28.314?298?b?)=0.372+2?96485ln(0.1?0.22)=0.3011V

E=E{Cl－

|AgCl|Ag}－E{Cu2+|Cu}=0.3011VE{Cl－

|AgCl|Ag}=0.3011＋0.337=0.638V

設(shè)計(jì)電池：Ag|Ag+||Cl－

|AgAc(s)|Ag

其反應(yīng)為：AgAc(s)→Ag++Cl－

其電動(dòng)勢(shì)E=E{Cl－

|AgCl|Ag}－E{Ag+|Ag}=

RTFlnKsp=0.638-0.800=－0.162VlnKsp=

FRTE?=964858.314?298???0.162?=－6.309K10－

sp=1.8×3

六、(20分)

1.t1/2與A的初濃度成反比，為二級(jí)反應(yīng)。

kt=

1C－11=kt＋－1

ACA,0CACA,0以1時(shí)t作圖(缺指定題號(hào)的答題紙)，斜率為298K下k(298)=0.368dm3.mol-1C.min-1A

t/min510152025CA/mol.dm-30.0850.0730.0650.0580.0521/CA11.813.715.417.219.2

2.在T12下，k2=

=1=2.591dm3.mol-1t2C86?0.1.min-1

1A,03.引阿侖尼烏斯方程：lnk2Ea?1k=R??T?1??1?1T2??將T1=298k1=0.368Ea=52700k2=2.591代入解得T2=445.4K

七、(14分)1.

22

2.純B，在90℃(=363.2K)p1=101.325kPa

在40℃(=313.2K)p2*=0.4×101.325kPa

*

引克-克方程：ln

p2?V?m=

Rp1

?11???T?T??

2??1代入解得：△vHm=17332J.mol-1

北京化工大學(xué)2023參考答案

五、填空題(18分)

1.==

2.p=96.474kPa(p苯=p苯*x苯=10.010×(1－0.0835)=9.165kPay苯=p苯/pp=p苯/y苯=9.165/0.095)

11?3.K3=2.1547(③=(②－①)K320

?K???K??2?1?2?????43???r1?2222234.△A=12.76m，△GA=0.929J。(△A=n4πr2－4πr1=4??r2?r1?,△GA=?△A)

?4?r3??2??3?5.Ag|Ag+||SO42-|Ag2SO4(s)|Ag不是(E純水>乙醇水溶液；σ大的滴大滴數(shù)小)

三、(20分)

1.1mol單原子理想氣體，初態(tài)200kPa,298K,V1→2V1

2.等溫可逆△U=0

Wr=-nRTln

V2V=－1×8.314×298×ln2=－1717J1Q=－Wr=1717J△S=Q/T=5.76J.K-1

3.p=AVm+B的途徑可逆變化，Vm=V，A=104Pa.dm-3.mol1=107Pa.m-3.mol1B=p1－AV1=2×105－A

RT1p=2×105－1078.314?29855

?105=(2－1.239)×10=0.761×10Pa12VRT1=

1=0.01239m3pV2=2V11P2=AV2+B=107×2×0.01239＋0.761×105=3.238×105Pa

Tp2=2V23.238?105?2?0.01239R=8.314=965.1K

△U=nCv,m△T=1×1.5×8.314×(965.1-298)=8319JW=－

?V2V2VpdV=－dV=－?1.5AV2?

1?V?AV?B?11?BV1=－(1.5×107×0.012392+0.761×105×0.01239)=－3244J

Q=△U－W=8319＋3244=11563J△S=nCT2T+nRlnV2V=1?328.314?ln965.12VV,mln298+1?9.314?ln111V1=14.66+5.76=20.43J.K-1

24

四、(18分)298K始?jí)簆A(g)分解：

(1)k1=0.1min-1

B(g)D(g)(2)K=10

可理解為B與D之間反應(yīng)快，可隨時(shí)平衡(由于無(wú)其它數(shù)據(jù))。

kpA,01t?lnppk1tA?pA,0e?=100×e

－0.1×10

=36.8kPa

ApC=pA,0－pA=100－36.8=63.2kPa

pB+pD=0.5pC=31.6kPa①

pDp=10②解①②得：pB=2.87kPapD=28.7kPaB五、(18分)

1.所設(shè)計(jì)電池的表示式：Pt，H－

2(g,p?)|OH)|Ag2O(s)|Ag

陰極反應(yīng)：H－

2+2OH→2H2O+2e

陽(yáng)極反應(yīng)：Ag2Ag+2OH－

2O+H2O+2e→

2.△rHm=△rUm+△ngRT=－252.79+(－1)×8.314×298×10-3=-255.27kJ.mol-1

△dE?rSm=ZF???dT??=2×96485×(－5.044×10-4)=－97.334J.K-1.mol-1

p△rGm=△rHm－T△rSm=－226264J.mol-1E=??rGmZF=1.1725V3.E=E=E{OH－

|Ag，Ag}－E{OH－

2O(s)|H2}=1.1725V

求出E{OH－|H－

2}即可知E{OH|Ag2O(s)，Ag}

①設(shè)計(jì)電池Pt，H＋－－

2|H||OH|H2，Pt其反應(yīng)為H2O→H++OH

其電動(dòng)勢(shì)E=E{OH－

2|H2}－E{H+|H2}==E{OH－

|H2}=

RTZFlnK8.314?298?14W=2?96485ln10=－0.8278V②E{OH－

|AgO(s)，Ag}=1.1725＋E{OH－

2|H2}=1.1725－0.8278=0.3447V六、(6分)狀態(tài)方程p(Vm－αT2

)=RT。α是常數(shù)。證明?J?T??????T?T2???p??=HCp,m證明：因H=f(T,p)????T?????p???H???p??H??H????T?=－1

T??p???T???H