华中师范大学物理化学2001考研真题
2001级物理化学(I)-2期末考试题(A卷)
四川大学期末考试试题（2003—2004学年第2学期）课程号：20307030 课程名称：物理化学（I）-2 任课教师：何玉萼、童冬梅成绩：本题2页，本页为第A-1页教务处试题编号：2001级物理化学（下期）期末考试试题A 卷 答案一、（14分每题2分）选择题：1.B2.A3.C4.B5.D6.A7.C 二、（18分每题3分）填空题：1. 1:12. 0.43. Cu,Fe,H 24. 0.88 0.5455. ＞ ＞ ＞ ＝6. 3-+3x-+23m 3[(As S )nAsO 3(n-x)H ]3xH ⋅⋅⋅ LaCl 3＞MgCl 2＞NaCl三、（16分）解：1．由实验数据见： 121t P ∝反应为二级 α＝2 4分 01212P k P t =代入数据 16-1-118.4410S kPa 2151039.21P k -==⨯⋅⨯⨯ 6分26-1-118.4010S kPa 276078.32P k -==⨯⋅⨯⨯ 6-1-18.4210S kPa P k -=⨯⋅2．t ＝t 1/2时N 2O 分压为0139.2119.61kPa 22P ==，N 2分压＝19.61kPa ，O 2分压＝9.80kPa 6分 220.400H O H x x == 20.20O x =四、（16分）解：1．222-1(OH )(KOH)(10.27) 2.71810 1.98410S m mol m m t λλ∞-∞∞---==-⨯⨯=⨯⋅⋅232-1443(N H )(N H N O )0.507 1.448107.34110S m m o l m m t λλ∞+∞∞--+==⨯⨯=⨯⋅⋅ 6分222-144(NH OH)(OH )(NH )(1.9840.734)102.71810S m mol m m m λλλ∞-∞+--=+=+⨯=⨯⋅⋅ 2． 0.1 mol ·dm －3 NH 4OH 溶液：242-14 3.60910(NH OH) 3.60910S m mol 100m m k C --⨯Λ===⨯⋅⋅ 6分44(NH OH) 3.6090.0133 1.33%(NH OH)271.8m m α∞Λ====Λ2221000.0133 1.7910110.0133CC K θθαα-⨯===⨯-- (C θ=1mol ·m －3) 4分五、（20分）解：1．负极 H 2(P θ) ＋ 2OH － ＝ 2H 2O(l) ＋ 2e －正极 Ag 2O (S) ＋ H 2O(l) ＋ 2e － ＝ 2Ag (S) ＋ 2OH －电池反应① H 2(P θ) ＋ Ag 2O (S) ＝ H 2O(l) ＋ 2Ag (S)4分 E E θ= (1)(1)r m r m G G θ∆=∆2． 122 1.17296500226.2kJ mol r m G EF -∆=-=-⨯⨯=-⋅ 4112()296500( 5.0210)96.89J K m o lr m P E S F T---∂∆==⨯⨯-⨯=-⋅⋅∂ 31(226.2)298.1510(96.89)255.08kJ mol r m r m r m H G T S --∆=∆+∆=-+⨯⨯-=-⋅ 10分298.15(96.89)28.R r m Q T S =∆=⨯-=- 226.2k Jr m R W G =-∆=电, 3． 反应② H 2(P θ) ＋ 1/2O 2(P θ) ＝ H 2O(l)反应①－②＝③ Ag 2O (S) ＝ 2Ag (S) ＋ 1/2O 2(g, P θ)(3)(1)(2)r m r m r m G G G θθθ∆=∆-∆1(226.2)(237.2)11.0kJ mol -=---=⋅ 6分212(3)11000()exp[]exp()0.011828.314298.15O r m P G K P RT θθθ∆==-=-=⨯222()101325(0.01182)14.17Pa O P P K θθ==⨯=六、（16分） 解： 1． 620.0718143.6kPa 10a P r γ-=== 363220.07180.018ln1.043108.314298.151010r P M P RTr γρ-*-⨯⨯===⨯⨯⨯⨯ 8分 3exp(1.04310)3173.3Pa r P P *-=⨯=2． 浸泡前 浸泡后4分 θ＞90°浸泡前：玻璃表面是亲水质，水可润湿玻璃，在水表面铺展成膜 4分 浸泡后：有机胺分子在玻璃表面定向吸附非极性基指向空气，故变为憎水的，水不可润湿玻璃了。
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6. 已知苯的正常沸点 353K，把足够的苯密封预先抽真空的小瓶里，当加热到 373K 时，估计瓶内压力约为 _________。 178.1kPa
二、是非题
1. 可以用公式
表示所有真实热机的效率。
2. 1atm 下-10℃的水等温结冰，不能用公式 dU=TdS-PdV 来计算内能变化。 3. 孤立体系的熵增加，表明体系经不可逆过程。 4. 非理想气体经卡诺循环过程恢复到原状，其 U、H、S、A、G 的变化均为零。
,（2）遵循
，因而在正常相变时 dT=0,dp=0,可得△
状态方程。（ ）
9)由
可知，
对非等压过程不适用。（ ）
T 10)一定量的理想气体由 p1 膨胀到 p2，则等温膨胀的终态体积一定大于绝热膨胀的终态体积。（ ）
F 11)当热由体系传给环境时，体系的焓必定减少。（ ）
12)1mol 某气体的状态方程为
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
中国科技大学2001年考研物理化学试题及答案(文字版)
p1, H2 ( p ○ ) NaOH(a = 1) HgO(s) + Hg(l)
（2） 298.15K， p ○ 时，
H2
(
p
○
)
+
1 2
O2
(
p
○
)
=
H2O(l
)
∆
r
H
○ m
=
−285.84
kJimol-1
（3） 298.15K，下列各物质的摩尔熵值（ Sm○ ）为
-1-
考研——物理化学——2001
8. 已知某复杂反应历程为 2A k1 B ，A+C ⎯k⎯2 → D 。则 A 的浓度随时间的变化率为： k−1 （）
[A] k1[A] − k−1[B] + k2[A][C]
[B] −k1[A] + k−1[B] − k2[A][C]
[C] −k1[A]2 + k−1[B] − k2[A][C] [D] k1[A]2 − k−1[B] + k2[A][C]
9. 对弯曲液面（非平面）所产生的附加压力（ ）
[A]一定等于零 [B]一定不等于零
[C]一定大于零
[D]一定小于零
10. 对于电动电位（即 ζ 电位）的描述，哪一点是不正确的？（ ） [A] ζ 电位表示胶粒溶剂化层界面到均匀液相内的电位 [B] ζ 电位的绝对值总是大于热力学电位 φ [C] ζ 电位的值易随少量外加电解质而变化 [D]当双电层被压缩到与溶剂化层叠合时，ζ 电位以零为极限
为电位梯度，则有
γ H+
=
U
H
+
i
dE dl
华中师范大学物理化学考试试卷
华中师范大学200 －200 学年第一学期期(中、末)考试试卷课程名称：基础物理化学实验课程号：85310010 教师：成绩一、是非题（本大题共5小题，在括号内填“y”或“n”表示下列表述的对或错，每小题1分，共5分）1.系统误差恒偏于一方，偏正或偏负。
(y )2.平均误差是观测值与真值之差。
( n )3.偶然误差是可以完全避免的。
(n )4.真值可以用载之文献手册的公认值来代替。
(y )5.比例尺选择的一般原则是将误差较小的量取较小的比例尺。
(n )二、填充题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）6.根据有效数字运算法则，13.75+0.0084+1.642＝15.40；1.751×0.0191÷91＝ 3.68×10-4；lg（7. 1×1028）＝28.85。
7.旋光仪的零点可以用蒸馏水进行校正，因为蒸馏水没有旋光性；旋光仪使用的光源为钠光灯。
8.界面移动法测H+离子迁移数实验，我们选择的镉离子是作为跟随/指示离子，目的是获得鲜明的界面。
在实验中，若迁移管中含有水，将使测定结果t+偏高（偏高或偏低）。
9.在偶极矩的测定实验中，我们用仪器直接测量的物理量是折光率、质量、电容。
三、单选题（本大题共5小题，请将最佳答案的标号填入括号中，每小题2分，共10分）10. 下列仪器使用时，不需要置“零”的是( C )。
A. 数字压力计B. 特斯拉计C. 温度控制仪D. 电导率仪11. 用我们实验中使用过的数字贝克曼温度计测量一个未知体系的温度，读数记录正确的是( C )。
A. 5.64KB. 5.642KC. -5.642℃D. -5.6412. 动态法测定乙醇的饱和蒸气压实验，首先需要重复测定乙醇在常压下的沸点，若两次测得的结果不一样，则( B )。
A. 取两次平均值B. 重新再测C. 取较大值D. 取较小值13. 在表面张力测定实验中，形成气泡的曲率半径的变化是( A )。
全国名校物理化学考研真题汇编(含部分答案)
目 录1．华南理工大学物理化学历年考研真题2014年华南理工大学629物理化学（一）考研真题2015年华南理工大学629物理化学（一）考研真题2016年华南理工大学629物理化学（一）考研真题2017年华南理工大学629物理化学（一）考研真题2018年华南理工大学629物理化学（一）考研真题2014年华南理工大学852物理化学（二）考研真题2015年华南理工大学852物理化学（二）考研真题2016年华南理工大学852物理化学（二）考研真题2017年华南理工大学852物理化学（二）考研真题2018年华南理工大学852物理化学（二）考研真题2．湖南大学物理化学历年考研真题2013年湖南大学831物理化学（理）考研真题2014年湖南大学831物理化学（理）考研真题2013年湖南大学832物理化学（工）考研真题3．武汉大学物理化学历年考研真题2013年武汉大学651分析化学和物理化学（C卷）考研真题2015年武汉大学655分析化学和物理化学（B卷）考研真题4．四川大学物理化学历年考研真题2015年四川大学887物理化学考研真题2016年四川大学887物理化学考研真题5．电子科技大学物理化学历年考研真题（含部分答案）2012年电子科技大学834物理化学考研真题及详解2013年电子科技大学834物理化学考研真题及详解2015年电子科技大学834物理化学考研真题6．中国科学技术大学物理化学历年考研真题2010年中国科学技术大学物理化学考研真题2011年中国科学技术大学物理化学考研真题2012年中国科学技术大学物理化学考研真题2013年中国科学技术大学物理化学考研真题2014年中国科学技术大学物理化学考研真题2015年中国科学技术大学物理化学考研真题2015年中国科学技术大学物理化学B考研真题7．其他名校物理化学历年考研真题（含部分答案）2011年南开大学831物理化学（含结构化学）考研真题2011年浙江大学726物理化学(甲)考研真题（含部分答案）2012年浙江大学726物理化学(甲)考研真题及详解2012年天津大学839物理化学考研真题及答案2012年厦门大学826物理化学考研真题2014年北京交通大学981物理化学考研真题2014年北京科技大学627物理化学B考研真题2015年北京科技大学804物理化学A考研真题2015年北京交通大学981物理化学考研真题2015年湘潭大学837物理化学（一）考研真题2014年华南理工大学629物理化学（一）考研真题2015年华南理工大学629物理化学（一）考研真题2016年华南理工大学629物理化学（一）考研真题2017年华南理工大学629物理化学（一）考研真题2018年华南理工大学629物理化学（一）考研真题2014年华南理工大学852物理化学（二）考研真题2015年华南理工大学852物理化学（二）考研真题2016年华南理工大学852物理化学（二）考研真题2017年华南理工大学852物理化学（二）考研真题2018年华南理工大学852物理化学（二）考研真题2013年湖南大学831物理化学（理）考研真题2014年湖南大学831物理化学（理）考研真题2013年湖南大学832物理化学（工）考研真题。
华南理工大学2001年攻读硕士学位研究生入学考试《物理化学》试题
2001年攻读硕士学位研究生入学考试试卷(请在答题纸上做答，试后本卷与答题纸一同交回)科目名称：物理化学(含物理化学实验)适用专业：化学工程、化学工艺、工业催化、环境工程、材料物理与化学1. C6H6在100kPa时的熔点为5℃，摩尔熔化焓为9916J·mol-1，C p,m(l)=126.8J·K-1·mol-1，C p,m(s)=122.6J·K-1·mol-1。
求100kPa、–5℃下1 mol过冷C6H6凝固成固态C6H6的Q、△U、△H、△S、△A、△G，假设凝固过程的体积功可以忽略不计。
(12分)解：涉及过程如下：∆H= ∆H1+ ∆H2+ ∆H3= C p,m(l)(T’－T) +∆H2＋C p,m(s)(T－T’)＝9916 J·mol-1+(122.6－126.8)×(268－278) J·mol-1= 9958 J·mol-1恒压Q= ∆H= 9958 J·mol-1∆U= ∆H－ ∆pV ≈∆H=9958 J·mol-1∆S= ∆S1+ ∆S2+ ∆S3= C p,m(l)ln(T’/T) +∆H2/T’+C p,m(s)ln(T/T’)= ∆H2/T’+[C p,m(s)－C p,m(s)]ln(T/T’)＝9916 J·mol-1/278K+(122.6－126.8)ln(268/278) J·K-1·mol-1= 35.8 J·K-1·mol-1∆G≈∆A= ∆H－ T∆S = 9958 J·mol-1－268K×35.8 J·K-1·mol-1 = 363.6 J·mol-12. 卫生部规定汞蒸气在1m3空气中的最高允许含量为0.01mg。
已知汞在20℃的饱和蒸气压为0.160Pa，摩尔蒸气发焓为60.7kJ·mol-1(设为常数)。
中山大学2001物化试题和答案
考试科目: 物理化学(不含结构化学)专业: 无机、分析、有机、物理化学和环境化学研究方向: 上述专业的各研究方向专业: 无机、分析、有机、物理化学和环境化学已知经下列数据：波兹曼常数k=1.381 10-23 J·K-1, 法拉第常数F=96485 C, 标准压力 p0=101325 PaI一、选择、填空与问答题（一）（共34分）1.某体系由状态I变到状态II，经历两条不同的途径，其热、功、内能变化、焓变化分别为Q1、W1、ΔU1、ΔH1和Q2、W2、ΔU2、ΔH2. 试指出下列表达式中，___________是正确的，因为_______________________________；____________是不正确的，因为________________________.A.Q1= Q2，W1=W2； (B) ΔU1=ΔU2，ΔH1=ΔH2；C.Q1+W1= Q2+W2； (D)ΔU1+ΔH2 =ΔU2+ΔH1. （2分）2.下列关系式中，请指出哪几个是正确的，哪几个是不正确的? (1.5分)A.Δc H 0m(石墨，s)=Δf H 0m(CO2,g)B.Δc H 0m(H2,g)= Δf H 0m(H2O,g)C.Δc H 0m(N2,g)=Δf H 0m(2NO2,g)D.Δc H 0m(SO2,g)=0E.Δf H 0m(C2H5OH,g)= Δf H 0m(C2H5OH,l)+ Δvap H 0m(C2H5OH)3．水的正常冰点为0℃，今有下列过程：对于上述过程，有：ΔU___Q p, ΔH___ Q p, ΔS____ΔH/T, ΔF___0, ΔG___0, ΔS___0.请填 >、=、<. （3分）4. CHCl3溶于水、水溶于CHCl3中的部分互溶溶液与其蒸气达到平衡. 该体系的组分数为____，相数为____，自由度数为____. (1.5分)5．粒子的配分函数q是(A) 一个粒子的； (B) 对一个粒子的玻尔兹曼因子取和；C.粒子的简并度和玻尔兹曼因子取和；D.对一个粒子的所有可能状态的玻尔兹曼因子取和. （1.5分）6．某分子的两个能级是ε1=6.1×10-21J，ε2=8.4×10-21J，相应的简并度分别是g1=3，g2=5.由这些分子组成近独立粒子体系，在300 K时，这两个能级上的粒子数之比为_____.（2分）7．在温度T时，纯液体A的饱和蒸气压为p*A，化学势为μ*A，且已知纯A的正常凝固点为T*f. 当A中溶入少量与A不形成固态溶液的溶质时形成了稀溶液，上述三物理量分别为p A、μA、T f，则A.p*A< p A，μ*A<μA，T*f< T f；B.p*A> p A，μ*A<μA，T*f< T f；C.p*A< p A，μ*A<μA，T*f> T f；D.p*A> p A，μ*A>μA，T*f> T f. （2分）8．已知 FeO(s) + C(s) = CO(g) + Fe(s) 反应的Δr H 0m为正，Δr S 0m为正.假定Δr H 0m、Δr S 0m不随温度而变化，则下列说法中哪一种是正确的？ (1.5分)A.低温下是自发过程，高温下是非自发过程；B.高温下是自发过程，低温下是非自发过程；C.任何温度下均为非自发过程；D.任何温度下均为自发过程.9．能量零点选择不同，则配分函数的值______；内能的值_____；熵的值_____;恒容热容的值_____. 请填相同或不同. （2分）10．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. (1.5分)11．当一反应物的初始浓度为0.04 mol∙dm-3时，反应的半衰期为360 s，初始浓度为0.024 mol∙ dm-3时，半衰期为600 s，则此反应为 (2分)A.0级反应； (B) 1.5级反应； (C) 2级反应； (D) 1级反应.12．一个化学体系吸收了光子之后，将引起下列哪种过程？(A) 引起化学反应； (B) 产生荧光；(C) 发生无辐射跃迁； (D) 过程不能确定. （1分）13．液体在毛细管中上升的高度与下列哪一个因素无关。
2001物理化学与有机化学
武汉大学2001年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：物理化学科目代码：一.概念题(20题, 共40分)1. 1mol单原子分子理想气体从298K, 2p0经历: (1)等温可逆; (2)绝热可逆; (3)等压可逆三条途径膨胀至体积为始态的2倍, 所作的功分别为W1,W2和W3, 三种功之间的关系为: ( W3>W1>W2 )2. 298K气相反应: CO(g)+0.5O2(g)=CO2(g), 该反应的∆G___<___∆F, ∆U___>___∆H. (填入>,<,或= 号)3.298K, 1p0下, 1mol甲苯和1mol苯混合形成理想溶液, 此混合过程的∆mix H= _____0____,∆mix S= _____11.526J/K____, ∆mix V= __0______, ∆mix G= ___-3435 J____.4.已知373.2K下, 液体A的饱和蒸汽压为133.32 kPa, 另一液体B可与A形成理想溶液. 当A在溶液中的摩尔分数为0.5时, A在气相中的摩尔分数为2/3, 则在373.2K, 纯B的饱和蒸汽压为: _____66.66kPa_______.5. 4.4%的葡萄糖(C6H12O6)水溶液的密度ρ=1.015×103 kg.m-3, 在300K时, 此溶液的渗透压为: ______6.189×105Pa_______.6.将固体NH4HCO3(s)放入真空容器箱中恒温至400K, NH4HCO3(s)按下式达分解平衡:NH4HCO3(s) = NH3(g) +H2O(g) +CO2(g), 此体系的物种数s=________4_____, 独立组分数C=____1______, 相数Φ=_____2______, 条件自由度f*=______0_______.7.合成氨反应: N2(g) + 3H2(g)= 2NH3(g) 可视为理想气体反应,达平衡后加入惰性气体, 且保持体系的温度, 总压不变, 则有: n(N2):_____增大____, n(H2): ___增大____, n(NH3): ____减小____, K p0:____不变_____.8.用分子配分函数q表达赫氏自由能F时, 独立可别粒子体系的F=______-kTlnq N_____, 不可别粒子体系的F=_____-kTln(q N/N!)_____; 若用体系配分函数Q来表达赫氏自由能F, 其表达式为:______-kTlnQ______.9.I2分子的振动能级间隔为0.43×10－20J, 在298K下, 碘分子某振动能级与较底振动能级上分子数之比N i/N i-1为______0.35______.10.分子配分函数q可以分解为________分运动形式配分函数的乘积_____, 其数学表达式为: q=______q n q e q t q r q v_______.11.在平行反应中, 要提高活化能较底的反应的产率, 应采取的主要措施为:__降低温度____.12.在碰撞理论中, 有效的反应碰撞数占总碰撞数的分数为:____exp(-E c/kT)____.13.已知HI的光分解机理为:HI+hν→H+IH+HI→H2+II+I+M→I2+M该反应的量子效率Φ=____2____.14. 迁移数的测定方法主要有: ( A: 希托夫法; B: 界面移动法; C: 电动势法.)15. 质量摩尔浓度为m的K3PO4溶液, 其平均活度系数为γ±, 则K3PO4的活度a为: ( D )A: 4γ±4(m/m0)4, B: γ±4(m/m0),C: 4γ±(m/m0), D: 27γ±4(m/m0)4,16. 用Zn(s)和Ag(s)插在HCl溶液中所构成的原电池是不可逆电池, 其主要原因是: (电池在充放电时, 电池反应不可逆).17. 用Pt电极电解SnCl2水溶液, 在阴极因H2有超电势故先析出Sn(s), 在阳极上析出O2气,已知: a(Sn2+)=0.10, a(H+)=0.01, 氧在阳极上析出的超电势为0.3V, 已知ϕ0Sn2+,Sn= -0.140V, ϕ0O2,H2O,H+= 1.23V, 则此电池的实际分解电压= ( 1.782V ).18. 表面超量Γ2是指: ( 单位面积的表面层中所含溶质的物质的量与具有相同质量溶剂的本体溶液中所含溶质的物质的量之差), 当dγ/da2<0时, Γ2>0, 此时将发生( 正)吸附; 反之, 当dγ/da2>0时, Γ2<0, 此时将发生( 负)吸附.19. 在298K下, 已知A液的表面张力是B液的一半, A的密度是B的两倍, 如果A液的毛细管上升是1cm, 则用相同的毛细管测定B液, B在毛细管中将会上升( 4 )cm. 20. 混合等体积的0.08 mol.dm-3KI和0.1 mol.dm-3 AgNO3溶液所得溶胶的胶团结构式为: ({(AgI)m·nAg+·(n-x)NO3-}x+·xNO3-), 胶团电泳方向为( 向负极移动); 比较MgSO4, Na2SO4, CaCl2电解质对溶胶的聚沉能力大小循序为: (Na2SO4>MgSO4>CaCl2).二. (10分) 1mol单原子分子理想气体由始态(300K, 10p0), 经历如下途径膨胀到1p0: (1)等温可逆膨胀; (2)等温恒外压(1p0)膨胀; (3)向真空膨胀; (4)等外压(1p0)绝热膨胀, 求此过程的Q, W, ∆U, ∆H, ∆S, ∆F, ∆G? (最后一条途径不必求∆S，∆F和∆G)解: (1) 理想气体等温可逆过程:∵dT=0 ∴∆U=0; ∆H=0Q=W=nRTln(p1/p2)=8.314×300×ln(10/1)= 5743 J∆S=Q r/T=nRln(p1/p2)= 5743/300= 19.14 J.K-1∆F=∆G= nRTln(p2/p1)=－5743 J(2)等温恒外压膨胀:因为途径(2)与途径(1)的始末态相同, 故状态函数的改变值相同, 故有:∆U=0, ∆H=0, ∆S=19.14 J.K-1, ∆F=∆G=－5743 J.Q=W=p2(V2－V1)= p2V2－p2V1＝p2V2－0.1p1V1=RT(1－0.1)=0.9RT= 2245 J(3)等温恒外压膨胀:因为途径(2)与途径(1)的始末态相同, 故状态函数的改变值相同, 故有:∆U=0, ∆H=0, ∆S=19.14 J.K-1, ∆F=∆G=－5743 J.∵p外=0 ∴W=Q=0(4) 绝热过程Q=0W=p2(V2－V1)=－∆U＝C V(T1－T2)=3/2R(300－T2)RT2－0.1RT1=1.5R(300－T2)=R(T2－30)450－1.5T2=T2－30 2.5T2=480 T2=192K∆U= C V(T2－T1)=1.5R(192－300)=－1347 JW=－∆U= 1347 J∆H= C p(T2－T1)=2.5R(192－300)=－2245 J∆S=C p lnT2/T1+Rlnp1/p2=2.5R·ln192/300+R·ln10/1=9.88 J.K-1三. (10分) 下图为SiO 2－Al 2O 3体系的相图, 固体二氧化硅有白硅石和鳞石英两种晶形, 白硅石在较高温度下稳定, 鳞石英在较低温度下较稳定. (1) 指出图中各区域由哪些相组成;(2) 图中EF, CD, AB 线代表哪些相平衡共存; (3) 画出x, y, z 点的步冷曲线? ( 莫莱石的化学式为: 2Al 2O 3·3SiO 2 ).解:(1) 图中个区域相的组成为:区域1: 两相区, 熔液+二氧化硅, f=1;区域2: 两相区, 熔液+莫莱石, f=1;区域3: 两相区, 熔液+氧化铝, f=1;区域4: 两相区, 莫莱石+二氧化硅, f=1;区域5: 两相区, 鳞石英+莫莱石, f=1;区域6: 两相区, 莫莱石+氧化铝, f=1;区域7: 单相区, 熔液, f=2. (2) 图中的三条线均为三相线, 体系点处于三相线上时体系呈三相平衡态.AB: 鳞石英+白硅石+莫莱石, f=0;CD: 熔液+白硅石+莫莱石, f=0;EF: 熔液+莫莱石+氧化铝, f=0.(3) 步冷曲线见右图.四.(10分) 复相反应 2CuBr 2(s)=2CuBr(s)+Br 2(g) 在487K 下达平衡时, p(Br 2)=0.046p 0. 现有10升的容器, 其中装有过量的CuBr 2(s), 并加入0.1mol I 2(g), 由于发生气相反应: Br 2(g)+I 2(g)=2BrI(g), 使体系在达平衡时的总压为0.746p 0, 试求反应Br 2(g)+I 2(g)=2BrI(g)在487K 的平衡常数? (设气相反应可视为理想气体反应)解: 容器中在加入I 2以前所含Br 2(g)的量为:n(Br 2)=pV/RT=0.046×101325×0.01/(8.314×487)=0.01151 mol2CuBr 2(s) = 2CuBr(s) + Br 2(g) (1)平衡时的摩尔数： 0.01151设加碘后, 碘的反应量为x 摩尔Br 2(g) + I 2(g) = 2BrI(g)(2)加碘后达平衡: 0.01151 0.1-x 2x因为反应(1)的平衡常数是一常数, 故加入碘后, 虽有溴参加反应生成BrI, 但反应体系达平衡后, 体系的溴分压不变, 故溴的量不变.体系中气相物质的总量为: n 总=0.1151+0.1-x+2x=0.11151+x另由理想气体状态方程得: n 总=pV/RT=0.746×101325×0.01/(8.314×487)=0.1867 mol ∴ 0.11151+x=0.1867 x=0.0752 mol∴ n(BrI)=2x=0.1504 mol n(Br 2)=0.01151 mol n(I 2)=0.0248 mol反应(2)是一等分子理想气体反应, 故有:K p 0=K p =K N =n(BrI)2/n(I 2)n(Br 2)=0.15042/(0.0248×0.01151)=79.24反应(2)在487K 下的平衡常数为79.24.五. (15分) 硝胺在水中按下式分解: NO 2NH 2→N 2O(g)+H 2O 反应的经验速率方程为: d[N 2O]/dt=k[NO 2NH 2]/[H 3O +]. 试求:(1) 在缓冲溶液中, 此反应的表观反应级数为多少;(2) 下列反应机理中, 哪一个最能说明上述反应动力学方程式, 并给出理由;机理A: NO 2NH 2−→−1kN 2O+H 2O 机理B: NO 2NH 2+H 3O+ 2NH 3+ +H 2O (快速平衡)NO 2NH 3+−→−3k N 2O+H 3O + (控制步骤) 机理C: NO 2NH 2+H 2O NO 2NH - +H 3O + (快速平衡)NO 2NH -−→−5k N 2O+OH - (控制步骤)H 3O ++OH -−→−6k2H 2O (快反应) (3) 试说明OH -离子催化硝胺分解的作用;(4) 在恒温恒压的缓冲溶液中研究此反应,测定N 2O 的分压得如下结果: (设N 2O 不溶于水)t(min): 0 5 10 15 20 25p(Pa): 0 6800 12400 17200 20800 24000在足够时间后, 压力稳定在40000Pa. (a.) 将压力表达为时间t 和速率常数k 的函数; (b) 计算表观反应速率常数k ’,并给出其单位?解: (1) 在缓冲溶液中pH 值为定值, 故[H 3O +]为常数∴ r=k[NO 2NH 2]/[H 3O +]=k ’[NO 2NH 2]在缓冲溶液中, 反应是表观一级反应.(2) 按机理A: r=k 1[NO 2NH 2], 与实验结果不同.按机理B: r=r 3=k 3[NO 2NH 3+]∵ K=k 2/k -2=[NO 2NH 3+][H 2O]/ [NO 2NH 2][H 3O +]∴ [NO 2NH 3+]=K[NO 2NH 2][H 3O +]/[H 2O]r=k 3 K[NO 2NH 2][H 3O +]/[H 2O]=k ’[NO 2NH 2][H 3O +]与实验所得动力学方程不同.按机理C: 反应速率取决于第二步, 故有:k -2 k 2 k -4 k 4r=k5[NO2NH-]∵K= k4/k-4=[NO2NH-][H3O+]/ [NO2NH2][H2O]∴[NO2NH-]= k4/k-4·[NO2NH2][H2O]/ [H3O+]r=k5·k4/k-4·[NO2NH2][H2O]/ [H3O+]=k[NO2NH2]/[H3O+]其中: k= k5·k4/k-4·[H2O]故机理C与实验结果相吻合.(3) ∵[H3O+]=K w/[OH-]r= k/k w·[NO2NH2][OH-]故此反应的速率与OH-离子的浓度成正比, 所以OH-有催化作用.(4) (a) [N2O]=p(N2O)/RTr=d[N2O]/dt=1/RT·dp(N2O)/dt=k[NO2NH2]/[H3O+]∵[NO2NH2]=(n(NO2NH2)t=0－n(N2O))/V=(n(N2O)t=∞－n(N2O))/V=(p∞－p N2O)/RT∴r=1/RT·dp(N2O)/dt =k(p∞－p N2O)/(RT·[H3O+])dp(N2O)/dt= k(p∞－p N2O)/[H3O+]=k’(p∞－p N2O)积分得：ln(p∞/(p∞－p N2O))=k’t p=p∞(1－e－k’t)(b) 有数据得：k’=3.70×10-2min-1.六. (10分) 298K下有反应: H2(g,1p0)+I2(s)=2HI(aq, a=1)(1)将此反应安排为电化学反应, 写出电池表达式;(2)求298K下此电池反应的∆r G m0, 反应平衡常数K a0, 电池电动势E和E0;(3)若反应写为: 0.5H2(g,1p0)+0.5I2(s)=HI(aq, a=1), 求其∆r G m0, K a0, E和E0;(已知: I-(aq)的标准生成吉布斯自由能∆f G m0(I-,aq,a=1)=－51.67 kJ.mol-1)解：(1) 电池表达式为: Pt| H2(g,1p0)| HI(aq,a=1)| I2(s) |Pt(2) 化学反应式为: H2(g,1p0)+I2(s)=2HI(aq, a=1)∆r G m0=2∆f G m0(H+)＋2∆f G m0(I－)－∆f G m0(H2,g)－∆f G m0(I2,s)=0+2×(－51.67)－0－0=－103.34 kJ.mol-1K a0=exp[－∆r G m0/RT]=1.3×1018E=E0=－∆r G m0/2F=0.5354 V(3) 若电池反应写为：0.5H2(g,1p0)+0.5I2(s)=HI(aq, a=1)∆r G m0=－51.67 kJ.mol-1K=1.14×109E=E0=0.5354 V七.(5分) 试求NO(g)在298.15K, 1p0下的标准摩尔熵(不考虑核运动和电子运动对熵的贡献)?已知: NO的Θr=2.42K, Θv=2690K, 电子基态与第一激发态的简并度均为2, 两能级之差为2.473×10－21 J.解: S m,t=R[1.5lnM r+2.5lnT－ln(p/p0)－1.165]=8.314(1.5·ln30.01+2.5ln298.15－1.165)=8.314·18.181=151.159 J.K-1.mol-1 S m,r=Rlnq r+R=R(ln(T/Θr)+1) ∵σ=1 (NO为异核双原子分子)=8.314·(ln(298.15/2.42)+1)=48.336 J.K-1.mol-1S m,v=R·x/(e x－1)－Rln(1－e－x) x=Θv/T=2690/198.15=9.0223=R(9.0223/(e9.0223－1)－ln(1－e－9.0223))=0.010 J.K-1.mol-1S m=151.159+48.366+0.010=199.505 J.K-1.mol-1。