北京化工大学2007考研物理化学试题
更新时间:2023-03-08 09:56:22 阅读量: 综合文库 文档下载
北京化工大学2007年招收硕士生入学物理化学试题
(由北京石油化工学院李汝雄教授做参考答案并做成文本文件)
(选择题15题×2=30分,计算题6题120分(其中证明推导10分,统计10分)共150分)
注意事项:答案写在答题纸上,用红色或铅笔不计成绩。
一、选择题(30分)
1. 对封闭系统,当过程的始态和终态确定后,下列各项中不能确定的值是:
A.Q B.Q+W C.W(当Q=0时) D.Q(当W=0时)
2. 戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3520 kJ·mol-1,CO2(g)和H2O(l)的标准摩尔生成焓分别为 -395 kJ·mol-1和-286 kJ·mol-1,则戊烷的标准摩尔生成焓为:
A. 2839 kJ·mol-1 B.-171 kJ·mol-1 C.171 kJ·mol-1 D. -2839 kJ·mol-1 3. 有反应:2CuBr2(s) = 2CuBr (s) +Br2(g)
己知487 K时溴化铜CuBr2(s)的分解压力为4.60 kPa,则此温度下上述反应的标准平衡常数为K?: A. 4.60 B.460 C.0.046 D. 0.46 4.某理想气体经绝热可逆压缩(A→B),下列正确的图形是:
A B C D
5.有反应:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) 当H2 因反应而消耗了0.5mol时,反应进度ζ为:A. 0.25mol
B.0.50mol C.1.0mol D.4.0mol 6. 单组分系统相图中,固液平衡线的斜率
dp的值应为: dTA. 大于零 B.不确定 C.小于零 D.等于零
7. 温度为T时,A(l)和B(l)的饱和蒸汽压分别为25.0 kPa和40.0 kPa。在该温度下A(l)和B(l)完全互溶,当汽液平衡时,液相组成xA=0.5时,气相中pA=15.0 kPa,则此二组分系统在常压下的沸点~组成图应是下列中哪一个:
A B C D
1
8. A2(g)在催化剂上发生分解反应,某温度下,测定初始压力和半衰期的数据如下:
pA2,02kPa
28.0 2.0
14.0 4.0
7.0 8.0
t1min
则该催化剂反应为:
A.零级 B.三级 C.一级 D.二级
9. CO与N2的分子质量m相同,若忽略CO与N2分子的振动运动对熵的贡献的差别,则CO与N2的标准摩尔熵的大小关系为:
??????A.Sm(CO)>Sm( N2) B.Sm(CO)< Sm( N2) C.Sm(CO)=Sm( N2) D.不确定
10. 在298 K时,平面水面上水的饱和蒸汽压为3.168 kPa,在相同温度下,若小水滴半径为3nm,此时,水的饱和蒸汽压是该温度下平面液体饱和蒸汽压的倍数为:
(己知:此温度下水的表面张力?=0.072 N·m-1,水的密度为1000 kg·m-3) A.0.348 B.1.417 C.3.618 D.0.706
11. 温度为T时,浓度为均为0.01mol·kg的NaCl,CaCl2,LaCl3三种电解质水溶液,离子平均活度系数最小的是。
A.NaCl B.CaCl2 C.LaCl3 D.都相同
?12.由2molA和2molB形成理想液态混合物,p?A=90 kPa,pB=30 kPa,则气相摩尔分数之比
-1
yA:yB为:
A.8:1 B.4:1 C.6:1 D.3:1 13.憎液溶胶与大分子溶液主要性质上的区别在于:
A.是热力学上的不稳定系统 B.有渗透压 C.扩散慢 D.有电泳现象 14.氨基甲酸铵的分解反应为:NH2COONH4(s)==2NH3(g)+CO2(g)
等压计(示意图见右图)A管中装氨基甲酸铵,将等压计C管连接到抽气系统和测压系统,反应开始要排A管上方空气,然后调节抽气或放气三通阀使BC液面持平,这时测压计测得ps即为氨基甲酸铵上方压力p。若p测得值偏大,说明系统:
2
A.没达到平衡 B.空气没排干净 C.两种可能都有 D.其它原因 15.测定蔗糖水解反应速率常数用物理法在线测定浓度,所用物理仪器是:
A.电导仪 B.折光仪 C.旋光仪 D.pH计
二、(30分) 1mol单原子理想气体沿ABCA经历一个循环过程:从状态A到B经历恒压过程,B到C经历恒容过程,C回到A经历恒温可逆过程。己知TA=546 K,p2=2p1,V2=2V1。试求: (1) AB过程的Q,?S; (2) BC过程的Q,W,?U; (3) CA过程的Q,W,?S,?G;
(4) A→B→C→A整个循环过程的W,?S,?G。
三、(25分) 有反应:CuSO4·3H2O(s)= CuSO4(s)+3H2O(g) 该反应的标准平衡常数在298 K和323 K时分别为10-6和10-4。 (1)求298 K达平衡时系统的组分数、相数和自由度数;
(2)298 K时,将CuSO4·3H2O(s)暴露在水蒸汽压为2×103 Pa的空气中,用计算结果判断是否会发生上述脱水反应?
???(3)设反应的?rCp,m=0,求323 K时上述分解反应的?rHm和?rGm。 ?rSm四、(25分) 暴露在大气中的铁在酸性介质中可能发生腐蚀的化学反应为:
Fe(s)+2H+(a1)+
1O2(g)→Fe2+(a2)+ H2O(l) 2 (1) 试将上述反应设计在电池中进行,写出电池的图示表示式; (2) 写出该电池的电极反应; (3) 己知下述电池的标准电动势:
?Pt,H2 (g,p?)|H+(aH?=1) |O2 (g,p?),Pt E1=1.229 V
下列标准电极电势可以选用:
?EFe2?=-0.440 V,EFe3?Fe?=-0.036 V,EFe3?Fe?Fe2?=0.770 V
3
??请计算所设计电池的标准电动势E2及电池反应的标准摩尔Gibbs函数变?rGm。
五、 (20分) 反应
Ak1k-1B正逆向均为一级反应,己知:正反应速率常数k1和反应平衡常数KC与温
度的关系分别为:
lgk12000=??4.0 ?1sTKlgKC(平衡常数)=
2000?4.0 TK(1) 计算逆向反应活化能;
(2) 当反应初始时:若CA,0=0.50 mol·dm-3,CB,0=0.05 mol·dm-3,计算400 K时反应达平衡时A和B的浓度CA,e=?CB,e=?
六、 (10分) 试证明:对纯物质单相封闭系统有: (1) ????T?T??V?????; ???p?SCp??T?p(2) 利用(1)题结论证明:理想气体经绝热可逆压缩后温度将升高。
七、 (10分) Cl2的振动可视为一维简谐振子的振动,
(1)当振动第一激发态的能量等于?V,1?kT时,求Cl2的温度为多少?(己知Cl2的振动特征温度?V=801.3 K,式中k为Boltzmann常数)
(2) 常温(300 K)下,Cl2分子振动运动处于基态还是激发态。
4
北京化工大学2007参考答案
一、选择题(30分) 1. A 2. B 3. C 4. D 5. A 6. B 7. D 8. D 9. A 10. B 11. C 12. D 13. A 14. B 15. C 二、(30分)
TA=546 K,TB=2×546=1092 K,TC=546 K, (1) AB恒压过程:
Q1=nCp,m(TB-TA)=1×2.5R×546=11348.6 J
?S1= nCp,mln
TB=1×2.5R ln2=14.4 J·K-1 TA(2) BC恒容过程
Q 2=nCV,m(TC-TB)=1×1.5R×(-546)=-6809 J W2=0
?U2= Q 2=-6809 J
(3) CA恒温可逆过程 Wp3=??pdV?nRTlnAp=nRTln2=1×8.314×546×ln2=3146.5 J C
5
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