中科院应化所考博真题2008高等物理化学及答案

中国科学院长春应用化学研究所 二00八年攻读博士学位研究生入学考试

高等物理化学试题

一. 单项选择题（每题2分，共20分）

1) 物质的量为n的纯理想气体，该气体的哪一组物理量确定后，其他状态函数方有定值？D

(A) p (B) V (C) T,U (D) T, p 2) 体系经历一个不可逆循环后（C）

(A) 体系的熵增加 (B) 体系吸热大于对外做功 (C) 环境的上一定增加 (D) 环境内能减小 3) 对于催化剂特征的描述，哪一点是不正确的 （C）

(A) 催化剂不能实现热力学上不可能实现的反应 . (B) 催化剂有“中毒”现象。

(C) 催化剂有选择性，不同类型的反应需用不同的催化剂，相同类型的反应需用相同的催化剂。 (D) 催化剂能改变反应达到平衡的时间。

4) NH3 分子的平动，转动，振动自由度分别为 （D）

(A) 3,2,7 (B) 3,2,6 (C) 3,3,7 (D) 3,3,6 5) 一封闭钟罩中放一杯纯水A 和一杯糖水B， 静止足够长时间后发现（B）

(A) A 杯水减少, B 杯水满后不再变化 (B) A 杯水变成空杯，B 杯水满后溢出 (C) B杯水减少, A 杯水满后不再变化 (D) B杯水变成空杯，A杯水满后溢出

6) 二元合金处于低共熔温度时物系的自由度f为 (A)

(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3

7) 气相反应A+B= 2C+D 在298K，恒定容器内进行， A 和B 的初始分压分别为101.325kPa ，

当反应达平衡后，A 和B 的平衡分压均为1/3?101.325kPa ，起始时容器内不含C和D，则该反应在298K 时的Kc/mol?dm为 (A)

(A) 4.31?10 (B) 8 (C) 10.67 (D) 16

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?3?38) NaCl 稀溶液的摩尔电导率?m与Na+,Cl- 的淌度U+,U- 之间的关系为（C）

(A) ?m?U??U? (B) ?m?U?/F?U?/F (C) ?m?U?F?U?F (D) ?m?2(U??U?)

9) 当发生极化现象时，两电极的电极将发生何种变化（ ）

(A) 析出氧气 (B) 析出氯气 (Ｃ) 析出铜 (Ｄ)铜电极溶解 10) 明矾净水的主要原理是（ ）

(A) 电解质对熔胶的稳定作用 (B) 熔胶的相互聚沉作用 (C) 对电解质的敏化作用 (D) 电解质的对抗作用

二. 填空题（每题2分，共20分）

1. 1mol HCl(g)在298K, pθ下，溶于水中， Ｑ____０；Ｗ__ ０；△H ___0。 2. 服从p(Vm-b)=RT 状态方程的实际气体经节流膨胀后温度将（ ）。

3. 298K 有一仅能透过水的渗透膜，将0.01mol/dm3 和0.001mol/dm3 的蔗糖溶液分开，欲使该体

系达平衡需在（ ）溶液上方施加压力为 （ ）Pa。

4. 已知25度时，0.010mol/dm3 BaCl2 溶液的电导率为0.2382S/m, Ba2+ 的迁移数是0.4375,计算

Ba2+ 和Cl- 的电迁移率分别为（ ）和（ ）。

5. 某二级反应，反应物消耗１／３需时间１０ min 若再消耗1/3，则还需（ ）时间. 6. 下面的过程若分别以可逆和不可逆方式实观，则可逆与不可逆过程功(体系对环境作功为正)之差

为：（ ）J

5molN2气 (298K， 5×105Pa) 5molN2气 (298K，1×105Pa) 7. 将NH4Cl（s）置于抽空容器中，加热到597K，使NH4Cl（s）分解，

NH4Cl（s）= NH3（g） + HCl（g）达到平衡时系统总压为100kPa，则热力学标准平衡常数Kp0为（ ）

8. 在288K，1molNaOH溶液在4.559mol水中溶液上蒸气压为0.596kPa，在此温度下纯水的蒸气

压为1.705kPa，则溶液中水的化学势与纯水的化学势之差是（ ）

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9. 最能反映出微观粒子具有波粒二象性的表达式（ ） 10. NaCl水溶液和定压纯水经半透膜达成渗透平衡，该体系的自由度为（ ）

三. 简答题（每题5分，共30分）

1. 目前一种绿色能源成为世界各国科学家研究的热点，是以液态的甲醇和空气为燃料，产物只有

CO2和H2O，因此对环境的污染与其他电池相比要少的多，但是其离产业化还有一定的距离，因需要贵重金属作为催化剂试。写出此电极的阴极与阳极反应及电池的总反应。 2. 以电解池为例解析什么为超电势。举例说明超电势的利与弊。

3. 热力学和动力学是物理化学的两大重要部分，分别阐述它们各自的研究目的和任务。 4. 写出薛定额方程，并指明此本征方程的本征态和本征值为什么。 5. 分子中具有哪几种运动形式，分子光谱涉及到哪几种。

6. 指出朗格谬尔吸附与BET吸附公式并说明二者有何差别；试说明BET吸附公式在催化剂表征

中的作用。

四. 计算题（每题10分，共30分）

1. 气相反应H2?g??Br2?g??2HBr?g?的反应历程为：

1 ?1?Br2???2Br

k2 ?2?Br?H2???HBr?H

k3 ?3?H?Br2???HBr?Br

k4 ?4?H?HBr???H2?Br

k5 ?5?2Br???Br2

k 试证明反应的动力学方程为

d?HBr?k?H2??Br2??

?HBr?dt1?k'?Br2?122. （和10年重题）某一气相反应：

A(g)

k1k2+C(g)B(g)

已知在298K时，k1=0.21s-1, k2=5×10-9Pa-1·S-1，当温度升至310K时，k1 和k2值均增加1倍，

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试求

（1） 298K时平衡常数Kp （2） 正、逆反应的实验活化能 （3） 反应的?rHm

（4） 在298K，A的起始压力为101.325kPa，若使总压力达到151.99kPa时，需多少时间 3. （和10年重题）25℃时，电池Zn(s) | ZnCl2 (b＝0.555mol·kg-1) | AgCl(s) | Ag(s) 的电动势E

＝1.015V，

(? E/?T)p = －4.02×10-4 V·K1。已知E?(Zn2+/Zn)＝-0.7630V, E?(AgCl/Ag,Cl-)=0.2220V。

－

(1) 写出电池反应。

(2) 求上述反应的平衡常数K?。

(3) 求电解质溶液ZnCl2的平均活度系数。

一、1.D 2.C 3.C 4.D 5.B 6.A 7.A 8.C 9. 10.B

二、1.＜ ＜ ＜ 2.升高 3.0.01 mol/dm3, 22298 Pa 4.淌度（电迁移率）5.39×10-8 m2V-1s-1 6.49×10-8 m2V-1s-1 5.30min 6. 7. 0.25 8.

9. P=h/λ 10. 3 三、1. 碱性条件

总反应式：2CH3OH + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O 正极：3O2 + 12e- + 6H2O → 12OH

–

负极：2CH3OH - 12e- + 16OH- → 2CO32- + 12H2O 酸性条件

总反应式：2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O 正极：3O2 + 12e- + 12H+ → 6H2O

负极：2 CH3OH - 12e- + 2H2O → 12H+ + 2CO2

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