北化考研资料（化学工程-物理化学）2002

北2002年攻读硕士学位研究生入学考试

注意事项：

1.答案必须写在答题纸上，写在试卷上均不给分。 2.答题时可不抄题，但必须写清题号。

3.答题必须用蓝、黑水笔或圆珠笔，用红笔或铅笔不给分。 4.101.325kPa≈100kPa=p?

5.作图用铅笔，且作图题答在指定题号的答题纸上。 6.选做题得分不记入总分，但作为参考分。 一、填空题：（18分） 1. 20℃时水的饱和蒸汽压为2338Pa，现有20℃、2338Pa的H2O(l)，分别经两种途径变成20℃、2338Pa的H2O(g)，(l)在恒温恒压下进行，则ΔG______零；(2)在恒温20℃、反抗p外=0条件下进行，则ΔG_____零。（填<，>或=） 2. 20℃时，HCl气体溶于苯中形成理想稀溶液，当达到气液平衡时，液相中HCl的摩尔分数为0.0835，气相中苯的摩尔分数为0.095。又已知20℃时纯苯的饱和蒸汽压为10.010kPa。则气液平衡时气相总压p=_____kPa。

3. 已知某温度T时，下列两反应的标准平衡常数为

?2A=2B+C K1=5.6×10-10 ?2D=2E+C K2=2.6×10-9

?则反应D+B=A+E的标准平衡常数K3 =______。

4. 为了理解纳米材料的表面效应，现将293.2K，1p?下半径为r1=1.0×10-3m的小水滴分散成半径r2=1.0×10-9m的小水滴。已知293.2K时水的表面张力σ=0.0728N·m-1，则分散前后水滴表面积增加值ΔA=____m2，表面吉布斯函数增加值ΔGA=______J。

5. 将反应Ag2SO4(s)==2Ag+(aAg+)+SO42-(aSO2?)设计成电池____________ 。若已知

4E?{SO42-│Ag2SO4，Ag}=0.627V，E?{Ag+│Ag}=0.799V，则在标准状态下该电池_______自发电池。（填是或不是）

6. 某理想气体A其分子的最低能级是非简并的，若取分子的基态作为能量零点，相邻能级的能量为ε1，其简并度为2，忽略更高的能级，则A分子的配分函数q=________，设ε1=kT，则相邻两能级上的最概然分子数之比为n1/n0=________。 7.乙酸乙酯皂化反应如下式：

NaOH+CH3COOCH5→CH3COONa+C2H5OH

当确定该反应动力学方程时，需要测定不同时刻反应物的浓度。根据该反应的特点，采用何种物理方法测定较好，并简述理由。 ●选做题：（10分）

A sample of perfect gas that initially occupies 15.0 dm3 at 250K and 101.325kPa is compressed isothermally. To _______kPa pressure must the gas be compressed to reduce its entropy by 5.0 J?K-1. 二、选择题：（6分）

1. 热力学基本方程dG=-SdT+Vdp可运用于下述何种过程（ ）。 A. 298K，p?的H2O(l)蒸发过程 B. 理想气体向真空膨胀过程

C. 电解水制取H2 D. N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)未达平衡

2. 1mol液体苯在298K时置于弹式量热计中完全燃烧，生成H2O(l)和CO2(g)，方程如下： C6H6(l)+

15O2(g)→6CO2(g)+3H2O(l)，同时放热3264kJ?mol-1，则其等压燃烧焓为（ ）。 2A. 3268kJ?mol-1 B. 3264 kJ?mol-1 C. -3265 kJ?mol-1 D. -3268 kJ?mol-1

3. 如果规定标准氢电极的电极电势E?{H+│H2}=1V，则其他电极的氢标可逆还原电极电势

?E?{离子│电极}值与电池标准电动势Ecell值将有何变化（ ）。

??A. E?{离子│电极}与Ecell各增加1V B. E?{离子│电极}增加1V，Ecell不变 ??C. E?{离子│电极}与Ecell各减小1V D. E?{离子│电极}减小1V，Ecell不变 ?Al、4. Al2(SO4)3的化学势为μ，μ-。它们之间的关系为（ ）。 SO24的化学势分别为μ+、

3?A. μ=μ++μ- B. μ=3μ++2μ-

C. μ=2μ++3μ- D. μ=μ+μ-

k1 B 5. 有两个一级反应构成平行反应，机理为 A 下列说法中错误的是（ ）。

k2 C cA. k总?k1?k2 B. k1/k2=B

cCC. E总=E1+E2 D. t1/2=

ln2 k1/k26. 用同一滴管分别滴下50cm3的NaOH水溶液，纯水、乙醇水溶液，各自的滴数多少次序为（ ）。

A. 三者一样多 B. NaOH水溶液，纯水，乙醇水溶液 C. 纯水，乙醇水溶液，NaOH水溶液 D. 乙醇水溶液，纯水，NaOH水溶液 三、（20分）（该题请答在指定题号的答题纸上）

1mol单原子理想气体从始态298K，200kPa分别经下列两种途径使其体积加倍。 （1）等温可逆变化；

（2）沿着p=AVm+B的途径可逆变化，其中A、B是常数，已知A=104Pa（dm3·mol-1）-1。 1. 请在指定题号的答题纸的图中画出两条可逆途径的p-V图;（示意图）

2. 试计算经等温可逆途径后该系统达到的终态压力及过程的Q、W、ΔU和ΔS。 3. 试计算沿着p?AVm?B的途径可逆变化后该系统达到的终态压力及过程的Q、W、ΔU和ΔS。 四、（18分）298K在恒温密闭容器中有起始压力p?的A（g）。在该温度下A（g）按下式分

?1??解： A(g)k1Bg()?Cg ( ) （1） 2继后，生成物之一B（g）发生下列反应，生成D（g）并与之建立平衡：

B(g)?D(g) （2）

已知：A（g）分解反应（1）为一级反应，k1=0.1min-1，反应(2)的平衡常数K=10。计算：

10min后在该容器中A、B、C、D各物质的分压。 五、（18分）已知反应H2(p?)+Ag2O(s)→2Ag(s)+H2O(l)在298K时的恒容反应器中进行，放热252.79kJ·mol-1，若将该反应设计成可逆电池，测得其电池电动势的温度系数(dE/dT)p=-5.044×10-4V·K-1。

1. 写出所设计电池的表示式及该电池的电极反应；

2. 计算298K时该反应的反应热ΔrHm及电池电动势E； 3. 已知298K时KW=1×10-14，计算标准还原电势E?{OH-│AgO，Ag}。 六、（6分）某气体遵从状态方程p(Vm-αT2)=RT。式中α是与温度T、压力p无关的常数。试证明该气体的Joule-Thomson系数：?J?T?T?T2 ?()m??pCp,m七、（14分）（该题请答在指定题号的答题纸上）

有A和B两组分组成的固相完全不互溶的凝聚系统，已知纯A的熔点为90℃，纯B的熔点为110℃，且A、B两组分在题给温度范围内可形成化合物C(组成为χB=0.70)。在温度为40℃时，化合物C存在转熔反应：C(s)→B(s)+溶液(χB=0.55)。表一给出了不同组成的系统的热分析数据，列出了步冷曲线中出现转折和平台的温度数据。根据题给实验数据在指定题号答题纸的坐标纸上绘出相图，同时完成表二内容。（表二见指定题号的答题纸） 表一 系统组成(χB) t/℃ 90 70 60 40 30 0

北京化工大学2002年攻读硕士研究生入学考试物理化学试题参考答案

一、填空题 1. = ，=； 2. 96.57kPa； 3. 2.15；

4. 4π ，0.915； 5. Ag(s) | Ag+(a) ‖SO42-(a) | Ag2 SO4(s)，Ag(s)，是； 6. qA = qA,t qA,r qA,v qA,e qA,n ，0.3679； 7. 略。 二、选择题

1.B； 2.D； 3.B； 4.C； 5.C； 6.D。 三、

1. 示意图略。

2. p2 =100kPa ,△U = 0 ,Q = W = 1718J 。 3. p2 =31.99×104Pa，△U = 8174J,W = -3667J,Q = 11.84kJ, △S = 20.3 J.K-1.mol-1 四、pA = 37.28 kPa, pB =2.91 kPa, pC =64.05 kPa, pD=29.1kPa

0.15 转折点 平台 0.30 平台 0.45 转折点 平台 0.65 转折点 平台 平台 0.70 转折点 平台 0.80 转折点 平台 五、1. 所设计的电池为：Pt|H2(p?) |OH-(aq)| Ag2O(s)+ Ag (s);

电池反应为：H2(p?) + Ag2O(s) = 2 Ag (s) + H2O（l） 2. △rHm = -255.26 kJ. mol-1 , E = 1.1723V。 3. E?{ OH-|Ag2O | Ag }=0.3446V. 六、略。 七、略。