北京科技大学2015研究生物理化学A试题

7．多组分多相系统的热力学基本方程dG=_________________（填写与温度、压力、组成等的关系）。

8．不同的体系，化学势表达中标准态的规定不同，请简要写出各自的标准态： (4分)

体系 纯理想气体 理想稀溶液 溶剂 溶质 化学势标准态 9．物理化学中引入理想气体和理想溶液的概念，请谈谈你对它们的理解并解释其引入的意义：（限80字以内）_______________________________。(4分) 10．有一酸式氢氧燃料电池Pt, H2 (p1)?H2SO4 (a)?O2 (p2), Pt，已知氧气电极在酸

?性条件下的标准电极电势E(H?1.229 V。若氢气、氧气的分压均为标准大气+/O,Pt)2压，在298.15 K、 H2SO4的活度a=0.89时，则此电池电动势为 。 11．若化学反应2NO + O2 ＝ 2NO2 的反应机理拟定为： 2NO N2O2 (快速达到平衡)

N2O2+ O2＝ 2NO2 (慢)

则总反应对 O2是 级；对 NO 是 级。

12．293.15 K时，水的表面张力为72.8×10-3 N?m-1，密度为1.0×103 kg?m-3，则曲率半径为10-8 m的凸形液滴蒸汽压与同样曲率半径凹形液滴蒸汽压之比为____________。

13．20 °C时，已知水、汞的表面及界面张力数据如下：σ水=72.8×10-3 N?m-1，σ汞=4.83×10-1 N?m-1，σ水-汞=3.75×10-1 N?m-1，判断水能否在汞的表面上展开_________，理由是_________。

14．请图示出在101325 Pa压力下某固体纯物质由T1逐渐升温至T2变成气态的过程

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中摩尔熵Sm及化学势?随温度T的变化情况（假设变化过程无晶型转变和无分解反应发生。）(6分)

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三、计算题（共60分）

1．（18分）在一带活塞（假定无摩擦、无质量）的容器中有氮气 0?5 mol，容器底部有一密封小瓶，瓶中有液体水1?5 mol，整个系统的温度为100 ℃，压力为101?3 kPa。若整个系统始终维持温度为100 ℃，压力为101?3 kPa的条件下，小瓶在容器中自动破碎，瓶中液体水全部蒸发为水蒸气。假设氮气和水蒸气均按理想气体处理，计算整个系统在上述过程的Q，W，?U，?H，?S，?A，?G。

2．（12分）有如下二元凝聚系统的恒压相图，请

(1) 标出下列相图中各相区相的名称；

(2) 绘出相图中体系a、b、c的步冷曲线，并注明步冷曲线a上各线段的条件自由度、步冷曲线c上拐点处和水平线两端点处的相变化情况。

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3．（16分）已知1-1级平行反应：

假设初始时体系中只有反应物A。

实验I：T1=500 K，cA0=5 mol?dm-3，反应进行10 min时，测得cD=0.5 mol?dm-3，

cF=0.25 mol?dm-3

实验II：T2=550 K，cA0=5 mol?dm-3，反应进行10 min时，测得cD=1.6 mol?dm-3，

cF=0.4 mol?dm-3

(1) 分别求T1和T2时的反应速率系数k1和k2值； (2) 求活化能Ea,1与Ea,2 。

4．（14分）在298.15K时，已知AgBr的溶度积Ksp(AgBr)=4.88×10?13，E?(AgBr|Ag)=0.0715 V，E?(Br2|Br?)=1.065 V。

1 (1) 将AgBr(s) 的生成反应： Ag(s)+ Br2(l)=AgBr(s)，设计成原电池并写

2出电极反应和电池反应。求出此电池的标准电池电动势和AgBr(s)标准摩尔生成吉布斯函数；

(2) 若（1）中电池在标准压力下，电池电动势的温度系数

??(?E/?T)p=1×10?4 V·K?1，计算该电池反应的?rHm、?rSm和可逆热Qr,m；

(3) 计算银电极的标准电极电势 E?(Ag+|Ag)，要求写出所涉及的电池反应和电极反应。

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