2016929_12_807 物理化学-2016.zip

2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试题年攻读硕士学位研究生入学考试试题(A)卷参考答案卷参考答案一、判断题一、判断题(共共 10 小题，每小题小题，每小题 2 分，共分，共 20 分分)1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.二、单项选择题（共二、单项选择题（共 10 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 30 分）分）1.A 2.B 3.C 4.D 5.A6.A 7.B 8.C 9.D 10.B三、（三、（20 分）分）解：解：(1)因为是理想气体恒温可逆膨胀，所以有因为是理想气体恒温可逆膨胀，所以有T=0，所以U=0 H=0 (2)绝热可逆膨胀，根据绝热可逆方程 其中=5/3,P1=200 kPa,T1=350 K,代入上式计算 T2=201.02K 所以U=nCvmT=13/28.314(201.02-350)J=-1857.93J H=nCpmT=15/28.314(201.02-350)J=-3096.55J S=Qr/T=0/T=0(3)绝热不可逆膨胀U=nCvm（T2-T1）U=Q+W=W，联立代入数值13/28.314(T2-350)=-50 kPa（18.314T2/50 kPa-18.314350/200 kPa）T2=245.00K U=nCvmT=13/28.314(245.00-350)J=-1309.45J H=nCpmT=15/28.314(245.00-350)J=-2182.45J S=(15/28.314ln245/350-18.314ln50/200)JK-1=4.12 JK-1 四、（四、（20 分）分）解：解：(1)r Sm(298 K)=(r Hm r Gm)/T=198.39 JK-1mol-1(2)r Gm(500 K)=rHm(298 K)500 K r Sm(298 K)=6.81 kJmol-1(3)r Gm(T)=r Hm(298 K)T r Sm(298 K)r Sm(298 K)0，T 升高，r Gm(T)增加，对此反应不利。221150(1 8.3145350)4.034200VrVpQWpdVnRTlnlnKJKJp 14.03411.526350rQKJSJKTK111122PTPT21221()nRTnRTWpdVppp 2211lnlnpmTPSnCnRTP五、（五、（20 分）分）(1)(-)Cd 2 e-=Cd 2+(a 1=0.01);(+)Cl2(g,101325 Pa)+2 e-=2 Cl(a2=0.5)电池反应：Cd+Cl2(g,100 kPa)=Cd 2+(a 1=0.01)+2 Cl(a2=0.5)(2)22-2Cl(Cl)Cl/Clln1.3773 V2/RTaFpp2+2+1Cd/Cdln-0.4621 V2(Cd)RTFa(3)E=+-=(1.3773-(-0.4621)V=1.8394 VE =+-=(1.3595-(-0.4029)V=1.7624 V(4)rGm=-zFE =-340.09 kJmolK =exp(-rGm/RT)=exp(zFE/RT)=3.812 1059(5)rGm=-zFE=-354.64 kJmol；自发进行六、（六、（20 分）分）（1）PH2=0.80100 kPa=80 kPa PCH4=0.10100 kPa=10 kPa rmrm()()lnpGTGTRTJ!=19.397 kJmol-1+8.315 Jmol-1K-11000Kln242()CHHPPPP =3.936 kJmol-10,反应不能自发进行，甲烷不能生成。（2）当rm()GT=0 时，反应才有可能发生，rmrm()()lnpGTGTRTJ!=019.397 kJmol-1+8.315 Jmol-1K-11000Kln20.10.8()PPPP=0计算 P=161.1kPa,所以只有当 P 大于 161.1kPa 时，反应才能发生。七、（七、（20 分）分）(1)A(l)+B(l);F=1 A(l)+g;F=1 B(l)+g;F=1 g;F=2(2)L1GL2第 1 页 共 7 页ie 姓 名：报 考 专 业：准 考 证 号 码：密封线内不要写题2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试题2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：物理化学（A 卷B 卷）科目代码：807考试时间：3 小时 满分 150 分可使用的常用工具：无 计算器 直尺 圆规（请在使用工具前打）注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。一、一、判断题(2 分分 10=20 分分)判断下列说法是否正确？(正确标记“”，错误标记“”)1.某系统达到热力学平衡，但不一定实现了化学平衡和相平衡。（）2.在一个绝热体积恒定的容器中，发生一个化学反应，使系统的温度从 T1升高到 T2，则该过程中 W 一定为 0。（）3.一定温度和压力下，物质蒸发过程的熵变大于 0。（）4.Langmuir 吸附等温式只适用于单分子吸附。（）5.压力升高时，单组分体系的熔点一定升高。（）6.相同条件下，肥皂水的表面张力比纯净水的表面张力大。（）7.绝热可逆过程的 S 一定为 0。（）8.溶胶系统是一个热力学不稳定系统。（）9.理想气体绝热可逆对外做功，则其温度一定降低。（）10.在电化学中，得电子的电极，皆称为负极。（）二、单项选择题(3 分分 10=30 分分)1.一定量的理想气体从同一始态出发，分别经恒温可逆膨胀与绝热可逆膨胀至同一终态压力，则恒温可逆过程的终态体积 绝热可逆过程的终态体积。第 2 页 共 7 页(A)大于 (B)小于 (C)相等 (D)无法确定2.理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态，该过程中系统的 U、H、S、A、G 中一定为零的有 。(A)U、H (B)S (C)A (D)G3.PCl5的分解反应 PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)，在 473 K 达到平衡时 PCl5(g)有 48.5%分解，在 573 K 达到平衡时，有 97%分解，则该分解反应的逆反应 。(A)吸热 (B)没有热效应 (C)放热 (D)无法确定4.两组分理想溶液，在任何浓度下，其蒸气压 任一纯组分的蒸气压。(A)大于 (B)小于 (C)等于 (D)介于二组分之间5.AlCl3 水溶液中活度a(AlCl3)与其平均活度a 的关系为a(AlCl3)=。(A)a4 (B)27 a4 (C)a3 (D)27 a36.有下列两个电池反应：(1)Zn+2Ag+(a=1)Zn2+(a=1)+2Ag(2)1/2Zn+Ag+(a=1)1/2 Zn2+(a=1)+Ag，那么它们的电池电动势E1与E2以及1mr，G与2mr，G之间的关系为：。(A)E1=E2，m,2r1mr2GG，；(B)E1=E2，2mr1mr，GG；(C)E1=2E2，2mr1mr，GG；(D)E1=2E2，m,2r1mr2GG，。7.理想气体自由膨胀过程 U 。(A)一定不等于 0 (B)一定等于 0 (C)与具体过程有关(D)无法确定8.一定温度和压强下，液滴越小，饱和蒸气压越()；而液体中的气第 3 页 共 7 页泡越小，气泡内液体的饱和蒸气压越()。(A)小；大 (B)大；大 (C)大；小 (D)小；小9.373K、p 时 H2O(g)的化学势为 1；373K、0.5p时 H2O(g)的化学势 2，那么：1 2：(A)相等 (B)小于 (C)无法确定 (D)大于 10.等温等压下，由纯组分混合成理想液态物混合过程中mixV (A)一定不等于 0 (B)一定等于 0 (C)无法确定 (D)以上皆错三、计算题（20 分）分）某单原子理想气体 1mol 从始态 350 K,200 kPa 经过如下不同过程达到各自的平衡态，求各过程的U，H，S。(1)恒温下可逆膨胀到 50 kPa；(2)绝热可逆膨胀到 50 kPa；(3)绝热反抗 50kPa 恒外压不可逆膨胀。四、四、计算题(20 分分)合成氨反应：N2(g)+3 H2(g)=2NH3(g)已知在 25 oC及标准压力下，r Gm(298 K)=33.26 kJmol-1，r Hm(298 K)=92.38 kJmol-1，假设此反应的 r Hm 不随 T 变化而变化。(1)计算此反应的 r Sm(298 K)=？(2)计算此反应的 r Gm(500 K)=？(3)从热力学角度分析说明温度升高对此反应是否有利？第 4 页 共 7 页五、五、计算题（20 分）分）电池：Cd Cd 2+(a1=0.01)|Cl(a2=0.5)Cl2(100 kPa)Pt 已知：(Cd 2+/Cd)=-0.4621 V，(Cl-/Cl2)=1.3595 V(1)写出该电池的电极反应和电池反应；(2)计算 298 K 时各电极的电极电势+及 -；(3)计算 298 K 时该电池的电动势 E 及 E；(4)计算该电池反应的rGm 及标准平衡常数 K ；(5)计算该电池反应的rGm，根据计算结果指出此电池反应能否自发进行。六、六、计算题（20 分）分）1000K 时，反应 C(s)+2H2(g)=CH4(g)的rG m=19.397 kJmol-1。现有与碳反应的气体混合物，其组成为体积分数(CH4)=0.10,(H2)=0.80,(N2)=0.10。试问：(1)T=1000 K，p=100 kPa 时，rGm 等于多少，甲烷能否生成？(2)在 T=1000 K，不改变 H2(g)与 CH4(g)的比例下，压力需增加到若干，上述合成甲烷的反应才可能进行？七、（七、（20 分）分）某 A-B 二组分液相完全不互溶系统气-液平衡相图如下：第 5 页 共 7 页(1)指出图中标有数字的区域的相态、成分及自由度数（16 分）；。(2)图中三相线为 。（4 分）2LBATp恒定xBgGPQ1L第 6 页 共 7 页第 7 页 共 7 页