广东工业大学
2003年研究生入学物理化学试题
考试科目：物理化学科目编号：423 招生专业：应用化学、环境工程
注：考生必须在答题纸上答题（含填充题、选择题），答完后连同本试题一并交回。
一、单项选择题（30分）
1、一定量的理想气体由同一始态出发，分别经恒温可逆膨胀和绝热可逆膨胀到相同的终态压力为P时，终态体积有（）。
A V恒温=V绝热；
B V恒温<V绝热；
C V恒温>V绝热；
D 无法判定。
2、对于焓H的描述下列哪点是不确切的（）。
A 焓H是状态函数；
B 在无非体积功的封闭体系内的恒压过程∆H=Q P；
C 焓的改变值∆H的符号不能作为过程自发方向的判据；
D 在U、H、A、G几个函数中H的绝对值最大。
3、下列哪一个过程不能用∆G作为过程自发方向和达平衡条件的判据（）。
A 纯物质单纯P、V、T变化；
B 两种和两种以上的物质恒温恒压混合；
C 恒温恒压非平衡条件下的相变化过程；D恒温恒压下不作电功的化学变化过程。
4、恒压下纯气体物质的吉布斯函数G随温度的升高而（）。
A 增加；
B 降低；
C 不变；
D 不能判定。
5、对于均相封闭系统（∂G/∂P）T 等于( ).
A （∂G/∂T）P ；
B （∂U/∂S）V；
C （∂A/∂V）T；
D （∂H/∂P）S。
6、乙醇比水易挥发，将少量乙醇溶于水形成稀溶液，下列说法中何者是正确的（）。
A 溶液的蒸汽压必低于同温下水的饱和蒸汽压；
B 溶液的沸点比高于相同压力下水的沸点；
C 溶液的凝固点必低于相同压力下水的凝固点；
D 平衡气相中乙醇的摩尔分数小于液相中乙醇的摩尔分数。
7、将不挥发性溶质甲、乙分别溶于水形成稀溶液，若甲的水溶液的凝固点低于乙的水溶液的凝固点，则甲的水溶液的沸点和乙的水溶液的沸点有（）。
A 乙的高；
B 甲的高；
C 一样高；
D 无法比较。
8、理想气体反应；N2O4（g）=2NO2（g）在某温度达平衡后，在恒压下向系统加入惰性气体，平衡转化率（）。
A提高；B 降低；C 不变；D无法确定。
9、在10ml、1mol·L-1的KOH溶液中加入1ml水，其电导率к如何变化( )。
A增大；B 减小；C 不变 D 无法判定。
10 某电池的电动势随温度升高而降低，则电池放电时的焓变的符号为（）。
A ∆r H m >0；
B ∆r H m <0；
C ∆r H m =0；
D 无法判定。
11、电解金属盐的水溶液时在阴极上（）。
A 平衡还原电势与超电势之和越正的金属越易析出；B平衡还原电势越正的金属越易析出；C平衡还原电势与超电势之和越负的金属越易析出；D平衡还原电势越负的金属越易析出。
12、对于反应2A→C+D，反应物浓度降为初始浓度一半需时间20min，降为1/4需时间60min，该反应为（）。
A 零级反应；
B 一级反应；
C 二级反应；
D 三级反应。
13、将半径相同的三根玻璃毛细管分别插入乙醇水溶液、NaCl水溶液及纯水中，毛细管中液面上升的高度分别为h1、、h2、h3则（）。
A h1>h2>h3 ；
B h3>h2>h1 ；
C h2>h1>h3 ；
D h2>h3>h1 。
14、用AlCl3水解制备Al（OH）3溶胶，分别用Na2SO4、MgSO4、Na3PO4使其聚沉，聚沉值从大到小的次序是（）。
A MgSO4>Na2SO4>Na3PO4；
B Na2SO4>MgSO4>Na3PO4；
C Na3PO4>MgSO4 >Na2SO4；
D Na2SO4>Na3PO4>MgSO4。
15、下列化合物中哪一个的Λm∞不能采用Λm对C作图外推至C→0的方法求得（）。
A NaCl；
B BaSO4；
C CH3COOH；
D CH3COONa 。
二、填空题（20分）
1、1mol理想气体体积由V变到2V，若经等温自由膨胀，∆S1= J·K-1；若经绝热可逆膨胀∆S2= J·K-1。
2、在100 ︒C ，101.325kPa下液态水的化学势为μ1，100 ︒C ，150kPa下水蒸汽的化学势为μ2，则μ1μ2 。
3、二组分气液平衡沸点-组成图中共沸点的自由度数F= 。
4、表面活性物质加入到溶液中，引起溶液的表面张力的变化dб/dc 0，所产生的吸附是吸附。
5、空气中有一球形肥皂泡，其半径为r1，则泡内附加压力∆P1= ；在肥皂水中有一球形肥皂泡，其半径为r2，则泡内附加压力∆P2= 。
6、反应A→B，若A完全反应掉所需的时间是反应掉一半所需时间的2倍，则该反应是
级反应。
7、比较相同类型的反应（1）和（2），发现活化能Ea1> Ea2，但速率常数却是k1 > k2，其原因是。
8、因胶体粒子沉降引起的电势差称为；因介质运动引起的电势差称为。
9、加入电解质可以使ζ电势反号，这是因为。
10、在绝热密闭的耐压钢瓶中进行一化学反应，应采用作判据。
三、简答题（简要回答，25分）
1、（5分）当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。
当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。
以上说法对吗？为什么？
2、（5分）有人说根据热力学第一定律，能量不能无中生有，所以系统若要对外做功，必须从环境吸收热量。
这种说法正确吗？请举例说明。
3、（5分）因为∆r G mθ = —RTlnKθ，所以∆r G mθ是反应达平衡状态时的吉布斯函数变。
对吗？为什么？
4、（5分）在恒定的压力下，根据相律得出某一系统的F=1，则该系统的温度就有唯一确定的值。
对吗？说明理由。
5、（5分）液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。
对吗？理由？
四、计算题（75分）
1、（10分）已知水在200C的表面张力为72.75×10－3N·m－1。
密度为103kg·m－3, 00C时水的饱和蒸汽压为610Pa,00C～200C区间水的蒸发热为2257J·g－1，求200C水滴半径为10－7cm 时水的饱和蒸汽压。
2．（15分）（1）直接在相图上标出下面凝聚系统等压相图中各相区的稳定相态。
（2）指出图中的三相线，及三相线上相平衡关系。
（3）绘出图中状态点a、b、c三样品的冷却曲线。
（4）根据相图确定化合物Y的组成（用A、B原子数表示）。
（5）系统处于X(B)=0.8的c点，其摩尔数为3mol，当冷却到O点时，液相组成为0.9，问化合物Y为多少摩尔。
3．（15分）电池Zn(S)∣ZnCl2(b=0.555mol·kg－1)∣AgCl(S)∣Ag(S),测得298K时的电动势E=1.015v, 温度系数（∂E/∂T）P= －4.02×10－4v/K, 查得Eθ (Zn2+/Zn)= －0.763v,
Eθ (C l－,AgCl/Ag)=0.222v。
（1）写出电极反应和电池反应（Z=2）。
（2）求上述反应在298K时的标准平衡常数。
（3）求ZnCl2的离子平均活度系数。
（4）分别求298K时在恒压无非体积功时的反应热效应和在电池内可逆进行时的反应热效应。
4．（15分）在3980C～4930C，气相分解反应：C2H5Cl(g) = C2H4(g)+HCl(g)的速率常数与温度之间的关系是：lg k/s－1 = －13290/T/K+14.6
求（1）此反应的活化能和指前因子（频率因子）。
（2）在4270C时，将压力为26.664kPa的C2H5Cl(g)通入一抽空的反应器中使之发生上述反应，问需多长时间反应器中压力可变为46.663kPa。
5．（20分）现今苯乙烯工业化生产是从石油裂解得到的，乙烯与苯作用生成乙苯，再由乙苯直接脱氢制得：C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g)+H2(g)，原料为过热水蒸气与乙苯蒸气摩尔比为9:1的混合气。
（1）已知700K时,上述反应标准摩尔吉布斯函数变∆r G mθ(700K)=33.227kJ·mol－1,700K～1100K之间反应热效应平均值为∆r H mθ=124.131kJ·mol－1,计算标准状态下1000K时乙苯的理论转化率。
(2)试对反应为什么采用高温常压、充入惰性气体等工艺条件，作一热力学分析。
（3）据文献报道，有人建议可用乙苯氧化脱氢来制取苯乙烯：
C6H5C2H5(g)+1/2O2（g）= C6H5C2H3(g)+H2O(g)
请估计此方案从热力学角度来说，在250C、100kPa下有没有实现的可能性（具体计算说明）；如果可能，从理论上讲氧化脱氢比直接脱氢具有什么优点？已知298K下乙苯、乙烯、水蒸气的标准摩尔吉布斯生成焓分别为130.36、213.60、－228.40kJ·mol－1。