河北工业大学 2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题 [A]科目名称 物理化学（I ）科目代码 421 共 页适用专业 应用化学注：所有试题答案一律写在答题纸上，答案写在试卷、草稿纸上一律无效。

一、 选择填空题（共20分，每题2分。

答案一律写在答题纸上，否则无效。

）1. 系统变化时满足∆S =0的过程是 。

（A ） 绝热过程 （B ）节流膨胀过程 （C ） 绝热可逆过程 （D ）等温过程2. 某实际气体的压缩因子Z <1，说明该气体比同条件下的理想气体 。

（A ）容易压缩 （B ） 难于压缩 （C ）压缩性相同 （D ）无法确定3. 理想气体从状态Ⅰ经自由膨胀到达状态Ⅱ，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性？（ ）（A ）△H （B ）△G （C ）△S （D ）△U4. 在25℃下，浓度为0.02 mol·dm 3的CuCl 2与浓度为0.02 mol·dm 3的CuSO 4的混合电解质溶液中离子强度I ＝（ ）。

5. 一封闭钟罩中放一杯纯水A 和一杯糖水B ，静置足够长时间后发现（ ）(A)A 杯水减少，B 杯水满后不再变化；(B)A 杯变成空杯，B 杯水满后溢出(C)B 杯水减少，A 杯水满后不再变化；(D)B 杯水减少至空杯，A 杯水满后溢出6. 在一定温度下，反应C(s)+O 2 (g) = CO 2(g)、C(s)+(1/2)O 2 (g) = CO(g) 的平衡常数分别为K 1、K 2，则反应CO(g)+ (1/2)O 2 (g) = CO 2(g)的平衡常数为 。

（A ）12K K - （B ） 12K K ⋅ （C ） 12K K + （D ） 12/K K7. 在恒温恒压下，由d-樟脑和l-樟脑混合形成溶液时，mix H ∆应 。

（A ） 大于0 （B ） 等于0 （C ） 小于0 （D ） 不一定8. 将10mol N 2和1mol O 2放在一密闭容器中，发生如下的气相反应： N 2 +O 2 =2 NO ，则此反应系统的独立分数和自由度分别是（ ）(A)C =1，F =2；(B) C =2，F =3；(C) C =3，F =4；(D) C =1，F =19. 设阳极和阴极的超电势均为0.7 V，还原电位均为1.20 V，则阳极电位等于__________ ，阴极电位等于__________ 。

10. 用金属铂(Pt)作电极，电解H2SO4水溶液或NaOH水溶液，都可以得到H2 (g)和O2 (g)。

这二者的理论分解电压的关系是(填：相等，前者大于后者，或后者大于前者)。

二、简答题（共20分，每题4分。

答案一律写在答题纸上，否则无效。

）1. 利用克劳修斯-克拉贝龙方程可以计算纯液体的摩尔汽化焓，请写出此公式的定积分表达并说明其在应用上的限制条件。

2. 电池充电时，充电电压比平衡电动势高、低还是相等？为什么？3. 已知在273.15K时，用活性炭吸附气体B，其饱和吸附量为93.8dm3·kg-1。

若B的平衡分压为13.375kPa，其平衡吸附量为82.5dm3·kg-1，求：(a) Langmuir吸附等温式中的b（吸附系数）值；(b) 在273.15K下，若B的平衡吸附量要达到73.58dm3·kg-1时，则B气体的分压力要多大？4. 在25cm3的0.02mol·dm-3的Ba(NO3)2溶液中，滴加0.02 mol·dm-3的Na2SO4 30 m3，制备出BaSO4溶胶，试写出所制的溶胶的胶团结构式（即胶核、胶粒、胶团）？将此溶胶进行电泳实验时，胶粒朝何极运动。

如想将上述溶胶聚沉，NaCl、CuCl2、AlCl3、CuSO4、Na3PO4这些电解质中何种聚沉值最小。

5. 扼要说明下列各概念330.7510J 353KH T '∆⨯= (1) Tyndall 效应；(2) 电泳和电渗；(3) 表面活性物质的临界胶束浓度；(4) 乳状液及其两种基本类型三、（20分）在298.2K 时，将1molO 2（视为理想气体）从101325Pa 用6⨯101325Pa 的外压等温压缩到6⨯101325Pa ，求此过程的Q ，W ，∆U ，∆H ，∆F （∆A ），∆G ，∆S ，∆S 隔离。

四、（18分）苯在正常沸点353 K 时摩尔汽化焓为30.75 kJ·mol -1。

今将353 K ，101.325 kPa下的1 mol 液态苯向真空等温蒸发变为同温同压的苯蒸气（设为理想气体）。

（1）求此过程的Q ，W ，∆U ，∆H ，∆S ，∆F （∆A ）和∆G ；（2）应用有关原理，判断此过程是否为不可逆过程。

解：(1) 定温可逆相变与向真空蒸发(不可逆相变)的终态相同，故两种变化途径的状态函数变化相等，即：∆G = ∆G ’ = 0 ∆H = ∆H ’ = 1mol ×30.75 kJ·mol = 30.75 kJ∆S = 87.11 J·K -1 ∆U = ∆U ’ = ∆H ’－p ∆V = ∆H ’－nRT = 30.75 kJ －1 mol ×8.314 J·K -1·mol -1×353 K= 27.82 kJ∆A = ∆U －T ∆S = 27.82 kJ －353 K ×87.11×10-3 kJ·K -1 =－2.93 kJ向真空蒸发，p ex = 0，故W = 0因 ∆U = Q + W 所以 Q = ∆U = 27.82 kJ（2）由（1）的计算结果可知，∆Ar < W ，故过程不可逆。

五、（12分）在330.3 K ，丙酮(A)和甲醇的液态混合物在101325 Pa 下平衡，平衡组成为液相x A = 0.400，气相y A = 0.519。

已知330.3 K 纯组分的蒸气压力p *A = 104791 Pa ，p *B = 73460 Pa 。

试说明该液态混合物是否为理想液态混合物，为什么？若不是理想液态混合物，计算各组分的活度和活度因子(系数)。

(均以纯液态为标准态。

)解：py A = (101325 Pa ×0.519) = 52588 Pap A *x A = 104791 Pa ×0.400 = 41916 Pa py A ≠ p A *x A 因此不是理想液态混合物502.0104791Pa0.519101325Pa *A A *A A A =⨯===p py p p a f A = a A / x A = 0.502 / 0.400 =1.255663.073460Pa0.481101325Pa *B B *B B B =⨯===p py p p a f B = a B / x B = 0.663 / 0.600 = 1.105六、（14分）CO 2的固态和液态的蒸气压分别由以下两个方程给出：lg (p s /p a)=11.986–1360 K/Tlg (p l /p a)=9.729–874 K/T计算： (1) 二氧化碳三相点的温度和压力；(2) 二氧化碳在三相点的熔化热和熔化熵。

七、（18分） 已知反应A 2(g)→2A(g)的K $与T 的关系为2059ln 4.814/K T K=-+$，在298K, 101.325kPa 条件下（1）求此反应的K $、r m r m r mH G S ∆∆∆、和$$$?（2）若反应开始时体系中只有A 2(g) ，求A 2(g)的平衡转化率α为多少？（气体视为理想气体）。

八、（16分）电池Zn(s) | ZnCl 2(0.05 mol ·kg -1) | AgCl(s) | Ag(S) 其电动势与温度的关系为E MF /V=1.015-4.92×10-2（T /K -298）。

（1）写出上述电池的电极反应和电池反应；（2）计算298K 下，电池反应的∆r G m ，∆r S m ，∆r H m ，Q r 。

九、（12分）某有机化合物A, 在酸的催化下发生水解反应, 在323 K, pH ＝5 的溶液中进行时, 其半衰期为69.3 min, 在pH ＝4 的溶液中进行时, 其半衰期为6.93 min, 且知在两个pH 值的各自条件下, t 1/2均与A 的初始浓度无关, 设反应的速率方程为：－d[A]/d t ＝k [A]α[H +]β试计算： (1) α, β 的值；(2) 在323 K 时，反应速率常数k ；(3) 在323 K 时, 在pH ＝3 的水溶液中, A 水解80％需多少时间?解：（1）负极：Zn （s ）→Zn 2++2e -正极：2 AgCl （s ）+2e -→2 Ag （s ）+2Cl -电池反应：Zn （s ）+2 AgCl （s ）→2 Ag （s ）+ZnCl 2（aq ）pT E ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂MF ∆r S m = zF =96485×2×（－4.92×10-4）J·K -1·mol -1 =－94.94 J·K -1·mol -1∆r H m =∆r G m +T ∆r S m =－224.24 kJ·mol -1（2）∆r G m =-zFE MF=－2×96485×[1.015－4.92×10-4（298－298）] J·mol -1=－195.9 kJ·mol -1Q r = T ∆r S m =（－298.15×94.94）J·mol -1=－28.306 kJ·mol -1。