2016年南京航空航天大学考研专业课试题630物理化学.pdf

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1、科目代码:630 科目名称:物理化学 第 1 页 共 4 页 南京航空航天大学南京航空航天大学2016 年硕士研究生招生考试初试试题( A 卷 ) 2016 年硕士研究生招生考试初试试题( A 卷 ) 科目代码: 630 满分: 150 分 科目名称: 物理化学 注意: 认真阅读答题纸上的注意事项;所有答案必须写在答题纸上,写在本试题纸或草稿纸上均无 认真阅读答题纸上的注意事项;所有答案必须写在答题纸上,写在本试题纸或草稿纸上均无效;本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回!效;本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回!可能用到的相对原子质量数据:H1.0079,O15.999,C12.0107,

2、N14.0067一、填空题(一、填空题(60 分) (共分) (共 60 个空格,每个空格个空格,每个空格 1 分,共分,共 60 分)分)1. 在理想气体模型中,当两个分子距离较远时,他们之间几乎不存在相互作用力;随着分子间距离 r 逐渐减小,分子间开始表现为 ;当 r=r0 时,势能降到最低,分子间作用力为 ;当 rr0时,分子间相互作用则转变为 。 2. 今有 20的乙烷和丁烷混合气体,充入体积为 200 cm3的真空容器中,直至压力为101.325 kPa,测得混合气体的质量为 0.3897 g,求乙烷的摩尔分数为_,丁烷的摩尔分数为 。 3. 通常处理真实气体的 pVT 关系可用有一

3、定物理模型的半经验方程,其中最具有代表的是 方程,在该方程中,设立体积修正项的原因是因为气体分子的_已经不可忽略。 4. 通常所说的系统是指 系统,而在 系统中发生的任何过程,其U=0。 5. 气体膨胀时,在恒温可逆过程中,系统对环境做功的绝对值比不可逆过程的更 ;气体被压缩时,在恒温可逆过程中,环境对系统做功比不可逆过程的更 。 6. 在隔离系统中发生反应 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+H2O(g),使得系统的温度升高,则该系统的U 0,H 0。 7. 绝热容器中有一隔板,将 3 mol 的 N2和 2 mol 的 O2隔开,两边皆为 300K,1 dm3,求抽掉隔板后混合过程的

4、系统熵变mixS= 。 8. 卡诺循环包括:恒温可逆膨胀、 、恒温可逆压缩、 。 9. 在 恒 温 、 恒 压 、 非 体 积 功 为0的 条 件 下 , 系 统 发 生 如 下 反 应 :2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g),该系统的U 0,H_0。 科目代码:630 科目名称:物理化学 第 2 页 共 4 页 10. 一定量的乙醇在其正常沸点 78.4时,全部缓慢蒸发为乙醇蒸气,则该过程始末的H_ 0,G 0。 11. 根据克劳修斯不等式可知:系统中发生的一切可逆绝热过程的S_0,任一不可逆绝热过程的S 0。 12. 下列不同类型、不同浓度的水溶液中,凝固点最高的

5、是 ,凝固点最低的是 :(1)1 moldm-3 KCl; (2) 1moldm-3 C6H12O6;(3) 0.1 moldm-3 K2CO3;(4) 0.1 moldm-3 HAc。 13. 在一定压力时,若某一溶质 B 在两个不互溶的液相( 和 相)中形成理想稀溶液,且具有相同的分子形式并达到平衡,根据能斯特分配定律,则可知 B 在 相和 相中的浓度的比值与其在两个液相中的浓度的大小 ,与温度 。 14. 对于反应 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),在恒温时增大系统的总压力,其标准平衡常数K将 ,其化学平衡将 移动。 15. 对于反应 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H

6、2(g),在恒温恒压下向反应系统中通入氦气,其标准平衡常数K将 ,其化学平衡将 移动。 16. 过渡状态理论认为,相对于反应物,过渡状态的能量更_,而且在 _上也发生了变化,使之更加易于转化为反应产物。17. 作为更加常用的称呼,表面能常被称为_。表面能还有另一个名称是比表面吉布斯函数,其定义是增加_所致的吉布斯函数的增量。18. 指定液体在两固体表面有不同的接触角,对于较小的接触角,液滴的外形趋向于_,该固体的表面张力相对较_。19. 恒温恒压下,系统的相律的数学表达式一般为 _;此时对于三组份系统,相数最少时的自由度为 _。20. 根据统计热力学观点,理想气体的分(原)子被视为_子,它们是

7、_分辨的。21. 设浓度为 a mol.L1的某电解质溶液的电导率为 b S.m1,其含义是指单位体积溶液的_,则其摩尔电导率为_Sm2mol1。22. 将指定液体置于固体表面形成液滴,当固体表面能下降时,该液滴的曲率半径将_,液滴的形状趋向于_。23. 实验发现,某连串反应:ABCD,可近似表示为 ACD,这说明随着反应进行,科目代码:630 科目名称:物理化学 第 3 页 共 4 页 B 的数量将_;C 的数量将_。24. 在新相生成前后,系统要经历亚稳态。亚稳态具有特别的性质,造成其特殊性的本质原因是_,例如,过饱和溶液是由于_而保持单相液态。25. Langmuir 等温吸附模型基于下

8、述 4 条基本前提:单层吸附;_; _;吸/脱附处于动态平衡。26. 统计热力学认为, 相依子之间存在_。 相依子系统的例子之一是_。27. KCl 常用作构造盐桥的试剂,因为其具备_的特性。需注意,如果溶液中含有某些_的离子,则应改换其它合适的盐。28. 某电池反应的rS 在 25时为 10J/K,该电池 25时可逆工作将_(填吸热或放热) ,此时与环境交换的热 Qr=_。29. 基元反应的级数与其_相等,而非基元反应的反应级数只能由_确定。30. 溶液表面吸附现象使得溶质在表面层的浓度不同于溶液本体浓度, 所谓正吸附溶质在表面层中的浓度相对于溶液本体更_,此时溶液的表面张力相对于纯溶剂更_

9、。 二、计算题(二、计算题(90 分) (共分) (共 9 题,每题题,每题 10 分,共分,共 90 分)分)1. 25时被水蒸气饱和了的湿乙炔气体(即该混合气体中水蒸气分压力为同温度下水的饱和蒸气压)总压力为 138.7 kPa,于恒定总压下冷却到 10,使部分水蒸气凝结为水。试求每摩尔干乙炔气在该冷却过程中凝结出水的物质的量。已知 25及 10时水的饱和蒸气压分别为 3.17 kPa 及 1.23 kPa。 2. 在 273.2 K 和 1.0 MPa 压力下,10 dm3的理想气体,用下列几种不同方式膨胀到最后压力为 1.0105 Pa:(1)等温可逆膨胀;(2)绝热可逆膨胀;(3)在

10、外压恒定为 1.0105 Pa 下绝热膨胀;试计算上述各过程的Q、W、U、H。假定Cv,m=12.47 JK-1mol-1,且与温度无关。 3. 3.5 mol 的 H2O(l)于恒定 101.325 kPa 下由 25升温并全部蒸发为 100的 H2O(g),求该过程的热Q及系统的U。 (液体水的摩尔等压热容为 75.6 kJ mol-1;水的摩尔蒸发焓为40.668 kJ mol-1;水蒸气视作理想气体) 4. 已知 263.15 K 时 H2O(s)和 H2O(l)的饱和蒸气压分别为 552 Pa 和 611 Pa, 试求: (1)273.15 科目代码:630 科目名称:物理化学 第

11、4 页 共 4 页 K、 101.325 kPa; (2)263.15 K、 101.325 kPa 下结冰过程的G, 并判断过程(2)是否能发生。5. 25,200 kPa 下,将 4 mol 的纯 A(g)放入带有活塞的密闭容器中,达到如下化学平衡:A(g) = 2B(g)。已知平衡时 nA=1.697 mol,nB=4.606 mol。 (1)求该温度下反应的K和rGm (2)若总压为 50 kPa,求平衡时 A 和 B 物质的量。 6. 在 298 K、标准压力下,若要在某金属表面上电镀 PbSn 合金,试计算镀液中两种离子的活度比至少应为多少? (忽略超电势的影响。 已知2/0.13

12、oPbPbV ,2/0.14oSnSnV )7. 25下的电池:2( )|( ,)|(, )|( )|( )oPt sHg pHBr aq bAgBr sAg s,有如下实验数据:4/(10)obb4.0428.44437.19/E V0.473810.436360.36173请根据题给数据,设计求算上述电池的标准电动势的方法,并计算出该电动势(提示:考虑离子强度的影响及活度与浓度的差别。假设 DebyeHuckel 极限定律适用) 。 8. 已知液态碘在 389.7K 的蒸气压为 13.333kPa,固态碘在 311.9K 的蒸气压为 0.133kPa。碘的摩尔气化热和摩尔熔化热分别为 45.1 和 15.6kJmol1(设均不随温度改变) 。求碘的三相点温度、压力和熔化熵。 9. 纯BHF2被 引 入292 K 的 容 器 中 , 维 持 恒 容 , 发 生 下 列 反 应 :22636( )( )4( )BHF gB HgBF g ,实验发现,不论起始压力如何,1 h 后反应物分解8%。试计算: (1)反应级数及速率常数; (2)当起始压力为 101325Pa 时,2h 后容器中的压力。

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