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中国科学技术大学
一九九九年招收硕士学位研究生入学考试试卷
试题名称: 物理化学
选择题部分(共五题,每题2分)
(1)1mol理想气体在100℃作如下等温膨胀变化:初态体积25dm3,终态体积100dm3。先在外压恒定为体积等于50 dm3时的压力下膨胀到50 dm3,再在外压恒定为终态压力下膨胀到100 dm3。整个变化所做膨胀功为:( )
(A)3101J (B)5724J (C)2573J (D)4208J (2)373.15K和p下,水的蒸发潜热为40.7kJ?mol-1,1mol水的体积为18.8 cm3
?1mol-1
,水蒸汽的体积为30200 cm3?mol-1
,在该条件下1mol水蒸发为水蒸汽的?U为:( )
(A)45.2kJ (B)40.7kJ (C)37.6kJ (D)52.5kJ (3)373.15K和p下,1mol水向真空汽化膨胀为373.15K和p的水蒸汽,则该变化的?G为:( )
(A)40.7kJ (B)52.5kJ (C)37.6kJ (D)0
(4)用界面移动法测定H+离子的迁移率(淌度),在历时750秒后,界面移
动了4.0cm,迁移管两极之间的距离为9.6cm,电位差为16.0V,设电场是均匀的,H+离子的迁移率为:( )
(A)3.2×10-7m2·V-1·s-1, (B)5.8×10-7m2·V-1·s-1, (C)8.5×10-4m2·V-1·s-1, (A)3.2×10-5m2·V-1·s-1,
(5)在稀的砷酸溶液中通入H2S制备硫化砷(As2S3)溶胶,该溶胶稳定剂是H2S,则其胶团结构式是:( )
(A)[(As)+-x?-2S3m?nH,(n?x)HS]?xHS (B)[(As-,(n-x)H+]x-?xH+2S3)m?nHS (C)[(As+-x?-2S3)m?nH,(n?x)HS]?xHS (D)[(As-+x?+2S3)m?nHS,(n-x)H]?xH
计算题部分
1.(9分)温度与压力分别为298.15K,p时,已知下列反应的热效应: (
1
)
CH3COOH(l)+2O2(g)?2CO2(g)+2H2O(l) ?rHm,1??870.3kJ?mol-1
(
2
)
C(石墨)+O2(g)?CO2(g) 1
?rHm,2??393.5kJ?mol-1
(
3
)
M(苯)?78.108?10?3kg?mol-1与M(联苯)?154.2?10?3kg?mol-1。
gH2(g)+12O2(g)?H2O(l) ( 1 求:)苯的沸点升高常数;(2)苯的蒸发热?lHm。
?-1rHm,3??285.8kJ?mol
求反应2C(石墨)+2H2(g)+O2(g)?CH3COOH(l) 的摩尔焓变?rHm=?
2.(10) 试应用麦克斯韦关系式证明理想气体的内能与体积无关,而仅是温度的函数??即???U?=0?;而范德华气体的内能随体积的增大而增加???V???T???即????U????V??>0?。
T?3.(10分)已知25℃时,液态水的饱和蒸汽压为3167Pa,试计算25℃、p时,1mol过冷水蒸汽变为同温同压下液态水的?G,并判断该变化是否自
发。已知液态水的摩尔体积V(l)?1.807?10?5m3?mol-1m。
4.(10分)苯的正常沸点为80.1℃,在100g苯中加入13.76g联苯C6H5-C6H5之后,苯的沸点升至82.4℃。已知苯与联苯的摩尔质量分别为
5.(9分)硝基苯和水组成完全不互溶二组分混合液。在p下,其沸腾温度为99℃。已知99℃时水的蒸汽压为97.709kPa。水与硝基苯的摩尔质量分
别
为
M(水?)?3?138与?.M(硝)?123.11?10?3kg?mol-1。若硝基苯进行水蒸汽蒸馏,试求馏出
物中硝基苯所占质量百分数。
6.(9分)已知反应 (C3H2)CHOH(g)32(CH)2C 在457.4K时,Kp=0.36,本反应的?rCp?0,
?rHm(298.15K)?6.150?104J?mol-1 , 试求500K时的Kp。
7.(9分)设有某气体A,其分子的最低能级是非简并的,取分子的基态作为能量零点,相邻能级的能量为?,其统计权重为2,忽略更高能级, (1) .写出A分子的总配分函数的表达式;
(2). 设?=kT,求出相邻两能级上最可几分子数之比N1/No的值; (3).设?=kT,试计算1mol该气体的平均能量为多少?(T=298.15K)。
2
0O(g)+H8.(6分)下列电池
Pt|H2(p1)|HCl(m)|H2(p2)|Pt
设氢气符合状态方程pVm=RT+?p。式中?=1.481?10?5m3?mol-1,且与温度,压力无关。当氢气的压力p1=20.0?p,p2=p时, (1).写出电极反应和电池反应;
(2).计算电池在温度为293.15K时的电动势;
(3).温度恒定为293.15K,发生1mol(l)中写出的电池反应,其可逆热效应QR,m是多少?
9.(6分) 298.15K时, 有一含Zn2+与 Cd2+的、浓度都为0.10mol?kg-1的
中
性
溶
液
(pH=7),
用
Pt
电
极
电
解
,
E(Zn2+Zn)??0.763V,E(Cd2+Cd)??0.403V,氢气的超电势?H2?0.6V,Zn与Cd的超电势忽略不计,
(1)哪种金属首选在阴极上析出?为什么?
(2)第二种金属刚折出时,首选析出金属的浓度是多少?
10.(9分)气相反应 H2(g)+Br2(g)??k?2HBr(g)的反应历程(基元反 应)为:
(1) Br2+M??k1?2Br? +M (2) Br? +Hk22???HBr+H? (3) H?+Br2??k3?HBr+Br? (4) H? +HBr??k4?H2+Br? (5) 2Br+M??k5?Br2+M 用稳态近似法推出总反应的动力学方程。
11.(6分)水中有一直径为1.000?10-6m的水汽泡(水面下附近,并忽略水柱的静压力),水的温度在沸点附近(即将沸腾),若该汽泡能顺利浮出
水面,汽泡的温度为多少?该汽泡中有多少个水分子?(已知此时水的表
面张力?=0.0580N?m?1,水的密度=0.95?103kg?m-3,水的摩尔质量为
M=18.016?10?3kg?mol-1,水的汽化热近似为常数
?glHm?40.65kJ?mol?1水汽近似为理想气体,大气压力为p=
101325Pa)。
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