【北京科技大学2012年考研专业课真题】物理化学B.doc

北 京 科 技 大 学
2012年硕士学位研究生入学考试试题
=============================================================================================================
试题编号： 627 试题名称： 物理化学B （共 6页）
适用专业： 化学
说明： 1.所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
2.符号$在右上角表示标准态, 例如p$表示一个标准压力100kPa. E$表示标准电动势等。
=============================================================================================================
一、选择题 ( 共16题 38分 )
1. 2 分
用130℃的水蒸气(蒸气压为2.7p$)与1200℃的焦炭反应生成水煤气：C+H2OCO+H2。如果通入的水蒸气反应掉70%，问反应后混合气体中CO的分压为多少? 设总压2.7p不变。 ( )
(A) 0.72p$； (B) 1.11p$； (C) 2.31p$； (D) 1.72p$。

2. 2 分
下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是： ( )
(A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程；
(B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程；
(C) 273.15 K，p$下液态水结成冰的过程；
(D) 恒容下加热实际气体。

3. 2 分
在101.325 kPa下，385 K的水变为同温下的水蒸气,对该变化过程，下列各式中哪个正确? ( )
(A) ΔS体+ΔS环>0； (B) ΔS体+ΔS环<0；
(C) ΔS体+ΔS环=0； (D) ΔS体+ΔS环的值不能确定。

4. 2 分
某理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发，分别经恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同一压力p2，若环境所做功的绝对值分别为WT和WA，问WT和WA的关系如何? ( )
(A) WT>WA； (B) WT 溶液时，上述三物理量分别为 pA，μ A，Tf ，则 ( )
(A) p A*< pA，μA*<μA，Tf* < Tf； (B) p A*> pA，μA*<μA，Tf* < Tf；
(C) p A*< pA，μA*<μA，Tf* > Tf； (D) p A*> pA，μA*>μA，Tf* > Tf。

6. 2 分
若一气体的方程为pVm=RT+ap (a>0 常数)，则: ( )
(A) =0； (B) =0； (C) =0 ； (D) =0。
7. 2 分
(1) 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和；
(2) 对于纯组分，则化学势等于其Gibbs自由能；
(3) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Henry定律；
(4) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Raoult定律。
上述诸说法正确的是： ( )
(A) (1)，(2)； (B) (2)，(3)；
(C) (2)，(4)； (D) (3)，(4)。

8. 2 分
在未达平衡的多相体系中，组成B若在各相中的物质的量分数都相等，则 ( )
（A）B组分在各相中的化学势相等；（B）B组分在各相中的活度相等；
（C）B组分在气相中的分压相等； （D）上述三种情况均不可确定。

9．2 分
已知某可逆反应的 (¶ΔrHm/¶T)p= 0，则当反应温度降低时其熵变ΔrSm：
( )
(A) 减小； (B) 增大； (C) 不变； (D) 难以判断。

10. 2 分
等压下加入惰性气体对气相反应的影响是 ( )
(A) 反应向体积减少的方向移动； (B) 反应向体积增加的方向移动；
(C) 反应和体积变化无关； (D) 不确定。

11. 3 分
1-1 级对峙反应由纯 A 开始反应，当进行到 A 和 B

浓度相等的时间为 (正、逆向反应速率常数分别为 k1 ，k2) ： ( )
(A) t = ln； (B) t = ；
(C) t = ； (D) 。

12. 3 分
一级反应完成 99.9% 所需时间是完成 50% 所需时间的： ( )
(A) 2 倍； (B) 5 倍； (C) 10 倍； (D) 20 倍。

13. 3分
均相反应 A BC + D ， A + BE + F 在反应过程中具有D[C]/D[E] = k1/k2的关系， D[C]，D[E] 为反应前后的浓差，k1，k2是反应的速率常数。下述哪个是其充要条件？ ( )
(A) (1)，(2) 都符合质量作用定律； (B) 反应前 C，E 浓度为零；
(C) (1)，(2) 的反应物同是 A，B； (D) (1)，(2) 反应总级数相等。

14. 3 分
某气相 1-1 级平行反应 MR；MS，其指前因子 A1= A2，活化能 E1≠E2，但均与温度无关，现测得 298 K 时 ，k1/ k2= 100，则 754 K 时 k1/k2为： ( )
(A) 2500； (B) 2.5； (C) 6.2； (D) 缺活化能数据，无法解。

15. 3 分
反应 A ─→ 2B 在温度 T 时的速率方程为 d[B]/dt=kB[A]，则此反应的半衰期为： ( )
(A) ln 2/kB； (B) 2ln 2/kB； (C) kBln2； (D) 2kBln2。

16. 3分
银锌电池 Zn│Zn2+‖Ag+│Ag 的 f$ (Zn2+/Zn) = -0.761 V，
f$ (Ag+/Ag)= 0.799 V，则该电池的标准电动势 E$是： ( )
(A) 1.180 V； (B) 2.359 V； (C) 1.560 V； (D) 0.038 V。

二、填空题 ( 共12题 37分 )
1. 2 分
298 K，p$下，1 mol甲苯与1 mol苯混合形成理想溶液，混合过程的
ΔmixH = _____ ，ΔmixS = _________ 。

2. 2 分
在绝热封闭条件下，体系的DS的数值可以直接用作过程方向性的判据, DS = 0
表示可逆过程；DS > 0 表示 ________ ；DS < 0 表示 __________ 。

3. 3 分
吉布斯自由能判据的适用条件是 、 、 。

4. 2 分
某气体的状态方程式pV=nRT+p，为不等于零的常数，则该气体的内能U仅是 的函数。
5. 3 分
若溶液A和B的分子结构越相近，则A—A，B—B，A—B分子间的作用力就越 ，其混合焓H越 ，混合Gibbs自由能越可能 ，则就越可能完全互溶。

6. 5 分
某气体的状态方程为：pVm= RT + Bp，f为逸度。请推导出ln(f/p$)的表示式： 。

7. 4分
298 K时，已知Cu2++I - +e - →CuI的E1$=0.86 V，Cu2++e -→Cu+的E2$=0.153 V，
为求CuI(s)的Ksp应设计的电池为
，
Ksp=_____________________________________。

8. 4 分
298 K 时,已知 f $ (Fe3+,Fe2+)= 0.77 V，f $ (Sn4+,Sn2+)= 0.15 V，将这两个电极排成自发电池时的表示式为
，
E$=__________________。

9. 2 分
二元合金处于低共熔温度时，体系的自由度f = 。

10. 4 分
反应A + B → C 的速率方程为：-dcA/dt = kAcAcB/cC，则该反应的总级数是 ____ 级。若浓度为 mol·dm-3，时间以 s 为单位，则速率常数 kA的单位是 __ 。

11. 4分
若A和B可形成低共沸混合物E，欲在精馏塔中将任意比例的A和B的混合物分离。则塔顶将馏出 。塔底将馏出 。

12. 2 分
分别用反应物和生成物表示反应A＋3B＝2C 的反应速率, 并写出它们间关系为： 。

三、计算题 ( 共 7题 70分 )
1. 7分
人类血浆的凝固点为272.66 K,求310.2 K时血浆的渗透压。已知水的凝固点下降常数Kf =1.86 K×mol-1×kg。

2. 15 分
有一固定的导热良好的隔板(a)将一个带有无摩擦的绝热活塞的绝热气缸分为左右两室，左室中充入1 mol单原子分子理想气体，右室中充入2 mol双原子分子理想气体（始态如下图所示）。若将绝热活塞上的销钉拔掉，求达到平衡时体系终态的温度及过程的W,U ,,ΔS。已知外压=101.325 kPa。

3. 10 分
(1) 反应CO2(g) + C(s) ＝ 2CO(g) 的平衡结果如下：
T / K 总压 p / kPa 物质的量分数 x (CO2)
1073 260.40 26.45%
1173 233.10 6.92%
假定在上述温度变化过程中，反应的焓变近似不变。
(2) 2CO2(g) ＝ 2CO(g) + O2(g)
计算在1173 K时，反应 (2) 的ΔrH 及ΔrS 。已知在1173 K时碳的燃烧焓
ΔcH = - 390.66 kJ×mol-1。反应 (2) 的 K (2) = 1.25×10-16。

4. 8 分
1mol 单原子分子理想气体，沿着p/V=常数 的可逆途径变到终态，试计算沿该途径变化时气体的热容。

5. 10 分
硝酰胺 NO2NH2在缓冲介质(水溶液)中缓慢分解，
NO2NH2 → N2O(g)↑+ H2O，实验找到如下规律：
(a) 恒温下，在硝酰胺溶液上部固定体积中，用测定 N2O 气体的分压 p 来研究该分解反应，据 p - t 曲线，可得lg p∞/ (p∞ - p) = k't
(b) 改变缓冲介质，使在不同的 pH 下进行实验，作 lg t- pH 图，得一直线，其斜率为-1，截距为 lg(0.693/ k)。求反应速率公式 。

6. 10 分
将正丁醇蒸气在298.15 K时慢慢加压，当开始形成半径为1×10-9 m的微小液滴时，蒸气压力为多大？已知正丁醇的正常沸点为390 K，ΔvapHm=43.822 kJ·mol-1，298.15 K时正丁醇的密度r =806 kg·m-3，表面张力g =0.0261 N·m-1。

7. 10 分
计算半电池 MnO┃Mn2+ 在 [MnO] = 0.1 mol·dm-3，[Mn2+] = 1 mol·dm-3，
以及 [H+] = 0.1 mol·dm-3时的电极电势。判断在相同酸度下，压力为 101.325 kPa时，MnO能否使浓度为 1 mol·dm-3的 Cl- 氧化为 Cl2。
(f $ (MnO/Mn2+) = 1.51V，f $ (Cl2/Cl-)= 1.36 V)

四、问答题 ( 共 1题 5分 )
1. 5分
指出下图中所形成化合物的经验式，并指出各相区是由哪些相组成的？

6