北京师范大学2017年硕士学位研究生入学考试物理化学试题

2017年硕士学位研究生入学考试试题

（物理化学）

所有试题答案写在答题纸上，答案写在试卷上无效 ■需使用计算器 □不使用计算器

一、选择题（每小题 2 分，共 60 分）

1、从热力学基本关系式得知(A/V)T等于( )

（A）(H/S)p （B）(G/T)p

（C）(H/T)S （D）(U/V)S

2、某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，体系的温度由T1升高到T2, 则此过程的焓变ΔH ( )

(A) 小于零 (B) 等于零 (C) 大于零 (D) 不能确定

3、等温等压下进行的化学反应，其方向由ΔrHm和ΔrSm共同决定，自发进行的反应满足下列关系中的是 ( ) A、rSmHrHm B、rSmrm

TTrHmH D、rSmrm TTC、rSm

4、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

5、在一简单的(单组分,单相,各向同性)封闭体系中,恒压只做膨胀功的条件下,吉布斯自由能值随温度升高如何变化? ( )

(A) (G/T)p> 0 (B) (G/T)p< 0 (C) (G/T)p= 0 (D) 视具体体系而定

6、关于亨利定律,下面的表述中不正确的是 ( )

(A)若溶液中溶剂在某浓度区间遵从拉乌尔定律,则在该浓度区间组分B必遵从亨利定律

(B)温度越高、压力越低,亨利定律越正确 (C)因为亨利定律是稀溶液定律,所以任何溶质在稀溶液范围内都遵守亨利定律 (D)温度一定时,在一定体积的溶液中溶解的气体体积与该气体的分压力无关 考试科目：物理化学 第 1 页 共 7 页

7、298 K时,HCl(g,Mr=36.5)溶解在甲苯中的亨利常数为245 kPakgmol-1,当HCl(g)在甲苯溶液中的浓度达2%时,HCl(g)的平衡压力为 ( )

(A) 138 kPa (B) 11.99 kPa (C) 4.9 kPa (D) 49 kPa

8、在 373.15 K 时，某有机液体 A 和 B 的蒸气压分别为 p 和 3p，A和B 的某混合物为理想液体混合物，并在 373.15 K，2p 时沸腾，那么 A 在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少？ ( )

(A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/4

9、在一个密封的容器中装满了温度为373.15 K的水，一点空隙也不留，这时水的蒸气压（ ）

(A)等于零 (B)等于101.325 kPa (C)小于101.325 kPa (D)大于101.325 kPa

10、某一物质 X在三相点时的温度是20℃,压力是2pϴ。下列哪一种说法是不正确的。( )

(A) 在20℃以上 X 能以液体存在 (B) 在20℃以下 X 能以固体存在

(C) 在25℃,pϴ下液体 X 是稳定的

(D) 在25℃时,液体 X 和固体 X 具有相同的蒸气压

11、如图所示,物系处于容器内,容器中间的半透膜AB只允许O2(g)通过,当物系建立平衡时,则当达渗透平衡时,该体系的自由度为 ( )

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

12、H3COOH(l)+C2H5OH(l)=CH3COOC2H5(l)+H2O(l)在25℃平衡常数Kc为4.0，今以CH3COOH及C2H5OH各1 mol混合进行反应，则达平衡常数最大产率为（ ）

(A) 0.334% (B) 33.4% (C) 66.7% (D) 50.0%

13、下的气相反应，在T=200K时Kp=8314×102Pa, 则Kc/(mol·dm-3)是 ( )

(A) 5×102 (B) 14×106 (C) 14×103 (D) 0.5

14、非理想气体是( )

(A) 的全同粒子体系 (B) 相依的粒子体系

(C) 的可别粒子体系 (D) 定域的可别粒子体系

15、在分子运动的各配分函数中与压力有关的是 ( )

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(A) 电子运动的配分函数 (B) 平均配分函数 (C) 转动配分函数 (D) 振动配分函数

16、在其它条件不变时，电解质溶液的摩尔电导率随溶液浓度的增加而 ( ) (A) 增大 (B) 减小 (C) 先增后减 (D) 不变

17、在298K时，浓度为0.1和0.01molkg1的HCl溶液的液接电势为Ej(1)，浓度相同而换用KCl溶液，其液接电势为Ej(2)，两者关系为（ ）。

(A) Ej(1)>Ej(2) (B) Ej(1)18、Al2(SO4)3的化学势  与Al3+ 和 SO4 离子的化学势  + ，-－ 的关系为( ) (A)  =  + + -－ (B)  = 3 + + 2-－ (C)  = 2 ++ 3-－- (D)  =  +·-－-

19、在298 K将两个 Zn(s)极分别浸入 Zn2+ 活度为0.02和0.2的溶液中, 这样组成的浓差电池的电动势为( )

(A)0.059 V (B)0.0295 V (C)-0.059 V (D) (0.059lg0.004) V

20、电池在下列三种情况：(1)I→0；(2)有一定电流；(3)短路。忽略电池内电阻，下列说法正确的（ ）

(A)电池电动势改变 ； (B) 电池输出电压不变 ； (C)对外输出电能相同 ； (D) 对外输出电功率相等 。

21、在 Hittorff 法测定迁移数实验中，用 Pt 电极电解 AgNO3溶液，在 100 g 阳极部的溶液中，含 Ag+的物质的量在反应前后分别为 a 和 b mol，在串联的铜库仑计中有c g 铜析出, 则 Ag+的迁移数计算式为( Mr(Cu) = 63.546 ) ( ) (A) [ (a - b)/c ]×63.6 (B) [ c - (a - b) ]/31.8 (C) 31.8 (a - b)/c (D) 31.8(b - a)/c

22、关于反应分子数的不正确说法是( )

(A) 反应分子数是个理论数值 (B) 反应分子数一定是正整数

(C) 反应分子数等于反应式中的化学计量数之和

(D) 现在只发现单分子反应、双分子反应、三分子反应

23、光气 COCl2 热分解的总反应为： COCl2 →CO+Cl2 该反应分以下三步完成： Cl2 ⇌ 2Cl 快速平衡 Cl +COCl2 → CO +Cl3 慢 Cl 3 ⇌ Cl2 +Cl 快速平衡

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2总反应的速率方程为： －dc (COCl2) /dt= kc (COCl2)·c (Cl2)1/2此总反应为（ ） （A） 1.5级反应，双分子反应；

（B） 1.5级反应，不存在反应分子数； （C） 1.5级反应，单分子反应；

（D） 不存在反应级数与反应分子数。

24、绝对反应速率理论的假设不包括（ ）

(A) 反应物分子在碰撞时相互作用的势能是分子间相对位置的函数 (B) 反应物分子与活化络合物分子之间存在着化学平衡 (C) 活化络合物的分解是快速步骤

(D) 反应物分子的相对碰撞动能达到或超过某个值时才发生反应

25、在相同温度下，固体冰和液体水的表面张力哪个大? ( )

(A) 冰的大 (B) 水的大 (C) 一样大 (D) 无法比较

26、把细长不渗水的两张白纸互相靠近(距离为 d )，平行地浮在水面上, 用玻璃棒轻轻地在两纸中间滴一滴肥皂液, 两纸间的距离将( ) (A) 增大 (B) 减小

(C) 不变 (D) (A)、(B)、(C)都有可能

27、气固相反应 CaCO3(s)⇌CaO(s) + CO2(g) 已达平衡。在其它条件不变的情况下，若把 CaCO3(s) 的颗粒变得极小，则平衡将 ( )

(A) 向左移动 (B) 向右移动 (C) 不移动 (D) 来回不定移动

28、溶胶的动力性质是由于粒子的不规则运动而产生的, 在下列各种现象中, 不属于溶胶动力性质的是 ( )

(A) 渗透法 (B) 扩散 (C) 沉降平衡 (D) 电泳

29、关于胶粒的稳定性, 下面的说法中正确的是（ ）

(A) 溶胶中电解质越少, 溶胶越稳定 (B) 胶粒的布朗运动越激烈, 溶胶越稳定

(C) 胶团中扩散层里反号离子越多, 溶胶越稳定 (D) 胶粒的表面吉布斯能越大, 溶胶越稳定

30、下面的说法与DLVO理论不符的是( )

(A) 胶粒间的引力本质上是所有分子的范德华引力的总和 (B) 胶粒间的斥力本质上是双电层的电性斥力

(C) 每个胶粒周围都有离子氛, 离子氛重叠区越大, 胶粒越不稳定 (D) 溶胶是否稳定决定于胶粒间吸引作用与排斥作用的总效应

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二、计算证明题（每小题 9 分，共 90 分）

1、（本题12分） 0.5 mol氮气(理想气体)经下列三步可逆变化回复到原态： A) 从2 pϴ,5 dm3在恒温T1下压缩至1dm3 B) 恒压可逆膨胀至5 dm3,同时温度T1变至T2 C) 恒容下冷却至始态T1,2 pϴ,5 dm3 试计算: (1) T1,T2；

(2) 途径2变化中各步的ΔU,Q,W, ΔH；

(3) 经此循环的U总, ΔH总,Q总,W总。 2、(本题8分)纯净的氮以足够慢的速率通过一由3.0 g非挥发性有机物(2)溶于200 g苯(1)构成的溶液后,再通过纯苯,此时得知溶液减轻了2.1540 g,同时苯减轻了0.0160 g,求该有机物的分子量。已知苯的摩尔质量为0.078 kgmol-1。 3、（本题12分）p下，NaCl和水的固液平衡相图如下。已知NaCl和水可生成水合物NaCl·2H2O，各物质在固相完全不互溶，NaCl·2H2O在-9°C分解为NaCl和质量分数为27%的水溶液，NaCl与水之低共熔温度为-21.1°C，溶液组成为23.3%(质量分数)的NaCl。

（1）根据以上描述指明A，B，C各为何物质，在相图上标注出A的熔点和C的转熔温度。并完成下表。

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相区或平衡线 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ EFG CHD 相态 相数 自由度f*（p=p） （2）画出从a点开始沿虚线降温时的步冷曲线，并标出转折点及平台处的相变化情况。 （3）北极爱斯基摩人根据季节的变换，从海水中取出淡水，根据相图分析其科学依据，如果能从海水中取淡水，试计算1000kg海水中能取出淡水的最大量是多少？已知海水为含NaCl 2.5%（质量分数）的溶液。

4、(本题10分)一氧化氮晶体是由形成的二聚物N2O2分子组成，该分子在晶格中可以有两种随机取向

用统计力学方法求 298.15 K 时，1 mol NO气体的标准量热熵数值。 已知NO分子的转动特征温度r=2.42 K，振动特征温度v=2690 K，电子第一激发态与基态能级的波数差为121 cm-1，ge,0= 2，ge,1= 2。

5、（本题12分）298 K时有反应：H2(pϴ)+2AgCl(s) = 2Ag(s)+2HCl(0.1 mol·kg-1)

(1) 将此反应设计成电池；

(2) 计算HCl(0.1 mol·kg-1)的γ±，已知E = 0.3522 V，Eϴ(AgCl|Ag) = 0.2223 V； (3) 计算电池反应的平衡常数Kϴ；

(4) 当Ag(s)插在HCl为1.0 mol·kg-1，γ±=0.809的溶液中时，求H2的平衡分压。

6、（本题10分）298 K时, pϴ压力下, 以Pt为阴极, 电解含FeCl2(0.01 mol·kg-1)和CuCl2(0.02

mol·kg-1) 的水溶液. 若电解过程中不断搅拌, 并设超电势可略去不计, 试问： (1) 何种金属先析出? (2) 第二种金属析出时至少需施加多大电压? (3) 当第二种金属析出时, 第一种金属离子浓度为多少? 已知： ϴ (Fe2+/ Fe)=-0.44 V,  ϴ (Cu2+/ Cu)=0.337 V, ϴ (Cl2/ Cl-)=1.36 V 考试科目：物理化学 第 6 页 共 7 页

7、（本题8分）实验测得NO在Pt上的催化分解反应：2NON2 + O2的速率方程为：



dpNOpkNOdtpO2。

假定吸附服从Langmuir方程，试用拟出合理反应机理，导出上述速率方程，若NO的吸

－－－

附热为80 kJ·mol1，O2的吸附热为100 kJ·mol1，反应的表观活化能为60 kJ·mol1，计算表面反应的真实活化能。 8、（本题10分）已知水在293 K时的表面张力γ = 0.07275 N·m-1，摩尔质量M = 0.018 kg·mol-1，密度为1000 kg·m-3，在273 K时水的饱和蒸气压为610.5 Pa，在273-293 K温度区间水的摩尔气化热为40.67 kJ·mol-1，求293 K时液滴半径为10-9 m时水的饱和蒸气压。 9、（本题8分）设乙醛热分解CH3CHOCH4 + CO 是按下列历程进行的： CH3CHO → CH3· + CHO；

CH3· + CH3CHO → CH4 + CH3CO·(放热反应)； CH3CO· → CH3· + CO； CH3· + CH3· → C2H6。

(1) 用稳态近似法求出该反应的速率方程：d[CH4]/dt = ？ (2) 巳知键焓εC-C = 355. kJ·mol-1，εC-H = 422.58 kJ·mol-1，求该反应的表观活化能。

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