科目代码:630 科目名称:物理化学 第 1 页 共 5页
南京航空航天大学
2013 年硕士研究生入学考试初试试题( A 卷 )
科目代码: 630
科目名称: 物理化学 满分: 150 分
注意: ①认真阅读答题纸上的注意事项;②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;③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回!
一. 填空题(60 分)(共 60 个空格,每个空格 1 分,共 60 分)
1. 临界温度较低的气体 _______ (容易,难)液化,在应用理想气体状态
方程式时,其适用的压力范围上限相对 _______ (较高,较低)。
2. 通常所说的液体的沸点是指正常沸点,即外压为 _______ 时的沸点;当
压力低于此值时,沸点将相应 ________。
3. 维里方程中,第二维里系数反映了 _______ 个气体分子间的相互作用对
气体的 pVT关系的影响,第三维里系数则反映了_______ 个气体分子间的
相互作用对气体的 pVT关系的影响。
4. 封闭系统与环境之间没有 _______ 交换、有 _______ 交换。
5. 根据盖斯定律,并不能说明热是状态函数。这是因为盖斯定律限定其反应
过程是 _______ 或 _______ 过程,它们分别等于始末态之间的△U 和
△H,这实际上反映的是状态函数的基本性质。
6. 气体膨胀或被压缩时,可逆过程的功 _______ 不可逆过程的功。这就意
味着,在气体膨胀时,在可逆过程中系统对环境做功的绝对值比不可逆过
程的做功的绝对值要 _______ 。
7. 在隔离系统中发生反应 2C2H5OH(l) + 6O2(g) = 4CO2(g) + 6H2O(g),使得系
统的温度升高,则该系统的△U _______ 0,△H _______ 0。
8. 在恒温、恒容、非体积功为零的系统中发生反应
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2C2H5OH(l) + 6O2(g) = 4CO2(g) + 6H2O(g),
使系统的压力变大。此过程的△U _______ 0,△H _______ 0。
9. 根据卡诺循环的热机效率计算式可知,与夏天相比,所有热机在冬天做功
更 _______ ;根据此式还可以推知,若将热机反向运转,使低温热源的
热在热机的作用下传给高温热源,则高温热源获得的热量将_______热机
的输入能量。
10. 已知冰在-10℃时的饱和蒸汽压为 260Pa,若在-10℃、260Pa 时,一定量的
冰缓慢升华为水蒸气,则此过程的△U _______ 0,△G _______ 0。
11. 一定温度时,真实气体的
标准
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态是指 _______ 压力 _______ 理想气体。
12. 理想液态混合物的任一组分在 _______ 范围内都服从拉乌尔定律,其混
合焓△mixS _______ 0。
13. 根据溶液中溶剂的化学势公式可知,溶液中溶剂的化学势 _______ 同温
度时纯溶剂的化学势,由此导致溶剂的蒸汽压 _______ 、凝固点降低、
沸点上升等依数性性质。
14. 作为判定过程可逆与否的判据,亥姆霍兹函数判据适用于恒温、
_______ 、非体积功为零的过程,吉布斯函数判据则适用于恒温、
_______ 、非体积功为零的过程。
15. 当反应商J _______标准平衡常数K\时,△rGm>0,反应 _______ 进行。
16. 反应 2C2H5OH(l) + 6O2(g) = 4CO2(g) + 6H2O(g)的△rH\m<0,若升高温度,其
标准平衡常数 K\将 _______ ,其化学平衡将 _______ 移动。
17. 简单碰撞理论的基本假设包括:反应物分子可看作无内部结构和相互作用
的刚性球;反应物分子必须相互接触(碰撞)才可能发生反应;只有那些
能量达到或超过 ___________ 的碰撞才会导致反应;反应分子的能量分
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布服从 ___________ 能量分布。
18. 相律的数学
表
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达式为 __________;对于恒温恒压、单组份系统,自由度
为零时,系统中共存的相数为 ___________。
19. 表面张力也可以称为__________或___________。
20. 根据统计热力学观点,位于晶体格点上的分(原)子称为_________子,
它们是________分辨的。
21. 离子独立运动定律适用于无限稀释条件下的_________电解质和
___________电解质。
22. 将指定液体置于固体表面形成液滴,当固体表面张力增加时,该液滴的曲
率半径将 __________,液滴的形状趋向于___________。
23. 一个连串反应:A→B→C,随着反应进行,A 的数量将________;B的数量
将___________。
24. 盐桥的功能是_________和___________。
25. 构造盐桥所使用的电解质应该具备__________的特性,同时不应与溶液中
的其它成分__________。
26. 当电池电动势等于零时,说明此时电池反应处于_________状态,其平衡
常数表达式为__________。
27. _______反应的反应级数与其反应分子数相等,而 ________ 反应则无法
讨论反应分子数。
28. 从能量上分析,过渡状态占据势能面的_________位置,反应物和生成物
均位于势能面的_________位置。
29. 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,具有表
面活性的溶质在表面层中的浓度相对于溶液本体更________,这些溶质在
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溶液表面的聚集会导致溶液的__________下降。
30. 兰格缪尔等温吸附模型假设吸附剂表面是___________的,吸附质吸附于
吸附剂表面时彼此之间__________相互作用力。
二. 计算题(90 分)(共 9 题,每题 10 分,共 90 分)
1. 某容器中含有氢气和氮气,300K 时的总压力为 150kPa。恒温条件下将
氮气分离后,容器的质量减少了 14.01g,压力降为 50kPa。求该容器的体
积和容器中氢气的质量。已知 H 的相对原子质量为 1.0079,O的相对原子
质量为 15.999,C 的相对原子质量为 12.0107,
2. 已知 25℃时,水的标准摩尔生成焓△f H\m(H2O,l) = −285.8kJ/mol,水的
摩尔蒸发焓△vapHm(H2O,l) = −44.01kJ/mol,且在 25℃时:
B2H6(g) + 3O2(g) = B2O3(s) + 3H2O(g); △r H\m,1=−2020kJ/mol
2B(s) + 3O2(g) + 3H2(g) = B2O3(s) + 3H2O(g); △r H\m,2=−1264kJ/mol
求 25℃时 B2H6(g)的标准摩尔生成焓△fH\m。
3. 已知水的比定压平均热容 cp = 4.184J∙g‐1∙K‐1,现在常压下将 100g、27℃
的水与 200g、72℃的水在绝热容器中混合,求此过程始末的△S。
4. 已知 80℃时苯的饱和蒸气压为 100.4kPa,甲苯的饱和蒸气压为
38.71kPa,二者可形成理想液态混合物,若在 80℃时,此混合物的平衡蒸
气中苯的摩尔分数 y = 0.300,求此时液态混合物中的组成。
5. 已知 N的相对原子质量为 14.0067,O 的相对原子质量为 15.999,Br的
相对原子质量为 79.904。将体积相等的两个球用活塞连接并抽成真空,再
关闭活塞使两个球不通。于温度为 324K时,一个球中充入 NO(g)至压力为
52.61kPa,另一个球中充入 Br2(g)至压力为 22.48kPa,然后打开活塞,两气
的相对原子质量为N 14.0067。
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体发生反应: 2NO(g) + Br2(g) ⇌ 2NOBr(g),反应达到平衡时,系统总压
力为 30.82kPa,求此时的标准平衡常数 K\和△r G\m。
6. 已知在 298K时,平面上水的饱和蒸汽压为 3168 Pa,求在相同温度下,半
径为 3 nm 的小水滴上的饱和蒸汽压。已知此时水的表面张力为 0.072
N.m‐1,水的密度为 1000 kg.m‐3,水的摩尔质量为 18.0 g.mol‐1。
7. 电池 Pt,Cl2|HCl(aq),MnCl2(aq)|MnO2(s)的两极标准电极电势如下:
Eθ(MnO2/H
+,Mn2+)=1.23V, Eθ(Cl2/Cl
‐)=1.358V
(1)在标准状态下反应 MnO2(s)+4HCl(aq)=MnCl2(aq)+Cl2+2H2O(l)能否进
行?
(2)若 Mn2+的浓度为 1.0mol/L,问要使上列反应正向进行,HCl 浓度至
少应为多少?设活度因子均可当作 1。
8. 电池 Pb,PbCl2|KCl(aq)|AgCl,Ag 在 25℃、pθ下的 Eθ=0.490V
(1)写出电极反应和电池反应;
(2)求电池反应的 θmrSΔ 、 θmrGΔ 、 θmrHΔ 。已知 p)( T
E
∂
∂ =‐1.80×10‐4V·K‐1
9. 液体砷、固体砷的蒸汽压与温度的关系分别如下:
81.5
K/T
2460]kPa/)l(p[lg +−= 92.9
K/T
6947]kPa/)s(p[lg +−=
求三相点的温度和压力。