華南理工大學(xué)2011年852物理化學(xué)2考研真題

852

華南理工大學(xué)

2011年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷

（請(qǐng)?jiān)诖痤}紙上做答，試卷上做答無(wú)效，試后本卷必須與答題紙一同交回）

科目名稱：物理化學(xué)(二)

適用專業(yè)：材料物理與化學(xué)，生物醫(yī)學(xué)工程，化學(xué)工程，化學(xué)工藝，應(yīng)用化學(xué)，工業(yè)

催化，能源環(huán)境材料及技術(shù)，制藥工程，化學(xué)工程(專業(yè)學(xué)位，生物醫(yī)學(xué)工程，生物

醫(yī)學(xué)工程(專業(yè)學(xué)位)

本卷滿分：150分共3頁(yè)

1.苯的正常沸點(diǎn)為353K(壓力可視為p)，摩爾汽化焓ΔvapHm=30.77

kJmol-1。今在353K,p下，將1mol液態(tài)苯向真空等溫汽化為同溫同壓的苯蒸氣(設(shè)

為理想氣體）。

(1)計(jì)算該過(guò)程中苯吸收的熱量Q和作的功W；

(2)求苯的摩爾汽化吉布斯函數(shù)ΔvapGm和摩爾汽化熵ΔvapSm；

(3)求環(huán)境的熵變；

(4)使用哪種判據(jù)，可以判別上述過(guò)程可逆與否？并判別之。（15分）

2.物質(zhì)的量為n的單原子分子理想氣體，在300K時(shí)從100kPa，122dm3反

抗50kPa的外壓等溫膨脹到50kPa，計(jì)算過(guò)程的Q，W，U，H，ΔS體，ΔS環(huán)，

ΔS孤及同樣的始終態(tài)下可逆過(guò)程的Qr和Wr。（15分)

3.在1kg水中溶解NaBr的量為n，298K時(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液的體積與n符合如下

關(guān)系

V/cm3=1002.93+23.189(n/mol)+2.197(n/mol)3/2-0.178(n/mol)2

若NaBr溶液濃度為0.2mol·kg-1，試求：

(1)NaBr的偏摩爾體積。

(2)溶液的凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)。

(3)298K時(shí)溶液的滲透壓。

-1-1

已知水的Kf=1.86K·kg·mol，Kb=0.52K·kg·mol。溶液的密度近似為

1000kg·m-3。NaBr的相對(duì)分子質(zhì)量為102.9。

(15分)

第1頁(yè)

4.(1)利用相圖說(shuō)明冰熔化時(shí)與其它物質(zhì)熔化時(shí)為什么會(huì)出現(xiàn)不同的現(xiàn)象？

(2)畫(huà)出水的過(guò)冷線，簡(jiǎn)要說(shuō)明為什么會(huì)出現(xiàn)過(guò)冷現(xiàn)象？(10分)

5.已知鉑與銀二元金屬系統(tǒng)可形成兩種固溶體。轉(zhuǎn)變溫度為1186℃，此時(shí)含

銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別對(duì)應(yīng)為0.105,0.424和0.663。在室溫時(shí)兩個(gè)固溶體的溶解度(含

銀質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為0.01和0.85。鉑和銀的熔點(diǎn)分別為1772℃和961.9℃。解決下

列問(wèn)題：

(1)畫(huà)出鉑銀二元金屬系統(tǒng)相圖(草圖)。

(2)標(biāo)出各相區(qū)的相態(tài)。

(3)指出三相線及其對(duì)應(yīng)的相態(tài)。

(4)室溫時(shí)含銀鉑合金最多可加多少銀？含銀質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.10時(shí)有沒(méi)有辦法制得

均勻的鉑合金?

(5)假設(shè)有人用加銀的白金(鉑)冒充純白金賣，你是否有辦法區(qū)分？(15分)

6.有理想氣體反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，在1000K時(shí)，K=3.45，計(jì)算

445

在SO2、O2和SO3的分壓分別為2.03×10Pa、1.01×10Pa和1.01×10Pa的混合氣

中發(fā)生上述反應(yīng)的ΔrGm,并判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向。若SO2和O2的分壓仍分別

44

為2.03×10Pa和1.01×10Pa，為使反應(yīng)正向進(jìn)行，SO3的分壓最大不能超過(guò)多少？

（15分）

7.有如下晶型轉(zhuǎn)變反應(yīng)

紅黑，$（-1）

HgS()HgS()rmG/J·mol=17154-25.48T/K

(1)在100℃時(shí)哪種物質(zhì)最穩(wěn)定？（2）求反應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度。（10分）

8.試將反應(yīng)2-

Cd(s)I2(s)Cd(aCd21.0)2I(aI1.0)

設(shè)計(jì)為電池。求298.15K時(shí)電池電動(dòng)勢(shì)E、反應(yīng)吉布斯函數(shù)和平衡常數(shù)K。

如將反應(yīng)寫(xiě)成1112-，

2Cd(s)2I2(s)2Cd(aCd21.0)I(aI1.0)

第2頁(yè)

此時(shí)的電池電動(dòng)勢(shì)、反應(yīng)吉布斯函數(shù)$和平衡常數(shù)又是多少？

ErmGK

2（分）

(EI2|I=0.5355V;ECd|Cd=-0.4029V)15

9.某化合物的分解為一級(jí)反應(yīng)，在溫度為600K，反應(yīng)物濃度為0.1mol·dm-3

-3-3-1-1

時(shí)，其反應(yīng)速率為5.3×10mol·dm·s。已知該反應(yīng)的活化能為Ea=183.3kJ·mol。

(1)求600K時(shí)該反應(yīng)的速率常數(shù)；

(2)若起始濃度為0.2mol·dm-3，求反應(yīng)時(shí)間為15s時(shí)反應(yīng)物的濃度；

(3)若反應(yīng)溫度為630K，反應(yīng)時(shí)間為15s，其轉(zhuǎn)化率可達(dá)多少？

（15分）

10.298K時(shí)乙醇水溶液的表面張力與乙醇濃度的關(guān)系為:

/(10-3N·m-1)=72－0.5(c/c)+0.2(c/c)2求:

(1)298K時(shí)純水的表面張力；

(2)c/c=1時(shí)，乙醇在液面的表面吸附量；

(3)曲率半徑為10-6m純水液滴(凸形液面)會(huì)產(chǎn)生多大的附加壓力?（10分）

11.273K時(shí)用鎢粉吸附正丁烷分子，壓力為11kPa和23kPa時(shí)，對(duì)應(yīng)的吸附體

積(標(biāo)準(zhǔn)體積)分別為1.12dm3·kg-1和1.46dm3·kg-1，假設(shè)吸附服從Langmuir吸附等

溫式。

計(jì)算吸附系數(shù)和飽和吸附體積