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    中国科学院大学2015年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题物理化学(甲).doc

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    中国科学院大学2015年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题物理化学(甲).doc

    科目名称 物理化学(甲) 第 1 页 共 7 页中国科学院大学2015 年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题科目名称物理化学甲考生须知1.本试卷满分为 150 分,全部考试时间总计 180 分钟。2.所有答案必须写在答题纸上,写在试题纸上或草稿纸上一律无效。3. 可以使用不带储存及编程功能的计算器。下列一些基本常数供解题时参考普朗克常数 h 6.626 10-34 Js; 玻兹曼常数 kB 1.381 10-23 JK-1;摩尔气体常数 R 8.314 Jmol-1K-1;法拉第常数 F 96500 Cmol-1一、是非题 每小题 1 分,共 15 分 判断下列各题是否正确,正确用“”表示,错误用“”表示1. 卡诺循环可以用图 1 表示。 2. 分子的平动、转动和振动的能级间隔的大小是振动能 转动能 平动能。 3. 玻尔兹曼分布定律的适用条件为近独立粒子体系,且为处于热力学平衡态的任意体系。4. 在稀溶液中,对溶质 B 而言,平衡时其化学势为 ,其中*BBμT,pRlnx为纯 B 在 T, p 时的化学势。*BμT,p5. 根据离子独立移动定律,在极稀的 HCl 溶液和极稀的 HAc 溶液中,氢离子的无限稀释摩尔电导率 是相同的。mλH∞6. 在相同的温度和压力下,将一定体积的水分散成许多小水滴,经过这一变化过程后,其表面张力不变。7. 在同一稀溶液中组分 B 的浓度可用 xB、m B、c B 表示,其标准态的选择不同,则相应的化学势也不同。8. 由于杠杆规则是根据物料守恒而导出的,所以无论两相平衡与否,皆可用杠杆规则进行计算。9. 相律是根据热力学平衡条件推导而得的,故只能处理真实的热力学平衡系统。10. 反应平衡常数值改变了,化学平衡一定会移动;反之,平衡移动了,反应平衡常数值也一定会改变。科目名称 物理化学(甲) 第 2 页 共 7 页11. 气体分子运动的微观模型认为,分子彼此的碰撞及分子与器壁的碰撞是完全弹性的。12. 不同反应有不同的速率常数,速率常数与反应温度、反应介质 溶剂、催化剂等有关,甚至会随反应器的形状、性质而异。13. 稳态近似法认为,对于活泼的自由基等中间产物,由于其浓度低、寿命短,可近似地认为在反应达到稳态后,它们的浓度基本上不随时间而变化,所以稳态近似法可以用于敞开和封闭系统。14. 电极电势的绝对值无法测量。 15. 测量电池电动势应采用高灵敏度万用表。 二、单项选择题 每小题 2 分,共 60 分1. 某体系在非等压过程中加热,吸热 Q,使温度从 T1 升至 T2,则此过程的焓增量 ΔH 为A ΔH=Q B ΔH=0 C ΔH=ΔU +ΔpV D ΔH 等于别的值 2. 下列对于可逆的卡诺循环的理解中,错误的是A 经历此循环后,体系本身无任何变化B 经历此循环后,体系与环境都没有任何变化C 经历此循环后,体系没有变化,但环境发生了变化D 经历此循环后,再倒转反向经一个可逆的卡诺循环,体系及环境都没有 任何变化3. 1 mol 理想气体经绝热自由膨胀使体积增大 10 倍,则物系熵变为A ΔS=0 B ΔS=19.1 JK -1 C ΔS<19.1 JK -1 D ΔS>19.1 JK -14. 关于封闭体系的热力学基本方程,dU TdS - pdV,以下说法错误的是1 可适用于单组分理想气体的任何过程2 对于无非体积功的过程,等式右边第一项代表热,第二项代表功3 可适用于无非体积功的可逆过程 4 只适用于单组分体系A 1,2 B 2,3 C 3,4 D 2,45. 热温商表达式 δQ/T 中的 T 是什么含义A 体系的摄氏温度 B 体系的绝对温度C 环境的摄氏温度 D 环境的绝对温度6. 298 K 时,HClg, M 36.5 gmol-1 溶解在甲苯中的亨利常数为 245 kPamol-1kg,当 HClg在甲苯溶液中的浓度达 2 时,HClg的平衡压力为科目名称 物理化学(甲) 第 3 页 共 7 页A 134 kPa B 11.99 kPa C 4.9 kPa D 49 kPa7. 0.1 mol 蔗糖溶于 500 g H2Ol后溶液的凝固点降低 0.372 ℃,当 0.6 mol 葡萄糖溶于 1000 g H2Ol后溶液的凝固点降低A 2.232 ℃ B 1.116 ℃ C 0.558 ℃ D 1.061 ℃8. 高压气体间的反应,下列平衡常数中仅与温度有关的是A Kp B Kf C Kx D Kc9. 已知反应 2NH3 N2 3H2 的平衡常数 K 在某温度下为 0.25, 则在该温度下的平衡常数 K 为21HA 4 B 2 C 0.5 D 0.2510. 某气体当平衡分压为 101.325 kPa 时,有 0.02 mol 的气体溶解在 1000 g 水中,当平衡分压为 202.650 kPa 时,有 0.04 mol 的气体溶解在 1000 g 水中,描述这一规律的定律是A Boyle 定律 B Roault 定律 C Dalton 分压定律 D Henry 定律11. 在 T 300 K,如果分子 A 和 B 要经过每一千万次碰撞才能发生一次反应,这个反应的临界能将是A 170 kJmol-1 B 10.5 kJmol-1 C 40.2 kJmol-1 D -15.7 kJmol-112. 下列反应的速率表达关系式,错误的是A H2 I2 2HI, 221d[]t[I]dt[HI]dtB 2NO2 2NO O2, 2NOC I I M I2 M, [I]t[I]tD CH3 CH3 C2H6, 3261dCdt13. 已知某复杂反应的反应历程为 ; ,则 B 的浓度随1kAB2kDZ  时间的变化率 dCB/dt 是A B 1A2Dk1A1B2DCC D 1B2BCkC Bkk14. 在碰撞理论中校正因子 P 小于 1 的主要因素是A 反应体系是非理想的 B 空间的位阻效应C 分子碰撞的激烈程度不够 D 分子间的作用力科目名称 物理化学(甲) 第 4 页 共 7 页15. 以下是三个需要酶催化的反应a--酶 1b ΔG1 12.5 kJmol-1b--酶 2c ΔG2 -25 kJmol-1c--酶 3d ΔG3 -37.3 kJmol-1如原始混合物中含有 a,酶 l 及酶 3,一定时间后有何现象A 体系中一定出现 d B 体系中不出现 dC 体系中不出现 b D 组分 a 的浓度不断下降到零16. 浓度为 1.0 moldm-3 的强电解质溶液,它的摩尔电导率数值近似于A 与电导率相等 B 是电导率的 10-3 倍C 是电导率的 103 倍 D 是电导率的 102 倍17. 相同温度下,对于无限稀释的 H2SO4,HCl 和 HNO3 溶液,下列说法不正确的是A 氢离子的摩尔电导率都相同 B 氢离子的迁移数都相同C 氢离子的淌度都相同 D 氢离子的迁移数不相同18. 下列电池中液体接界电位不能忽略的是A 2112Pt,HpClmp,PtB 2lH,tC 211t,lD 22PpCAgl,,gClmHp,Pt19. 以下说法中正确的是A 当建立 Donnan 平衡后,膜内外同种正离子的化学势相等B 电池 Ag|AgNO3aq||KBraq|AgBrs|Ag 的电动势与 Br-浓度无关C 强电解质溶液的电导会随电解质浓度增大而增加D 对于电池 Zn|ZnSO4aq||AgNO3aq|Ag,其中的盐桥可以用饱和 KNO3溶液20. 实际电解时,在阳极上首先发生氧化作用而放电的是A 标准还原电极电位最大者 B 标准还原电极电位最小者科目名称 物理化学(甲) 第 5 页 共 7 页C 极化后不可逆还原电位最大者 D 极化后不可逆还原电位最小者21. 已知 298K时,Ni 2/Ni 的  -0.250 V,Ag /Ag 的  0.799 V,并可近似的用浓度代替活度,今有一溶液内含有浓度均为 1 moldm-3 的 H,Ni 2,Ag ,用 Pt 作为电极,在某电流密度下 H2 在 Ag 和 Ni 上的超电势分别为 0.20 V 和 0.40 V,当外加电压逐渐增大时,在阴极析出的顺序依次为A Ag,Ni, H2 B Ni,H 2,Ag C Ag,H 2,Ni D H2,Ni,Ag22. 表面活性物质在不同情况下,对体系具有提高润湿性及乳化、加溶和起泡等作用,其中与界面张力的降低无直接关系的是A 提高润湿性 B 乳化 C 加溶 D 起泡23. 对于 AlOH3 溶胶,逐滴加入适量的盐酸稀溶液,溶胶产生的现象将是A 无明显现象 B 溶胶先沉淀,然后逐渐溶解C 立即溶解 D 产生沉淀,且不溶解24. Donnan 平衡可以基本上消除,其主要方法是A 降低小离子的浓度 B 升高温度,降低粘度C 在无大分子的溶剂一侧,加入过量中性盐D 调节 pH 值使大分子溶液处于等电点状态25. ΔU Q - p 外 ΔV 适用于 W0 的封闭体系的A 一切过程 B 恒外压过程 C 可逆过程 D 等压过程26. 对于由 FeOs、COg、Fes、CO 2g和 Fe3O4s组成并达到平衡的体系,则其A 独立组分数 C 5, 相数目 Φ 4B 独立组分数 C 4, 相数目 Φ 2 C 自由度 f 3, 相数目 Φ 2D 独立组分数 C 3, 相数目 Φ 427. 光化学平衡与一般平衡主要不同之点是A 平衡是静态平衡而非动态平衡 B 平衡常数与压力无关C 平衡常数与光强度有关 D 平衡常数与温度无关28. 在溶液中,溶质在固-液界面的吸附量A 总是随浓度的增加而增加B 随溶解度的增加而增加科目名称 物理化学(甲) 第 6 页 共 7 页C 随溶质极性的增加而增加D 能使固-液界面自由能降低越多的溶质的吸附量越多29. 在 Na2SO4 水溶液中,Na 2SO4 的活度与其平均活度系数 γ及溶液质量摩尔浓度 m 的关系是A B C D 3γ33θmγ38316mγ30. 1 mol 某气体在 298 K,1013250 Pa 下的逸度系数为 1.1,该气体真实态与同温度理想态化学势的差值应为多少A 236.1 J B 5941 J C 5704 J D -102.6 J三、计算和简答 共 75 分1. 12 分 今有相同质量、不同温度的同种液体 , 其温度分别为 T1 和 T2, 已知该液体比热容为 Cp, 1 试计算其绝热混合的熵变;2 以此体系通过计算推导验证热力学第二定律。2. 6 分 设某分子只有非简并的 2 个能级 0 和 ,且为独立定域子体系,请计算当 T → ∞ 时 1 mol 该物质的平均能量和熵。3. 7 分 将 12.2 g 苯甲酸C 6H5COOH溶于 100 g 乙醇后,使乙醇的沸点升高1.13 K;若将 12.2 g 苯甲酸溶于 100 g 苯后,则使苯的沸点升高 1.36 K。 (已知沸点升高常数 Kb乙醇 1.23 Kkgmol-1;K b苯 2.62 Kkgmol-1) 。通过计算说明苯甲酸在两种溶剂中的存在形式。 4. 7 分 292 K 时,丁酸水溶液的表面张力可以表示为 ,式中0θcγ-aln1bγ0 为纯水的表面张力,a 、b 为常数。求1 该溶液中丁酸的表面过剩值 和其浓度 c 之间的关系(假定活度系数均2为 1) 。2 当 c 0.2 moldm-3 时的 值。已知 a 0.0131 N m-1,b 19.62。23 当浓度增加到 时的 值。假设此时表面上丁酸成单分子紧密排1cb列层,试计算在液面上丁酸分子的截面积。5. 9 分 为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯,在 86.0 kPa 压力下用水蒸气蒸馏。已知在此压力下该系统的共沸点为 80℃,该温度下水的饱和蒸气压为47.3.kPa,设蒸气为理想气体,问1 气相的组成如何(甲苯的摩尔分数)2 欲蒸出 100 kg 纯甲苯,需消耗水蒸气多少千克科目名称 物理化学(甲) 第 7 页 共 7 页6. 10 分 在 281.15 K, 1 p下,将 0.13 mol 的 N2O4 溶于 1 升 CHCl3 中,N 2O4 分解为 NO2,当达平衡时,有 0.45的 N2O4 分解为 NO2。试计算在 0.85 dm3 CHCl3 中溶解有 0.050 mol N2O4 时,溶液的平衡组成。 (设此反应可看作稀溶液反应)7. 12 分 乙醛 A蒸汽的热分解反应如下CH3CHOg  CH4gCOg518 ℃下在一定容积的反应器中,压力的变化有如下表所示的两组数据纯乙醛的初压 pA,0/kPa 100 s 后系统总压 p/kPa53.329 66.66126.664 30.5311 求反应级数,速率常数;2 若活化能为 190.4 kJmol-1,问在什么温度下其速率常数为 518℃时的 2倍8. (12 分)计算 25 ℃时下列电池的电动势 -12 2PbsClHl0.molkgH0Pat已知 PbCl2s在水中饱和溶液的质量摩尔浓度为 0.039 molkg-1,。 (设溶液中离子的平均活度系数均为 1)2Pbθφ-.16V

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