北化物理化学考研真题

本文格式为Word版，下载可任意编辑——北化物理化学考研真题北京化工大学2000考研物理化学试题

(填空16分，选择题9分，计算5题75分共100分)本卷须知：答案写在答题纸上，101.325kPa≈100kPa=p

，作图用铅笔。

一、填空题(16分)

1.1mol双原子理想气体由始态370K、100kPa分别经(1)等压过程，经(2)等容过程加热到473K，则(1)，(2)

两个过程以下物理量的关系是Q1_____Q2，W1_____W2，△H1_____△H2，△S1_____△S2。(填大于、小于或等于)2.200℃时，Ag2O的分解反应为：Ag2O(s)→2Ag(s)+

1O2(g)2己知200℃时固体Ag2O的分解压为137.8kPa。今让1molAg2O(s)在200℃分解达平衡，则该过程△G=_______，K=_________，反应过程系统与环境交换的功W=______(忽略固体体积，并设气体为理想气体。3.根据电池反应设计原电池。己知电池反应：

AgCl(s)+I(aI?)=AgI(s)+Cl(aCl?)

－

－

所设计的原电池为__________________________________________。4.有理想气体反应：A(g)+2B(g)→C(g)

在等温柔总压不变的条件下进行，若原料气中A与B的物质的量之比为1:2，达平衡时系统的组分数

C=_______，自由度数f=_______。当温度一定时，增大压力则K_______(填增大、减小或不变)，平衡将________移动(填向左、向右或不)。

0

5.在一个锥形容器中，放入一滴液体，如下图所示。试画出接触角θ。因θ____90(填大于、小于或等于)，则

该液体对容器______润湿(填能或不能)。

6.有(N、E、V)确定的理想气体，设分子的运动形式只有三个可及的能级，它们的能量和简并度分别为：

?1k=0K，g1=1

?2k=100K，g1=3=300K，g1=5

?3k(式中k为玻尔兹曼常数)

当温度为200K时，分子的配分函数值为_______。在某温度下，若e之比为_____________。(注：为?i)7.请设计试验测定反应

C6H6(l)+

??ikT→1时，三个能级上最可几分子数

15O2→6CO2(g)+3H2O(g)2的摩尔反应焓△rHm。试验方法及理论依据是：___________________________________。(不考虑用光谱或波谱方法，不要求写出试验步骤和试验装置)。

二、选择题(9分)

1.实际气体经节流膨胀过程，正确的结论是：[]

(1)Q0；(3)△UK’

‘‘

(3)Ea>Ea，K=K’(4)Ea>Ea，K>K’

三、(15分)

1mol单原子理想气体从300K、300kPa的始态，沿TV=常数的途径可逆膨胀到100kPa的终态，求该过程的W、Q、△U、△H和△S。

2

四、(15)

已知CCl4(l)的蒸气压与温度的关系为lnp/Pa=?3637.1?C，其正常沸点为350K。100℃时SnCl4(l)的

T/K蒸气压pB*=66.66kPa。若CCl4(l)和SnCl4(l)组成理想液态混合物，在100kPa压力下，加热该液态混合物至100℃时开始沸腾。

试求：1.计算CCl4(l)的摩尔气化热△vapHm*及正常沸点时的摩尔气化熵△vapSm*；

2.绘出此二组分液态混合物在100℃时的蒸气压-组成图(示意图)(绘图时以A代表CCl4，以B代表SnCl4)；3.计算液态混合物在100kPa、100℃下的平衡液相组成及沸腾时第一个气泡的组成。

五、(15分)

己知电池

Pb(s)|PbSO4(s)|H2SO4(0.01mol.kg-1)|H2(g,100kPa)|Pt

25℃的电动势为0.1705V。有关物质在25℃的标准生成吉布斯函数为：

△fGm{H2SO4(aq)}=－742.99kJ.mol-1△fGm{PbSO4(s)}=－811.24kJ.mol-11.写出电极反应与电池反应；

－

2.求25℃时的标准电极电势E{SO42|PbSO4(s)|Pb}；

3.求25℃时，H2SO4在浓度为0.01mol.kg-1溶液中的a?和

六、(18分)

??。

1.在一恒容反应器中，进行某反应，其机理如下：

(1)试验测得50℃时，产物B与D的物质的量浓度之比

CB=2，且比例不随时间变化。当反应进行CD10min时，A的转化率为50%，求速率常数k1和k2。(2)若温度为60℃时，试验测得2.某反应A2+B2→2AB己知反应机理如下：

CB恒为3，试求活化能Ea,1与Ea,2之差。CD(快速平衡)

(1)证明该反应的速率方程式为：

dCAB=kaCA2CB2dt(2)若A2及B2的初始浓度皆为0.01mol.dm-3，且在某反应温度下表观速率常数ka=1.60min-1.mol-1.dm3，求

半衰期。

七、(12分)

已知以下两反应：

反应1：FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)反应2：Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)

的标准平衡常数分别为K1、K2，它们与温度的关系如下：

T/K873

K10.871K21.153

9730.6781.77设两反应的△rCp,m均为零。试求：1.反应1和反应2的标准摩尔反应焓△rHm,1及△rHm,2；

2.在什么温度下，Fe(s)、FeO(s)、Fe3O4(s)、CO(g)、CO2(g)全可共存于平衡系统中；3.上述两反应达平衡后，若温度再上升时，系统中哪些物质可能消失？

北京化工大学2023考研物理化学试题

(选择题10分，填空15分，计算5题75分共100分)本卷须知：答案写在答题纸上，101.325kPa≈100kPa=p

，作图用铅笔。

一、选择题(10分)

3.气体被液化的条件是：

A.T=TC，pTC，p≧pC；C.T(??)2；B.(??)1试求：1、常数A、B值；

2、810K时该反应的△rSm

五、(18分)

298K时，以下电池的电动势E1=0.372V，Cu|Cu(Ac)2(b1=0.1mol.kg-1)|AgAc(s)|Ag

己知：1.298K时，E{Ag+|Ag}=0.800V，E{Cu2+|Cu}=0.337V

2.上述电池在308K时电动势E2=0.374V，且电动势的温度系数在298～308K温度范围内可视为常数；3.Cu(Ac)2溶液离子的平均活度系数??≈1

①写出电极反应与电池反应；

②计算298K时该电池反应的△rHm，△rSm，△rGm；③计算298K时AgAc的溶度积。

六、(20分)[注：该题答在指定题号的答题纸上]

某反应aA→产物，

已知该化学反应反应物转化50%的时间与反应物的初始浓度成反比，试验测得298K时不同时间反应物的浓度如下:t/min510152025CA/mol.dm-30.0850.0730.0650.0580.0521.用作图法求出298K时该反应的速率常数k298；

-1

2.若该反应表观活化能Ea=52.7kJ.mol，求当反应物的初始浓度CA,0=0.1mol.dm-3时，反应物转化50%需时

3.86min，应控制温度为多少？

七、(10分)[注：该题答在指定题号的答题纸上]

若A、B两组分可形成液－液完全不互溶的气－液平衡系统。已知纯A、B的正常沸点分别为70℃、90℃，当系统总组成为XB=0.40时，在101.325kPa压力下系统的共沸点t=40℃，此时，系统内气相组成yB=0.40。

1.根据已知条件绘出A－B二组分系统的沸点－组成相图(示意图)。2.根据所绘制的示意图估算组分B在此温度范围的蒸发焓△vapHm。

北京化工大学2023考研物理化学试题

(填空18分，选择题6分，计算4题70分，证明题1题6分，共100分；选做英文计算题10分)本卷须知：答案写在答题纸上，101.325kPa≈100kPa=p

，作图用铅笔答在指定页码的答题纸上。

一、填空题(18分)

1.20℃时水的饱和蒸汽压为2338Pa，现有20℃、2338Pa的H2O(l)，分别经两种途径变成

20℃、2338Pa的H2O(g)，(1)在恒温恒压下进行，则△G_____零；(2)在恒温20℃、抵挡p外=0条件下进行，则△G_____零。(填：>、纯水>乙醇水溶液；C.纯水>乙醇水溶液>NaOH水溶液；D.乙醇水溶液>纯水>NaOH水溶液。

三、(20分)(请答在指定题号的答题纸上)

7

1mol单原子理想气体从始态298K，200kPa分别经以下两种途径使其体积加倍。(1)等温可逆变化；

(2)沿着p=AVm+B的途径可逆变化，其中A、B是常数，且已知A=104Pa.dm3.mol-1(注：此处单位印错了，应为

Pa.dm-3.mol)

1.请在指定题号的答题纸的图中画出两条可逆途径的p-V图；(示意图)

2.试计算经等温可逆途径后该系统达到的终态压力及过程的Q、W、△U和△S；

3.试计算沿着p=AVm+B的途径可逆变化后该系统达到的终态压力及过程的Q、W、△U和△S

四、(18分)

298K在恒容密闭容器中有起始压力为p的A(g)。在该温度下按下式分解：(1)

继后，生成物之一B(g)发生以下反应，生成D(g)并与之建立平衡：

B(g)D(g)(2)

已知：分解反应为一级反应，k1=0.1min-1，反应(2)的平衡常数K=10。计算：后在该容器中A、B、C、D各物质的分压。

五、(18分)

己知反应H2(p)+Ag2O(s)→2Ag(s)+H2O(l)在298K时的恒容反应器中进行，放热252.79kJ.mol-1，若将该反应设计成可逆电池，测得其电动势的温度系数

?dE?-4-1??=－5.044×10V.K?dT?p1.写出所设计电池的表示式及该电池的电极反应；

2.计算298K时该反应的反应热(注：应为焓)△rHm及电池电动势E；

-14－

3.己知298K时Kw=1×10，计算标准还原电势E{OH|Ag2O(s)，Ag}。

六、(6分)

某气体遵从状态方程p(Vm－αT2)=RT。式中α是与温度T、压力p无关的常数。试证明该气体的Joule－Thomson系数：?J?T??T????p???T2??=C?Hp,m七、(14分)(请答在指定题号的答题纸上)

有A和B两组分组成的固相完全不互溶的凝聚系统，已知纯A的熔点为90℃，纯B的熔点为110℃，且A、B两组分在题给温度范围内可形成化合物C(组成为xB=0.7)。在温度为40℃时，化合物C存在转熔反应：C(s)→B(s)+溶液(xB=0.55)。表一给出了不同组成的系统的热分析数据，列出了步冷曲线中出现的转折和平台的温度数据。根据题给试验数据在指定题号答题纸的坐标纸上绘出相图，同时完成表二内容。(表二见指定题号的答题纸。注：缺)

系统组成(xB)0.150.200.450.650.700.80t/℃90706040300

8

平台平台转折点平台转折点平台平台平台转折点平台转折点转折点北京化工大学2023

(选择题15分，填空39分，其余计算题7题96，共150分)

本卷须知：答案写在答题纸上，101.325kPa≈100kPa=p，作图用铅笔答在指定页码的答题纸上。

一、选择题(15分)

11.理想气体恒温向真空膨胀的过程，以下正确的是：

A.?U0；C.?H=0；D.W0，则对于该反应在恒温恒容条件下参与惰性气体，平衡时将：

A.向左移动；B.不移动；C.向右移动；D.无法确定。13.与分子运动空间有关的分子运动配分函数是：

A.振动运动配分函数qv；B.平动运动配分函数qt；

C.转动运动配分函数qr；D.核，电子运动配分函数qn，qe。

A14.对基元反应2A???C，以下反应速率方程中正确的是：

kdCCdC22?kACA；B.C?2kACA；dtdt2dC1dC2C.C?kACA；D.?A?2kACA

dt2dtA.

15.光化学反应的初级过程：A?h??A*，其反应速率应当：

A.与反应物A的浓度和hν均无关；B.与反应物A的浓度和hν均有关；C.与反应物A的浓度有关与hν无关；D.与反应物A的浓度无关与hν有关。

16.物理吸附的吸附作用力和吸附层分别是：

A.范德华力、单、多分子层吸附；B.范德华力、多分子层吸附；C.化学键力、单、多分子层吸附；D.化学键力、单分子层吸附。

17.在含有Zn2+、Cd2+、Ni2+的硝酸盐溶液中，若各金属离子的活度一致，己知它们的标准电极电势如下：

E0{Zn2+|Zn}=－0.7628V；E0{Cd2+|Cd}=－0.4026V；E0{Ni2+|Ni}=－0.2300V。电解时，在惰性电极上，金属的析出顺序为(各金属的析出时的超电势忽略不计)。

A.Zn→Cd→Ni；B.Ni→Cd→Zn；C.Cd→Zn→Ni；D.Ni→Zn→Cd。

二.填空题(39分)

3

1.恒温298K条件下，1mol某气体由0.03m3被压缩至0.01m，若该气体作为理想气体，则该过程的△U_____

零，△H_____零。若该气体符合状态方程pVm=RT+αp，其中α为大于零的常数，则该过程的△U_____零，△H_____零。(填：大于、小于或等于)

2.1mol理想气体(CV,m=2.5R)，由350K，400kPa，经绝热可逆膨胀至298K，该过程的△S_____零，△H_____

零。(填：大于、小于或等于)

2-3.当固体SiO2微粒与水接触时，可生成弱酸H2SiO3，它的电离产物SiO3不全扩散到溶液中去，而是有一部分

依旧吸附在SiO2微粒表面上，形成带电胶核，该胶核带______电荷，______为反离子，其胶团结构式为______________________________。

4.双原子分子在平动、转动、振动的第一激发态上的简并度(统计权重)gt________；gr________；gV________。5.己知298K和100kPa下，E0{H+|H2(g)}=0V；E0{Cu2+|Cu}=0.34V；E0{Ni2+|Ni}=－0.23V。

利用上述电极设计以氢电极为阳极的电池为：(写出电池表示)_____________________；电池反应______________________；计算E0(电池)=____________V。

6.下图为A、B两组分系统在100kPa下的沸点-组成图。在答题纸的指定位置中完成填空。

9

(1)在图中表出各区域的相态；

(2)今有4molA(液)与1molB(液)的混合物在100kPa下80℃达平衡时，yB=_______；xB=_______；

nl=_______mol；ng=_______mol。

18.试验题：恒温槽主要由________；________；________；________；________；________；等部件组成。继

电器有常开、常闭接法，若采用常闭接法，试验时当除继电器没工作，而其它部件全部接通电源，此时恒温槽内的恒温浴介质的温度会____________(上升、不变)三.计算题

1.(20分)将装有0.2mol液体苯的小玻璃瓶放入10dm3的恒容密闭的真空容器中，该密闭容器置于80.1℃的恒温水浴中。己知苯在100kPa下的沸点为80.1℃，且苯的蒸发焓

?-1

△VAPHm=30.878kJ.mol。若将盛有液体的小玻璃瓶破碎，直至苯蒸发至平衡。计算：(1)恒容密闭容器中，苯蒸汽的压力；

(2)该蒸发过程的Q，W体，△U、△H、△S及△G。

设：苯蒸汽可视为理想气体，与气相体积比液相体积可忽略不计。2.(12分)有理想气体，其过程方程式为pVn?C(C为某常数)。若系统从始态(A点)出发，分别经过n=0，1

和?(?为热容比Cp,mCV,m)的三种可逆膨胀过程。

(1)此三种过程分别是什么过程？(2)请从p-V图上A点，T-S图上B点出发，在答题纸的指定图中分别表示上述过程的示意图。(设该气体(Cp,m/T

为常数)

3.(12分)己知：以下反应的标准摩尔Gibbs函数与温度的关系为：反应(△rGm)/J.mol?-11O2(g)→CO(g)212.Si(s)＋O2(g)→SiO(s)21.C石墨＋3.Si(s)＋C石墨→SiC(s)－26700－20.95T/K－17300－15.71T/K－12700＋1.66T/K4.ZrSiO4(s)＋4C石墨→ZrC(s)＋SiO(s)＋3CO(g)100570－47.62T/K求下述反应在标准状态下反应能发生的最低温度。

ZrSiO4(s)＋6C石墨→ZrC(s)＋SiC(s)＋4CO(g)

4.(8分)某独立的定域子系统，粒子分布在三个非简并的能级上，粒子的分布数为：n0,n1,n2。若以基态为能级基点，其每个能级能量间隔为25K时的kT值。

计算：(1)25K时计算系统中粒子在各能级上的粒子数与基态上粒子数之比：n1/n0=？n2/n0=？(2)上述温度下，系统中分子的配分函数q0(基态能量规定为零)。

5.(18分)有电池Pt，Cl2(g,p?)|HCl(0.1mol.kg-1)|AgCl(s),Ag，己知298K时物质的热力学性质如下:

AgCl(s)Cl2(g)Ag(s)10

△?-1fHm/kJ.mol-127.03500S?-1-1m/J.mol.K96.106222.94942.702(1)写出电池的电极与电池的反应式；

(2)计算298K时，该电池的电动势及电动势的温度系数；

(3)298K时电池可逆操作时，分解1molAgCl(s)时与环境交换的热；(4)计算298K时，AgCl(s)的分解压力。

6.(12分)某平行反应，其机理如下：

己知：各基元步骤的反应速率常数k与温度的关系分别为：

ln??k1?min?1???=?3000T+5.2Kln??k2??min?1??=?2700T+5.2K(1)写出总反应的速率方程式；

(2)写出反应活化能E总与各基元反应活化能的关系式；(3)计算：500K时，总反应的活化能。

7.(14分)气体A的分解反应为：

A(g)→2B(g)+

12C(g)其反应速率常数为k=4.8×10-4秒-1。(1)求反应的半衰期；

(4)求10分钟时反应的转化率；

(5)若A的初始压力为50kPa，问10分钟时系统的总压力为多少?

三.计算题，第2题。作图题请答在如下坐标中。

二.填空题,第6题：

11

(1)在图中表出各区域的相态；

(2)今有4molA(液)与1molB(液)的混合物在100kPa下80℃达平衡时，yB=_______；xB=_______；nl=_______mol；ng=_______mol。

北京化工大学2023年招收硕士生入学试题

(选择题10题20分，填空题10题20分，计算题5题100分，证明1题10分，共150分)

本卷须知：答案写在答题纸上，用红色或铅笔不计成绩。

一、选择题(20分)

19.当理想气体抵挡一恒外压作绝热膨胀时，则：

A.?H=0；B.△U=0；C.△H>0；D.△U0C.??D??S?p??V?S??G?????T?p21.A、B两组分可以形成固溶体，若在组分A中参与B，可以使固溶体的熔点提高，当固-液两相达平衡时，则

组分B在此固溶体中的含量必()组分B在液相中的含量。A.大于B.小于C.等于D.不能确定

22.某固体氧化物的分解反应是吸热反应，当温度升高时，固体氧化物的分解压力将：A.增大B.减小C.不变D.不能确定

23.分子的平动、转动和振动的能级间隔可以表示为??t、??r和??v，第一激发态与基态能量的差的大小顺序为：

A.??v>??t>??rB.、??v>??r>??tC.??t>??v>??rD.??r>??t>??v6.某化学反应在一定条件下的平衡转化率为66%，当参与适合的催化剂后，反应速率提高10倍，则其平衡转化

率将：

A.大于66%B.小于66%C.不变D.不能确定7.以下分散系统中丁达尔效应最强的是：

A.空气B.蔗糖水溶液C.高分子溶液D.硅胶溶液

8.醌-氢醌电极电势与溶液中氢离子的活度有关，称为氢离子指示电极。试验中测量溶液pH值时该电极在一定

范围内电极电势较稳定，稳定范围的pH值应是：

A.大于8.5B.小于8.5C.等于8.5D.没有限定

9.有二级反应，在一定温度下反应物消耗1/2需时间10min，若再消耗1/2还需时间为：

12

A.10minB.20minC.30minD.40min10.以下各电解质对某溶胶的聚沉值分别为：

电解质聚沉值/mol·dm-3

KNO350

MgSO40.81

Al(NO3)30.095

该胶粒的带电状况为：

A.带负电B.带正电C.不带电D.无法确定

二、填空题(20分)

1.1mol理想气体从p1=0.5Mpa节流膨胀到p2=0.1Mpa时的熵变为△S=__________。

2.60℃时，某液体A的饱和蒸气压是液体B饱和蒸气压的2倍。A、B两液体形成理想液态

混合物，当气液平衡时，若液相中A的摩尔分数为0.5，则气相中B的摩尔分数为_______。3.对ABC组成的三组分系统中，最多相数为_______；最大自由度数为________；它们分别是

___________________________变量。

4.己知某气体反应300℃，低压下的K?=3.8×10-3，当该反应在300℃，高压下进行时Kp=____________________，(己知该反应的K?=0.773)。

5.微观粒子的某一能级所包括的量子态数称为该能级的_____________________。24.某一级反应每分钟反应物转化掉6%，则该反应的速率常数k=____________。25.在临界状态下，由于气液界面__________，所以液体的表面张力__________。

26.强电解质MgCl2水溶液，其离子平均活度a?与电解质活度aB之间的关系为________。27.请在以下图中画出A点各界面张力(s-g,s-l,g-l)的方向和接触角?。

?(画在答题纸指定位置上)

28.在酸性介质中蔗糖水解反应为：

H+C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6

蔗糖葡萄糖果糖

由于蔗糖及其水解产物具有__________性质，随着水解反应进行，体系的__________逐渐由__________变到__________。试验中采用__________(仪器)进行测量。

三、(20分)25℃条件下，密闭恒容的容器中有1mol葡萄糖C6H12O6(s)在O2(g)中完全燃烧，生成同温下的CO2(g)和H2O(l)。过程放热2808kJ·mol-1。若产生的气体可视为理想气体，已知298.15K下该反应的标准摩尔熵变?rS,m=182.4J·K-1·mol-1。己知以下物质的标准熵：

CO2(g)H2O(l)213.74

69.91

??O2(g)205.14

S,?m/J·K-1·mol-1

1.计算298K时C6H12O6(s)的标准熵Sm。

13

2.计算298K时C6H12O6(s)的标准摩尔燃烧焓??rHm。

3.计算298K时利用上述反应所形能得到的最大功Wmax。

四、(10分)

某气体遵从状态方程pVm=RT+bp，且恒容热容CV不随温度变化。

1.证明：???U???p???V??=T?T???T??－p；?V2.导出此气体的绝热可逆过程方程。

五、(26分)

有晶形转变过程：?-H2S(s,红)→?-H2S(s,黑)己知上述过程??rGm=[4184－5.44(T/K)]J·mol-1。1.试求某温度下晶形转变过程的???rHm，?rSm；2.计算?-H2S(s,红)→?-H2S(s,黑)的恒压热容差??rCp,m；

3.试求p=100kPa时晶形转变达平衡时的温度；4.在298K，p?下H2S(s)稳定态是?型还是?型？

5.计算在525℃时，两相处于平衡时系统的压力。

己知：?(?,红)=8.1g·cm-3，?(?,黑)=7.7g·cm-3，且不随压力变化。六、(12分)

己知I2的以下有关数据：

三相点O临界点C正常熔点a正常沸点bt/℃113512114184p/Pa

12

11600

100

913

1.画出I2的示意相图，在图上标明O，C，a，b点的位置和各区域的相态；(画在答题纸的指定位置上)2.结合示意图完成下表；(填在答题纸的指定表中)

组分数C相数P自由度数F

区域

OC线

O点

七、(22分)

有电池(A)，(B)

(A)Pt,H?2(p)｜H2SO4(b=7mol·kg-1)｜Hg2SO4(s),Hg(l),Pt(B)Pt,H?2(p)｜H2SO4(b=7mol·kg-1)｜PbSO4(s),Pb2O4(s)

在298.15K时测得上述电池电动势分别为EA=0.5655V，EB=1.7501V。已知：(A)和(B)电池的标准电动势分别为E??A=0.6152V，EB=1.6849V。

14

1.写出电池(A)和(B)的电极反应与电池反应；

2.计算298.15K时H2SO4水溶液(b=7mol·kg-1)中水的活度。

八、(12分)

某对行反应机理如下：

Ak1k2B

在某温度下，己知k1=8.0×10-3min-1，k2=2.0×10-3min-1，今由纯A开始反应，试问：A,B达到一致浓度时的反应时间？

九、(8分)

有N个粒子的某定域子系统，仅有三个非简并能级(?0,?1,?2)，己知相邻能级间隔值??等于100K时的kT值。若粒子在能级上的分布听从玻尔兹曼分布。当温度为100K时：1.粒子在各能级上与基态能级分布之比

n1n，n2n。002.若能量基准定在基态能级，100K时粒子的配分函数q0？3.100K时系统的摩尔热力学能U0m？

15

由状态方程得：???p?R(1?bp)??T??=

VVm?RTb=p(1?bp)T③式③代入式②得：???U?m??=???V??U??=bp2④证毕m??T??V?T②试证Cp,m?CV,m=R(1+bp)2

己知关系：C???Um????Vm?p,m?CV,m??p?????V?m????T??V??T??⑤

??p式④代入式⑤得：Cmp,m?C2V,m??p?bp????V???T??⑥

p又由状态方程得：???Vm???T??=R(1?bp)pp⑦式⑦代入式⑥得：Cp,m?CV,m??p?bp2?R(1?bp)2

p=R(1+bp)

证毕

TTT3?2.S?C?p,mm=?dT=0T?aT3dT=?aT2dT=aT=Cp,m0T033

四、(15分)

1.dlnK???rHmA?BTdT=RT2=RT2

lnK???A?BTABRT2dT=I－RT+RlnT①式①中有3个未知数I、A、B，题给3个温度下的K，可联立解出：

ln31.3=I－

A1R810+BRln810②

ln6.55=I－A1R900+BRln900③

ln1.86=I－A1R1000+BRln1000④

得：A=－3800RB=－11.04R

2.在810K时，由△rHm=A+BT求得：△rHm=－105.94kJ.mol-1△rGm=－RTlnK=－23.166kJ.mol-1

△rSm=(△rHm－△rGm)/T=(－105.94＋23.166)×103/810=－102.1J.K-1.mol-1五、(18分)

①电极反应：阳极Cu→Cu2++2e

阴极2AgCl+2e→2Ag+2Ac－

电池反应Cu+2AgCl→Cu2++2Ag+2Ac－

②298K时，E1=0.372V△rGm=－ZFE1=－2×96485×0.372=－71.785kJ.mol-1

308K时，E2=0.374V

???E??E0.002??T??≈

==2×10-3V.K-1p?T10

21

298K时，△rSm=ZF???E???T??=2×96485×2×10-3=385.94J.K-1.mol-1

p△H△71.785+298×385.94×10-3=43.225kJ.mol-1

rm=rGm＋T△rSm=－③为计算298K时AgAc的K－

sp，必需求出E{Cl|AgCl|Ag}

E=E－

RTZFln(a2?a?)??≈1a=bE=E＋RTZFln(b28.314?298?b?)=0.372+2?96485ln(0.1?0.22)=0.3011V

E=E{Cl－

|AgCl|Ag}－E{Cu2+|Cu}=0.3011VE{Cl－

|AgCl|Ag}=0.3011＋0.337=0.638V

设计电池：Ag|Ag+||Cl－

|AgAc(s)|Ag

其反应为：AgAc(s)→Ag++Cl－

其电动势E=E{Cl－

|AgCl|Ag}－E{Ag+|Ag}=

RTFlnKsp=0.638-0.800=－0.162VlnKsp=

FRTE?=964858.314?298???0.162?=－6.309K10－

sp=1.8×3

六、(20分)

1.t1/2与A的初浓度成反比，为二级反应。

kt=

1C－11=kt＋－1

ACA,0CACA,0以1时t作图(缺指定题号的答题纸)，斜率为298K下k(298)=0.368dm3.mol-1C.min-1A

t/min510152025CA/mol.dm-30.0850.0730.0650.0580.0521/CA11.813.715.417.219.2

2.在T12下，k2=

=1=2.591dm3.mol-1t2C86?0.1.min-1

1A,03.引阿仑尼乌斯方程：lnk2Ea?1k=R??T?1??1?1T2??将T1=298k1=0.368Ea=52700k2=2.591代入解得T2=445.4K

七、(14分)1.

22

2.纯B，在90℃(=363.2K)p1=101.325kPa

在40℃(=313.2K)p2*=0.4×101.325kPa

*

引克-克方程：ln

p2?V?m=

Rp1

?11???T?T??

2??1代入解得：△vHm=17332J.mol-1

北京化工大学2023参考答案

五、填空题(18分)

1.==

2.p=96.474kPa(p苯=p苯*x苯=10.010×(1－0.0835)=9.165kPay苯=p苯/pp=p苯/y苯=9.165/0.095)

11?3.K3=2.1547(③=(②－①)K320

?K???K??2?1?2?????43???r1?2222234.△A=12.76m，△GA=0.929J。(△A=n4πr2－4πr1=4??r2?r1?,△GA=?△A)

?4?r3??2??3?5.Ag|Ag+||SO42-|Ag2SO4(s)|Ag不是(E纯水>乙醇水溶液；σ大的滴大滴数小)

三、(20分)

1.1mol单原子理想气体，初态200kPa,298K,V1→2V1

2.等温可逆△U=0

Wr=-nRTln

V2V=－1×8.314×298×ln2=－1717J1Q=－Wr=1717J△S=Q/T=5.76J.K-1

3.p=AVm+B的途径可逆变化，Vm=V，A=104Pa.dm-3.mol1=107Pa.m-3.mol1B=p1－AV1=2×105－A

RT1p=2×105－1078.314?29855

?105=(2－1.239)×10=0.761×10Pa12VRT1=

1=0.01239m3pV2=2V11P2=AV2+B=107×2×0.01239＋0.761×105=3.238×105Pa

Tp2=2V23.238?105?2?0.01239R=8.314=965.1K

△U=nCv,m△T=1×1.5×8.314×(965.1-298)=8319JW=－

?V2V2VpdV=－dV=－?1.5AV2?

1?V?AV?B?11?BV1=－(1.5×107×0.012392+0.761×105×0.01239)=－3244J

Q=△U－W=8319＋3244=11563J△S=nCT2T+nRlnV2V=1?328.314?ln965.12VV,mln298+1?9.314?ln111V1=14.66+5.76=20.43J.K-1

24

四、(18分)298K始压pA(g)分解：

(1)k1=0.1min-1

B(g)D(g)(2)K=10

可理解为B与D之间反应快，可随时平衡(由于无其它数据)。

kpA,01t?lnppk1tA?pA,0e?=100×e

－0.1×10

=36.8kPa

ApC=pA,0－pA=100－36.8=63.2kPa

pB+pD=0.5pC=31.6kPa①

pDp=10②解①②得：pB=2.87kPapD=28.7kPaB五、(18分)

1.所设计电池的表示式：Pt，H－

2(g,p?)|OH)|Ag2O(s)|Ag

阴极反应：H－

2+2OH→2H2O+2e

阳极反应：Ag2Ag+2OH－

2O+H2O+2e→

2.△rHm=△rUm+△ngRT=－252.79+(－1)×8.314×298×10-3=-255.27kJ.mol-1

△dE?rSm=ZF???dT??=2×96485×(－5.044×10-4)=－97.334J.K-1.mol-1

p△rGm=△rHm－T△rSm=－226264J.mol-1E=??rGmZF=1.1725V3.E=E=E{OH－

|Ag，Ag}－E{OH－

2O(s)|H2}=1.1725V

求出E{OH－|H－

2}即可知E{OH|Ag2O(s)，Ag}

①设计电池Pt，H＋－－

2|H||OH|H2，Pt其反应为H2O→H++OH

其电动势E=E{OH－

2|H2}－E{H+|H2}==E{OH－

|H2}=

RTZFlnK8.314?298?14W=2?96485ln10=－0.8278V②E{OH－

|AgO(s)，Ag}=1.1725＋E{OH－

2|H2}=1.1725－0.8278=0.3447V六、(6分)状态方程p(Vm－αT2

)=RT。α是常数。证明?J?T??????T?T2???p??=HCp,m证明：因H=f(T,p)????T?????p???H???p??H??H????T?=－1

T??p???T???H