厦门大学2016年826物理化学（含答案）考研真题

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厦门大学2016年招收攻读硕士学位研究生

入学考试试题

科目代码：826

科目名称：物理化学

招生专业：化学化工学院、材料学院、能源研究院各专业

考生须知：1.答题必须使用黑（蓝）色墨水（圆珠）笔：不得直接在试题（草稿）

纸上作答；凡未按规定作答均不予评阅、判分；责任考生自负。

一、选择题（6题，每题两分，共12分）

1-1.298K时HCl（g，Mr=36.5）溶解在甲苯中的亨利常数245kPa.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、137kPaB、11.99kPaC、14.9kPaD、49kPa

1-2.气体在固体表面上发生等温吸附过程，体系熵如何变化（）

A、∆S>0B、∆S<0C、∆S=0D、∆S≧0

1-3.在288k时H2O（l）的饱和蒸汽压为1702Pa，当0.6mol的不挥发溶质B溶于

0.54kg时蒸汽压下降42Pa，溶液中的活度系数x应为（）

A、0.9804B、0.9753C、1.005D、0.9948

1-4.分子的平动能、转动能、振动能的能级间隔的大小顺序是：（）

A、平动能>振动能>转动能B、振动能>平动能>转动能

C、振动能>转动能>平动能D、转动能>平动能>振动能

22

1-5.对于水溶液中的反应[Co(NH3)5Br]OH→[Co(NH3)5OH]Br，如果

增加离子强度，此反应的速率将（）

A、不变B、增大C、达到爆炸极限D、降低

1-6.用对消法则测定电池电势，若实施中发现检测流计始终偏向一边，则可能原因是

（）

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A、被测定电池温度不均匀B、被测定电池两遍接反了

C、搅拌不充分使浓度不均匀D、检流计灵敏差

二、计算题（9题，共138分）

2.碳酸钙是工业上生产生石灰石（CaO）和电石（CaC2）的重要原料

CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）（封闭体系，T或P一定）（1）

CaO（s）+3C（s）=（s）+CO（g）（2）

（s）+H2O(l)=CaO(s)+C2H2(g)（3）

在一定的温度范围内，反应（1）的相图如下

图1（s）分解的p-t图

表格1为物质在298.2K的热力学值表

△fHmθ/KJ.mol-1△cHmθ/KJ.mol-1Smθ/J.mol-1.K-1

CaO-635.139.75

CaCO342.8227.07

CO-282.5

CO2-393.5

θ

（1）求△fHm{CaC2,298.2K}

（2）在1000.0℃，反应（1）达平衡，此时气相平衡中有多少个CaO分子（设△rHmθ

不随温度变化）。

（3）在298.2K空气中P=37.0Pa，分析自然界中CaO（s）与（s）何者更

CO2

稳定。

3

（4）将10gCaCO3(s)置于1dm贮器内加热到800℃，问未解离的CaCO3(s)为

若干？已解离者若干？假若用20g，其未解离者为若干？已知CaCO3(s)在800℃的

解离压力为

2.22×104Pa。

-3-3

（5）在1157K时，CO2与5.62×10molK2CO3，11.10×10molCaCO3共热平衡后CO2

的分压为p，凝聚相里有固体CaO和熔化的CaCO3，K2CO3，冷却后称重发现固相失去相当

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-3

于3.98×10molCO2的质量。试求：

①熔融物中CaCO3的物质的量分数；

②已知反应CaCO3(l)=CaO(s)+CO2(g)，的平衡常数为3.50p，以纯CaCO3为标

准态，求熔融物中CaCO3的活度(a1)和活度系数(γ1)。

-3

（6）p及25℃时，将(a)1molCaO,(b)1molCaCO3溶于1mol·dm的HCl溶液中,

放热分别为：(a)193.3kJ,(b)15.02kJ。现若将1kg25℃的CaCO3变为885℃的

CaO和CO2,需多少热量(885℃是p下CaCO3的分解温度)?已知各物质的平均比热为(单

位：J·g-1·K-1)：

CaO：0.895；CaCO3：1.123；CO2:1.013

3.将一玻璃球放入真空容器中，球中1molH2O（l）（101.3KPa，373K），真空容器内

部恰好容纳1mol的（g）（101.3KPa，373K），若保持整个体系的温度为373K，该球

被撞击后全部汽化为水蒸气，计算Q、W、∆V、∆H、∆S、∆G、∆A，这一过程是自发的吗？用

哪一个热力学性质作为判据？试说明之。已知水在101.3kPa，373K时的蒸发热

40668.5J.mol-1。

4.某实际气体的状态方程为PV=nRT+αP+βP2（α、β为常数），在等温下将物质的量为

n的该气体从P1压缩至P2，试计算此气体的∆F和∆G。

4

5.将固体NH4I迅速加热到308.8K,测得其蒸气压为3.666x10Pa,在此温度下气态NH4I

实际上完全分解为NH3和HI，因此测得的蒸汽压等于NH3和HI分压之和。如果在每一段时

间内保持这个温度不变，则由于HI按下式分解：

HI=1/2H2+1/2I2

从而使NH4I上方的压力增大，已知HI的分解反应在308.8K时的Kpθ=0.127,试计算达到平

衡后，固体NH4I上方的压力。

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6.已知二组分A,B体系的等压相图如下

（1）写出水平线EF的相平衡关系式，物系点X及垂线CD上体系的自由度是多少？

（2）绘制从物质点X开始冷却的步冷曲线，并说明冷却过程的相变化情况；

-1-1

（3）已知纯A的熔化熵∆fusSm=30J·K·mol,熔点为610K，其固体热容较液体热容

-1-1

小5J·K·mol.低共熔点温度为510K时，溶液组成为XA=0.6(摩尔分数)，把A作为理

想液体混合物中的溶剂时，求在低共熔点时，溶液中A组分的活度系数γA。。

7、（1）为什么在相同的风力下，和海面的浪比湖面大？用泡沫护海堤的原理是什么？

（2）用一玻璃管吹肥皂泡，在玻璃管中间下接一U形压力计，压力计中放入适量的水，

U形压力计一端与玻璃管相接，一端通向大气。当吹出的肥皂泡直径为5x10-3m时，U形压

力计中两臂水柱差为2x10-3m。若将直径为1x10-4m的玻璃毛细管插入该肥皂泡中，试计算肥

皂液将会升高多少？设肥皂泡课完全润湿毛细管，且密度与纯水近似相等，为1x103kg.m-3

8.关于合成氨反应，有学者提出如下不同反应机理:【回忆】

机理一：N2（g）+2(Fe)2N(Fe)(1)速率控制步骤

K1

K2

2N（Fe）+3H2(g)2NH3(g)+2(Fe)(2)对峙反应

k2

K3

机理二：H2(g)+2(Fe)2H(Fe)(3)kH=

K3

K4

N2(g)+2(Fe)2N(Fe)(4)kN=

K4

K5

H2（g）+H(Fe)+N(Fe)NH3(g)+2(Fe)(5)速率控制步骤

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实际上发现，低压时，NH3(g)对反应有抑制作用，但高压时，反应速率与NH3(g)的分

压无关，请导出上述两个机理的速率方程，指出两个机理各对应于何种类型（高压或低压）

的反应。

9.如下反应，正逆反应均为一级,

k

A1B

k-1

-1

已知：lg(k1/s)＝－2000/(T/K)＋4.0

lgK(平衡常数)＝2000/(T/K)－4.0

反应开始时，c0＝0.5mol·dm-3,c0＝0.05mol·dm-3,试计算：

AB

(1)逆反应活化能；

(2)400K时,反应到10s时，A和B的浓度；

(3)400K时,反应达平衡时，A和B的浓度。

10.在0℃时0.1mol.dm-3盐酸中的H+和C1-的淌度分别为365X10-9和79×10-9m2.v-1.s-1.

（1）计算该溶液的电导率

（2）将该溶液置于均匀截面为0.200cm2的管中做界面移动法实验，并且将HC1装在阴

极端，试问当通以5mA的电流以后，界面向阴极区移动多少？

（3）施加的电场强度（电位梯度为多少？）

11、由固态铝、铝—锌合金及熔化物AlCl3-NaCl为电解质组成原电池，653K时，当合金中

Al的物质量分数为0.38时，测得电池电动势为7.43×10-3V，电动势的温度系数a=2.9×

10-5v.k-1

（1）写出电池表达式，电极反应和电池反应

（2）求合金中Al的活度及活度系数

（3）求合金中的偏摩尔自由能，偏摩尔焓和纯Al的摩尔自由能与摩尔焓之差。

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厦门大学2016年招收攻读硕士学位研究生

入学考试试题

科目代码：826

科目名称：物理化学

招生专业：化学化工学院、材料学院、能源研究院各专业

考生须知：1.答题必须使用黑（蓝）色墨水（圆珠）笔：不得直接在试题（草稿）

纸上作答；凡未按规定作答均不予评阅、判分；责任考生自负。

一、选择题（6题，每题两分，共12分）

1-1.298K时HCl（g，Mr=36.5）溶解在甲苯中的亨利常数245kPa.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、137kPaB、11.99kPaC、14.9kPaD、49kPa

【考点解析】本题主要考的是亨利定律。做题时注意亨利定律的三种表述方式的区

别,，将盐酸的浓度转化为mB形式,再将该值带入即可得到答案

【参考答案】A

1-2.气体在固体表面上发生等温吸附过程，体系熵如何变化

（）

A、∆S>0B、∆S<0C、∆S=0D、∆S≧0

【考点解析】本题2007年已考过。等温吸附过程中∆U=Q+W=0，又∆S=Q/T,可得∆

S<0，或者，气体被固体吸附，平动自由度降低，有序度增加，熵变小于零。

【参考答案】B

1-3.在288k时H2O（l）的饱和蒸汽压为1702Pa，当0.6mol的不挥发溶质B溶于

0.54kg时蒸汽压下降42Pa，溶液中的活度系数x应为

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（）

A、0.9804B、0.9753C、1.005D、0.9948

【考点解析】该题主要考的知识点是拉乌尔定律PB=αB.PB*,αB=xB.γx

PH2O=1702Pa-42Pa=1660Pa,由PH2O=αH2O.PH2O*得到αH2O，再由αH2O=xH2O.γx得到γx值

0.9948

【参考答案】D

1-4.分子的平动能、转动能、振动能的能级间隔的大小顺序是：

（）

A、平动能>振动能>转动能B、振动能>平动能>转动能

C、振动能>转动能>平动能D、转动能>平动能>振动能

【考点解析】本题为统计热力学题目，对统计热力学基础知识和公式考察。

【参考答案】C

22

1-5.对于水溶液中的反应[Co(NH3)5Br]OH→[Co(NH3)5OH]Br，如

果增加离子强度，此反应的速率将

（）

A、不变B、增大C、达到爆炸极限D、降低

【考点解析】本题的考点是溶液的原盐效应。lg(k/ko)2AZAZBIzAzB<0,为负

原盐效应；zAzB>0,为正原盐效应。本题中为负原盐效应,所以反应速率随离子强度I的增

加而减弱。

【参考答案】D

1-6.用对消法则测定电池电势，若实施中发现检测流计始终偏向一边，则可能原因是

（）

A、被测定电池温度不均匀B、被测定电池两遍接反了

C、搅拌不充分使浓度不均匀D、检流计灵敏差

【考点解析】检测流计始终偏向一边这是有电极接反所导致的，A、B、C、D中只

有B符合题意。

【参考答案】B

二、计算题（9题，共138分）

2.碳酸钙是工业上生产生石灰石（CaO）和电石（CaC2）的重要原料

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CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）（封闭体系，T或P一定）（1）

CaO（s）+3C（s）=CaC2（s）+CO（g）（2）

（s）+H2O(l)=CaO(s)+C2H2(g)（3）

在一定的温度范围内，反应（1）的相图如下

图1（s）分解的p-t图

表格1物质在298.2K的热力学值表

θ-1θ-1-1

∆fHm/kJ.molSm/J.mol.K

CaO（s）-635.139.75

C2H2(g)227.07200.9

CO（g）-110.5197.7

（g）-393.5213.8

CaC2-6070.2

（1）求

fHm[CaCO3(s),298.2K]

（2）在298.2K空气中P=37.0Pa，分析自然界中CaO（s）与（s）何者更

CO2

稳定。

（3）用（1）（2）（3）制备乙炔，得到的乙炔是否合适作燃料。（该题由于所给题

数据不全，参照14年做了适当的变动）

【考点解析】本题主要考查了化学平衡以及化学反应的热力学等知识点。重点考查了

化学反应平衡常数与温度之间的关系式，此外还考查了盖斯定律等知识点。这些知识点是

每年必考的内容，考生要重点掌握。

【参考答案】

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3.将一玻璃球放入真空容器中，球中1molH2O（l）（101.3KPa，373K），真空容

器内部恰好容纳1mol的（g）（101.3KPa，373K），若保持整个体系的温度为

373K，该球被撞击后全部汽化为水蒸气，计算Q、W、∆V、∆H、∆S、∆G、∆A，这一过程是自

发的吗？用哪一个热力学性质作为判据？试说明之。已知水在101.3kPa，373K时的蒸发热

为40668.5J·mol-1。

【考点解析】

本题主要考查的是考生对热力学第二定律和第三定律的掌握，该题是真空蒸发，考生

在求做功时要注意外压(Pe)为0，因此W=0，而∆H、∆S、∆G、∆A都是求状态函数的变

化，只要知道初始状态就可以了，因此可以看成是等温等压过程来算就可以了，而后者是

我们熟悉的过程。另外考生还要了解热力学第三定律，及各判断依据的应应用条件，本题

是等温等容，因此用∆A。该知识点是考试的必考知识，考生要牢牢掌握才可以。

【参考答案】

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4.某实际气体的状态方程为PV=nRT+αP+βP2（α、β为常数），在等温下将物质的

量为n的该气体从P1压缩至P2，试计算此气体的∆A和∆G。

【考点解析】本题的考点有两方面，一方面考察实际气体的状态方程。另一方面考察

热力学四个基本方程。考生要做好该题，首先对四大基本热力学公式要熟悉，本题考察的

是∆A和∆G.此外还要了解两者之间的关系。

【参考答案】

5.

【考点解析】平衡常数的考察，H2+I2===2HI,两次实验，浓度不同，告诉反应的生成

量的X,因为温度没有变，所以两次实验平衡常数相等，即可求出X,最后求反应的平衡常

数，要知道什么条件下各个常数之间相等.

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【参考答案】

6.已知二组分A,B体系的等压相图如下18分

（1）写出水平线EF的相平衡关系式，物系点X及垂线CD上体系的自由度是多少？

（2）绘制从物质点X开始冷却的步冷曲线，并说明冷却过程的相变化情况；

-1-1

（3）已知纯A的熔化熵∆fusSm=30J·K·mol,熔点为610K，其固体热容较液体热容

-1-1

小5J·K·mol.低共熔点温度为510K时，溶液组成为XA=0.6(摩尔分数)，把A作为

理想液体混合物中的溶剂时，求在低共熔点时，溶液中A组分的活度系数γA。。

【考点解析】

本题为每年必考知识点。相图尤其是二组分相图是考试的重点。考生需要熟练掌握二

组分相图上的点、线、面所表示的意思。尤其是二组分体系中有新物质生成时，要从相图

中判断是稳定化合物还是不稳定化合物。两相区经常会涉及到应用杠杆原理来计算某组分

的质量或无质量。本题第三问你用到了多组分体系中依数性凝固点降低来算活度系数。

【参考答案】

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7.（1）为什么在相同的风力下，和海面的浪比湖面大？用泡沫护海堤的原理是

什么？

（2）

【考点解析】

根据以往几年考题的分布来看，本题主要考的是表面物理化学。以往表面主要看选择

题和简答题。考的知识点主要是表面张力及表面吉布斯自由能、弯曲表面上的附加压力和

蒸气压。前者主要是选择题或简答题，后者是每年的考试热点，主要以计算题形式出现。

【参考答案】

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（1）答：从物理化学表面张力知识讨论，通常原子之间若是金属键的，表面张力

最大，其次是离子键，极性共价键，具有非极性共价键分子的物质表面张力最小，水因为

有氢键，所以表面张力也比较大。海水海水中的无机盐离子要比湖泊中多，所以溶液表面

张力较大，刮风时威力较大，因此浪比较高！泡沫护堤中所谓的泡沫是一种表面活性剂，

当它们以低浓度存在某一系统中时，使这些物质表面的表面张力明显降低。因此，泡沫护

堤也就是用一种表面活性剂使溶液表面张力降低的原理！

（2）

8.关于合成氨反应，有学者提出如下不同反应机理:【回忆】

机理一：N2（g）+2(Fe)2N(Fe)(1)速率控制步骤

K1

K2

2N（Fe）+3H2(g)2NH3(g)+2(Fe)(2)对峙反应

k2

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K3

机理二：H2(g)+2(Fe)2H(Fe)(3)kH=

K3

K4

N2(g)+2(Fe)2N(Fe)(4)kN=

K4

K5

H2（g）+H(Fe)+N(Fe)NH3(g)+2(Fe)(5)速率控制步骤

实际上发现，低压时，NH3(g)对反应有抑制作用，但高压时，反应速率与NH3(g)的分

压无关，请导出上述两个机理的速率方程，指出两个机理各对应于何种类型（高压或低

压）的反应。

【考点解析】该题主要考查对化学反应动力学方程的推导能力，考生必须要学会融合

利用什么时候用稳态近似和平衡假设。本题的另一个考点是气-固相表面催化反应的速率方

程推导，其中涉及表面反应的几种类型要记牢。还要熟练掌握单原子