吉林大学2001-2006年物理化学考研真题

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2001年吉林大学硕士试题-----物理化学

一、（16分）

1摩尔水放在置于真空箱内的小玻璃泡中，25℃下将玻璃泡打破，有一半水蒸发成蒸气压为

3200Pa的水蒸气（视为理想气体），已知该温度、压力下水的气化热为2469J•g-1，计算

此变化的Q、W、△U、△H、△S（环）、△F、△S及△G值。

二、（14分）

反应CuSO4•3H2O（s）=CuSO4（s）+3H2O（g），在25℃和50℃时的Kpθ分别为10-6和

10-4，（1）求算该反应在50℃时的△rGmθ、△rHmθ及△rSmθ及自由度f；（2）为使

0.01molCuSO4（s）在25℃完全转化为三水化合物，至少需要多少摩尔的水蒸气通入25℃容

积为2dm3的烧瓶中？（水蒸气视为理想气体）

三、（6分）

在温度300K时将5molA和5molB混合形成理想液体混合物，求△mixV、△mixH、△mixS及

△mixG。

四、（12分）

对于物质A的反应，经检测发现：1小时后A已经反应了80%，试求3小时后A还剩多

少没反应？假设该反应对A为（1）一级；（2）二级。

五（12分）

25℃时测得电池：Ag（s）|AgCl（s）|HCl（aq）|Cl2（Pθ）|Pt的电动势E=1.136V，

已知该温度下的φθ（Cl2/Cl-）=1.358V，φθ（Ag+/Ag）=0.799V，法拉第常数

F=96500C•mol-1，试求AgCl（s）的标准生成吉布斯自由能△rGmθ和活度积KSP。

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2002年吉林大学硕士试题-----物理化学

一、（18分）

5mol理想气体（双原子分子），Cp，m=29J•K-1•mol-1，始态温度为400K，压力为200kPa。

（1）用一个600K的热源将体系等容加热到600K，求Q、W、△U、△S（体）及△S（环）；

（2）将始态经绝热可逆膨胀过程变到压力为100kPa，的终态，求Q、W、△S及△G。已知

该气体的摩尔熵Sm（400K，200kPa）=219.2J•K-1•mol-1）。

二、（12分）

分解反应2NaHCO3（s）=Na2CO3（s）+H2O（g）+CO2（g）在298K进行时△rHmθ=156kJ•mol-1，

平衡体系的总压力为2.2Pa，假设反应的△Cp,m=0，试求：

（1）298K时分解反应的平衡常数Kpθ，反应的△rGmθ；（2）596K时NaHCO3（s）分解反

应的Kpθ；（3）596K时在真空容器中分解达平衡时体系的组分数及自由度数。

三、(14分)

溴乙烷的分解反应为一级反应，已知反应速率常数k=3.8×1014exp（-Ea/RT）（s-1），

Ea=229kJ•mol-1，kB=1.38068×10–23J•K-1，h=6.6262×10–34J•s。（1）求

每秒钟分解率为1%时的温度；（2）计算773K时△rHmθ、△rSmθ。

四、（16分）

可逆电池Pt|H2（Pθ）|HCl（m=0.1mol•kg-1）|Hg2Cl2（s）|Hg（l）|Pt的电动

势与温度的关系为E（v）=0.0694+1.881×10–3T-2.9×10–6T2，F=96500C•mol-1。

（1）写出电池反应；（2）求25℃时电池的电动势；（2）25℃时电池产生2mol电子电量

时反应的及△rGmθ、△rSmθ、△rHmθ、QP可逆热Qr；

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2003年吉林大学硕士试题-----物理化学

一、（18分）

1克水放在小玻璃泡中，玻璃泡置于真空箱中，25℃时将玻璃泡打破后有一半水蒸发，此时

蒸气压为3200Pa，已知25℃时在3200Pa压力下水的气化热为2469J•g-1，试计算此过程

的Q、W、△U、△H、△S、△S（环）、△F及△G值，并判断该变化过程的方向。

二、（12分）

在温度T时，有两个由A和B组成的理想液体混合物，第一个含1molA和3mol的B，在该

温度下，气液平衡时的总蒸气压为101325Pa；第二个含2molA和2molB，相应的平衡总蒸气

压大于101325Pa。当加6mol组分C入溶液之后，总压降到101325Pa。已知纯C在该温度下

的饱和蒸气压为81060Pa，试计算纯A及纯B在该温度下的饱和蒸气压。

三、（18分）

钙和镁的固液二组分体系的相图如下：

1）确定各相区及AB和MN线的相态和自由度f*；

2）将含钙40%的混合物700克熔化后，放置冷却

到514℃前，可获得固体化合物最多为若干克？

四、（12分）

反应CuSO4•3H2O（s）=CuSO4（s）+3H2O（g），在25℃和50℃时的Kpθ分别为10-6和

10-4，（1）计算该反应在50℃时的△rGmθ、△rHmθ及△rSmθ；（2）为使0.01molCuSO4

（s）在25℃完全转化为三水化合物，至少需要多大压力的水蒸气？

五、（15分）

673K时将NO2（g）通入反应器，测其压力为26.66kPa，试求当发生反应：

NO2（g）=NO（g）+1/2O2（g），并进行到45.7秒时，反应器内压力多大？反应的活化能

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是多少？已知该反应的速率常数k与温度T有如下关系：

lnk（dm3•mol-1•s-1）=-12.8867×103/T（K）+20.27

六、（15分）

25℃时测得下列电池的电动势E=1.136V，Ag（s）|AgCl（s）|HCl（aq）|Cl2（Pθ）

|Pt该温度下的φθ（Cl2/Cl-）=1.358V，φθ（Ag+/Ag）=0.799V，试求AgCl（s）

的标准生成吉布斯自由能△rGmθ和活度积KSP。

2004年吉林大学硕士试题-----物理化学

一、（15分）

在298K，Pθ=105Pa压力下的1dm3O2（理想气体），经绝热压缩到5×Pθ，消耗功502J，

求终态的温度T2、熵S2及变化的△H、△G值。已知O2的标准摩尔熵Smθ（298K）

=205.14J•K-1•mol-1。

二（15分）

氢醌的蒸气压实验数据如

下：s≒gl≒g

T/K405.5436.7465.2

489.1

P/

Pθ0.0013160.013160.052630.1316

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试求：（1）氢醌的摩尔升华热△subHm、摩尔气化热△vapHm、摩尔熔化热△fusHm（设均不

随温度而改变）；（2）气、液、固三相共存的温度和压力；3）该体系三相共存时的独立

组分数及自由度数。

三、（15分）

水为溶剂的某稀溶液含有非挥发性溶质，在271.7K时凝固。（1）求该溶液的正常沸点；（2）

在298.2K时的蒸气压（此时纯水的蒸气压为3168Pa）；（3）在298.2K时的渗透压。（已

知水的Kf=1.86K•kg•mol-1，Kb=0.52K•kg•mol-1）

四、（15分）

丁烯-1催化脱氢制丁二烯的反应CH3CH2CH=CH2（g）→CH2=CH-CH=CH2（g）+H2（g）原料气

的组成为丁烯-1：水蒸气=1：15，操作压力为2×Pθ（=202.65kPa），要使丁烯-1的平衡

转化率达到40%，这时反应体系的温度应为多少？已知丁烯-1和丁二烯在25℃时的△fGmθ

分别为72.05和153.08kJ•mol-1，在所研究的温度范围内△rHmθ=110.75kJ•mol-1，且

与温度无关。

五（15分）

可逆电池H2（g，Pθ）|HCl（m=0.01mol•kg-1）|AgCl（s），Ag（s）的电动势与温度

的关系为E=-0.096+1.90×10–3T–3.041×10–6T2（1）写出电极反应，电池

反应；（2）计算25℃时电池电动势及电池产生1mol电子电量时的△rGm、△rSm、△rHm

与

△rCP，m，热量Qr、Qp（25℃，上述电池反应在电池外恒压下进行时的热量）。

六、（15分）

反应NO2（g）→NO（g）+1/2O2（g），实验确定速率方程为–d[NO2]/dt=k[NO2]2，

速率常数k与温度的关系为lnk（dm3•mol-1•s-1）=-12.6×103/T+20.26，求：

（1）求在427℃时，由起始压力为2.5×104Pa的NO2，在密闭容器中反应到总压力

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为

3.1×104Pa时所需要的时间；（2）求表观活化能Ea及指前因子A的值。

2005年吉林大学硕士试题-----物理化学

一、（15分）

5mol单原子分子理想气体始态的温度为373.6K，压力为2.750Mpa，经绝热不可逆压缩到达

终态。该过程的△Sm=20.92J•K-1•mol-1。W=6.275kJ。已知Smθ（373.6K）

=167.4J•K-1•mol-1。求终态的温度P2、V2、T2及过程的△U、△H、△G、△F。

二、（15分）

在660.7K时，金属K和Hg的蒸气压分别是433.2kPa和170.6kPa，在K和Hg的物质

的量相同的溶液上方，K和Hg的蒸气压分别为142.6kPa和1.733kPa，计算：（1）K和Hg

在溶液中的活度和活度系数；（2）若K和Hg分别为0.5mol，计算它们的△minG、△minS

和△minH。

三、（15分）

将1.1克NOBr放入一55℃抽成真空的体积为1升的容器中加热到25℃，此时容器内

均为气态物质，总压力为32424Pa，其中存在以下化学平衡：2NOBr=2NO+Br2将容器内的气

体视为理想气体，求上述反应在25℃时的标准自由能△rG0。

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四、（15分）

某一级反应在450K和500K时速率常数分别为3.67×10-7s-1和5.12×10-5s-1，求该反应

的活化能Ea和500K时的活化熵△≠Sm0、活化焓△≠Hm0。

五、（15分）

电池Pt，H2（g，Pθ）|NaOH（aq）|HgO（s），Hg（l），（g），Pt在298K时的电动势

E=0.9261V。已知△fHm0（HgO，s）=-90.71kJ•mol-1，△fHm0（H2O，l）=-285.84kJ•mol-1。

（1）写出电极反应与电池反应；（2）求298K时电池反应的平衡常数；（3）求308K时电

池的电动势E。

六、（15分）

（A）求NO（g）在298.15K及101325Pa时的摩尔熵。已知NO的Θr=2.42K，ΘV=2690K，

电子基态和第一激发态简并度皆为2，二能级间隔△ε=2.473×10-21J。

（B）下图是二组分体系的固液平衡相图，根据相图回答下列问题：

（1）列表写出用数字标识的各相区的相的组合；

（2）列表写出cd、ef、gh、CD、FG各线所代表

的体系的相数、相态与自由度；

（3）在温度为t1时，a点可以与o点平衡共存，

b点也可以与o点平衡共存。a点与b点二者可

否平衡共存？为什么？

2006年吉林大学硕士试题-----物理化学

一、（15分）

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1mol单原子分子理想气体，始态为202650Pa、11.2dm3，经PT=常数的可逆过程压缩

到终态为405300Pa，求：（1）终态的体积和温度；（2）△U和△H；（3）所作的功。

二、（15分）

Na在汞齐中的活度a2符合lna2=lnx2+35.7x2，x2为汞齐中Na的摩尔分数，求x2=0.04

时，汞齐中Hg之活度a1（汞齐中只有Na及Hg）。

三、（15分）

CO2的固态和液态的蒸气压分别由以下两个方程给出：lg（Ps/Pa）=11.986-1360K/T；lg

（Pl/Pa）=9.729-874K/T计算：（1）CO2三相点的温度和压力；（2）CO2在三相点的熔

化热和熔化熵。

四、（15分）

硫酸铜的脱水反应CuSO4•3H2O（s）=CuSO4（s）+3H2O（g），在25℃时的标准平衡常数

Kpθ=10-6，为了使0.01molCuSO4完全转化为CuSO4•3H2O（s），问在25℃的2dm3容器中

加入水蒸气的量至少应是多少？

五、（15分）

某化合物的分解是一级反应，该反应活化能Ea=14.43×104J•mol-1，已知557K时，

该反应速率常数k1=3.3×10-2s-1，现在要控制此反应在10min内，转化率达到90%，试问

反应温度应控制多少度？

六、（15分）

反应Zn（s）+CuSO4（a=1）→Cu（s）+ZnSO4（a=1）在电池中进行，15℃时