苏州大学2014年853物理化学（含答案）考研真题

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苏州大学

2014年硕士研究生入学考试初试试题（B卷）

科目代码：《853》满分：《150》分

科目名称：《物理化学》

注意：①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或

草稿纸上均无效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！

一、选择题（共15题，30分）

1、2分

下列的过程可应用公式△H=Q进行计算的是（）

(A)不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程

(B)不做非体积功，一直保持体积不变的过程

(C)273.15K，p下液态水结成冰的过程

(D)恒容下加热实际气体

【考点解析】热力学第一定律基本知识点考察，知道这个公式适用条件即可解答。

【参考答案】Ｃ。公式适用条件为等压不做非膨胀功的时候。

2、2分

25℃时，1mol理想气体等温膨胀，压力从10p变到p，体系吉布斯自由能变化多少？

()

(A)0.04kJ(B)-12.4kJ(C)1.24kJ(D)-5.70kJ

【考点解析】热力学第一定律知识点吉布斯自由能的考察，懂得吉布斯自由能计算公式，

以及理想气体等温膨胀过程。

【参考答案】Ｄ。通过题目所给数据，知道是等温膨胀过程，带入公式得出答案。

3、2分

理想气体经绝热可逆膨胀至一定的终态,该过程中体系的熵变ΔS体及环境的熵变ΔS环应

为：()

(A)ΔS体>0，ΔS环<0（B）ΔS体<0，ΔS环>0

(C)ΔS体>0，ΔS环=0（D）ΔS体=0，ΔS环=0

【考点解析】热力学第二定律关于熵的考察，重点理解绝热可逆过程。

【参考答案】Ｄ。因为为绝热可逆过程。

4、2分

若一气体的方程为pVm=RT+p(>0常数),则:()

UU

(A)()=0(B)()=0

VTpV

UU

(C)()=0(D)()=0

TVTp

【考点解析】热力学第一定律知识点关于内能的考察。

【参考答案】Ａ。根据热力学能的公式进行证明。

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5、2分

一恒压反应体系,若产物与反应物的Cp>0,则此反应()

(A)吸热

(B)放热

(C)无热效应

(D)吸放热不能肯定

【考点解析】热力学第二定律关于热容知识点的考察，

【参考答案】Ｄ。Cp是不能作为判断反应吸热还是放热的判据。

6、2分

苯在一个刚性的绝热容器中燃烧，则：（）

C6H6(l)+(15/2)O2(g)6CO2+3H2O(g)

(A)ΔU=0,ΔH<0,Q=0

(B)ΔU=0,ΔH>0,W=0

(C)ΔU=0,ΔH=0,Q=0

(D)ΔU≠0,ΔH≠0,Q=0

【考点解析】热力学第一定律相关知识点的考察，结合反应方程式进行应用，此类题目

重点掌握。

【参考答案】Ｂ。刚性（V=0）绝热容器可以推知W和Q均为零，因此ΔU=0,H=U+PV,推

知结果ΔH>0。

7、2分

Cl2(g)的燃烧热为何值?()

(A)HCl(g)的生成热

(B)HClO3的生成热

(C)HClO4的生成热

(D)Cl2(g)生成盐酸水溶液的热效应

【考点解析】热力学第一定律的考察，学会区分生成热和燃烧热。

【参考答案】Ｄ。燃烧热的定义。

8、2分

对不同物态的CO2（分别为s,l,g态），恒温压力增加，则化学势增加的趋势是：

()

(A)dμ(g)>dμ(l)>dμ(s)(B)dμ(s)>dμ(l)>dμ(g)

(C)dμ(l)>dμ(g)>dμ(s)(D)dμ(g)>dμ(s)>dμ(l)

【考点解析】考察化学势的相关知识点，本题重点掌握。

【参考答案】Ａ。气体混乱度高，化学势最大。

9、2分

在一简单的(单组分,单相,各向同性)封闭体系中,恒压只做膨胀功的条件下,吉布斯自

由能值随温度升高如何变化?()

(A)(G/T)p>0(B)(G/T)p<0

(C)(G/T)p=0(D)视具体体系而定

【考点解析】热力学第二定律关于吉布斯自由能基本公式知识点的考察，本题重点掌握。

【参考答案】Ｂ。根据dG=-SdT+VdP,恒压则dp=0,所以,温度升高则(G/T)p=-S<0。

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10、2分

已知298K时，下列电极电势：(Zn2+,Zn)＝－0.7628V,(Cd2+,Cd)＝-0.4029V,

-+

(I2,I)＝0.5355V,(Ag,Ag)＝0.7991V,下列电池的标准电动势最大的是：（）

2+2+2++

(A)Zn(s)│Zn‖Cd│Cd(s)(B)Zn(s)│Zn‖H│H2,Pt

2+-2++

(C)Zn(s)│Zn‖I│I2,Pt(D)Zn(s)│Zn‖Ag│Ag(s)

【考点解析】电化学中电动势知识点的考察，本题难度不大。

【参考答案】Ｄ，根据标准电极电势的公式计算求得答案D正确。

11、2分

一个可以重复使用的充电电池以1.8V的输出电压放电,然后用2.2V的电压充电使

电池恢复原状,整个过程的功、热及体系的吉布斯自由能变化为:()

（A)Q>0,W<0,△G=0（B)Q<0,W>0,△G>0

（C)Q>0,W<0,△G<0（D)Q<0,W>0,△G=0

【考点解析】热力学第二定知识点的考察，此类题目重点掌握。

【参考答案】D。G是状态函数，状态复原后△G=0，整个过程系统得到功即W＞0，又△U=0，

故Q=-W＜0.

12、2分

同一液体，其弯曲液面的蒸气压p1,水平面液面的蒸气压p2，在相同温度和外压下：

()

(A)p1>p2(B)p1<p2(C)p1=p2(D)p1>p2或p1<p2

【考点解析】界面化学模块知识点的考察，本题难度不大，概念性的考察。

【参考答案】Ｄ。大于还是小于看液面的凹凸类型。

13.、2分

在一定温度和浓度的水溶液中，带相同电荷数的Li+、Na+、K+、Rb+、…,它们的离子

半径依次增大，但其离子摩尔电导率恰也依次增大，这是由于：（）

(A)离子淌度依次减小(B)离子的水化作用依次减弱

(C)离子的迁移数依次减小(D)电场强度的作用依次减弱

【考点解析】电解质溶液知识点的基本考察，此类题目重点掌握。

【参考答案】Ｂ。离子的水化作用会使离子摩尔电导率增大。

14、2分

对于渗透平衡体系，相律的形式为：()

（Ａ）f＝Ｃ－＋３（Ｂ）f＝Ｃ－＋２

（ｃ）f＝Ｃ－＋１（Ｄ）f＝Ｃ－＋０

【考点解析】相平衡知识点的考察，重点理解渗透平衡体系。

【参考答案】Ａ．因为有两个平衡压力：p(纯溶剂)和(溶液)，再加上T，所以最后应加

3。

15、2分

描述固体对气体吸附的BET公式是在Langmuir理论的基础上发展而得的，它与

Langmuir理论的最主要区别是认为：

()

(A)吸附是多分子层的(B)吸附是单分子层的

(C)吸附作用是动态平衡(D)固体的表面是均匀的

【考点解析】界面化学知识点的考察，考察BET公式和Langmuir理论的区别

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【参考答案】Ａ。二者的区别就在于吸附是多分子层的。

二．计算题（共７题，９0分）

16、15分

在573.15K时，将1molNe（可视为理想气体）从1000KPa经绝热可逆膨胀到100kPa。

求Q,W,ΔU,ΔH,ΔS,ΔSiso和ΔG。已知在573.15K,1000kPa下Ne的摩尔熵Sm=144.2

J·K-1·mol-1。

【考点解析】热力学第一定律和第二定律知识点综合考察，理解绝热可逆膨胀过程熵变的情

况。

【参考答案】[答]因该过程为绝热可逆过程，故Q=0,ΔS=0

T2=T1exp[(R/Cp,m)ln(p2/p1)]=228.2K

W=-ΔU=nCV,m(T1-T2)=4.302kJ

ΔU=-4.302kJ

ΔH=nCp,m(T2-T1)=-7.171kJ

ΔS环境=0

ΔSiso=ΔS+ΔS环境=0

ΔF=ΔU-nSm(T2-T1)=45.45kJ

ΔG=ΔH-nSm(T2-T1)=42.58kJ

17、10分

(1)利用以下数据,计算298K时气态氯化氢的ΔfHm。

-1

NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)ΔH1(298K)=-50.4kJ·mol

物质(298K)NH3(g)HCl(g)NH4Cl(g)

-1

ΔfHm/kJ·mol-46.2x-315

-1

solHm/kJ·mol-35.7-73.516.4

(2)利用(1)的结果和下列热方程式计算1000K时气态HCl的生成焓。

-1-1-3

已知：Cp(H2,g)/J·K·mol=27.8+3.4×10T/K

-1-1-3

Cp(Cl2,g)/J·K·mol=34.8+2.4×10T/K

-1-1-3

Cp(HCl,g)/J·K·mol=28.1+3.5×10T/K

【考点解析】热力学第一定律知识点的考察，考察Cp在求解焓公式中的应用，难度不大，

计算过程有些复杂，细心注意。

【参考答案】答：(1)从所给数据可写出下述热化学方程式：

-1

①NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)；ΔH1=-50.4kJ·mol

-1

②NH3(g)+aq=NH3(aq)；ΔH2=-35.7kJ·mol

-1

③HCl(g)+aq=HCl(aq)；ΔH3=-73.5kJ·mol

-1

④NH4Cl(s)+aq=NH4Cl(aq)；ΔH4=16.4kJ·mol

-1

⑤1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)；ΔH5=-46.2kJ·mol

-1

⑥1/2N2(g)+2H2(g)+1/2Cl2(g)=NH4Cl(s)；ΔH6=-315kJ·mol

由①+②+③得⑦式：

-1

NH3(g)+HCl(g)+aq=NH4Cl(aq)；ΔH7=-159.6kJ·mol

⑥-⑤得⑧式：

-1

1/2H2(g)+1/2Cl2(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)；ΔH8=-268.8kJ·mol

⑧+④得⑨式：

-1

1/2H2(g)+1/2Cl2(g)+NH3(g)=NH4Cl(aq)；ΔH9=-252.4kJ·mol

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⑨-⑦得：

-1

1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)；ΔfHm(HCl)=-92.8kJ·mol

(2)对于1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)在1000K时的生成焓由基尔霍夫定律有：

1000K

ΔfHm(1000K)=ΔfHm(298K)+CTpd

298K

1000K

=-92800+(3.20.6103)dT

298K

=-94773J·mol-1

18、15分

实验测得固体和液体苯在熔点附近的蒸气压如下两式表示:

ln(ps/p)=16.040-5319.2K/T-----------------(1)

ln(pl/p)=11.702-4110.4K/T-----------------(2)

(1)试计算苯的三相点的温度和压力；

(2)求苯(固体)的摩尔熔化熵；

(3)计算压力增加到101.325kPa时,熔点变化为多少?

已知1mol液体苯的体积比固体苯大0.0094dm3。

【考点解析】相平衡知识点的考察，此类题目难度不大，重点掌握，学会应用Clapeyron方

程。

【参考答案】[答](1)在三相点时,ps=pl,故

16.040-5319.2K/T=111.702-4110.4K/T

解得：T=278.65K

由①式得三相点压力为：

ps=pexp(-5219.2K/T+16.040)=4.803kPa

(2)由①、②式分别可求升华焓和汽化焓,即

-1

ΔsubHm=(5319.2K)×R=44.224kJ·mol

-1

ΔvapHm=(4110.4K)×R=34.174kJ·mol

-1

由于ΔfusHm=βsubHm-ΔvapHm=10.05kJ·mol

-1-1

故ΔfusSm=ΔfusHm/T=36.07J·K·mol

根据Clapeyron方程,则

ΔT=(ΔVm/ΔfusSm)Δp=0.025K

19、10分

已知25℃下列各物质的热力学数据:

$-1-1-1-1

ΔfHm/kJmolΔfG/kJmolCp,m/JKmol

-3

CaCO3(s)-1206.9-1128.882.3＋49.8×10T

CaO(s)-635.1-604.241.8＋20.3×10-3T

-3

CO2(g)-393.5-394.428.7＋35.7×10T

试计算298K时CaCO3的分解压及平衡常数与温度的关系式。

【考点解析】化学平衡模块知识点的考察，难度不大，理解题目意思，计算正确即可完成。

【参考答案】答：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

-1-1

ΔrG=[-604.2-394.4-(-1128.8)]kJ·mol=130.3kJ·mol

$-23

Kp=exp(-ΔrG/RT)=1.44×10

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$

Kp=p(CO2)/p

-18

求得p(CO2)=1.46×10Pa

-3-1-1

ΔCp,m=(-11.8+6.2×10T/K)J·K·mol

$-1

ΔrHm=-635.1-393.5-(-1206.9)=178.3kJ·mol

ΔΔ×-32Δ

rH=Cp,mdT+H0=-11.8T+3.110T+H0

3-1

代以T=298K,ΔrH=178.3×10J·mol

3-1

求得ΔH0=181.5×10J·mol

3-32-1

则ΔrH=[181.5×10-11.8(T/K)+3.1×10(T/K)]J·mol

Δ2

lnK=(rH/RT)dT+I0

代以T=298K,K=1.46×10-18

求得I0=28.63

则lnK=28.63-21.83×103/(T/K)-1.42ln(T/K)+3.7×10-4(T/K)

20、15分

25℃时，TiCl在纯水中饱和溶液的浓度是1.607×10-2mol·dm-3，在0.1000mol·dm-3

NaCl溶液中是3.95×10-3mol·dm-3，TiCl的活度积是2.022×10-4，试求在不含NaCl和

含有0.1000mol·dm-3NaCl的TiCl饱和溶液中的离子平均活度系数。

【考点解析】电解质溶液知识点的考察，离子平均活度系数的求算公式要掌握。

22

【参考答案】[答]Ksp=a+a-=()(c/c)

1/2

=(Ksp)/(c/c)

不含NaCl的TiCl饱和溶液中

1/2

=(Ksp)/(c/c)=0.885

在0.1000mol·dm-3NaCl溶液中

'1/2

=(Ksp)/(c'/c)=0.702

21、15分

电池：Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Hg2Cl2(s)│Hg(l)

-4-1

在298K时的电动势E=0.0455V，(E/T)p=3.38×10V·K，写出该电池的反应，

并求出rHm，rSm及可逆放电时的热效应Qr及电池反应的平衡常数。（设电子得失为1）

【考点解析】电化学结合热力学的考察，重点掌握rHm，rSm以及Qr的计算公式。

【参考答案】[答]电池反应：Ag(s)+(1/2)Hg2Cl2(s)=AgCl(s)+Hg(l)

-1

rH=-zF[E-T(E/T)p]=5326J·mol

-1-1

rS=zF(E/T)p=32.61J·K·mol

-1

Qr=TrSm=9718J·mol

θθ

rGm=rH-TrSm=-RTlnK

22、10分

某化合物分解是一级反应，反应活化能为E=144.3kJ·mol-1，已知557K时反应速率

常数为3.3×10-2s-1，欲控制反应在10min内转化率达90%，试问反应温度应控制在多少

度？

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【考点解析】化学动力学第一定律知识点的考察，理解一级反应以及活化能即可完成此题。

【参考答案】

三．问答题（3题，共30分）

23、7分

一气体服从状态方程pVm=RT+Bp，且热容与温度无关。试导出绝热可逆膨胀中T与Vm

的关系式。

【考点解析】热力学第一定律的考察，理解绝热可逆膨胀过程的情况

【参考答案】[答](U/V)T=T(p/T)V-p=0

dU=(U/T)VdT+(U/V)TdV

=CVdT=-pdV=-[RT/(Vm-B)]dV

T2V2

(CV/T)dT=-[R/(Vm-B)]dV

TV

11

CVln(T2/T1)=-Rln[(Vm,2-B)/(Vm,1-B)]

R

CV

T2(Vm,2-B)=T1(Vm,1-B)

T(Vm-B)=常数

24、15分

已知Hg-Tl二组分体系的数据如下：

（1）绘制其温度-组成图（示意图）；

（2）指出各相区、水平线段、交点的相数；