苏州大学2016年853物理化学（含答案）考研真题

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苏州大学

2016年硕士研究生入学考试初试试题（A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

"压强",即物理化学中通常称为"压力"的物理量,其量纲应该是什么?（）

(A)动量(B)力(C)动能(D)加速度

面积·时间面积·时间面积·时间面积·质量

A

2、2分

在一绝热箱中装有水，水中通一电阻丝，由蓄电池供电，通电后水及电阻丝的温度均略有

升高，今以水和电阻丝为体系，其余为环境，则有：()

(A)Q<0,W=0,ΔU<0

(B)Q=0,W<0,ΔU>0

(C)Q>0,W=0,ΔU>0

(D)Q<0,W=0,ΔU>0

B

3、2分

某气体在恒压升温和恒容升温过程中（无非体积功）所吸收的热量相同，试比较恒压过程

体系升高的温度dTp与恒容过程体系升高的温度dTV的大小。

()

(A)dTp>dTV(B)dTp=dTV

(C)dTp<dTV(D)dTpdTV

C

4、2分

理想气体从状态I经自由膨胀到状态II，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性？

()

(A)ΔH(B)ΔG(C)ΔS(D)ΔU

C

5、2分

纯液体苯在其正常沸点等温汽化，则：()

(A)ΔvapU=ΔvapH，ΔvapF=ΔvapG，ΔvapS>0

(B)ΔvapU<ΔvapH，ΔvapF<ΔvapG，ΔvapS>0

(C)ΔvapU>ΔvapH，ΔvapF>ΔvapG，ΔvapS<0

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(D)ΔvapU<ΔvapH，ΔvapF<ΔvapG，ΔvapS<0

B

6、2分

已知373.15K时，液体A的饱和蒸气压为133.32kPa，另一液体B可与A构成理想液

体混合物。当A在溶液中的物质的量分数为1/2时，A在气相中的物质量分数为2/3时，

则在373.15K时，液体B的饱和蒸气压应为：()

(A)66.66kPa(B)88.88kPa

(C)133.32kPa(D)266.64kPa

B

7、2分

硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在101325

Pa的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种?()

(A)3种(B)2种(C)1种(D)不可能有硫酸水合物与之平衡共存

C

8、2分

在恒温恒压下,化学反应aA+bB=lL+mM的ΔrGm所代表的意义在下列说法中哪种是

错误的?()

(A)ΔrGm表示有限物系中反应进行时产物与反应物间的吉氏自由能之差(即终态与始态

的自由能之差)

(B)ΔrGm表示有限的反应物系处于该反应进度时的反应倾向

(C)ΔrGm表示若维持各反应物化学势不变时发生一个单位反应时的吉布斯自由能变化

(D)ΔrGm代表变化率(G/)T,p,即表示在G-图上反应进度为时的曲率线斜率

A

9、2分

不饱和溶液中溶剂的化学势与纯溶剂的化学势*的关系式为：()

（A）*（B）*（C）*（D）不能确定

C

10、2分

电解质i在溶液中的离子平均活度系数为i(=)，下列判断i大小的说法哪个正确？

（）

(A)i≤1(B)i≥1

(C)A、B都有可能(D)i恒小于1

C

11、2分

满足电池能量可逆条件的要求是：（）

(A)电池内通过较大电流

(B)没有电流通过电池

(C)有限电流通过电池

(D)有一无限小的电流通过电池

A

12、2分

E

298K时，某电池E=1.00V，()4.01041VK，此电池可逆提供1F电量时

Tp

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的热效应为：（）

(A)-96500J(B)96500J

(C)-84997J(D)11503J

B

13、2分

如果臭氧(O3)分解反应2O3→3O2的反应机理是：

O3→O+O2(1)

O+O3→2O2(2)

请你指出这个反应对O3而言可能是：()

(A)0级反应(B)1级反应

(C)2级反应(D)1.5级反应

C

14、2分

纯液体温度升高时，表面张力（）

(A)随温度升高指数增大（B）随温度升高线性降低

(C）随温度呈对数变化（D）不变

C

15、2分

汞不湿润玻璃，其密度=1.35×104kg·m-3，水湿润玻璃，密度=0.9965×103kg·m-3，

-4-3

汞在内径为1×10m的玻璃管内下降h1，在直径为1×10m的玻璃管内下降h2；水在直

-4-3

径为1×10m的玻璃管内上升h3，在直径为1×10m的玻璃管内上升h4，令h1/h2=A，

h3/h4=B，则有：()

(A)A>B(B)A<B

(C)A=B(D)不能确定A与B的关系

B

二．计算题（共７题，９0分）

16.将298.15K的1molO2从p绝热可逆压缩到6p，试求Q，W，ΔU，ΔH，ΔF，ΔG，ΔS

-1-1

和ΔS隔离。已知Sm(O2,29815K)=205.03J·K·mol。

[答]依题意Q=0，ΔS体=0，ΔS隔离=0(3分)

W=-ΔU=CV(T1-T2)，

由绝热可逆过程方程得T2=495.5K(1分)

所以W=CV(T1-T2)=-4.142kJ，ΔU=4.142kJ(1分)

ΔH=Cp(T2-T1)=5.799kJ(1分)

ΔF=ΔU-Δ(ST)=ΔU-SΔT=-36.720kJ(2分)

ΔG=ΔH-SΔT=-35.063kJ(2分)

-1

17.苯的正常沸点为353K，摩尔汽化焓是ΔvapHm=30.77kJmol,今在353K,p下，将1mol

液态苯向真空等温汽化为同温同压的苯蒸气（设为理想气体）。

(1)计算该过程中苯吸收的热量Q和作的功W；

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(2)求苯的摩尔汽化自由能ΔvapGm和摩尔汽化熵ΔvapSm；

(3)求环境的熵变；

(4)使用哪种判据，可以判别上述过程可逆与否？并判别之。

[答](1)W实际=p外ΔV=0(1分)

设等温可逆汽化：Qp=nΔvapHm=30.77kJ(1分)

WR=pVg=nRT=2.935kJ(1分)

ΔvapUm=Qp-WR=27.835kJ(1分)

Q实际=ΔvapUm+W实际=27.835kJ(1分)

-1

(2)ΔvapSm=nΔvapHm/T=87.2J·K(1分)

ΔvapGm=0(1分)

-1

(3)ΔS环=-Q实际/T=-78.9J·K(1分)

-1

(4)ΔS总=ΔvapSm+ΔS环=8.3J·K>0(1分)

所以原过程为不可逆过程。(1分)

-7

18.CO2在高温时按下式分解2CO2→2CO+O2,在p，1000K时解离度为2.0×10，1400

K时为1.27×10-4，设在该温度范围内反应热效应不随温度而改变，则在1000K时反应的

$

ΔrGm和ΔrS各为多少？

[答]2CO2(g)2CO(g)+O2(g)

1mol×(1-α)αmol(1/2)αmol

分

nB=(1+α/2)mol(1)

B

所以p(CO)=x(CO)p=2.0×10-7p(1分)

-7

p(O2)=1.0×10pp(CO2)≈p(1分)

$-21

Kp(1000K)=4.0×10(1分)

K(1400K)=1.0×10-12(1分)

-1

根据等压方程求得：ΔrH=563kJ·mol(1分)

-1

ΔrG(1000K)=-RTlnK(1000K)=390kJ·mol(2分)

ΔrS(1000K)=[ΔrH(1000K)-ΔrG(1000K)]/1000K

=173J·K-1·mol-1(2分)

19.混合气体A,B,C的组成为：yA=0.4，yB=0.2。在一定温度下等温压缩此混合气体,问：

(1)加压至多大时开始有液相析出?液相组成是多少?

(2)继续加压至多大压力,此混合气体刚好全部凝结为液体?

***

已知在此温度下,各纯物质的饱和蒸气压分别为pA=53329Pa;pB=26664Pa;pc=13332

Pa(设混合气体为理想气体,构成的溶液为理想溶液)。

[答](1)当加压至p时开始有液相析出,成气液平衡,设液相组成为

xA,xB,xC,此时气相组成视为不变

*

yA=pA/p=pAxA/p=0.4

*

yB=pB/p=pBxB/p=0.2

*

yC=pC/p=pCxC/p=0.4-------------(1)

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xA+xB+xC=1-------------(2)

联立(1),(2)式解得：

p=22220Pa(3分)

xA=xB=0.1667(3分)

xC=0.6666(1分)

(2)当气体全部凝结为液相时,液相组成为：

xA=0.4；xB=0.2；xC=0.4,

此时平衡蒸气的气相分压为：

*

pA=pAxA=21332Pa(1分)

*

pB=pBxB=5333Pa(1分)

*

pC=pCxC=5333Pa(1分)

p=pA+pB+pC=31998Pa(1分)

20.试设计一个电池，在其中进行下述反应

2++3+

Fe(a2)+Ag(a1)─→Ag(s)+Fe(a3)

(1)写出电池的表达式

(2)计算上述电池反应在298K时的平衡常数K

-1

(3)设将过量磨细银粉加到浓度为0.05mol·kg的Fe(NO3)3溶液中，当

反应达平衡后Ag+的浓度为多少？（设活度系数均等于1）

已知(Ag+,Ag)=0.7991V,(Fe3+,Fe2+)=0.771V.

[答](1)Pt│Fe3+,Fe2+‖Ag+│Ag(s)(3分)

(2)E=((Ag+/Ag)-(Fe3+/Fe2+)=0.0281V

$

lnKa=zFE/RTK=2.988(3分)

(3)Fe2++Ag+─→Ag(s)+Fe3+

平衡时xx(0.05-x)mol·kg-1

K=(0.05-x)/x2x=0.0442[Ag+]=0.0442mol·kg-1(4分)

21.正丁烷在298K时完全氧化：

C4H10(g)+13/2O2(g)─→4CO2(g)+5H2O(l)

$-1-1-1

rHm=-2877kJ·molrS=-432.7J·K·mol

假定可以利用此反应建立起一个完全有效的燃料电池，计算：

(a)最大的电功

(b)最大的总功(298.15K)

-1

[答](a)rG=rH-TrS=-2750kJ·mol

-1

最大电功是-rG=2750kJ·mol(2分)

(b)总功是-rF=-[rG-(pV)]

=-[rGm-∑RT]

=2739kJ·mol-1(∑=-3.5)(3分)

-13-1

22.双分子反应CO＋NO2—→CO2＋NO的速率常数写为k/mol·dm·s＝1.2×

1010exp(-132kJ·mol-1/RT),在一定体积下反应时,10h后,NO分压是多少(已知反应温度为600

K,CO，NO的最初压力分别为666.6Pa和933.3Pa)。

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[答]T=600K时,k=3.9×10-2mol-1·dm3·s-1(2分)

用压力表示时,则k=(3.9×10-5)/(8.314×600)Pa-1s-1=7.82×10-9Pa-1·s-1(3分)

设CO,NO2始压力为pB，pC,t时刻NO分压为x,则

[1/t(pB-pC)]ln[pC(pB-x)/pB(pC-x)]=k,

则x=142.7Pa(5分)

三．问答题（3题，共30分）

1dcAm

23.有一反应mAnB是一基元反应，其动力学方程为-=kc，cA单位是

mdtA

mol·dm-3，问：

（1）k的单位是什么？

dc

（2）写出B的生成速率方程B；

dt

分别写出当m=1和m1时k的积分表达式。

[答](1)若时间以s表示，则k单位为dm3(m-1)·mol1-m·s-1（2分）

dcBndcAm

(2)=-=nkcA（2分）

dtmdt

1cA,0

m=1,k=ln（4分）

mtcA

(3)（2分）

1

m1,k=(c1-m-c1-m)

t(m1)A,0A

24.已知H2O-NaI体系的相图如下:

(1)指出a,b各点的相态、相数与自由度,并说明这些点所代表的意义；

(2)指出cd线,1,2区的相数,相态与自由度；

(3)以0℃纯水为标准态,求10%的NaI水溶液降温至-10.7℃时,饱和溶液中水的活度?

已知水的凝固热为-600.8Jmol-1。

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[答](1),(2)如下表：

(3)H2O(s,-10.7℃)H2O(含NaI10%的溶液,-10.7℃)

$