大工化学各种真题

复试结束,把用过的资料发给大家

试题编号:586
考试日期:2003年1 月19日下午
大连理工大学二○○三年硕士生入学考试
《化工原理及实验》试题
注:试题必须注明题号答在答题纸上,否则试卷作废

一 填空(45分)
1 流体流动的两种基本类型为 ,判断流体流动类型的无因次数群(特征数)
2 在重力场中,流体的机械能衡算方程的适用条件是
3 流体流动过程中,影响摩擦因子的两个无因次数群是 ,在层流区,摩擦因子与 有关;在完全湍流区,摩擦因子与 有关
4 一般来说,随着流量的增大,离心泵的压头将 ,轴功率将
5 离心泵流量调节方法有两种,一种是 ,另一种是改变离心泵的
6 流化床中流体流速应该控制在 范围内
7 傅立叶定律表明,导热传热通量与 成正比,其比例系数一般称为

8 对填料塔气膜控制的逆流吸收过程,如其它操作条件不变,将气液流量同比例减少,则气体出塔组成 将 液体出塔组成 将
9 温度升高时,气相分子扩散系数将 液相分子扩散系数将
10 多级萃取的优点是 缺点是

11 间歇精馏塔只有 段,当回流比恒定条件下操作时,随操作时间的增加,塔顶产品组成 塔顶温度
12 某精馏塔塔顶上升蒸汽组成为y,温度为T,经全凝器冷凝到泡点温度t,部分回流入塔,其组成为x,则y x,T t
13 精馏塔设计时,若进料组成为 ,塔顶塔底产品组成为 , 和进料热状态参数q,及回流比R均不变,只增大进料量F,则所需要的塔径 所需要的理论板数
14 将不饱和空气在间壁式换热器中进行加热,使温度由 升高到 ,则其湿球温度
露点温度 相对湿度φ
二(20分) 如图所示,采用离心泵将20℃,45 的水从水池送至高位槽中,已知吸入管路的总长度(包括局部阻力的当量长度,下同)为50m,出口阀半开时排出管线的总长度为270m,吸入管线和排出管线的尺寸均为Φ108×4。管内流体流动的摩擦因子为0.024,其他数据如图所示,试求:
1. 泵入口处真空表的读数是多少
2 管路中泵的压头,有效功率及轴功率(泵的效率可取为70%)
3 若该泵的特性曲线可以表示为H=50.15-0.01 (压头H的单位为m,流量Q的单位为 )试求泵全开时(此时泵排除管包括局部阻力当量长度为100m)的流量和压头
4 定性分析出口阀由半开到全开时出口压力表和入口真空表的变化情况,并图示泵的工作点的变

化
三 (30分)拟用一板框过滤机在恒压下过滤某悬浮液,要求在1.5小时内得到2 滤液,已知过滤常数K=5× ,过滤介质阻力可以忽略不计,试求:
1 若用尺寸为900×900×30mm的板框,则需要滤框和滤板各多少
2 过滤终了时,用0.4 洗涤水进行洗涤,洗涤水的黏度与滤液黏度相同,洗涤压力差与过滤终了的压力差相同,则洗涤时间为多少
3 过滤辅助时间为0.5小时,则该过滤机的生产能力为多少
四 (19分)有一单程列管换热器,传热面积为40 (按外表面积)共有Φ25×2.5的传热管86根,现用该换热器以循环水冷却流量为28000kg/h的石油产品,石油走管程,两流体逆流换热,实际测得石油产品的进出口温度分别为90℃和50℃,冷却水的进出口温度分别为25℃和40℃,已知石油产品的比热容为 =2.8kJ/h,水的有关物性分别为
密度ρ=995 ,比热 =4.17kJ/kg℃
黏度μ=0.80× PaS 导热系数λ=0.618W/m℃ 试求
1 冷却水的用量
2 该换热器的总传热系数
3 管程和壳程的传热膜系数(又称表面传热系数),可忽略两侧的污垢热阻与管壁热阻
4* 由于污垢积累,石油产品的出口温度升高,为使石油产品的温度仍为50℃,需增加冷却水的流量使冷却水的出口温度为35℃,石油产品温度达到50℃,估算两侧的污垢热阻之和为多少(各物理性质数据可视为不变,忽略管壁热阻)
五 (19分) 在塔径为0.6m的常压填料塔中,以洗油为吸收剂逆流吸收煤气中的苯蒸汽,已知进塔的混合气量为916 (标准状态),其中含苯3%(摩尔百分比),要求苯的回收率为98%,进塔洗油中不含苯,其用量是最小溶剂用量的1.5倍,已知操作条件下的平衡关系为 =0.15x 气相总体积传质系数 =162 试求
1 洗油用量(kmol/h)
2 出塔洗油中苯 的摩尔分率
3 完成分离任务所需要的填料高度
4 每小时回收的苯多少千克
5* 若填料层高度无限高时,出塔气液相组成各为多少?
六 (19分)拟用连续精馏塔分离苯甲苯混合物,塔顶设全凝器,塔底设再沸器,在常压下操作已知进料流量为1000kmol/h含苯0.4(摩尔分率,下同),要求塔顶馏出液中含苯为0.95,苯回收率不低于90%,泡点回流,回流比是最小回流比的2倍。操作条件下苯甲苯的平均相对挥发度为2.5,试求
1 塔顶,塔底产品的流量和塔底产品的组成
2 最小回流比
3 写出精馏段操作线和提馏段操作线方程
4 从塔顶往下数第二块理论板下降液体的组成
七(10分)在一常压绝热干燥器内干燥某湿物料,现用温度30℃,湿度为0.01kg水/kg干空气的新鲜空气,经间壁式预热器预热至120℃后进入干燥器,离开干燥器的废气温度为70℃,干燥器的生产能力为600kg/h(按干燥产品计),进入干燥器的湿物料含水量为10%(湿基,下同),产品含水量为2%,若干燥过程可视为理想干燥过程,试求
1 干燥过程蒸发水量
2 绝

干空气消耗量
3 在t-H图上定性的绘出空气的状态变化过程。
参考公式:I=(1.01+1.88H)t+2490H kJ/kg 干空气
八 (8分)设计一孔板流量计或文氏管流量计校正实验,说明需要的设备,仪器,仪表,绘出实验流程图示意图,并简要说明实验方法






大连理工大学二00五年硕士生入学考试
《物理化学及实验》 试题 共6页 (10个大题)
注:答题必须注明题号答在答题纸上,否则试卷作废!
请认真看题,祝好运!
一、 是非题(每小题2分,共24分),正确的标“√”,错误的标“×”：
1. 一定温度下化学反应的 一定大于 。
2. 既是物质B的化学势又是物质B的偏摩尔量。
3. 用 判断变化方向,适用于任何系统的任何变化。
4. 稀溶液的凝固点一定比纯溶剂的凝固点低。
5. 因为溶胶在一定条件下能存在很长时间,所以它是势力学稳定系统。
6. 在大气压下,水银在玻璃毛细管中的沸点高于其正常沸点。
7. NaCl水溶液在表面层的浓度高于其溶液本体浓度。
8. 物质B总是从高浓度相自发转移到低浓度相。
9. 在化学反应中,所有反应物分子实现化学反应都经过反应的最低能量途径。
10. 超电势的存在,使原电池的输出电压变小。
11. NaOH水溶液的摩尔电导率与其浓度有关。
12. 气体在固体表面的吸附只能是单层的。
二、 选择题(包括8小题,每小题2分,共16分),选择一个正确答案的编号:
1. Na2CO3与H2O可以生成如下几种化合物Na2CO3?H2O,? Na2CO3*7H2O, Na2CO3*10H2O,在标准压力下与Na2CO3水溶液、冰平衡共存的水合物最多能有几种:
A. 1种; B. 2种; C. 3种
2. 在一密闭恒温容器内,有大小不同的两个微小汞滴,经过足够长时间后,容器内仍有液体汞存在。则下述叙述正确的是:
A. 有大小不等的两个液滴;B. 有两个大小相等的液滴
C.大液滴消失; D. 小液滴消失
3. 反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在一定温度下达到平衡,现在不改变温度、CO2分压力及氧化钙的颗粒大小,只增大碳酸钙的分散度,则平衡将:
A. 向左移动;B. 向右移动;C. 不移动
4. 现有一个由水形成的液珠和一个气泡,附加压力的方向分别是:
A. 液珠:向外,气泡:向内,B. 液珠:向内,气泡:向外
B. 液珠:向外,气泡:向外,D. 液珠:向内,气泡:向内
5. 定温定压下,液态水变为水蒸气,系统的热力学函数:
A. 熵增加,焓减小 B. 熵减小,焓增加
C.熵和焓都减小 D. 熵和焓都增加
6. NaCl和KNO3的混合水溶液,Na+ 活度:
A. 只与Na+自身的浓度有关,而与其它离子的浓度无关;
B. 只与Na+ 和K+的浓度有关,而与负离子的浓度无关;
C. 除与Na+的浓度有关外,还与负离子的浓度有关;
D. 与所有离子的浓度有关;
7. 克—克方程不可用的平衡是:
A. 固 气平衡; B.液 气平衡;
B. 固 液平衡
8.如果一个表观速

率系数k与各元反应速率系数的关系为k= ,则该反应表观活化能E与各元反应活化能间的关系为:
A.E=E1+E2-E3 B. E=2( E1+E2)-E3;C. E=
三、 推导证明(10分):
反应A Y+Z的机理是:
A B
B Y+Z
且其中 ,那么该反应表现为一级反应,且表观速率系数为
四(17分)、气相反应
A+3B=Y+Z
求800.15K下的 和标准平衡常数 。已知298.15K时下列数据:
物质



A 29.1 198 -110
B 28.8 130 0
Y 33.6 188.8 -241
Z 35.7 186 -74
五(17分)、电池Pt|H?2(g ,100kPa)|HCl溶液(a)|H2(g ,50kPa)|Pt
1. 写出电极反应和电池反应;
2. 电池在25℃的电动势;
3. 若有1F电量(F=96485C?mol-1)通过可逆电池,反应的 和Q;
4. 求电池的温度系数。
六、(17分)图a是A、B两组分的固/液平衡图,回答问题:



图




(1)填表:
相区 平衡相的聚集态及成分 条件自由度数

①
②
③
MNH线

(2)在图(b)上画出系统由点k降温至点l的步冷曲线。
(3)已知相点M(T=1180K,wB=0.2)、相点N(T=1180K,wB=0.62),和相点H(T=1180K,wB=0.76)。若10kg组成为wB=0.70的该体系的某固体极缓慢地升温到刚刚高于1180K时。则存在晶体的组成为_____,质量为____kg;同时存在的熔融液为____kg。
七(12分)、在80℃下,有机物B溶于水中(摩尔分数xB=0.10)的稀溶液与其气相平衡共存。如溶液可视为理想稀溶液,求气相中水的分压。已知水的气化焓为40.7kJ?mol-1.
八(14分)、气体A的分解反应
A(g)=Y(g)+Z(g)
已知反应速率与反应物、产物的浓度均无关。若向真空容器内迅速充入气体A,初始压力达到100kPa。在700K下恒容反应10秒,测得压力变为150kPa,求该反应在此反应条件下的速率系数。
九、(8分)在298.15K,1mol O2(g)放在体积为V的容器中,压力为p?,试计算:
(1)O2分子的平动配分函数
(2) O2分子的平动热力学能 。
(已知k=1.38?10-23J?K-1,h=6.63?10-34J?s)
十、实验题(15分):
乙酸乙酯皂化反应的反应式为:
+NaOH=CH3COONa+C2H5OH
为验证该反应为对 和对NaOH均为一级的二级反应,并测定不同温度下该反应的速率系数,以及活化能,实验可在下列由A管和B管连通的双管皂化池中进行。


图



开始反应时,将置A管中的NaOH溶液用气压压入置于B管中的 溶液中,并开始计时。
填空回答下列问题:
1. 置于A管中的NaOH溶液用气压压入置于B管中的 溶液中后,接着边疆用气压快速将混合液人B管到A管、从A管到B管反复压入的目的是:__________________________。
2. 完成本实验中目的,该双管皂化池必须置于恒温水浴中进行,原因是:___________________________。
3. 本实验恒温水浴所用的两个温度计的名称和使用目的分别是:
温度计①名称:_____________,
使用目的:__________________。
温度计②名称:_____________,
作用目的:__________________。
4. 实验时,采用相等初

始浓度的NaOH溶液与CH3COOC2H5溶液的目的是:___________________________________。
5. 如果反应开始后混合液中的NaOH或CH3COOC2H5溶液浓度能够方便跟踪测得:
① 如何根据实验数据确认该反应的确为二级反应?
② 如何根据实验数据得到指定温度下的速率常数?
6.利用该装置(包括本1-3所涉及的仪器),设计实验测定该反应的活化能所依据的公式是:
_______________________


大连理工大学一九九一年硕士生入学考试物理化学及物理化学实验试题
一、是非题(包括7小题,每小题2分,共14分)认为正确的用“+”号;错误的用“-”号,于各小前括弧内:
( )1、非气体卡诺循环的熵变ΔS≠0
( )2、理想气体的绝热节流膨胀的ΔH=0
( )3、质量作用定律适用于基元反应。
( )4、催化剂能显著加速化学反应,但不改变反应的平衡。
( )5、油包水型的乳状液用O/W符号表示。
( )6、光化反庆量子效率φ只能等于1。
( )7、测定电解质溶液的电导时,要用交流电源。
二、填空题(包括8小题,共30分。除已标明分数的小题外,前面5小题中都是每空1分)
1.链锁反应的三个基本环节是1)______________(2)______________(3)______________。
2.一定温度下,弯曲液面的蒸气压P凸,P凹,P平三者从大到小的次序为_______________
3.玻尔兹曼(Boltzmann)分布律是 =_________式中q=___________称为____________
4.能量零点的不同选择对配分函数及物系内能的数值__影响;而对物系的熵值及热容CV__影响。(此题空中只填“有”或“无”字样。)
5.恒温浴是一种以液体为介质的恒温装置,包括浴槽、电热器和________、________、________、________等部分。
6.(4分)做化学动力学实验时,既可以用化学法(直接测量反应体系中某物质在不同时刻的浓度或含量),也可以用物理法(通过测量反应体系在不同时刻的物理性质,如重量、压力、电导、旋光度……等,代替浓度的测量)。你做过的哪个动力学实验用的是物理法?请写出这个动力学实验的名称是_____________;所测量的物性质是____________;测量这种物理性质所用的主要仪器或装置的名称是__________。
7.(3分)xA=0.8的A、B两组份溶液,在一定温度下平衡气相中的分压为60kPa,纯A液体在此温度下的蒸气压为120kPa。该溶液中A的活度(以纯态为标准态)aA=_________;活度系数γA=_________[注:压力单位Pa与大气压的关系为:1atm=101325Pa]
8.(10分)本题图1(风本题后,在第3页)是A、B两组分气液平衡温度-组成图。

(1)当物系点分别在相区I和II,各为几相平衡?哪个相?所在相区的剩余(或条件)自由度?一一填入下表[注意:其中“哪几个相”一栏,要求说明何种聚集态,例如可分别用符号“l”、“g”、“l+g”代表“单个液相”、“单个气相”、“气液两相”的平衡]。
相区 相

数 哪几个相 剩余自由度f ’
I
II
(2)将4molB和1molA混合,在101325Pa压力下加热到开始沸腾,第一个气泡的组成yB=_______该溶液在同样压力下封闭加热到100℃达到平衡时,液相的组成物质的分别为nl=_______mol;ng=_________mol
三、(13分)NaHCO3(s)的分解反应为
2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)
设该反应在298-373K之间的反应热可近似视为与瘟度无关。已知数据如下表所示:
NaHCO3(s) Na2CO3(s) H2O(g) CO2(g)
标准生成热ΔfHθ298/kJ?mol-1 -947.4 -1131 -241.8 -393.5
标准熵Sθ298/J?K-1?mol-1 102 136 188.7 213.6
1. 计算371K,101325Pa下反应的平衡常数Kpθ[即K(P/Pθ)]
2. 上述条件下,若在反应物NaHCO3(s)上通往含水蒸气摩尔分数为0.65的H2O-CO2混合气,能否使NaHCO3(s)避免分解?


四、(12分)设有溶液中反应A+B→C已知其速率方程为:

若反应开始时A、B的浓度CA,O=CB,O=0.01mol?dm-3,且测得300K时,10分钟内A转化40%,而在400K时,10分钟内A转化60%,试计算350K时,10分钟内A的转化率为多少?
五、(8分)设反应R→P的机理为:




其中I1,I2,I3均为活泼中间物。
1. 请按上述机理导出以 表示反应速率的速率方程;
2. 在一定温度下,若反应物的半衰期为20秒,则反应物转化90%共需多少时间?



六、(15分)本题区分(A)、(B)题
注意:指定统考生只答其中题(A),若答(B)则不计分。
单考生在本题(A)、(B)两题中可任选其一作答,但不要(A)、(B)两题都答,否则以其中得分较少的计分。
A. 2mol小在100℃,101325Pa 下恒温恒压气休为水蒸气,这些水蒸气再在100℃恒温可逆压缩到 Pa,已知水在100℃时的气化热为40.67kJ?mol-1。请计算物系在整个过程中的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS和ΔG。[注:G代表自由焓(或吉布斯函数),即G≡U+PV-TS≡H-TS]
B. 5mol某理想气体
从298K,300kPa,恒温可逆膨胀到100kPa,请计算该过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG。





七、(8分)本题区分为(A)、(B)题。对统考生和单考生的答题规定下第六题同。
A. 已知电池
Pt,H2( =101325Pa)|HCl(m=0.100mol?kg-1)|Hg2Cl2(s),Hg(l)
25℃时,E=0.399V,Eθ＝0.268V
(1)写出电池的电极反应和电池反应;填入下列空中:
阳极反应:_________________________
阴极反应:_________________________
电池反应:______________________________
计算25℃时,该电池反应的Ka,aHCl,ai,γ±。
B. 已知下列电池
Pt,H2( =101325Pa)|待测pH溶液||KCl(m=0.1mol?kg-3)|Hg2Cl2(s),Hg(l)
在25℃时的电动力势E=0.6097V,计算待测溶液的pH=?
[0.1mol?dm-3的甘汞电



大连理工大学一九九二年硕士生入学考试物理化学及物理化学实验试题
一、是非题(包括7小题,每小题2分,共14分)认为正确的用“+”号;错误的用“-”号,于各小前括号内:
( )1、298K时,H2(g)的标准燃烧热与H20(l)的标准生成热数值上相等。
( )2、亨利定律

适用于稀溶液中的溶质,而且该溶质在气、液两相中的分子形态必须相同。
( )3、半径为r的球形肥皂泡,所产生的附加压力ΔP= (γ为表面张力)
( )4、分子分散体系是热力学不稳定体系,而胶体分散体系是热力学稳定的体系。
( )5、Boltzmann分布即是最可几分布,它可以代替平衡分布。
( )6、热电偶的温差电势与热电偶的长度及粗细无关,而与两个接点的温度差有关。
( )7、在对峙测定原电池电动势的实验中,当调节电位差计的工作电流时,如果工作电池和标准电池的正负极均接反了,则无论怎样调电阻,检流计的“光点”总是偏向一方。
二、填空题(包括8小题,每小题2分,共16分)
在各个小题中画有横线处填上答案:
1. 焦-汤系数的定义为μH _______,若某气体的μH<0,则该气体节流后,温度______。
2. NaHCO3(s)在真空容器中部分分解为Na2CO3(s),H20(g),CO2(g),达到平衡时,该体系的相数φ＝＿＿＿；组分数c=___;自由度数f=___。
3. 电解质的离子强度定义的I _______,1mol?kg-1的CaCl2水溶液I=_____mol?kg-1。
4. 0.1mol?kg-1的CaCl2水溶液,离子平均系数γ±＝0.219,则其离子平均活度a±＝＿＿＿＿＿。
5. 在测定二组分完全互溶体系的沸点-组成图的实验中,测定平衡时气、液两相的组成常用的仪器是_____,直接测定的物理量是_____。
6. 在测定双液电池的电动势时,所用的盐桥中填入的电解质溶液通常是____溶液,其浓度必须是____的,该电解质的正负离子的______近似相等。
7. 最大气泡压力法测液体表面张力的关键有以下三点:①____必须干净,②鼓泡速度必须____(填“迅速”或“缓慢”), ③在U形管压差计上读取的是____(填“最大”或“最小”)液柱差。
8. 催化剂的定义是:______________________________
三、计算题(不要求写出运算过程,只需将计算结果填于相应的空白处)(共19分):
1、(12分)理想气体反应:A(g)→2L(g)+M(g)
已知数据如下:
气体 ΔfHΘm, 298K
/kJ?mol-1 ΔSΘm, 298K
/J?K-1?mol-1 Cp,m=a+bT
a/J?K-1?mol-1 b×103/J?K-2?mol-1
A(g) 146.00 250.0 20.00 -2.00
L(g) 98.00 210.0 15.40 3.00
M(g) 73.00 150.0 8.00 -8.00
(1)利用上表数据计算下述结果:
ΔrHΘm,298K=______kJ?mol-1;
ΔrSΘm,298K=______J?K-1?mol-1;
ΔrHΘm,423K=______kJ?mol-1;
ΔrSΘm,423K=______J?K-1?mol-1;
ΔKΘp,423K=______。
(2)试判断:当A(g),L(g),C(g)混合物中各物质的摩尔分数分别是0.3,0.3,0.4时,在100kPa,在423K下,反应的方向是向_____(填“左”或“右”),(注Θ＝100kPa)
2、(7分)下述电池:
Pt,H2( =101325Pa)|KOH水溶液|O2( =101325Pa),Pt
已知25℃时,φΘ（OH-|O2,Pt,还原)=0.401V,
φΘ（OH-,H2O|H2,Pt,还原)=-0.828V,
(1)写出电极及电池反应:
(-)极:_________________
(+)极:_________________
电池反应:_________________
(2)计算25℃时电动势E=______V,1mol H2

发生反应时,ΔG=_____kJ?mol-1。
四、读图题(共16分)
右图是A-B二组分体系的溶点组成图:

1、(12分)读出体系点a,b,c,d所在的相区是几相平衡?是哪几个相?(要求用符号表示出平衡相的聚集状态,如A(s)+L,A(s)代表纯固体A,L代表溶液)条件自由度f ’=?,并分别填入下表内:


相区 相数 哪几个相 f ’
a
b
c
d
2、(4分)若体系点K由6mol A与B的混合物组成,则溶液一相中有____mol A及_____mol B。
五、运算题(按规范化要求写出运算过程,即写出所用公式,代入数值和单位,求出运算结果)(共23分)
1、(10分)已知液体A(l)的饱各蒸气压与温度的关系为:
(PΘ=100kPa)
(1)计算350K时A(l)的饱和蒸气压P*A,350K=?
(2)计算下述过程的ΔH,ΔS,ΔG。(注该蒸气为理想气体)
A(1mol,l,350K, P*A,350K)→A(1mol,g,350K, P*A=18.4kPa)





2、(13分)下述气相反应:A(g)+2B(g) →C(g)
已知该反应的速率方程为:
在保持恒温、体积一定的抽真空容器内,注入反应物A(g)及B(g)。当700K,PA,O=1.33kPa,PB,O=2.66kPa时,实验测得:以总压Pt表示的初始速率 =1.200×104Pa?h-1
(1)推导出 与 的关系
(2)计算在上述条件下,以PA的递减速率表示的初始速率 =?kA(P),700K=?以脑以PB递减速率表示的速率常数kB(P),700K=?
(3)计算在上述条件下,气体A(g)反应掉80%所需时间t=?
(4)800K时,测得该反应的速率常数kA(P),800K=3.00×10-3Pa-1?h-1,计算上述反应的活化能Ea=?



六、推导及证明题(共12)
1、(8分)在水溶液中,以M为催化剂,发生下述反应:
A+B+C D+2E
实验测知,该反应的速率方程为:
设反应机理为:
(i)A+B F(快)
(ii)F+M G+E(慢)
(iii)G+C D+E+M(快)
(1)按此机理导出实验所得的速率方程;
(2)推出表观活化能与各基元反应活化能的关系。



2、(4分)试用统计热力学方法导出理想气体状态方程式为:
PV=nRT
(提示:独立子离域子系的亥氏函数F=-kTln )

大连理工大学一九九三年硕士生入学考试物理化学及物理化学实验试题
一、是非题(包括5小题,每小题2分,共10分)。以下各小题你认为正确的用“+”号,错误的用“-”号,填入各小题前的括号内:
( )1、对于气体,在高于其临界温度的条件下,无论加多大压力都不会使其液化。
( )2、 (C≠B)既是偏摩尔量,又是化学势。
( )3、催化剂的加入,可以改变反应的ΔrGm。
( )4、弯曲液面产生的附加压力与表面张力成反比。
( )5、能量零点选择不同,对分子配分数无影响。
二、填空题(包括7小题,1-5每小题2分,6-7每小题3分,共16分)在以下各小题中画有横线处填入答案:
1. 热力学第二定律的经典表述之一为_______________________________________,其数学表述式为_____________。
2. 胶体分散系统,分散质(或分散相)的颗粒大小介于____nm之间。
3. 若炮化学反应的量子

效率φ＞1,表明_____________________________________。
4. Langmuir单分子层吸附理论的基本假设为(i)_________________,(ii)_____________,(iii)___________________,(iv)____________。由此推导出的吸附等温式为θ＝＿＿＿＿＿＿＿＿。
5. 热电偶的温差电势与热电偶的______无关,而与两个接点的______有关。
6. 测定电解质溶液的电导率K与摩尔电导率Λm时,实验中所用的仪器设备有:(i)___________(ii)___________(iii)_____________。
7. 贝克曼温度计上的最小刻度是____℃,可以估读到____℃,整个温度计刻度范围是____℃或____℃,它只能用于测______,而不能测_______。
三、计算题(不要求写出运算过程,只需将计算结果填入相应的空白处)(共19分):
1、(12分)试计算给定的理想气体反应:A(g)+B(g)=L(g)+M(g)的以下结果:
(1) 已知298K时:
A(g)+4B(g)=C(g)+2L(g) (i)
ΔrGiθ=-112.60kJ?mol-1
2B(g)+E(g)=2L(g) (ii)
ΔrGiiθ=-456.12kJ?mol-1
2F(g)+E(g)=2M(g) (iii)
ΔrGiiiθ=-272.04kJ?mol-1
F(g)+2B(g)=C(g) (iv)
ΔrGivθ=-51.07kJ?mol-1
则给定反应的ΔrGivθ(298K)=_______kJ?mol-1,Kpθ(298K)=_____。
(2) 对定反应,又查得得以下数据:
气体 ΔfHBθ(298K)/kJ?mol-1 Cp,m.,B/J?mol-1?K-1
A -393.5 44.4
B 0 29.1
L -241.8 37.9
M -110.5 35.6
则给定反应的ΔrHmθ(298K)=______kJ?mol-1,
ΔrHmθ(498K)=_____kJ?mol-1,Kpθ(498K)=______。
(3) 试判断,当A(g)、B(g)、L(g)、M(g)混合物中各物质的摩尔分数分别为0.3,0.4,0.2,0.6时,在100kPa及498K时,给定反应的方向是向______(填入“左”或“右”)(注,Pθ＝100kPa)。
2、(7分)电池:
Pt,H2(pθ=100kPa) | HCl(m=0.1mol?kg-1, =0.796 ||
KCl(m=0.1mol?kg-1, =0.769),Hg2Cl2 | Hg,Pt
测得25℃时的电动势E=0.398V,假定m=0.1mol?kg-1的KCl和HCl两个溶液中的 相同,并且m=0.1mol-kg-1的KCl溶液中 = 。
1. 写出该电池的电极反应和电池反应为:
(-)极:___________________________
(+)极:___________________________
电池反应:___________________________
2. 计算25℃时,KCl浓度为m=0.1mol?kg-1时甘汞电极的电极势φ（甘汞）＝＿＿＿＿V。
3. 计算该电池中1molH2发生反应时ΔrGm=_____kJ?mol-1。
四、读图题(10分)
下图为A及B二组分液态部分互溶系统的相图(tA*,tB*分别为100kPa下A及B的沸点):

1、(8分)设由4molB和6molA组成的一系统,从20℃到120℃均处于相平衡状态,试根据上图填写下表:
注:填表时用统一符号――平衡相的聚集态(即气、液、固)分别用g、l、s表示(对两相区再加角性1、2,例g1,g2…);平衡相的相组成分别用yBg、xBl、xBs表示,平衡相的物量分别用ng、nl、ns表示(对两相区再加角注1、2,例yB,1g、yB,2g…,n1g、n2g…)并填上等于的数值。
系统温度/℃ 平衡相数 平衡相的聚集态 平衡相的组成(估读) 平衡相的物量n
40
60
80
120
2、(2分)分别计算图中各相区(i)

、(ii)、(iii)、(iv)及tB*所在相区的条件自由度f ’=?,填在以下空白处:f ’(i)=_____,f ’(ii)=_____,f ’(iii)=_____,f ’(iv)=_____, =____。
五、运算题(按规范化要求写出运算过程,即写出所用公式,代入数值和单位,求出运算结果)(共29分):
1、(18分)平行反应:

总反应对A及B均为一级,对P及Q均为零级,已知:


(1)若A和B的初始浓度分别为CA,O=0.100mol?dm-3,CB,O=0.200mol?dom-3,计算500K时经过30min,A的转化率为多少?此时P和Q的浓度各为多少?
(2)分别计算活化能E1及E2。
(3)试用有关公式分析,改变温度时,能否改变比值Cp/CQ?要提高主产物的收率是采取降温措施还是升温措施?
(4)在同一座标上作主、副反应的lgKA(1及2)~ 图,并利用该图分析提高反应温度,可否使kA,2>kA,1。




2、(6分)已知液体Na(l)的饱和蒸汽压与温度的关系为:

(1)计算1155K时Na(l)的饱和蒸汽压P*Na(l,1155K)=?
(2)计算下述过程的ΔH、ΔS、ΔG[设Na(g)可视为理想气体]。
Na[1mol?l,1155,P*Na(l,1155K)] ─→Na[1mol?g,1155K, P*Na=10132.5Pa]
(注:该题标准压力按Pθ＝101325Pa计算)
3、(5分)已知25℃时,苯蒸气和液态苯的标准生成热(ΔfHBθ）分别为82。93kJ?mol-1和48.66kJ?mol-1,苯在101325Pa下的沸点是80.1℃。若25℃时甲烷溶在苯中,平衡浓度x(CH4)=0.0043时,则与其平衡的气相中,CH4的分压力为245kPa。试计算:
(1)25℃,当x(CH4)=0.01时的甲烷苯溶液的蒸气总压P;
(2)与上述溶液成平衡的气相组成y(CH4)。






注:以下六、七两题统考生只作六题,不作七题;单考生可在六、七两题中任选一题,若两题均作,律作废(六题包括1、2两小题)。
六、推导及证明题(共16分):
1、(9分)反应 的机理为:

其中B为活性中间物,假定k2?k3。
(1)试按上述机理导出:该反应的速率方程为 。
(2)根据活化能定义,推导表观活化能Ea与各基无反应活化能的关系。



2、(7分)试用统计热力学方法推导单原子理想气体恒容摩尔热容CV,m= R
已知,内能U与配分函数q的关系为:
七、分析推理题(16分)
某反应:A+B→C
在一定温度下,实验测得如下动力学数据:
实验
编号 反应物初始浓度 反应时间
t/min 经左栏所列时间后
A的浓度为CA/mol?dm-3
CA,O/mol?dm-3 CB,O/mol?dm-3
1 0.10 0.10 1600 0.05
2 0.2 0.2 800 0.10
3 0.40 0.30 400 0.20
4 0.80 0.50 200 0.40
1. 分析和综合表中实验数据你可发现哪些问题或得到什么结论?
2. 由(1)的分析结果,初步确定该反应的速率方程形式;
3. 对你所初步确定的速率方程是否正确再用表中数据作进一步和论证;
4. 该反应的速率方程除在(2)中所确定的形式外,可还还存在其它形式?请再用表中数据作论证。

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二○○三年攻读硕士学位研究生入学考试
物理化学及物理化学实验试题

一、判断题
( )1.绝热过程Q﹦0,故必是定熵过程。
( )2.某系统从初态Ⅰ经过一个不可逆过程到终态Ⅱ,此过程环境的熵变一定大于该系统由态Ⅰ 态Ⅱ经历可逆过程时环境的熵变。
( )3.H2(g)和O2(g)在绝热钢瓶中反应生成水,反应系统的?H﹦0, ?U﹦0,? p﹦0。
( )4.理想液体混合物与其蒸气达成气、液两相平衡时,气相总压力p与液相组成x 呈线性关系。
( )5.如果某一化学反应的 ,则该反应的 随温度升高而增大。
( )6.任何化学反应的半衰期都与反应物的初始浓度有关。
( )7.对同一反应,活化能一定,则反应的起始温度愈低,反应的速率系数对温度的变化愈敏感。
( )8.用能斯特公式算得电池的电动势为正值,表示该电池反应在定温定压下可正向进行。
( )9.可逆过程中,系统的熵不变;不可逆过程中,熵值增大。
( )10.一定量纯气体定温变压时,其转动配分函数不变化。
( )11.胶束溶液是高度分散的均相热力学稳定系统。
( )12.垂直插入水中一支干净的玻璃毛细管,当在管中水上升至平衡液面处加热时,水柱会上升。
( )13.真实液态混合物中组分B的活度因子值:0< B<1
( )14.一级反应肯定是单分子反应。
( )15.BET吸附定温式可用于物理吸附。
二、选择题
( )1.298.15 K,已知气相反应2CO(g)﹢O2(g) 2CO2(g)的 ﹦-514.2 kJ?mol-1,则发生1 mol反应进度的 :
A. ﹦-514.2 kJ?mol-1 B. ﹦0
C. >-514.2 kJ?mol-1 D. ﹤-514.2 kJ?mol-1
( )2.1mol 苯(l)在正常沸点完全变为蒸气时,一组不变的热力学函数是:
A. 温度、压力、定压热容
B. 热力学能、温度、吉布斯函数
C. 温度、总(系统和环境)熵、吉布斯函数
D. 热力学能、焓、熵
( )3.在一定压力下,纯A的沸点、饱和蒸气压和化学势分别为 , , ,加入少量不挥发的溶质形成溶液后分别变成 , , ,因此有:
A. > , > , >
B. < , < , <
C. < , > , <
D. > , < , <
( )4.298 K,浓度均为0.01 mol?kg 的下列电解质溶液,其 最大者是:
A.KCl B.CaCl2 https://www.wendangku.net/doc/a014380153.html,Cl3 D.ZnSO4
( )5.对于亲水性固体表面,其界面张力间的关系是:
A. < B. > C. ﹦ D. <
( )6.298 K时有相同物质的量浓度的NaOH(l)和NaCl(2)溶液,两溶液中Na+的迁移数 与 之间的关系为:
A. ﹦ B. > C. < D.无法比较
( )7.下面属于水包油型乳状液(O/W型)基本性质之一的是:
A.有导电性 B.易于分散在油中 C.无导电性
( )8.下列物质在水溶液中能发生正吸附的是:
A.烧碱 B.蔗糖 C.食盐 D.肥皂
( )9.如要使电解池正常工作,必须使其阴阳两极的电势分别满足:

A.阳极电势>阳极平衡电势﹢阳极超电势;阴极电势<阴极平衡电势﹢阴极超电势
B.阳极电势>阳极平衡电势﹢阳极超电势;阴极电势<阴极平衡电势﹣阴极超电势
C.阳极电势>阳极平衡电势﹣阳极超电势;阴极电势>阴极平衡电势﹣阴极超电势
D.阳极电势>阳极平衡电势﹢阳极超电势;阴极电势>阴极平衡电势﹢阴极超电势
三、填空题
1.383.2 K, 下的CH3C6H5(g),其化学势为 ;383.2 K,0.5 下的CH3C6H5(g),其化学势为 (视CH3C6H5(g)为理想气体),则 - ﹦ 。
2.CaCO3(s),BaCO3(s),BaO(s),CO2(g)构成多相平衡系统,独立组分数C﹦ ,自由度数F﹦ 。
3.在298.15 K,含有0.001 mol?kg-1NaCl和0.002 mol?kg-1Na2SO4的混合液中的离子强度I﹦ , (NaCl) ﹦ 。
4.定容条件下某二级反应,反应物消耗1/3需时间10 min,则再消耗相同量还需时间为t﹦ 。
5.定温下半径为R的肥皂泡,表面张力为 ,其内压力为 。
6.用活性炭吸附CHCl3蒸气,0℃时的最大单层吸附量为93.8 dm3?kg-1,已知该温度下CHCl3的分压力为1.34×104 Pa时的平衡吸附量为82.5 dm3?kg-1,计算朗缪尔吸附定温式的常数b﹦ 。
7.由克拉佩龙方程导出克-克方程积分式时所作的三个近拟处理是 。
8.固体化合物A(s)放入抽空的容器中发生分解反应:
A(g)﹦B(g)﹢C(g)
298 K测得平衡压力为90 kPa,如将B、C视为理想气体,则在该条件下反应的标准平衡常数为 。
四、读图题
1.在101.325 kPa下,A-B系统的相图如附图-15所示。由相图回答:




(1)系统中x(A)﹦0.68时:
开始沸腾的温度约为 ℃,最初馏出物中B的摩尔分数约为 。蒸馏到最后一滴液体时,溶液中B的摩尔分数约为 。
(2)如将组成为x ﹦0.85的A-B混合液进行精馏,则在塔顶得到 ,在塔底得到 。
2.附图-16(a)为A、B二组分凝聚系统平衡相图,在x ﹦0.4~1.0范围内,测得有一最低共熔点在x ≈0.6(w ≈0.148处)。




附图-16(a) 附图-16(b)
(1)根据所给相图填表
相区 相态和成分 条件自由度f 相区 相态和成分 条件自由度f
① ⑤
② ⑥
③ 线

④
(2)在附图-16(b)所给坐标处绘出系统由a点冷却的步冷曲线。
(3)填空:系统由a点冷却时先析出的晶体是 ,如A和B均为金属物质,相对原子质量分别为207和24,则0.438 kg溶液在由a点(wB﹦0.072)冷却时在混晶析出前最多可析出该晶体 kg。
五、计算填空题
1.已知A(l)在300 K时的饱和蒸汽压为50.00 kPa,汽化焓为40.00 kJ?mol-1。现将1 mol A(l)在300 K、100 kPa下变为同温同压下的蒸汽。计算此过程的:
?U﹦

, ?H﹦ , ?S﹦ ,
?A﹦ , ?G﹦ ,
2.2 kg温度为300 K的空气在定温、定压下完全分离为纯O2和N2,至少需要耗费的非体积功为 。假定空气仅由O2和N2组成,其分子数之比O2:N2﹦21:79;有关气体可视为理想气体。
3.25℃时,电池Zn(s)︱ZnO(s) ︱OH-1(a﹦0.1)︱HgO(s)︱Hg(l)的
(1)负极反应为 .
(2)正极反应为 .
(3)电池反应为 .
(4)电池的电动势为 .
[已知25℃时, (ZnO,s)﹦-318.3 kJ?mol-1;
(HgO,s)﹦-58.74 kJ?mol-1]
4.液相中反应A﹢B﹢C Y﹢Z的反应机理为各元反应的活化能E,及各元反应的相对快慢为:
A﹢B D , D A﹢B
D F﹢Z , F﹢C Y﹢Z
设前两个元反应达平衡,则总反应的动力学方程式 ,该反应表观活化能与各元反应活化能的关系为: ﹦
5.已知A的标准沸点和汽化焓分别为353.3 K和30762 J?mol-1,B的标准沸点和汽化焓分别为383.7 K和31999J?mol-1。若A和B形成的某组成的理想液态混合物在101.325 kPa,373.1K沸腾,则计算该混合物的液相组成为xA﹦ ,气相组成yB﹦ 。
六、证明题 由热力学基本方程出发证明:
;
对遵守状态方程p(V﹣a) ﹦nRT(其中a为常数)的气体,
七、推导题
1.填空
理想气体系统为 的 系统,该系统正则配分函数与粒子的配分函数的关系是 ,系统的热力学能与粒子的配分函数之间的关系是 。
2.由系统的热力学能与粒子的配分函数之间的关系推导:单原子理想气体的 CV ,m ﹦ R(请将以下推导答案写在答题纸上)
八、实验题
(1)氧气钢瓶外表的油漆的颜色是 ,氢气钢瓶外表的油漆的颜色是 。
(2)对峙法测定原电池电动势所需的仪器是 。
(3)在U形管水银压差计中的液面上常常加有隔离液,如石蜡油、甘油等,其作用是: 。
(4)热电偶测温原理是利用两种金属的 来测定温度的。

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二○○三年攻读硕士学位研究生入学考试
物理化学及物理化学实验试题参考答案
一、判断题
1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.√ 6.× 7.√ 8.√ 9.×10.√11.√12.× 13.× 14.×15.√
二、选择题
1.C 2.C 3.D 4.A 5.B 6.C 7.A 8.D 9.B
三、填空题
1.-2 208 J?mol-1 2. 3 , 1 ; 3. 0.007 mol?kg-1 ,0.907 4.30 min
5. +4 ; 6.5.47×10-4 Pa-1
7.?V ≈V(g),pV(g)﹦nRT; H视为常数; 8. 0.203
四、读图题
1.5分(1)79℃,0.6,0.1; (2)x ﹦0.7的恒沸物,纯B
2.(1)7分
相区 相态和成分 条件自由度f 相区 相态和成分 条件自由度f
① l(A+B) 2 ⑤ s(A2B)+

sa (A+B) 1
② l(A+B)+s(A2B) 1 ⑥ s(A2B)+s(A) 1
③ l(A+B)+sa(A+B) 1 线
s(A2B)+1E (A+B)+s(A) 0
④ s (A+B)
2
(2)3分
(3)5分A2B(s),0.351
五、计算填空题
1.37.5 kJ, 40 kJ, 127.6 J?K-1, -0.75 kJ, 1.75 kJ
2.89.02 kJ
3.解:(1)负极:Zn(s)+2OH ZnO(s)+H2O(l)+2e
(2)正极:HgO(s)+H2O(l)+2e Hg(l)+2OH
(3)电池反应:HgO(s)+Zn(s)﹦ZnO(s)+Hg(l)
(4)

﹦(-318.3+58.74) kJ?mol-1

4.( )cAcB;
5. 0.254 , 0.562
六、证明题
由热力学基本关系式
定温下等式两边同除以dV,可得
由麦克斯韦关系式 ,可得: ﹦ -p
对遵守状态方程p(V-a) ﹦nRT的气体,有
代入上式 ,得证。
七、推导题
1.非定域,独立子,Z﹦ ,
2.q﹦qt?qr?qv
对单原子理想气体只有平动,而无转动、振动
q﹦qt﹦( ) V,代入 得Um﹦
Cv,m﹦( )V﹦
八、实验题
(1)天蓝,深绿 ; (2)电位差计 ; (3)防止汞的蒸发扩散 ; (4)温差电势







大连理工大学二00四年硕士生入学考试
《物理化学》试题
一. 是非题
1. 如某溶质的稀溶液随溶质浓度的加大其表面张力变小,则在平衡态下该溶质在界面层中的浓度一定大于在溶液本体中的浓度。
2. 一定温度下,化学反应的 一定大于该反应的 。
3. 二组分真实液态混合物的总蒸气压与组分B的摩尔分数xB成直线关系。
4. 定温定压下,纯物质A的化学势就是该条件下的摩尔吉布斯函数Gm,A
5. A和B 形成的固熔体由A(s)和B(s)两相构成。
6. 水在玻璃毛细管中时正常沸点高于100℃。
7. 对于封闭体系,在定压下没有非体积功时,系统从环境吸收的热量全部用来增加热力学能。
8. 物质B有从化学势大的一相转移到化学势小的一相的趋势
9. 对于由A和B两组分组成的均相系统,定温定压下再向该系统加入少量A或B时,A的偏摩尔体积VA增加时,B的偏摩尔体积VB就减少。
10. 在其他条件相同时,电解质对溶胶的聚沉值与反离子的化合价数成反比,即反离子的化合价数越高,其聚沉值越小。
11. 在液相进行的A和B间的非催化反应。其反应速度不受惰性溶剂存在与否的影响。
12. 光化学反应的光量子效率总是在0—1之间
二.选择题
1. 浓度为0.005mol?kg-1的蔗糖水溶液和0.01 mol?kg-1的葡萄糖水溶液,二者沸点:
A 0.005 mol?kg-1 蔗糖水溶液和0.01 mol?kg-1的葡萄糖水溶液的沸点大致相同
B 0.01 mol?kg-1的葡萄糖水溶液的沸点高于0.005 mol?kg-1蔗糖水溶液
C 无法比较
2. 封闭系统内的状态变化:
A 如果系统的?Ssys>0,则该变化过程自发
B 变化过程只要对环境放热,则该变化过程自发
C 仅从系统的?Ssys,变化过程是否自发无法判断
3. 真实液态混合物:
A 活度因子f的取值在0—1之间
B 活度因子f的取值有时大于1
C 活度因子f的大小符合: bB趋近于0

时,fB的取值趋近于1
4 在定压下,NaCl晶体,蔗糖晶体,与它们的饱和混合水溶液平衡共存时,独立组分数C和条件自由度 :
A C=3, =1 B C=3, =2
C C=4, =2 D C=4, =3
5 若一种液体在某固体表面能铺展,则下列几种描述正确的是:
A S<0, >90° B S >0, >90° C S >0, <90°
6 下列三种胶体分散系统中,热力不稳定的系统是:
A 大分子溶胶 B 胶体电解质 C 溶胶
7 对于NaSO ,其离子平均活度与平均活度因子,质量摩尔浓度间的关系为:
A B C
D 以上A,B,C 给出的关系都不对
三.推导题(10分)
A和B两种吸附质在同一均匀固体表面上竞争(同种吸附中心)吸附,每个吸附分子吸附在一个吸附中心上,如果符合兰缪尔(langmuir)假设,试推导证明:
达到吸附平衡时,A的表面覆盖度 与A,B在气相平衡分压pA和pB之间的关系为:
=( pA)/(1+ pA+ pB) (其中 和 分别为A,B在该表面的吸附平衡常数)
四.作图题(共15分)
在固相金属A,B 与它们生成的化合物间完全不互溶,用热分析法测得A和B双组分系统的步冷曲线的转折温度及停歇温度数据如下:
转折温度/℃ 停歇温度/℃
转折温度/℃ 停歇温度/℃

0 - 630
0.20 550 410
0.37 460 410
0.47 - 410
0.50 419 410 0.58 - 439
0.70 400 295
0.93 - 295
1.00 - 321
(1) 由以上数据绘制A-B系统熔点-组成图
(2) 已知A和B的摩尔质量分别为121.8g?mol-1和112.4 g?mol-1,由相图求A和B形成化合物的最简分子式
(3) 对相图中各相区排号,在下表中列出相图中所有液-固两相区的固相成分:
相区(号) 固相成分




(4) 当 为0.25的A-B双组分系统由700℃逐步降低时,液相l(A+B)中B的含量怎样变化(在一定温度区间或温度点的 的大小及变化)
五 计算题(要求详细计算过程)
1.(10分)以知某物质B在液体和固体状态的饱和蒸汽压p(l)及p(s)与温度的关系式分别为:
=- +22.405
=- +27.650
(1) 计算下述过程的?G: B(s,1mol,300kPa,200k) B(l,1mol,300kPa,200k)
(2) 判断在200k,300kPa下,物质在液态能否稳定存在?
2. (6分)已知在定压下某液相反应A B,k1和标准平衡常数 与反应温度T有下列关系:
=- +6.0 ,
则,该正向反应为______________级反应,其标准摩尔焓变和逆向反应的活化能分别为____________________和_________________________________________

3. (18分)某溶液中的反应A+B X+Y,反应开始时,A和B的物质的量相等,反应进行1h时A的转换率为75%,求,当反应分别符合下列假设时,进行到2h的时候反应物A剩余多少(以起始量的百分数表示)未反应(液体总体积随反应的变化可忽

略)?
A) 对A为1级,对B为0级
B) 对A和B均为1级
C) 对A和B均为0级
D) 对A为0级,对B为1级
E) 对A为0级,对B为2级
F) 对A为2级,对B为0级

4.(14分)已知以下数据
(I)298.15k的热力学数据
物质 /(kg?mol-1) /(kg?mol-1)

HgO(s) 73.22
O (g) 205.1
H O(g) -285.85 70.08
Hg(l) 77.4
H (g) 130.7

(ii)电池的Pt|H (p?)|NaOH(aq)|HgO(s)|Hg(l)的E=0.9265V
(1)写出阴、阳两极电极反应和电池反应
(2)计算该电池反应的
(3)计算HgO(s)的分解反应 HgO=Hg(l)+(1/2)O2(g)的 (298.15K)
(4)计算HgO(s)在25℃的分解压
5.(12分)某分子B,其运动形式只有三个可及的能级ε1, ε2, ε3,其基态能级是非简并的。与基态能级相邻的两个能级ε2, ε3的简并度分别为3和5,当基态能级ε1取作能量零点时,邻近的两个能级的大小分别为: ε2/k=100K, ε3/k=300K (式中k为玻尔兹常数)
(1) 写出B分子的总配分函数q的析因子表达式
(2) 计算在200K时B分子配分函数q
(3) 计算在200K时由B分子构成的纯理想气体中,在这三个能级上的最概然分布的B 分子数之比
6.(7分)在298K,有一个含Zn 为0.10mol?kg-1,的中性溶液(pH=7),用Pt电极电解,已知E?( Zn / Zn) =-0.763V,氢气的超电势η(H2)=0.6V,Zn的超电势忽略不计,并设活度因子均为1。通过计算判断阴极上首先析出何种物质?
7.(8分)某实际气体的状态方程为pVm=RT +bp(其中b是常数)。1mol该气体在恒定的温度下由p1变到p2,求ΔS,ΔH
六.实验题(12分)
下图是测定不同温度下的乙醇的饱和蒸汽压装置在该装置上还可以测定乙醇的摩尔蒸发焓。蒸馏瓶中的乙醇所受的外压可以通过左侧的机械(油)泵将该装置抽到一定的真空度后,关闭b,调节c给定
a.三通活栓 b.两通活栓 c. 两通活栓 d.毛细尖嘴口
e.**瓶 f.净化瓶 g.冷凝管 h.普通温度计
i.无水乙醇 j.电热丝 水银压力计

回答下列问题
1. 当机械(油)泵将该装置抽(此时a只接通泵和系统,b开,c关)到所的真空度以上后,欲停该泵(以准备实验)时,正确的操作步骤顺序是:
1)_____________________________________________________________________
2)_____________________________________________________________________
3)_____________________________________________________________________
4)这样做的目的是:_______________________________________________________

2.e在该实验中的两个作用是:
1)____________________________________________________________________
2)______________________________________________________________________

3.c的作用是调节系统压力,d作成毛细尖嘴管的原因是:
1)______________________________________________________________________

2)_______________________________________________________________________

4.利用放大镜,在h上最后一位可估读的温度(℃)在( )
A 个位上 B小数点后最后一位 C小数点后第二位
D 小数点后第三位

5.利用该装置测定乙醇的摩尔蒸发焓的原理(用公式表示)是:
大 连 理 工 大 学
二○○四年攻读硕士学位研究生入学考试
物理化学及物理化学实验试题参考答案
一、是非题
1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.√
7.× 8.√ 9.√ 10.√ 11.× 12.×
二、选择题
1.B 2.C 3.B 4.A 5.C 6.C 7.B
三、推导题
解:A的吸附速率 (其中 为A在该表面的吸附速率常数)
A的脱附速率: (其中 为A从该表面的脱附速率常数)
吸附平衡时:
则: (其中 )
同理有
(a)和(b)联立,解得
四、作图题
(1) 见右图
(2) ﹦ , 故该化合物
的最简分子式为A2B3
(3)
相区(号) 固相成分
1 A
2 A2B3
3 A2B3
4 B
(4)当 为0.25的A-B双组分系统由700℃逐步降温时,液相(A+B)中B的含量怎样变化为:700℃~525℃(估计温度): ﹦0.25(不变)
525℃(估计温度)~410℃:由 ﹦0.25逐渐变至 ﹦0.47
在410℃不再变化(直到消失)

五、计算题
1.解 (1)计算200 K时B在液体和固体状态的饱和蒸气压p(l)及p(s):
由 ﹦- +22.405﹦12.24,得p(l)﹦228.7 kPa
由 ﹦- +27.650﹦11.99,得p(s)﹦160.3 kPa
所给过程是定温、定压不可逆相变化过程,设计成以下可逆过程进行计算:
?G﹦?G1+?G2+?G3+?G4+?G5
?G1+?G5≈0, ?G2=0, ?G4=0
?G≈?G3﹦
﹦591 J




(2)在定温(200 K)、定压(300 kPa)下,液态B变为固态B的 -591 J﹤0,说明液态B自发转变为固态B。液态B不能稳定存在。
2.一级,-16.6 kJ?mol-1,33.26 kJ?mol-1
3.解(1)
代入 ﹦1, ﹦2, xA,1﹦0.75,得1-xA,2﹦0.0625, A剩余6.25%未反应。
(2)
得 ﹦0.1429,A剩余14.29%未反应
(3)
得 ﹦-0.5,表明在未达2 h前A已消耗完
(4)同(1) , (5)同(2) , (6)同(2)
4.解
(1)阳极反应:H2(g, )+2OH (aq)﹦2 H2O(l)+2e
阴极反应:HgO(s)+2H2O(l)+2e ﹦Hg(l)+2OH (aq)
电池反应:HgO(s)+H2(g, )﹦Hg(l)+H2O(l)
(2)对于电池反应
﹦-2×96 485×0.926 5 J?mol-1﹦-178.8 kJ?mol-1
(3)HgO(s)的分解反应(c) HgO(s)﹦Hg(l)+(1/2)O2(g)
是反应(a) HgO(s)+H2(g)﹦Hg(l)+H2O(l)
和反应(b) H2O(l)﹦+H2(g)+(1/2)O2(g) 的加和
对于反应(b):
﹦[130.7+(1/2)×205.1-70.08] J?mol-1?K-1
﹦163.17 J?mol-1?K-1

﹦(285.85-298.15×163.17×10 ) kJ?mol-1
﹦237.2 kJ?mol-1

﹦(237.2-178.8) kJ?mol-1
﹦58.2 kJ?mol-1
(4)
58.2×1000﹦-8.314×298.15

得, ﹦3.44×10-16 Pa
5.解 (1)
(2) ﹦1+3exp(-100/200)+5exp(-300/200)﹦3.936
(3) ﹕ ﹕ ﹦1﹕3exp(-100/200)﹕5exp(-300/200)
﹦1﹕1.820﹕1.116
6.解

﹦-0.793 V﹥ ﹦-1.014 V
首先析出Zn(s)
7.解

六、实验题
1.①关b ②a接放空 ③关泵 ④防止泵油倒吸
2.①稳定系统压力 ②安全(万一系统漏气时防止水银回落太快)
3.①便于系统压力调节 ②安全(万一两通突然开启过大时,防止水银回落太快)
4.C
5.ln ﹦ ( ) 或 ln{p}﹦- +B