1、浙江大學(xué)二00三年攻讀碩士學(xué)們研究生入學(xué)考試試題考試科目物理化學(xué)（乙）編號(hào)注意：答案必須寫在答題紙上，寫在試卷或草稿紙上均無效 一、填空（60分）（有單位的應(yīng)寫出） 1繪制雙參數(shù)普遍化壓縮因子圖的基本依據(jù)是（2. 焦耳實(shí)驗(yàn)（A）、焦耳湯姆生實(shí)驗(yàn)（B）分別得出了什么結(jié)論:),B (3. 1mol理想氣體于恒壓下降溫 1C,氣體與環(huán)境交換的功 W為（4.1kg空氣由20C絕熱膨脹降溫至20 C,該過程的Q=（),W=(),AU =(),AH =(）。設(shè)空氣為理想氣體，CV,m 20.92J mol-1K-1。5.在常溫常壓下，1kg水中加入NaBr，水溶液的體積（cm-3）與溶液的質(zhì)量摩爾濃度 關(guān)

2、系為：V 1002.93 23.189b 2.197b3/2 0.178b2，當(dāng) b=0.50mol kg-1 時(shí)，在溶液中H2O （A ）的偏摩爾體積 Va =（6在某一溫度下將碘溶解于CCl4中，當(dāng)?shù)獾哪柗謹(jǐn)?shù)x（l2）在0.01-0.04范圍內(nèi)時(shí)，此溶液符合稀溶液規(guī)律。今測(cè)得平衡時(shí)氣相中碘的蒸氣壓與液相中碘的摩爾分?jǐn)?shù)之間的兩組數(shù)據(jù)如下:P (l2)/k Pa1.63816.72x (l2)0.030.5則X（I 2）=0.5時(shí)，溶液中碘的活度a(l2)）,活度系數(shù)（I 2）（7.已知1000K時(shí)生成水煤氣的反應(yīng) C（S）H2O（g） CO（g） H2（g），在101.325kPa時(shí),平衡

3、轉(zhuǎn)化率 =0.844,則111.458kPa時(shí)的平衡轉(zhuǎn)化率為（&已知20C時(shí),水-空氣的界面張力為72.75 103n-1m ,當(dāng) 20C, 101.325kPa 下，可逆地增加水的表面積4cm'2時(shí)，體系的 AG為（9.一定溫度下,Al 2 （SO4）3溶液的質(zhì)量摩爾濃度為其平均活度系數(shù)為，則其平均活度可表示為（10. 20C時(shí)，丁酸水溶液的表面張力可以表示為:0 aln（1 bc）,式中0為純水的表面張力，a和b均為常數(shù)，若a 13.1 103n_13_1m , b 19.62dm mol ,則濃度c 0.200mol dm-3時(shí)的吸附量為（11. 一均相復(fù)合反應(yīng)的機(jī)理設(shè)為

4、:(1)2A 噲 k1 垐 B(快)k2(2)A C 噲 k3垐 D(快)k4(3)D+Bk5H+G (慢)則該反應(yīng)總速率常數(shù)用k1, k2, k3, k4, k5來表示時(shí)的表達(dá)式為（12. 氣體B在固體M上吸附，其規(guī)律服從Langmuir吸附等溫式，已知解吸速率常數(shù)為吸附速率常數(shù)的104倍，當(dāng)B的分壓為2kPa時(shí)，且B在M上是弱吸附，此時(shí)的覆蓋率 約為13玻爾茲曼分布的數(shù)學(xué)表達(dá)式為（）；粒子的配分函數(shù)q表達(dá)式為（14.寫出電池：Pb | PbS04(s) |CdS04(b1)HCdSOq©) | PbSO4(s)|Pb 的電池反應(yīng)二、（10分）物理化學(xué)中有一組常用方程:克勞修斯克拉

5、佩龍（Clausis-Clapeyron ）方程：d ln PdTH B evp 門 mRT2范物霍夫（vant Hoff 方程：d ln K"dTrHmRT2阿累尼烏斯EaRT2試問：（1）（2）（Arrhenius）方程： d ln k dT它們分別用在什么地方？解釋說明為什么它們?cè)谛问缴蠘O為相似。三、（10分）當(dāng)用化學(xué)氣相沉積（CVD ）法在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上渡上一層TiN涂層后，可大大提高轉(zhuǎn)軸的耐磨性能，延長(zhǎng)其使用壽命。試用化學(xué)熱力學(xué)知識(shí)分析利用下列反應(yīng)制備TiN時(shí),在100kPa和298.15K下，反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？如果不能，試估算此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行所需的溫 度條件。TiCI 4(g

6、)+1/2N 2(g)+2H 2(g)=TiN(s)+4HCI(g)四、（10分）氫一氧燃料電池的電池反應(yīng)為：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l),參考數(shù)據(jù)（298.15K）:TiCl 4(g)N2(g)H2(g)TiN(s)HCl(g)f/ kJ mol-1-763.200-338.1-92.3fS/J mol-1 K-1354.8191.5130.630.3186.7rGm（298.15K）237.19kJ mol-1。298.15K 時(shí)，試計(jì)算：（1 ）標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)；（2）若燃料電池的轉(zhuǎn)化率為85%，燃燒1mol氫可獲得電功多少？五、（15分）已知5C固態(tài)苯的飽和蒸氣壓為2.28

7、kPa, 1mol、-5 C過冷液體苯在101.325kPa 下凝固時(shí)，Sm35.46J mol-1 K-1 ,放熱 9680J mol-1。求5C時(shí)液體苯的飽和蒸氣壓。設(shè)苯蒸氣為理想氣體。六、（15分）20C下HCI溶于苯中達(dá)平衡，氣相中 HCI的分壓為101.325kPa時(shí)，溶液 中HCI的摩爾分?jǐn)?shù)為0.0425。已知20C時(shí)苯的飽和蒸氣壓為 10.0kPa。若20 C時(shí)HCI和苯 蒸氣總壓為101.325kPa，求100g苯中溶解多少克 HCI。七、（15分）水-異丁醇系統(tǒng)液相部分互溶。在101.325kPa下，系統(tǒng)的共沸點(diǎn)為 89.7C。氣（G）、液（L1）、液（L2）三相平衡時(shí)，異丁

8、醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.700, 0.087 , 0.850。（1）示意該二組分相圖（標(biāo)出必要的數(shù)據(jù)或符號(hào)）。（2）若由350g水和150g異丁醇形成的系統(tǒng)在 101.325kPa下加熱，當(dāng)溫度剛要達(dá)到 共沸點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)處于相平衡時(shí)存在哪些相？其質(zhì)量各為多少？八、（15分）反應(yīng):CH3NNCH 3(g)C2H6（g）+N 2（g）為一級(jí)反應(yīng)。287C時(shí)，一密閉容器中CH3NNCH 3（g）原來的壓力為21332Pa°1000s后總壓力為22732Pa,求速率常數(shù)和半衰期。部分試卷參考答案浙江大學(xué)2003年攻讀碩士研究生入學(xué)考試物理化學(xué)（乙）參考答案一、填空1. 對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理 Z=f （T

9、r , pr）。2. 理想氣體熱力學(xué)能只是溫度的函數(shù)；實(shí)際氣體熱力學(xué)能不僅是溫度的函數(shù)，還與壓力或體 積有關(guān)。3. W=- jp 環(huán)dV=- pAV=-nRAT 。，絕熱：Q=0 , AU=W。4. Q=0, W= -28.86kJ , AH=-40.32kJ理想氣體；T2AU=nCv,m dT= n Cv,m AT=T21000 邊92 Z0)= -28.86 ( kJ)29T2AH= T nCP,m dT= n (Cv,m+R)5. VA=18.07cm3 mol-1。1kg 水中，bB=0.5moI kg-1 時(shí)，1kg水中，NaBr偏摩爾體積：AT=1000X20.92+8.314)

10、(-40)=-40.32 (kJ)29nB=0.5mol。.=23.189+2.197bB T,p,nA|b1/2-0.178 2>b=25.314(cm3 mol-1 kg)_VVb=nB T,p ,nAmbB=25.314 (cm3 mol-1)T, p,nAV=1002.93+23.189 0.5+2.197 O<53/2 -0.178 0>2=1015.864(cm3 mol-1)H2O的偏摩爾體積：1Va=nA6.0.306 ,0.612。7. 0.832。8. G =(tA=72.75 00-30400-4=2.91 00-5kJ9.ba±=b 7b&#

11、174;10.4.283 10-6mol m-211. k=k1k3k5k2k412.0.167。N13. nigieqi/kT ； qi /kTgie。igVB) = 1000/18.015 (1015.864-0.5 254) =18.07(Cm3 mOl-1):Pb + SO42"(b1)PbSO 4(s)+2e" :PbSO4+2e-Pb+ SOa2) SO42-(b1)- SO 42-(b2)。14.陽極（負(fù)極） 陰極（正極） 電池反應(yīng)：二、答：（1）克勞修斯一克勞佩龍方程描述液（固）體物質(zhì)飽和蒸氣壓隨溫度的變化關(guān)系； 范特霍夫方程描述化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系

12、；阿累尼烏斯方程描述化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的關(guān)系。（2）它們形式極為相似，其根本原因就在于它們都與相應(yīng)的平衡關(guān)系”相聯(lián)系，以范三、解： rH m(298.15K)=arSm (298.15K)=0rGm(298.15K)=特霍夫方程為核心可容易推得其它相關(guān)公式。同學(xué)們可在自己的學(xué)習(xí)過程中進(jìn)一步總 結(jié)，并領(lǐng)會(huì)其中的道理。VB f Hm,B(298.15K)=55.9(kJ mol；1)VBSm,B(298.15K)=65.35(J k-1 mol-1)rHm-T rSm=36.4(kJ mol"1)。:.100kPa和298.15K下反應(yīng)不能自發(fā)。 轉(zhuǎn)換溫度為：TrH舶98.15K）=855（k）rSm 298.15K該反應(yīng)為吸熱熵增型反應(yīng)，高溫有利于反應(yīng)進(jìn)行，故該反應(yīng)若進(jìn)行應(yīng)當(dāng)控制溫度大于855K。四、解：（1）arGm =-zFE_rmE =zF1.229 (V)2 96500五、六、GWrdW實(shí)=-E rGm n=-1 >237.19 0.85 kJ=201.6 kJ2.67 kPa （詳見物理