2001年研究生试题

一、（15分）

1、某实际气体服从范德华方程 ，若其分子半径为r，阿伏加德罗常数用 表示，则已占体积                             。

2、在101325 Pa下，纯净的水能以过冷的液态存在，这是为什么？                     。

3、试写出正交硫与单斜硫发生晶型转变时，其转变温度与压力间的依赖关系                        。

4、当理想气体在一气缸中经绝热过程从初态 、 、 达到终态 、 、 时，其                    。

5、克希霍夫公式可用于计算温度对标准摩尔反应焓的影响，但要注意其适用条件为：                                             。

6、热力学第二定律的克劳修斯说法为：热从低温物体传给高温物体是不可能的。                   （对、错）

7、熵是由大量分子组成的宏观系统的性质，它的本质是                                      。

8、若用 X 表示系统的任一容量性质，则对于一个均相的含有K个组分的系统，其相应的偏摩尔量定义为                   ，它应是                                的函数。

9、实际气体、液体、固体及其混合物中组分i的化学位表示式为                 。

10、Au-Ag二元系是固相完全互溶的系统。将含有一定量Ag的熔融混合物冷却，则析出的晶体应是                       。（纯金属、化合物、固态溶液）

11、对于任意化学反应 ，当达到化学平衡时，各组分化学位之间的关系式为                                      。

12、对于化学反应 ，其反应速率系数 、 、 之间的关系为：                                。

13、有一电解质溶液，其中KCl 和Ca(NO3)2 的浓度都为0.01mol«kg-1，则此溶液的离子强度                。

14、原电池放电或充电时，电极要发生极化现象。极化现象有两种，它们是                                         。

二、（12分）

试求反应 在225℃下的等压热效应及等容热效应。已知25℃时 ， 。在25～225 ℃之间各物质的平均摩尔热容： ， ， 。

三、（12分）

(a) 25℃时将1 mol O2 (g)从0.1MPa恒温可逆压缩至0.6MPa，试求此过程的Q、W、DU、DH、DS、DA、DG 。

(b) 在上题中，若自始至终用0.6 MPa的外压恒温压缩之，试求过程的Q、W、DU、DH、DS、DA、DG。

(c) 试以合适的平衡判据，对(b)的可逆性作出判断。（设O2 (g)可视为理想气体）

四、（15分）

含80.44g苯(A)和241.36g正己烷(B)的二元实际溶液，在25℃下达到气液平衡。由实验测得其平衡气相总压为20.078 kPa，平衡气相和液相的组成为 、 。已知苯和正己烷的摩尔质量分别为 和 ，25℃时的饱和蒸气压分别为12.693 kPa和20.371 kPa。设气体服从理想气体状态方程。

(1) 试按活度标准状态惯例I，计算活度系数 和 ，该系统是正偏差还是负偏差？

(2) 试求该系统25℃达气液平衡时各相物质的量。

(3) 示意画出该系统25℃时的恒温相图，并指明各相区的相态。

五、（13分）

在17℃下把光气COCl2导入一个恒容的预先抽空的密闭容器中，直至压力达到 ，在此温度下光气不会发生离解。今将气体加热到500℃，则光气按下式离解并建立平衡，平衡总压为 。

设气体服从理想气体状态方程，试计算500℃时：

(1) 光气的离解度 。

(2) 光气离解的标准平衡常数 及 和 。

(3) 光气合成反应 的 。

六、（5分）

在恒温条件下，1 mol体积为V的He和1 mol体积为V的Ar混合成体积为2V的混合气体。试计算该过程的熵变以及混合前后系统的微观状态数之比。玻尔兹曼常数 。

七、(14分)

一定温度下，一级平行气相反应

在密闭容器中进行。反应过程中，产物B的分压是产物D分压的2倍。 时反应已经开始，不同时刻系统的总压数据如下

 

	0	5	10	15
	1.67	2.11	2.40	2.60	3.00

 

设气体服从理想气体状态方程。

(1) 试计算主反应和副反应的速率系数 和 。

(2) 若主反应的活化能 ，副反应的 。试求该平行反应的活化能Ea。

八、（14分）

25℃时电池 的电动势为1.2244 V， ， 。

(1) 写出该电池的电极反应和电池反应；

(2) 试用所给数据，计算25℃时此 溶液的离子平均活度系数 ；

(3) 试用德拜-许克尔极限公式计算以上溶液的 。与(2)算的 相比较，何者更为可靠？

2002年研究生试题

一、（14分）

1、    一般地说，难液化的气体如H2、N2等，其临界温度                。（较高、较低）

2、    一定量的实际气体经绝热恒压和不做非体积功的过程，从初态变化到终态，哪个热力学函数的变化值为零。                                .

3、    1 mol H2O (l) 在-10℃下凝结为冰，其 。（>、=、<）

4、    偏导数 是偏摩尔量还是化学势？                                              。

5、    由物质A、B、C组成的三元系，当有两个部分互溶的液相与气相达到平衡时，其自由度 。

6、    亨利定律的表达式为 。其中 可视为虚拟的纯物质B的饱和蒸气压。                      。（对、错）

7、    组分A和B形成具有最低恒沸点的系统，当将该系统精馏时，塔顶得到              。（纯A、纯B、恒沸混合物）

8、    对于理想气体化学反应 ，其 。可见对于乙苯脱氢制苯乙烯的反应 ，当在原料气中掺入水蒸气后，将使苯乙烯的产率                        。（提高、降低、不变）

9、    甲、乙两个不同的化学反应，其活化能之间的关系为  。若将二者的温度都从T1升至T2，则          反应的反应速率增加得更快。（甲、乙）

10、光化学反应的量子效率                                。

         a、一定大于1； b、一定小于1； c、一定等于1；  d、可以大于1，可以小于1，也可以等于1

11、当一独立的离域子系统恒温变压时，子的          的值将会发生变化。

a、 平动配分函数；b、转动配分函数；c、振动配分函数

12、低压下的双原子分子气体可视为独立的离域子系统，其子的配分函数值与能量标度零点的选取无关。         。（对、错）

13、科尔劳施由实验发现的离子独立运动定律指明，在无限稀释的电解质溶液中， 和 与溶液中其它离子的存在无关，仅决定于溶剂、温度和离子本性。         。（对、错）

14、原电池放电时，阳极的超电势 。（>、=、<）

二、（12分）

2 mol双原子分子理想气体，由300 K、100 kPa的初态连续经历如下过程变化到终态：

(1) 先恒容加热至600 K；

(2) 再恒压冷却至500 K；

(3) 又绝热可逆膨胀至400 K

试求整个过程的Q、W、DU、DH。

三、（14分）

(1) 在25℃下，若规定101.325 kPa的纯理想气体为气体的热力学标准状态，则N2(g)的相应的标准摩尔熵为 。在同温度下，若将气体的热力学标准状态改为100 kPa的纯理想气体，试求N2(g)的相应的标准摩尔熵。

(2) 在一定的温度和压力范围内，石墨可以转变为金刚石，且转变温度随压力增大而升高。已知在2000 K下石墨转变为金刚石时，其体积将减小。试证明该转变过程是放热的。

四、（14分）

水(A)和异丁醇(B)可形成液相部分互溶系统，在101.325 kPa下，水和异丁醇的沸点分别为100℃和118℃，其最低恒沸点温度为90.0℃。

在此温度下，液液气三相的平衡组成（以 计）分别为水相0.10，醇相0.75，气相0.65。

(1) 试画出该系统气液液平衡相图的大致形状，并在图上标明各相区内存在的相。

(2) 试计算在101.325 kPa下，系统中三相共存时的自由度f（计算时列出算式）。

(3) 将 为0.30的A和B的混合物500 g，加热至温度刚要达到90.0℃，试计算各相的质量。

(4) 若将 为0.08的溶液精馏，当塔板数足够多时，塔顶和塔底各得到什么？

(5) 采用特殊的工艺流程，可使该部分互溶系统中的A和B实现完全的分离。试画出该工艺流程的示意图。

五、（12分）

用镍作催化剂，在200℃时，苯可与氢加成而生成环己烷：

已知下列数据：

物质
C6H6 (g)	82.93	269.31
H2 (g)	0	130.684
C6H12 (g)	-123.14	298.35

 

在25～200℃温度范围内，该反应的 ，气体服从理想气体状态方程。试求反应在200℃时的 、 、 及标准平衡常数 。

六、（12分）

326℃时，理想气体反应 在一恒容的容器中进行。实验测得反应过程中，不同时间A的分压及分压随时间的变化率如下表：

	10	30	50	70	85
	73.6	58.0	48.3	41.7	37.9
	0.96	0.59	0.40	0.29	0.27

 

该反应速率方程的形式为 。

试求：(1) 反应级数 （取整数）；(2) 速率系数 。

七、（8分）

27℃时，水在半径为 的毛细管中上升，接触角为30°。已知27℃时平面水的饱和蒸气压为3.529 kPa，密度为 ，表面张力为 ，摩尔质量为 。试求该温度下，能在此毛细管内凝结的水蒸气的最低压力是多少？

八、（14分）

25℃时有如下电池：

在该温度下 ， 。电池反应电势的温度系数为 。

(1) 写出电极反应和电池反应；

(2) 求电池反应的 、 和 ；

(3) 若使电池反应在恒温（25℃）、恒压和不做非体积功的条件下进行，试求吸收或放出的热量。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2003年研究生试题

一、（24分）

1、在两个玻璃容器中分别盛有理想气体A和B，并且两气体的温度和密度都相同，测得A的压力是B的压力的1.3754倍。若A的摩尔质量为 ，则B的摩尔质量为 。

2、H2(g) 和CO2(g) 在某温度下的Z-p恒温线如右图所示，何者的波义耳温度高？             。

3、(2H2O+O2)可以作为物质的基本单元。          （对、错）

 

4、理想气体从相同的初态，         分别经可逆绝热膨胀和不可逆绝热膨胀到达同一终态。（能、不能）

5、反应 的标准摩尔反应焓，就是SO2(g) 的标准摩尔燃烧焓。         （对、错）

6、在绝热恒容的容器中发生一化学反应，反应后容器中的压力升高，则该过程的          。（选填：a、 ；b、 ）

7、由物质Ag2O(s)、Ag(s)、O2(g)组成的相平衡系统，其自由度 。

8、在已达平衡的多组分多相封闭系统中，任一组分i 在各相中的化学势必定相等。         （对、错）

9、组分A和B可以形成四种固态稳定化合物A2B、AB、AB2、AB3，则在该系统完整的液固平衡相图中有几个最低共熔点？           。

10、对于合成氨反应 ，在某温度下若标准状态的压力 取不同的数值，则反应的           。（变化、不变）

11、一级反应 的速率系数为k1，则A反应掉 的时间 。

12、能量标度的零点设在基态能级上的电子配分函数 与基态能级的简并度 间的关系为                                。

13、一般来说，由统计力学所得统计熵总要比由热力学第三定律算得的熵要            。（大、小）

14、垂直插在水中的a、b、c三根玻璃毛细管，其半径大小顺序为 ，则管中液面上方饱和蒸气压最大的是何者？               。

15、无限稀释KCl溶液的摩尔电导率 与其正负离子（K+和Cl-）的摩尔电导率 和 间的关系为                              。

16、将反应 设计成电池，该电池为                                             。

二、（16分）

试求25℃时反应 的标准摩尔反应焓 。设气体为理想气体，已知数据如下：

物质
	-1759.5
C（石墨）	-393.5
	-285.8
	-1299.6
		135.1

 

在此温度下， 的标准摩尔蒸发焓为 。

三、（16分）

分别经下列两个过程从300 K、 变到 。试分别计算各过程的Q、W以及 、 、 、 、 ，并以合适的平衡判据判断过程 (1) 的可逆性。设 服从理想气体状态方程； 。

(1) 绝热向真空膨胀；

(2) 恒温可逆膨胀。

 

四、（20分）

下图是物质A和B的液固平衡相图。

(1) 试写出相图中各相区的相态：

①             ；②             ；③             ；④             ；

⑤             ；⑥             ；⑦             ；⑧             。

(2) 三相线mno和ijk上各有哪三相平衡共存？

mno：                  ；ijk：                  。

(3) 在相图右侧的坐标中画出以a点为代表的系统的冷却曲线。

(4) 略去压力对凝聚系统平衡的影响，试计算在相区④系统的自由度

。（先列出算式，再进行计算）

 

 

五、（22分）

298 K时，NaHCO3(s)在真空容器中发生下列分解反应：

(1) 298 K时平衡反应系统的自由度和总压是多少？

(2) 反应系统的温度为多高时，平衡总压才能达到101.3 kPa？

(3) 298 K时，NaHCO3(s)能否在H2O (g)与CO2(g)分压分别为3168 Pa与30.4 Pa的空气中稳定存在？

已知数据如下表：

 

物质	NaHCO3(s)	Na2CO3(s)	H2O (g)	CO2(g)
	-950.81	-1130.68	-241.818	-393.509
	101.7	134.98	188.825	213.74

 

设气体服从理想气体状态方程， 不随温度而变化。

 

六、（18分）

纯物质A在高温下的气相分解是一级反应，反应式为 。在一定温度下，将一定量的纯A (g) 迅速放入一恒容反应器中，然后用实验测量t时刻容器内的总压p及A完全反应后的总压 。做了两个温度下的实验，数据列于下表中，假设气体是理想气体，反应的活化能Ea不随温度而变化，试求此活化能。

 

T/K	t/s	p/Pa
553	454	2.476
	∞	4.008
578	320	2.838
	∞	3.554

 

 

七、（14分）

1、273 K时，用木炭吸附CO气体。实验测得，当CO的平衡压力分别为24.0和41.2 kPa时，每kg木炭吸附CO的平衡吸附量分别为 和 。设该吸附服从兰缪尔吸附等温式，试计算当木炭表面覆盖率达70%时，相应的CO的平衡压力是多少？

2、实验测得，H2在洁净钨表面上的吸附热随表面覆盖率的变化如图中曲线所示。试简明回答产生这种现象的原因是什么？

 

八、（20分）

25℃时，H2O (l)的 ， 。

1、试写出下列燃料电池的电极反应和电池反应，并计算它的电池反应的电势。

2、计算 的电极反应的标准电势。

3、求该电池在5℃时电池反应的电势。

4、若有1 mol H2参加反应，且反应在电池中可逆地进行，试求所做的电功。