2024年武汉科技大学硕士研究生招生考试自命题试题-807物理化学_真题及答案

：码号 证题考准写 要 不 内 线 封 密 ：业专考报 ：名姓

2024年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题 科目名称：物理化学（?A卷□B卷）科目代码：807 考试时间：3 小时 满分 150 分 可使用的常用工具：□无 ?计算器 ?直尺 □圆规（请在使用工具前打√） 注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。 一、判断题(共10小题，每小题2分，共20分）(正确标记“√”，错误标记“×”) 1.反应 2A + 2B →3D的速率方程为：－dcA/dt = kcA2cB2，则该反应一定是四分子反应。 （ ） 2. 273.15 K、101.325 kPa时，冰融化成水的相变过程ΔS = 0。 （ ） 3. 对一个化学反应，若知其∑?BCp, m(B) =2.5 J·mol-1·K-1，则??rHm随温度而变化。 （ ） 4. 隔离系统的熵不可能减小。 （ ） 5. 电渗实验中，液体介质溶液不做定向流动。 （ ） 6. 电解池的正极电势较负极电势低。 （ ） 7. 可逆电池不需要满足其中化学反应的可逆性。 （ ） 8. 润湿过程是固体表面上的气体被液体取代的过程。 （ ） 9. 化学吸附一般通过吸附剂与吸附质分子间的范德华力作用实现。 （ ） 10. 因为内部含有相界面，所以高分子溶液是热力学不稳定系统，容易聚沉。 （ ） 二、单项选择题(共10小题，每小题3分，共30分) 1. 与系统有相互作用的部分被称之为 。 （A）自然界（B）环境（C）周围（D）外界 2. 体系接受环境做功为170 J，热力学能增加了220 J，则体系 。 （A）吸收热量50 J （B）吸收热量390 J （C）放出热量50 J （D）放出热量390 J 3. 下列各式中哪个是化学势的正确写法 。 （A） (?A/?nB)T,p,nB （B）(?M/?nB) T,p,nC （C） (?G/?nB) T,p,nC （D）(?H/?nB) T,p,nC 4. 克拉佩隆-克劳修斯方程适用于如下哪一种过程 。 （A）I2(g,T1,p1)?I2(g,T2,p2) （B） C(木头)?C(金刚石) （C）I2(s)?I2(g) （D）I2(s)?I2(l) 第 1 页 共 6 页

5. 人工降雨是将AgCl微细晶粒喷洒在积雨云层中，目的是为降雨提供 。 （A）冷量 （B）晶核 （C）重量 （D）温度 6. 在NaOH水溶液中，使用二个惰性电极进行水的电解，若需要获得1 mol氧气，需要通过的电量是 C。 （A）96485 （B）192970 （C）385940 （D）771880 7.在298 K时，一个电池的电动势温度系数 (?E/?T)p为2.168×10-4 V·K-1，则该电池在可逆放电过程中，对环境存在 效应。 （A）无热效应（B）吸热（C）放热（D）无法判断 8. 300 K时，某种液体(M=154)的表面张力(γ)为0.0269 N·m-1，密度(ρ)为1.595×103 kg·m3。在该温度下，一个球形液滴的饱和蒸气压是相同温度平液面饱和蒸气压的2倍，这个小水滴的半径是 。 （A）2.73×10-8 m （C）5.72×10-9 m （B）3.00×10-9 m （D）0.58×10-9 m 9. 已知某化学反应的反应速率常数单位为S-1，则该化学反应的级数应为 。 （A）零级 （B）一级 （C）二级 （D）三级 10. 高分子化合物的聚沉作用不包括下述哪种效应？ 。 （A）搭桥效应（B）脱水效应（C）电中和效应（D）电极化效应 三、填空题(共10空，每空3分，共30分) 1. 某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，体系温度由T1升高到T2，则此过程的焓变ΔH 0。（填大于、等于或小于） 2. 理想气体的热力学能只是 的函数。 3. 单一气相体系，如果有3种物质混合组成，它们不发生化学反应，其组分数为 ，则描述该系统状态的独立变量数应为 。 4. 若要扩展液体的表面，即把一部分分子由内部移到表面上来，则需要克服向内的拉力，此力称之为 。 5. 电池Pt(s)|H2(g, p1)|H+(a)|H2(g, p2)|Pt(s)，若p1﹤p2，则该电池的电动势E 0（填大于、等于或小于）。 6. 在一个宏观化学反应A→B过程中发现，其反应物A的CA的-3次方与反应时间成直线关系，那么该反应的级数为 。 7.在分散系统中，根据分散相的分散程度或者尺度，将其分为： 、 、 三类。 四、计算题(14分)278K时，4 mol的理想气体，在（1）定温可逆膨胀为原体积的2倍；（2）定压下加热到373K。已知CV,m?28.28J?mol?1?K?1。计算两过程的Q、W、?U和?H。 第 2 页 共 6 页

五、计算题(12分)液态物质M的蒸气压与温度的关系为 lnP(Pa)??2390?11.66，T其固态M的蒸气压与温度关系为lnP(Pa)??6825?15.78，求该物质M的三相点温度与压T力。 六、计算题( 15分)原电池：Pt ?H2 (120 kPa)? HCl (a)? Hg2Cl2(s) ?Hg (l)。 假设该电池电动势E与温度T的关系为：E/V = 0.0876 + 2.181×10-3 T / K－2.65×10-6 ( T / K)2 (1) 分别写出该电池的电极反应式和电池反应式；（3分） (2) 计算315 K时,该电池的电动势E 及电动势的温度系数??E/?T?p；（4分） (3) 计算315 K, z = 2时, 该电池反应的△rSm、△rＨm、△rGm及电池恒温可逆放电时该反应过程的热Qr,m 。（8分） 七、计算题(14分)已知某液体产品原料在分解35 %及以上将会被宣告失效。现有刚生产的该产品，其浓度为8 mg/cm3，其20 个月之后浓度下降为7.2 mg/cm3。 若此反应为一级反应，请问其有效期为多少？此产品的半衰期为多长？ 八、分析计算题(15分)右图为A、B 二组分气、液平衡系统相图，横坐标为B的质量分数。 (1)写出图中各区的相态及成分； ① ; ② ; ③ ; ④ ; ⑤ ; ⑥ . (2)10.8 kg 纯A 液体与7.2 kg 纯B液体混合物加热，当温度无限接近t1（t=t1+dt, 且dt > 0）时，有 平衡共存。 第 3 页 共 6 页

参考答案 一、判断题( 共10小题，每小题2分，共2分×10 = 20分)判断下列说法是否正确？(正确标记“√”，错误标记“×”) 1. × 2. × 3. √ 4. √ 5. × 6. × 7. × 8. √ 9. × 10. × 二、单项选择题(共10小题，每小题3分，共30分) 1. B 2. A 3. C 4. A 5. B 6. C 7. B 8. B 9. B 10. D 三、填空题(共10空，每空3分，共30分) 1. 等于 2. 温度 3. 3 , 4 4. 界面张力 5. ＜ 6. 3 7. 粗分散系统，胶体系统，溶液 四、计算题(14分) 1. 解：（1）理想气体定温可逆膨胀时 W???V1pdV???V1V2V2nRTV2dV??nRTln…………………（1分） VV1其中V2?2V1，T=278K，n=4mol，所以： W??4?8.314?278?ln所以 ?U?0，?H?0， Q??W?6408J………………………………（2分） （2）Qp??H??T1nCp,mdT?nCp,m(T2?T1)……（1分） 其中Cp,m?CV,m?R 所以：Cp,m?28.28?8.314?36.59(J?mol?12??6408(J)………（2分） 1 T2?K?1)………………（2分） ?3所以： Qp??H?4?36.59?(373?278)?10?13.90(kJ)……………（2分） ……………………（2分） ?U??nCV,mdT?nCV,m(T2?T1)T1T2?4?28.28?(373?278)?10?10.75(kJ)?3 W??U?Q?10.75?13.90??3.15(kJ)………………………（2分） 五、计算题(12 分) 解： 在三相点： Pl = Ps 第 4 页 共 6 页

即 ?23906825?11.66???15.78 …………（4分） TT得：T = 1076.5 K…………（2分） lnP??2390?11.66?9.44 …………（4分） T 得：P = 12581.8 Pa………（2分） 六、计算题(15 分) (1) 阴极反应： +)1/2Hg2Cl2(s) + e- ? Hg + Cl- ……（1分） 阳极反应： -)1/2H2 (110 kPa) ? H+ + e- ……（1分） 电池反应： 1/2H2(110 kPa)+1/2Hg2Cl2(s) ? Hg(s) + H+ + Cl- ……（1分） (2) E = 0.0876+2.181×10-3×315-2.65×10-6×3152 = 0.512 V …… （2分） (?E/?T)p = (?(0.0876+2.181×10-3×T-2.65×10-6×T2)/?T)P = 2.181×10-3-2.65×10-6×2T = -5.115×10-4 V·k-1……（2分） (3) △rGm = -zFE = -2×96485×0.512 = -98.8 kJ?mol-1……（2分） △rSm=zF(?E/?T)p = 2×96485×5.115×10-4 = 98.7 J?mol-1?k-1……（2分） △rHm= △rGm + T△rSm = -98.8×103 + 315×98.704 = -67.8 kJ ?mol-1……（2分） Qr,m = T△rSm= 315×98.704 = 31.1 kJ ?mol-1……（2分） 七、计算题( 14分) (1) 由条件可知，反应为一级反应，则时间和浓度之间的关系为： ln(CA,0/CA) = kt ……（2分） 由产品的失效浓度为0.65×8=2.8 mg/cm-3 ……（2分），设有效期限为x, 可以得到如下等式关系： 1/20(ln(8/7.2)) =1/x (ln(1.538)) …… （2分）可解的x = 81.8所以上述产品的有效期为 81.8 个月。……（2分） (2) 由于是一级反应，反应的半衰期与起始浓度没有关系， t1/2 = ln2/k ；……（2分） 其中， k = 1/20(ln(10/7.2)) =5.268×10-3……（2分） 因此，t1/2 = 131.5 月 产品的半衰期为131.5 月。……（2分） 八、分析计算题( 15分) 1, ① g（A,B混合气相) ;……（2分） ② g+l1 (A,B混合) ;……（2分） ③ g+l2 (A,B混合) ;……（2分） ④ l1 (A,B混合) ;……（2分） 第 5 页 共 6 页