华南师范大学2009年物理化学招收硕士研究生入学考试试题

2009 年招收硕士研究生入学考试试题

考试科目： 物理化学 适用专业： 化学一级学科

一 单项选择题 （48分;每小题2分，共 24题，请将答案填在答卷纸 ） 1.说法不符合热力学第一定律的是 （ A）孤立体系中，能量总能不变 （ B）等温过程中，体系热力学能不变 ）绝热过程中，体系所做的功等于其热力学能的减少 （C （D ）体系在过程中热力学能的增加等于它所吸收的热与环境对它所做的功之和 2.如图所示，一理想气体经过（1）恒压，（2）恒温，（3）绝热 三个可逆过程， 从同一始态（A）到体积相同的终态，则有 （ A）Q1＞Q2 Q3＜Q2 （ B）Q1＞Q 2 Q2＜Q3 （ C）Q1＜Q2 Q3＜Q2 （ D）Q1＜Q 2 Q2＜Q3 3.已知反应B→A ， B→C 所对应的等压反应热分别为△H2、△H3，则反应 →C的△H1是 A（ A）△H1=△H2+△H3 （B）△H1=△H2 -△H3 （ C）△H1=△H3 -△H2 （D）△H1=2△H2 -△H3 4.由同一始态变为相同的终态，不可逆途径的熵变和可逆途径的热温熵相比较 （ A）前者大于后者 （B）前者小于后者 （ C）二者相等 （D）可能大，也可能小，视具体情况而定

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5．某理想气体的热容比γ = 1.40, 则该气体为几原子分子 288 (A) 单原子分子 (B) 双原子分子 (C) 三原子分子 (D) 四原子分子 单原子理想气体，如图所示，从状态A→B，对这一过程下列各式哪6.1mol 个不正确？ U=Q （B）△H=Q （A）△ S＞0 （D）△U＞0 （C）△ 7.纯物质的可逆相变过程为等温、等压过程，对于液体的蒸发过程，，若设： 气体的体积远大于液体体积，则必有： W=PV-PV（A）1122 △H=Qv （B）W=nRT △H=Qp W=nRTln（P/P）△H=Qp （D）W=0 △H=0 （C）12 8.碳酸氢铵吸热发生分解 H＞0 △S＞0 △G＜0（高温）△G＞0（低温） （A）△ H＜0 △S＞0 △G＜0（高温或低温） （B）△ H=0 △S＜0 △G＜0（低温）△G＞0（高温） （C）△ H＜0 △S＜0 △G＜0（高温）△G＞0（低温） （D）△ 9.浓度均为0.001 moL/Kg的不同溶质的水溶液,沸点最低的是 (A)KNO3 (B)HAC (C)Na2SO4 (D) 蔗糖 10.在 101.325Pa的压力下,I2在液态水与CCl4中的溶解已达到平衡(无固体碘 此体系的自由度为 存在), (B) 2 (C) 3 (D) 0 (A)1 C(s) +H2O(g) = CO（g） +H2 (g) 在673K, 101.325KPa 下达平衡. 11.反应 已知△Hm=133.5 Kj/mol, 则下列那些条件的改变,将使平衡向右移动 (A) 增加温度;增加水蒸气的分压 (B) 增加温度; 增加总压 (C) 减少温度;增加碳的数量 (D) 减少温度,增加水蒸气的分压 12.与电解质导电能力无关的因素是离子的 浓度 （B）迁移速率 （C）半径 （D）价数 （A） 2 / 14

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13. 25℃ 时，1/2BaCl2、NaNO3、NaCl 的极限摩尔电导率分别为a、b、c（S.m2 mol-1）则硝酸钡的极限摩尔电导率λ∞m [1/2 Ba(NO3)2]值为 (A) 2a +c－b (B) 2a +2b－2c (C) a － 2b+ c (D) a +b －c 14.对在相同温度下，无限稀释的HCl 、KCl、 CaCl2三种溶液，以下说法不正确的是： （A）Cl－的淌度都相同 （B）Cl－的迁移数都相同 （C）Cl－的摩尔电导率都相同 （D）Cl－的迁移速率不一定相同 15.关于原电池两电极的说法，不正确的说法是 （A）在电子密度高的电极上进行氧化反应 （B）在阴极进行还原反应 （C）电子流入电势较高的电极 （D）进行氧化反应的电极其电势较高 16.欲测某温度下电池反应的焓变，需要测定的物理量是： 4 / 14

（A）各不同温度下的电池电动势 （B）电池反应的热效应 （C）电池反应时本身的温度变化值 （D）某温度下电池的电动势 17.基元反应A→B+C 的1/4 衰期是 （A）k ln 4 （B）k ln（1/4） （C）（1/k）ln （3/4） （D）（1/k）（ln 4/3） 18.一化学反应，当温度升高时，反应速率加快，其主要原因是 （A） 分子碰撞数增加 （B）反应的活化能降低 （C）反应物的碰撞频率增加 （D）分子有效碰撞的百分数增加 19. 碘和氢气的化合反应为 H2 + I2→2HI ，其机理是 I2+M = 2I+ M H2 + 2I→2HI ，经实验测得其速率方程为 d[HI]/dt = {（k2k1）/ k-1}[Ｈ2][I2] = k [Ｈ2][I2] 则其表观活化能为 5 / 14

（A）E2 －E1 + E-1 （B）E-1 －E-1 + E2 （C）E2 + E1－E-1 （D） E2 + E-1+E-1 考生注意：答案写在本试题上无效 共 6页 第 3页 20.一定温度下，某反应An++ D ＝ Cn++ Bm－ 当在体系中加入某电解质以增加离子强度时，则K1, K－1的变化为 （A）K1不变，K－1增加 （B）K1不变，K－1减少 （C）K1减少，K－1增加 （D）K1减少，K－1不变 21.下列电解质对某溶胶的聚沉值分别为 C（NaNO3）= 300mol/L； C（Na2SO4）= 295 mol/L ;C（MgCl2）=25 mol/L;C（AlCl3）=0.5mol/L 可确定该溶胶中粒子的带电情况 (A) 不带电 (B) 带正电 (C) 带负电 (D) 不能确定 6 / 14

22.外加一直流电势于胶体溶液，向某一电极作定向运动的是 （A） 胶核 （B）胶粒 （C）胶团 （D）双电层中的紧密层 23.在浓度为m的Na2SO4溶液中，Na2SO4的活度为 （A） 4γ±（mB/m） （B）3γ±（mB/m）3 θ3θ（C） 4γ±（mB/mθ）1/3 （D）γ±（mB/mθ）3 24.气体在固体表面发生等温吸附时， （A）△S＞0 △H＞0 （B）△S＜0 △H＜0 （C）△S＝0 △H＜0 （D）△S≥0 △H＞0 二. 问答题 ( 68分) 1．请将下面不可逆过程设计为可逆过程，并写出过程△S 、△H、△G的计算公式

(每小题8分;共16分) （1）理想气体从P1V1T1经绝热不可逆变化到 P2V2T2 ； （2）373K，101.325Kpa下,1mol H2O变为同温度下0.4×7 / 14

101.325Kpa的水蒸气.（设水蒸气为理想气体） 2．已知反应 H2（g） + （ 1/2） O2（g）→ H2O（l）在298K和标准压力下的标准摩尔反应焓变为-285.84KJ/mol, 请设计一个过程,计算该反应在800K时进行时的摩尔反应焓变.请注明需要从物理化学数据手册上查阅的数据. (6分) 考生注意：答案写在本试题上无效 共6页 第8 / 14

4页 3．什么是金属的电化学腐蚀？在金属-电解质系统中有许多促使金属腐蚀的因素,已知:ΨΨθ OHθ OH-/ H2 ，H2O = - 0.828(V) ;-/ O2 ，H2O = + 0.401(V),试分析碳钢在碳铵溶液中最可能受到的腐蚀是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀?为什么? （6分） 4．气相反应 2NO+ O2 →2NO2 的机理为 2NO ＝ N2O2 （快速平衡） N2O2 + O2 → 2 NO2 （慢） 上述三个基元反应的活化能分别为80、200、80 KJ/mol，试完成： （1） （2） （3） 导出速率方程（用 －dC O2/ dt）表示； 确定反应的级数 说明当反应系统的温度升高时反应速率将如何变化。 （10分） （4） 5.以等体积的0.08mol/dm3KI 和0.1mol/dm3的AgNO3溶液混合制备Ag I溶胶,试写出该溶胶的结构示意式.。简述引起胶粒聚沉的各种方法。并比较电解质CaCl2、MgSO4、Na2SO4、9 / 14

NaNO3对该溶胶聚沉能力的强弱。 (10分) 6. 实验题（任选2题。每题10分 共20分） （1）给你一台恒温槽和一台电导率仪以及一本手册(可查阅25℃下极限摩尔电导率),并提供各种标准溶液。若需得到25℃时HAc的电离常数，问： ①根据题目所给条件,可采用的具体实验方法是什么? ②实验中需要测量什么数据？查阅什么数据？ ③如何从测得的实验数据计算HAc的电离常数？ （2）已知某物质的相对分子质量为 146，现需要了解它溶于环己烷中是以单体还是二聚体或是两者的平衡状态存在，问可采用什么实验方法,能对该物质在环己烷中的存在状况做出判断.（请简述方法，并说明实验中需已知的数据和实验中需测定的数据）。 （3）．现要安装一个 50℃以下的恒温水槽，应如何考虑下列问题： ①组成简易水浴恒温槽需要哪些部件？如何配置及安放恒温10 / 14

槽中各部件？ ②恒温槽放在 20℃的实验室内，若需控制恒温温度为25.0℃.已知恒温槽 在此温度下的散热速度是0.060℃/min ，恒温槽内盛水 10.0升，问应使用 多少瓦的控温加热器? 已知 1 升水为 1000g ，水的热容为 4.184 J?g ‐1·K‐1 。 ③通过什么方法可进行恒温槽恒温性能测试，需增加什么仪器？ 考生注意：答案写在本试题上无效 共6页 第5页 三.计算及分析题 (34分) 1.在298K时,查得下列物质的标准熵如下: 物质 Ag AgCl Hg2Cl2 Hg OSm(298.2K)/(JKmol) 42.70 96.11 195.8 -1-177.4 11 / 14

O已知:Ag (s)+1/2Hg2Cl2(s)==AgCl(s)+Hg(l)的ΔrHm等于7950 J mol-1 , (1) 请根据上述反应设计成电池,并写出电池中各电极的反应方程式 (2) 求电池的标准电动势及电池温度系数 (?E/?T)P (3) 若该反应在电池中可逆进行时放热(或吸热)多少? (4) 若让A g 及Hg2Cl2直接作用时,放热(或吸热)多少? （12分） 2.(1) 已知一化学反应符合一级反应的动力学规律，该反应的活化能 E=144348J/mol。已知在284℃，这个反应的速率常数k=3.3×10-2(S-1)。现要控制此反应在10分钟内转化率达到90%，试问反应温度要控制在多少度？ （2）当反应中可能的反应产物不止一种时，如何根据热力学、动力学数据判断所需主反应实现的可能性并选择合适的反应条件？ (10分) 3． 煤、燃料油里总有一些含硫杂质，当它们燃烧时有SO2和SO3生成。请通过热力学计算，说明 (1) 298.15K时,能否用生石灰CaO吸收SO3气体? 12 / 14

(2) 燃烧炉温通常在1200℃，在此条件下,能否用生石灰CaO吸收烟道废气中的SO3,以减少烟道废气对空气的污染?(假设此化学反应的熵变和焓变不随温度变化)。 已知：CaO吸收SO3气体的化学反应方程式为： CaO（S）+ S O3（g）→ CaSO4（S） 燃烧炉温通常在1200℃，一些热力学函数(298.15K)如下： 热力学函数 S O3（g） CaO（S） -604 CaSO（ 4S）-1321 △f Gmθ / KJ -371 mol-1 △f Hmθ / KJ -396 mol-1 Sm θ -635 -1434 / J K-1 257 40 107 mol-1 （3）请从计算结果分析此反应的特点，升高温度是否有利于反应的进行? （12分） 考生注意：答案写在本试题上无效 共6页 第6页 13 / 14

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