中科院12物化乙真題

2012 年招收攻讀碩士學位研究生入學統(tǒng)一考試試題科目名稱：物理化學（乙）考生須知：1本試卷滿分為150 分，全部考試時間總計180 分鐘。2所有答案必須寫在答題紙上，寫在試題紙上或草稿紙上一律無效。3可以使用無字典存儲和編程功能的電子計算器。下列一些基本常數(shù)供解題時參考：普朗克常數(shù)h = 6.626 10-34 Js；玻茲曼常數(shù)kB = 1.381 10-23 JK-1；摩爾氣體常數(shù)R = 8.314 Jmol-1K-1；法拉第常數(shù) F = 96500 Cmol-11 標準大氣壓pq = 101325 Pa一. 是非題（每小題1 分，共15 分）（判斷下列各題是否正確，正確用“”表示，錯誤用“”表示）1. vant Hoff 公式是從動力學角度說明溫度對平衡常數(shù)的影響，而Arrhenius 公式是從熱力學的角度說明溫度對反應速率常數(shù)的影響。2. 在耦合反應中，某一反應可以影響另一個反應的平衡位置，甚至使原先不能單獨進行的反應得以通過另外的途徑而進行。3. 金溶膠的粒子大小不同時，呈現(xiàn)不同的顏色，這種顏色的變化是由溶膠系統(tǒng)的光吸收而引起的。4. 任何兩個粒子數(shù)相同的獨立粒子體系，經(jīng)典統(tǒng)計的不定因子a 值趨于一致。5. 量子統(tǒng)計認為全同粒子在不同的量子態(tài)中不可別。6. 在相同溫度下，摩爾質量越小的氣體分子，其最概然速率越大。7. 根據(jù)Arrhenius 公式，若某雙分子反應指前因子的實驗值很小，則說明活化能有絕對值較大的負值。8. 轉動的基態(tài)能級是非簡并的，其余能級是簡并的。9. 使用瑞利（Rayleigh）散射光強度公式2 2 2 2 2 21 24 2 21 2I= 24 A V n -n n +2n ，可根據(jù)已知溶膠樣品的粒子大小或濃度值來計算另一份未知的、半徑 47 nm 的導電粒子的粒子大小或濃度。10. i (F n )j i T,p,n 是化學勢。11. 任意可逆過程構成的循環(huán)，其熱溫商均為零。12. 在密封容器中水、水蒸氣和冰三相呈平衡時，此系統(tǒng)的組分數(shù)為2，自由度為零。13. 在一定壓力下，二組分系統(tǒng)的溫度組成相圖中，每兩個兩相區(qū)之間不是單_科目名稱：物理化學（乙） 第 2 頁 共 5 頁相區(qū)就是兩相區(qū)。14. 在濃度為m 的FeCl3 溶液中，F(xiàn)eCl3 的活度a 為27 4 (m/m )4。15. 反應3Cu2+(m2)+2Fe2Fe3+(m1)+3Cu ， 所對應的電池表示應為：Fe(s)|FeCl3(m1)CuSO4(m2)|Cu(s)。二. 選擇題（60 分）（1-24 題為單選題，每小題2 分，共48 分；25-28 題為多選題，每小題3 分，共12 分）1. 將某理想氣體從溫度T1 加熱到T2。若此變化為非恒壓過程，則其焓變H 為：(A) H = 0 (B) H = CP(T2 -T1)(C) H 不存在 (D) H 等于其它值2. 當熱自系統(tǒng)傳向環(huán)境時，則有：(A) U0，H0 (B) U0，H0(C) U 和H 不可能為零 (D) U、H 可能小于零，也可能等于或大于零3. 1 mol 理想氣體在273.0 K 下，恒定外壓時等溫壓縮至終態(tài)，S= -5.760 JK-1，壓縮功W= 2270 J，則關于該過程的下述說法中正確的是：(A) 因為S 0，所以此過程不可能自發(fā)進行(C) 因為S-Q/T = 2.555 JK-10，故該過程是能夠發(fā)生的不可逆過程(D) 因為U = 0，則A = -TS 0，故此過程是可以自發(fā)進行的4. 對 N2、O2 混合氣體(視為理想氣體)進行絕熱可逆壓縮，則：(A) A = 0 (B) S = 0(C) G = 0 (D) H = 05. 在25時，0.01 M 糖水的滲透壓為1，0.01M 食鹽水的滲透壓為2，則：(A) 1 2 (B) 無法比較(C) 1 = 2 (D) 1 26. 麥克斯韋關系式和對應系數(shù)關系式導出的直接根據(jù)是：(A) 熱力學基本方程 (B) 吉布斯-亥姆霍茲方程(C) 第二定律的數(shù)學式 (D) 特性函數(shù)的性質7對于克勞修斯不等式dS Q/T判斷不正確的是：(A) dS=Q/T必為可逆過程或處于平衡態(tài)(B) dSQ/T必為不可逆過程(C) dSQ/T必為自發(fā)過程(D) dSQ/T違反卡諾定理和第二定律，過程不可能發(fā)生8. 非理想溶液反應的平衡常數(shù)中，均與壓力無關的是：(A) x m Kq ,Kq (B) a c K ,K(C) a x K ,K (D) a m K ,K9. 液體和形成蒸氣壓正偏差很大的溶液，該溶液在精餾塔中精餾，塔釜得到的是：(A) 恒沸混合物 (B) 純 A(C) 純 B (D) 純 A 或純 B10. 在343.85 K 和 56.434 kPa 條件下，對某有機物進行水蒸氣蒸餾，有機物對_科目名稱：物理化學（乙） 第 3 頁 共 5 頁水的質量比 W（有機物）/W（水）= 1.93，已知在該溫度下純水的蒸氣壓為 43.102 kPa，則該有機物的相對分子質量為：(A) 211.4 (B) 214.1 (C) 121.4 (D) 112.111. 溶液中的反應，由于濃度標度不同， c Kq ， x Kq ， m Kq 三者往往是不等的。通常又有DrGm= -RTlnKcq， r m x D G = -RTlnKq和r m m D G = -RTlnKq ，正確的解釋是：(A) 濃度標度不同，用上述表達的三式中r m D G 是不等的(B) 濃度很稀時cxm，所以r m D G 是相同的(C) 只有r m c D G = -RTlnKq成立，其它兩式不成立(D) 只有r m x D G = -RTlnKq成立，其它兩式不成立12. 27、1.01102 kPa 時，某氧化還原反應在一般容器中進行，放熱60000 J；在同樣條件下，若通過可逆電池完成上述反應，則吸熱6000 J。該反應體系可能做的最大電功應為：(A) -66000 J (B) -54000 J (C) +54000 J (D) +66000 J13. 化學吸附強度越大，催化劑的活性：(A) 越大 (B) 越小(C) 可能大，也可能小 (D) 無影響14. 碰撞理論有時也可以用于溶液中的反應，是因為：(A) 可用Boltzmann 統(tǒng)計分布 (B) 反應物濃度與氣相中相似(C) 擴散為速度控制步驟 (D) 籠效應的存在15. 無限稀釋的氯化鈉電解質溶液中，正離子淌度m, U+ 、正離子的摩爾電導m,+ l和法拉第常數(shù) F 之間的關系是：(A) m, U+ = m,+ l F (B) m, U+ m,+ l F = 1(C) m, U+ m,+ l = F (D) m,+ l = m, U+ F16. 某水溶液含0.1 molkg-1 的 Na2SO4 和0.2 molkg-1 的K2SO4，那么該溶液的離子強度為：(A) 1.6 molkg-1 (B) 1.1 molkg-1(C) 0.9 molkg-1 (D) 3.2 molkg-117. 298 K 時，電池 (Pt)H2(p )|HCl(m = 0.1 molkg-1)|AgCl-Ag(s)，電動勢E =0.3524 V，已知298 K 時 Ag-AgCl(s)|Cl- = 0.2224 V，下列選項錯誤的是：(A) K = 5781 (B) a = 0.0795(C)鹽酸g = 0.795 (D) 電池反應：HCl(m)+Ag(s)1/2H2(p )+AgCl(s)18. 已知標準電極電位為 j (Fe3+/Fe2+) = 0.77 V，j (Sn4+/Sn2+) = 0.15V，若利用反應2Fe2+ +Sn4+ = Sn2+2Fe3+ 組成原電池，其標準電動勢E的數(shù)值是：(A) 0.62 V (B) 1.39 V (C) 0.92 V (D) 1.07 V19. 隨下列哪個條件的變化氫過電位會由大變小：(A) 電流密度逐漸增大 (B) 電極表面由光滑變粗糙(C) 電極材料由Fe 換成Pb (D) 溫度不斷降低20. 將鉛蓄電池在10.0 A 電流下充電 1.5 小時，PbSO4(M= 303.3 )分解的克數(shù)為：(A) 169.8 (B) 115.8 (C) 84.9 (D) 57.9_科目名稱：物理化學（乙） 第 4 頁 共 5 頁21. 表面活性物質的實質性作用是：(A) 乳化作用 (B) 降低表面張力(C) 加溶作用 (D) 增加物質的溶解性22. 對含表面活性劑的水溶液，下面不正確的是：(A)T 0, 0c (B)T 0, 0c G (C) ( ) 2 = H O - Kc（K為大于0 常數(shù)） (D) 0 c G - G 23. 膠體分散體系和其它分散體系的主要區(qū)別在于：(A) 分散相在普通顯微鏡下觀察不到 (B) 顆粒不能通過半透膜(C) 擴散速度慢 (D) 膠體粒子大小介于1100nm24. 聚乙烯醇水溶液中加入大量 NaCl 后，發(fā)生鹽析聚沉的主要原因是：(A) 破壞聚乙烯醇大分子在水中的雙電層，使Zeta 電位變?yōu)榱?B) 電解質 NaCl 的強烈水化作用奪去聚乙烯醇的溶劑(C) 聚乙烯醇在水中受大量 NaCl 鹽效應影響，使聚乙烯醇電離的離子積大于其溶度積(D) 聚乙烯醇碳鏈吸附大量 NaCl，使重力效應增大而沉降25. 一定量的理想氣體，由 A 態(tài)分別經(jīng)可逆等溫與可逆絕熱過程，壓縮到具有相同壓力的終態(tài)，以1 表示等溫過程的終態(tài)，以2 表示絕熱過程的終態(tài)，則：(A) H2 U1 (C) S2 S1(D) S2 V126. 下述說法中，哪些不是熱力學第二定律的結果：(A) 熵是狀態(tài)函數(shù)(B) 熵值不可能為負值(C) 耗散功是不可避免的(D) 第二類永動機是不可能實現(xiàn)的(E) 自然界不存在熵減少的過程27. 要得到穩(wěn)定的溶膠，必須在制備過程中：(A) 加入適當?shù)姆€(wěn)定劑 (B) 用化學反應法制備(C) 用改換溶劑法制備 (D) 對粗顆粒進行研磨(E) 對溶膠進行凈化28. 根據(jù)Schulze-Hardy 規(guī)律，對溶膠起聚沉作用的電解質的性質和特征是：(A) 電解質中與溶膠電位離子有相同符號的離子主要起聚沉作用(B) 電解質中與溶膠反離子有相同符號的離子主要起聚沉作用(C) 電解質的聚沉能力與起聚沉作用的離子的價數(shù)的六次方冪成反比(D) 電解質的聚沉值與起聚沉作用的離子的價數(shù)的六次方冪成反比(E) 聚沉值和聚沉能力均正比于反離子的六次方冪三.計算題和簡答題（共75分）三.計算題和簡答題（共75分）1. （13 分）請從熱力學函數(shù)定義式出發(fā)推導亥姆霍茲自由能與溫度的變化關系。2. （9 分）求氬氣在其正常沸點87.3 K 和標準壓力時摩爾內能、摩爾熵及定壓_科目名稱：物理化學（乙） 第 5 頁 共 5 頁摩爾熱容，已知氬的摩爾質量為39.9 g mol-1。3.（10 分）當壓力為100 kPa 時，O2 的密度是3.33 gdm-3，試計算O2 的溫度、根均方速率和平均速率。4.（10 分）在化學浴中病毒的失活過程是一級反應，在實驗開始時病毒每分鐘失活2.0%，(1)計算該過程的速率常數(shù)k? （2）計算50%病毒失活所需要的時間？（3）計算75%病毒失活所需要的時間？5.（10 分）在27時，水的密度、表面張力和飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)如下表所列：27密度（kg m-3） 997表面張力（N m-1) 0.0718飽和蒸汽壓（kPa） 3.565（1） 在27時，水在半徑為R1 = 5.010-4 m 的毛細管內上升0.028 m， 試求水與毛細管壁的接觸角。（2） 試求27時，水蒸汽在半徑為R2 = 2.010-9 m 的毛細管內凝聚的最低蒸汽壓。6. (11 分) A、B 兩組分凝聚系統(tǒng)相圖如圖所示，(1)標明