科目代码：630科目名称：物理化学 第 1页 共 4页 南京航空航天大学 2016年硕士研究生招生考试初试试题 （ A卷 ） 科目代码: 630 满分: 150 分 科目名称: 物理化学 注意: 认真阅读答题纸上的注意事项；所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无 效；本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！ 可能用到的相对原子质量数据：H1.0079，O15.999，C12.0107，N14.0067 一、填空题（60 分） （共 60 个空格，每个空格1分，共60 分） 1. 在理想气体模型中，当两个分子距离较远时，他们之间几乎不存在相互作用力；随着分 子间距离r 逐渐减小，分子间开始表现为 ；当 r=r 0 时，势能降到最低， 分子间作用力为 ；当rr 0 时，分子间相互作用则转变为 。 2. 今有 20的乙烷和丁烷混合气体，充入体积为 200 cm 3 的真空容器中，直至压力为 101.325 kPa，测得混合气体的质量为 0.3897 g，求乙烷的摩尔分数为_，丁烷 的摩尔分数为 。 3. 通常处理真实气体的 pVT 关系可用有一定物理模型的半经验方程，其中最具有代表的 是 方程，在该方程中，设立体积修正项的原因是因为气体分子的_ 已经不可忽略。 4. 通常所说的系统是指 系统，而在 系统中发生的任何过程， 其 U =0。 5. 气体膨胀时，在恒温可逆过程中，系统对环境做功的绝对值比不可逆过程的 更 ；气体被压缩时，在恒温可逆过程中，环境对系统做功比不可逆过程的 更 。 6. 在隔离系统中发生反应 CH 4 (g)+2O 2 (g)=CO 2 (g)+H 2 O(g)，使得系统的温度升高，则该系 统的 U 0， H 0。 7. 绝热容器中有一隔板，将 3 mol 的 N 2 和 2 mol 的 O 2 隔开，两边皆为 300K，1 dm 3 ，求 抽掉隔板后混合过程的系统熵变 mix S= 。 8. 卡诺循环包括：恒温可逆膨胀、 、恒温可逆压缩、 。 9. 在恒温、恒压、非体积功为 0 的条件下，系统发生如下反应： 2C 2 H 6 (g)+7O 2 (g)=4CO 2 (g)+6H 2 O(g)，该系统的 U 0， H _0。科目代码：630科目名称：物理化学 第 2页 共 4页 10. 一定量的乙醇在其正常沸点 78.4时，全部缓慢 蒸发为乙醇蒸气，则该过程始末的 H _ 0， G 0 。 11. 根据克劳修斯不等式可知：系统中发生的一切可逆绝热过程的 S _0，任一不可 逆绝热过程的 S 0。 12. 下列不同类型、不同浓度的水溶液中，凝固点最高的是 ，凝固点最低 的是 ：(1)1 moldm -3 KCl； (2) 1moldm -3 C 6 H 12 O 6 ；(3) 0.1 moldm -3 K 2 CO 3 ；(4) 0.1 moldm -3 HAc。 13. 在一定压力时，若某一溶质 B在两个不互溶的液相（ 和 相）中形成理想稀溶液，且 具有相同的分子形式并达到平衡，根据能斯特分配定律，则可知 B 在 相和 相中的 浓度的比值与其在两个液相中的浓度的大小 ，与温度 。 14. 对于反应 C(s)+H 2 O(g)=CO(g)+H 2 (g)，在恒温时增大系统的总压力，其标准平衡常数K 将 ，其化学平衡将 移动。 15. 对于反应 C(s)+H 2 O(g)=CO(g)+H 2 (g)，在恒温恒压下向反应系统中通入氦气，其标准平 衡常数K 将 ，其化学平衡将 移动。 16. 过渡状态理论认为，相对于反应物，过渡状态的能量更_，而且在 _上也 发生了变化，使之更加易于转化为反应产物。 17. 作为更加常用的称呼，表面能常被称为_。表面能还有另一个名称是比表面吉布 斯函数，其定义是增加_所致的吉布斯函数的增量。 18. 指定液体在两固体表面有不同的接触角，对于较小的接触角，液滴的外形趋向于 _，该固体的表面张力相对较_。 19. 恒温恒压下，系统的相律的数学表达式一般为 _；此时对于三组份系统，相 数最少时的自由度为 _。 20. 根据统计热力学观点，理想气体的分（原）子被视为_子，它们是_分 辨的。 21. 设浓度为 a mol.L 1 的某电解质溶液的电导率为 b S.m 1 ，其含义是指单位体积溶液的 _，则其摩尔电导率为_Sm 2 mol 1 。 22. 将指定液体置于固体表面形成液滴，当固体表面能下降时，该液滴的曲率半径将 _，液滴的形状趋向于_。 23. 实验发现，某连串反应：A B C D，可近似表示为 A C D，这说明随着反应进行科目代码：630科目名称：物理化学 第 3页 共 4页 B 的数量将_；C 的数量将_。 24. 在新相生成前后，系统要经历亚稳态。亚稳态具有特别的性质，造成其特殊性的本质原 因是_，例如，过饱和溶液是由于_而保持单相液态。 25. Langmuir 等温吸附模型基于下述 4 条基本前提：单层吸附；_； _； 吸/脱附处于动态平衡。 26. 统计热力学认为， 相依子之间存在_。 相依子系统的例子之一是_。 27. KCl 常用作构造盐桥的试剂，因为其具备_的特性。需注意，如果溶液中含有 某些_的离子，则应改换其它合适的盐。 28. 某电池反应的 r S在 25时为 10J/K，该电池 25时可逆工作将_（填吸热或 放热） ，此时与环境交换的热 Q r =_。 29. 基元反应的级数与其_相等，而非基元反应的反应级数只能由_确定。 30. 溶液表面吸附现象使得溶质在表面层的浓度不同于溶液本体浓度， 所谓正吸附溶质在表 面层中的浓度相对于溶液本体更_，此时溶液的表面张力相对于纯溶剂更 _。 二、计算题（90分） （共9题，每题10分，共90分） 1. 25时被水蒸气饱和了的湿乙炔气体（即该混合气体中水蒸气分压力为同温度下水的饱 和蒸气压）总压力为 138.7 kPa，于恒定总压下冷却到 10，使部分水蒸气凝结为水。 试求每摩尔干乙炔气在该冷却过程中凝结出水的物质的量。已知 25及 10时水的饱 和蒸气压分别为 3.17 kPa 及 1.23 kPa。 2. 在 273.2 K和 1.0 MPa压力下，10 dm 3 的理想气体，用下列几种不同方式膨胀到最后压 力为 1.010 5 Pa：(1)等温可逆膨胀；(2)绝热可逆膨胀；(3)在外压恒定为 1.010 5 Pa 下绝 热膨胀；试计算上述各过程的Q、W、U、H。假定C v,m =12.47 JK -1 mol -1 ，且与温 度无关。 3. 3.5 mol 的 H 2 O(l)于恒定 101.325 kPa 下由 25升温并全部蒸发为 100的 H 2 O(g)，求 该 过程的热Q及系统的U。 （液体水的摩尔等压热容为 75.6 kJ mol -1 ；水的摩尔蒸发焓为 40.668 kJ mol -1 ；水蒸气视作理想气体） 4. 已知 263.15 K时 H 2 O(s)和 H 2 O(l)的饱和蒸气压分别为 552 Pa 和 611 Pa， 试求： (1)273.15科目代码：630科目名称：物理化学 第 4页 共 4页 K、 101.325 kPa; (2)263.15 K、 101.325 kPa 下结冰过程的G， 并判断过程(2)是否能发生。 5. 25，200 kPa 下，将 4 mol 的纯 A(g)放入带有活塞的密闭容器中，达到如下化学平衡： A(g) = 2B(g)。已知平衡时 n A =1.697 mol，n B =4.606 mol。 (1)求该温度下反应的K 和 r G m (2)若总压为 50 kPa，求平衡时 A和 B物质的量。 6. 在 298 K、标准压力下，若要在某金属表面上电镀 PbSn 合金，试计算镀液中两种离子 的活度比至少应为多少？ （忽略超电势的影响。 已知 2 / 0.13 o Pb Pb V ， 2 / 0.14 o Sn Sn V ） 7. 25下的电池： 2 ()| (, )| ( ,)| ()| () o Pt s H g p HBr aq b AgBr s Ag s ，有如下实验数据： 4 /(10 ) o bb 4.042 8.444 37.19 / EV 0.47381 0.43636 0.36173 请根据题给数据，设计求算上述电池的标准电动势的方法，并计算出该电动势（提示： 考虑离子强度的影响及活度与浓度的差别。假设 DebyeHuckel 极限定律适用） 。 8. 已知液态碘在 389.7K 的蒸气压为 13.333kPa，固态碘在 311.9K 的蒸气压为 0.133kPa。 碘的摩尔气化热和摩尔熔化热分别为 45.1和 15.6kJmol 1 （设均不随温度改变） 。求碘的 三相点温度、压力和熔化熵。 9. 纯 BHF 2 被引入 292 K 的容器中，维持恒容，发生下列反应： 22 63 6( ) ( ) 4( ) BHF g B H g BF g ，实验发现，不论起始压力如何，1 h 后反应物分解 8%。试计算： （1）反应级数及速率常数； （2）当起始压力为 101325Pa 时，2h后容器 中的压力