昆明理工大学2019年硕士研究生入学考试自命题科目试题809-冶金物化试题A卷.pdf
第 1 页 共 4 页昆明理工大学 2019 年硕士研究生招生入学考试试题 (A 卷 ) 考试科目代码: 809 考试科目名称 : 冶金物理化学 考生答题须知 1 所有题目 (包括填空 、 选择 、 图表等类型题目 ) 答题答案必须做在考点发给的答题纸上 , 做在本试题册上无效 。请考生务必在答题纸上写清题号。 2 评卷时不评阅本试题册,答题如有做在本试题册上而影响成绩的,后果由考生自己负责。 3 答题时一律使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔作答(画图可用铅笔 ) ,用其它笔答题不给分。 4 答题时不准使用涂改液等具有明显标记的涂改用品。 一、选择题。在题后括号内,填上正确答案代号。 (共 15 小题 , 每小题 2 分, 合计 30 分 ) 1、 下列说法中不正确的是 ( )。 ( 1 )用热力学方法不能测热力学能的绝对值; ( 2 )理想气体的热力学能只与温度有关,且与气体物质的量成正比; ( 3 )N 种气体混合物的热力学能等于混合前 N 种气体的热力学能之和; ( 4 )热力学能是系统状态的单值函数。 2、一封闭系统, 当状态从 A 到 B 发生变化时,经历两条任意的不同途径 ( 途径 1, 途径 2 ),则下列四式中, ( )是正确的。 ( 1 ) Q1 = Q2; ( 2 ) W1 = W2; ( 3 ) Q1 W2= Q2 W1; ( 4 ) U1 = U2。 3、 同温同压同体积的气体 A 和 B 等温混合, 混合后的总体积仍为 A( 或 B)原来的体积,则过程 ( ) 。 ( 1) S 0; ( 2) S = 0; ( 3) S0, S 0, G=0; ( 2) H0, S0, G0; ( 3) H0, G0; ( 4) H0, S 0, G=0。 7、 25时有反应 C6H6(l) + 7 1O2(g) 3H2O(l) + 6CO2(g) 若反应中各气体物质均可视为理想气体,则其反应的标准摩尔焓变 rH 与反应的标准摩尔热力学能变 rU 之差约为 : ( ) 。 ( 1) 3.7 kJmol-1; ( 2) 1.2 kJmol-1; ( 3) 1.2 kJmol-1; ( 4) 3.7 kJmol-1; 第 2 页 共 4 页昆明理工大学 2019 年硕士研究生招生入学考试试题 8、在拉乌尔定律表达式 pB=pB*xB 中, pB* : ( ) 。 ( 1)只是温度的函数,与溶质、溶剂的性质无关; ( 2)与溶质、溶剂的性质有关,但与温度无关; ( 3)与温度、溶剂的性质有关,与溶质性质无关; ( 4)与温度、溶质的性质有关,与溶剂性质无关。 9、 在 101 325Pa 下 , 碘在水和二硫化碳中分配达平衡 , 不存在固态碘及气相 , 则此系统的自由度数为 ( )。 (1) 0; (2) 1; (3) 2; (4) 3。 10、 反应物的转化率达到 50%, 75%, 87.5%所需时间分别为 t, 2t, 3t,则反应的级数为 ( )。 ( 1)零级 ; ( 2)一级 ; ( 3)二级 ; ( 4)三级。 11、 两个活化能不同的化学反应,在相同的升温区间内升温时,具有活化能较高的反应,其反应速率增加的倍数比活化能较低的反应增加的倍数 ( )。 ( 1)小; ( 2)大; ( 3)相等; ( 4)无法确定。 12、 由 A 及 B 双组分构成的和两相系统 , 则在一定 T, p 下物质 A 由相自发向相转移的条件为: ( )。 ( 1) ; ( 2) BA; ( 3) B。 13、蓄电池在充电和放电时的反应正好相反,则其充电时正极和负极、阴极和阳极的关系为:( )。 ( 1)正负极不变,阴阳极不变; ( 2)正负极不变,阴阳极正好相反; ( 3)正负极改变,阴阳极不变; ( 4)正负极改变,阴阳极 14、电池 Cu Cu+ Cu+, Cu2+ Pt 与电池 CuCu2 Cu, Cu2 Pt 的电池反应均可写成 Cu +Cu2 = 2Cu 则相同温度下这两个电池的 rG , E 。 ( ) 已知: E ( Cu2+/ Cu) = 0.3402 V, E ( Cu+/ Cu) = 0.522 V, E ( Cu2+/ Cu+) = 0.158 V。 ( 1) rG 相同, E 不同; ( 2) rG 相同, E 相同; ( 3) rG 不同, E 相同; ( 4) rG 不同, E 不同。 15、 H2 (g) 与 O2(g)的反应化学计量方程式写成如下: H2 (g) + 1O2 (g) = H2O (g) 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) 它们的标准平衡常数和标准摩尔反应吉布斯函数分别为 K (1), K (2)及 rG (1), rG (2),那么它们之间存在有: ( )。 (1) K (1)= K (2), rG (1) = rG (2) ; (2) K (1) = K (2), rG (1) = 21rG (2); (3) K (1) = 21 K (2), 2rG (1) = rG (2); (4) K (1)= K (2)1/ 2 , rG (1) = rG (2)。 第 3 页 共 4 页昆明理工大学 2019 年硕士研究生招生入学考试试题 二、填空题。在题中“ _”处填上答案。 (本大题总计 15 分 ) 1、 ( 2 分) 2C(s) + O2(g) = 2CO(g)反应的 rG 与温度关系为 rG =( 232 600 167.8 T/K)Jmol-1。 据此式可求出反应在 400 K 下的 rS 。 (填入具体数值) 2、 ( 2 分 ) 325 时, Hg 的摩尔分数为 0.497 的铊汞齐的汞蒸气压力是纯汞的 43.3% ,以纯汞为标准状态 ,则 Hg 在铊汞齐中的活度 aA=_。 3、 ( 2 分) 反应 2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) 是放热的 , 当反应在某温度、压力下达平衡时,若使平衡向右移动。则应采取的措施是 和 。 4、 ( 3 分 ) 微小颗粒物质的化学反应活性 。 微小颗粒物质的化学反应的热力学趋势 。微小颗粒物质的熔点 fT于同组成大块物质的熔点 fT。 (选填大、小) 5、 ( 4 分) 某电解铝厂有串联接的电解槽 100 个, 电解电流50000 A, 电流效率为 95%,每个电 解槽平均日运行 23 h, 试求该厂日产 Al千克, Al 的相对原子质量为 26.98。 6、 ( 2 分) 右图为两组分,具有最高恒沸点的相图,若有组成为 x0 的溶液,经过精馏,则在塔顶得到 _,塔底得到_。 三、问答题。请回答下列各题。 (本大题共 2 小题 , 共 30 分 ) 1、 ( 15 分 ) 溶剂中加入溶质后 , 就会使溶液的蒸气压降低 , 沸点升高 , 凝固点降低 , 这种说法是否正确,为什么? 2、 ( 15 分) 25时, 用 Zn 电极作为阴极, 电解 a=1 的 ZnSO4 水溶液。 已知 E (Zn2+|Zn)= 0.7360V, 水溶液为中性 , a(H+)=10 7, 则 Zn2+在 Zn 上还原成 Zn 的平衡电极电势 Ee(Zn2+|Zn)及 H2 在 Zn 电极上析出的平衡电极电势 Ee(H+|H2)各为多少?又知在某一电流密度下 , H2 在 Zn 极上的超电势为 0.7V, 则 H2 在 Zn 上实际析出的电势 E(H2)=? 若 Zn 在 Zn电极上的超电势可忽略不计, 则上述电解过程中在 Zn 极上优先析出的是什么? 四、计算题( 本大题共 75 分) 1、 ( 15 分) 原电池 Pt | H2(p ) | H2SO4(b=0.01molkg-1) | O2(p ) | Pt 在 298K 时的 E=1.229 V,液态水的fH (298K) = 285.84 kJmol-1,写出电池反应并 求该电池的温度系数及 273K 时的电动势(设在此温度范围内 rH 为常数 ) 。 2、 ( 10 分 ) 1 mol 纯金属锌在 101325 kPa 和其正常沸点 907下蒸发成锌的蒸气, 它的蒸发焓为11422 kJmol-1。求该相变过程的 H, S, G, A。 3、 ( 15 分) 试计算在 1000 K 下列反应的标准平衡常数 K FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g) 已知 FeO(s) +H2(g) = Fe(s) + H2O(g), rG =(13 180 7.74 T/K) Jmol -1 CO2(g) +H2(g) = H2O(g) + CO(g), rG =(35 982 32.63 T/K) Jmol -1 (2) 如果薄钢板在 1000 K 下含有 (CO)=0.10 , (CO2)=0.02 , (N2)=0.88 的气氛中退火 , 会不会生成 FeO? 第 4 页 共 4 页昆明理工大学 2019 年硕士研究生招生入学考试试题 4、 ( 10 分 ) 醋酸酐的分解反应是一级反应 , 该反应的活化能 E = 14435 kJmol-1, 已知 55715 K这个反应的 k = 33 10-2 s-1, 现要控制该反应在 10 min 内转化率达 90 %, 试确定反应温度控制在多少? 5、 ( 10 分) 在 660.5 K 时钾的蒸气压是 433.3 Pa, 而汞的蒸气压是 170 653 Pa。 在含有 x(钾 ) = 0.50 的汞溶液中, 钾的蒸气压是 143 Pa, 而汞的蒸气压是 1 733 Pa。 ( 1)计算钾和汞的活度和活度因子 (系数 )均以纯液态为标准态; ( 2) 计算在 660.5 K 时等物质的量的 K 和 Hg 形成液态混合物过程的摩尔混合吉布斯函数。 6、 ( 15 分) 已知 Mg-Ge 相图如右图: ( 1) 将图中 I, II, III 及 B 点所代表的相区的相数、相态及成分、条件自由度数 列表; ( 2) Mg-Ge 形成的化合物为 _化合物(填“相合熔点”或“不相合熔点 ”) ,其熔点为 _; ( 3)共晶温度分别为 _和 _;相应的共晶变化为 _和 _; ( 4) 从含 Ge 为 x (Ge)=0.80 的液态合金中最多能分离出 _kg 纯 Ge(s)。 (设系统总质量 为 100 kg。 ) 相区 相数 相态及成分 f I II III B 点