1、西北大学 2012 年招收攻读硕士学位研究生试题（物理化学）科目名称：物理化学答案请答在答题纸上 ，答在本试题上的答案一律无效一、选择题（每个选择题有 A、B、C、D 四个答案，其中只有一个是正确的。 每小题 2 分，共 50 分）1. 有一高压钢瓶， 打开阀门后气体喷出钢瓶外， 当内外压力相等时。关闭活塞， 这时钢瓶内的温度与外界温度相比： (A) 比外界高 (B) 比外界低 (C) 与外界一样 (D) 无法确定2. 理想气体在等温条件下反抗大气压力膨胀，该变化过程中系统、环境和隔离 系统的熵变分别为 (A) S 系统 0 , S 环境 = 0, S 隔离 0 (B) S 系统 0 , S
2、环境 0 (D) S 系统 0,S 隔离 03. 系统发生了一个等温变化，系统与环境之间(A) 一定有热交换 (B) 一定没有热交换(C) 不一定有热交换 (D) 等温过程与热交换无关 4. 在 298 K 时，蔗糖稀水溶液与纯水达到渗透平衡，系统的组分数、相数和自 由度数分别为(A) C= 2，= 2，f *= 1 (B) C= 2，= 2，f *= 2(C) C= 2，= 1，f *= 2 (D) C= 2，= 1，f *= 35. 等温、等压下 ，1 mol 苯和 1 mol 甲苯形成了液态混合物 ，现在要将两组分完全分离为纯组分，至少要做的非体积功的数值为（A）RTln0.5 （B）2
3、RTln0.5 （C）-RTln0.5 （D）-2RTln0.56. 当克劳修斯克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则：(A) p 必随 T 之升高而降低 (B) p 必不随 T 而变(C) p 必随 T 之升高而变大 (D) p 随 T 之升高可变大或减少7. 对于二组分气-液平衡系统，哪一个可以用蒸馏或精馏的方法将两个组分分离 成纯组分 (A) 接近于理想的液体混合物 (B) 对 Raoult 定律产生最大正偏差的双液系 (C) 对 Raoult 定律产生最大负偏差的双液系 (D) 部分互溶的双液系 8. 反应 2HgO(s)2Hg(g) + O2(g) 在 101 325 Pa、分解温
4、度时的分压 p(Hg)等于： (A) 101.325 kPa (B) (101.325 /2) kPa(C) (101.325 /3) kPa (D) (2/3)101.325 kPa1339. 在 T，p 时 ，理想气体反应 C2H6(g) H2 (g) + C2H4(g)的 Kc / Kx 为：(A) RT (B) 1/(RT) (C) RT/p (D) p/(RT)10. 设某分子的一个能级的能量和简并度分别为 1 = 6.110-21 J，g1 = 3，另一个 能级的能量和简并度分别为 2 = 8.410-21 J，g2 = 5，计算在 300 K 时，这两 个能级上分布的粒子数之比（
5、N 1 / N2）：(A) 3 (B) 2 (C) 1.046 (D) 0.18411. 电池电动势与温度的关系为：E/V = 1.01845 - 4.0510-5 (t/ - 20) - 9.510-7(t/ - 20)2298 K 时， 电池可逆放电 ，则：(A) Q 0 (B) Q E2 E3, C 是所需要的 产物, 从动力学角度考虑, 为了提高 C 的产量 , 选择反应温度时, 应选择： (A) 较高反应温度 (B) 较低反应温度(C) 适中反应温度 (D) 任意反应温度18. 受激物的磷光光谱是由于下述哪种原因所致：(A) 三重态向基态的跃迁 (B) 单重态到三重态的跃迁(C) 振
6、动模式不同 (D) 核自旋跃迁19. 当某一反应物的初始浓度为 0.04 moldm-3 时 ，消耗一半所需时间为 360 s。134初始浓度为 0.024 moldm-3 时，消耗一半所需时间为 600 s 。则反应为(A) 零级(B) 一级 (C) 1.5 级(D) 二级20. 已知某溶液溶于水后,溶液表面张力 与活度 a 的关系为： = 0- Aln(1 + ba)， 其中 0 为纯水表面张力，A 、b 为常数，则此溶液中溶质的表面过剩 与活度 a 的关系为：(A) = - Aa / RT(1+ba) (B) = - Aba / RT(1+ba)(C) = Aba / RT(1+ba)
7、(D) = - ba / RT(1+ba)21. 反应 2O3(g) 3O 2(g) 的速率方程为：- dO 3/dt = kO32O2-1，或者：dO2/dt = kO32O2-1，则速率常数 k 和 k的关系是：(A) 2k = 3k(B) 3k = 2k (C) k = k (D) -k/2 = k/3k f2+ 2- +22. 在定温下，设某反应的计量方程为 A + B C +D 在该反应系统kb中加入电解质，使系统中的离子强度显著增加。则 k f 和 k b 的变化为：(A) kf 不变，k b 增加 (B) kf 不变，k b 减少(C) kf 减少，k b 增加 (D) kf 减
8、少，k b 不变23. 两个都是一级的平行反应（1）A k1 B，（2）A k2 D，设反应开始时产 物浓度为零。下列结论不正确的是 (A) k 表观 = k1 + k2 (B) k1 / k2 = B / D(C) E 表观 = Ea,1 + Ea,2 (D) t1/2 = ln2 /( k1 + k2)24. 室温下，已知 A 液的密度比 B 液的密度大一倍， 但 A 液的表面张力是 B 液 的一半。设在同一种毛细管中，两者的接触角相等。若 A 液在毛细管中能上 升 5 厘米，则 B 液在毛细管中的上升高度为(A) 20 厘米 (B) 10 厘米 (C) 2.5 厘米 (D) 1.25 厘
9、米25. 混合等体积的 0.08 moldm -3 的 KI 和 0.10 moldm -3 的 AgNO 3 溶液， 得到一憎 液 AgI 溶胶系统， 分别加入浓度相同的（1）MgSO 4、（2）CaCl 2、（3）Na 2SO4， 则聚沉能力大小的次序是(A) (3) (1) (2) (B) (2) (1) (3)(C) (1) (2) (3) (D) (3) (2) (1)二、判断下列各题说法或结论是否正确，并说明原因。（每题 3 分，共 24 分）1. 气缸内有一定量的理想气体，反抗一定外压作绝热膨胀，则 H = Q p= 0。 2. 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和。 3.
10、在汞面上加了一层水就能减少汞的蒸气压。 4. 硫氢化铵的分解反应：(1)在真空容器中分解，(2)在充有一定氨气的容器中分 解，两种情况的独立组分数肯定不一样。 5. 某电池反应可以写成如下两种形式：（1）H 2 ( p1 ) +Cl 2 ( p2 ) = 2HCl(a) ； （2） 12 H2 ( p1 ) + 12 Cl2 ( p2 ) = HCl(a)则所计算出的电动势,标准摩尔 Gibbs 自由能变化值和标准平衡常数值都相同。6. 从反应方程式 A + B = C，可以断定这是二级反应。 7. 光化学初级反应的速率通常等于吸收光速率，而与反应物的浓度无关。 1358. 在一个 U 型管中
11、间，放用 AgCl 晶体组成的多孔塞，管中放浓度为 0.001 moldm-3 的 KCl 溶液。多孔塞两边放接直流电源的电极。通电时溶液将向负 极方向移动。 三、(10 分)在 373 K， 将 1 mol 纯净的水蒸气小心加压到 200 kPa，然后在这个温度和压 力下变成同温同压的水，即 H2O(g, 373 K, 200 kPa) H 2O(l, 373 K, 200 kPa)，试计算该变化过程的 H， G 和 S。已知水的标准摩尔汽化焓为 40.6 kJmol-1， 设 H 2O（g）可作为理想气体处理，H 2O（l）的体积不会因压力变化而变化。四、（8 分）Ag(s)可能被 H2S
12、(g)腐蚀而发生下列反应：2Ag(s) + H2S(g) = Ag2S(s) + H2(g)若在 298 K 和 100 kPa 条件下， 将 Ag(s)置于等体积混合的 H2(g)与 H 2S(g)的混合气中，试问：（1）用计算说明 Ag(s)是否会被腐蚀成 Ag2S(s)。 （2）混合气中，H 2S(g)的含量低于多少 ，Ag(s)才不被腐蚀？298K 时的热力学数据为：物质 Ag2S(s) H2S(g)fGm/(kJmol-1) -40.26 -33.02五、（10分）在298 K时， 有电池 Pt(s) | H2(p) | HI(m) | AuI(s) | Au(s)，已知当HI 浓度
13、m 1 = 1.010-4 molkg-1时( 1)，E1= 0.97 V；m2= 3.0 molkg-1时，E 2 = 0.41 V；电极 Au+ | Au(s)的标准电极电势 (Au+/Au) = 1.68 V。试求 ：（1） HI溶液浓度为3.0 molkg -1时的平均离子活度因子 ；（2） AuI(s)的活度积常数 K $ap 。六、（12 分）下列是二元凝聚体系的相图。136（1）将相图中下列相区的相数、相态、自由度填入下表相区 相数 相态 自由度 f*=C-+1235679（2）画出物系点 R 降温至 S 点的步冷曲线 （3）欲制取不稳定化合物，问温度及浓度如何控制？ （4）图中
14、三条水平线分别代表那些相平衡共存。七、（10 分）在 540时，将二甲醚气体引入一真空刚性反应器内，二甲醚分解的计量方程为：CH 3OCH3（g）= CH4（g）+H2（g）+CO（g）根据实验测定，该反应的半衰期与二甲醚的起始压力无关，反应基本能进行到底。在该温度下不同时刻测定的容器总压如下：t / s 390 777 1587 3155 p 总/ kPa 40.8 48.8 62.4 77.9 93.1求该反应的级数，速率系数和半衰期。八、(9 分)某药物分解 30%即为失效，若放置在 3的冰箱中，保存期为两年。某人购回此药物，因故在室温（25）下搁置了两周， 试通过计算说明此药物是否已经
15、失效。已知该药物分解百分数与浓度无关，且分解活化能为 E a=130.0 kJmol-1。九、(8 分)在 1000 K 时，实验测得气相反应 C 2H6(g) 2CH 3(g)的速率常数的表示式 为：k / s -1 = 2.01017exp(-363 800 Jmol-1 / RT)，设这时 kBT / h = 2.01013 s-1。试计算（1）反应的半衰期；（2）C2H6（g）分解反应的活化熵 rSm。十、（9分）设CHCl 3(g)在活性碳上的吸附服从Langmuir吸附等温式。在298K 时，当137CHCl3(g)的压力为5.2 kPa及13.5 kPa时，平衡吸附量分别为0.0692 m 3/kg和0.0826 m3/kg（已换算成标准状态），求：（1） CHCl3(g)在活性碳上的吸附系数 ；（2） 活性炭的饱和吸附量V m；（3） 若CHCl 3(g)分子的截面积为0.32 nm 2，求活性炭的比表面积。
