中国科学院长春应用化学研究所 2014年攻读博士学位研究生入学考试试题
高等物理化学
一、填空题(每空1分,共计7分) 1、 在定温、定压的电池反应中,当反应达到平衡时,电池的电动势 = 0(填 >、<、=、≠)。
2、液体在毛细管中上升的高度与 毛细管体积 基本无关。与毛细管半径、接触角、两相密度差有关。
3、三组分体系平衡共存的最大相数为 5 。,最大自由度为4 f=C+2-Q,三组分,所以C=3,Q为相数,f为自由度
4、范德华气体绝热向真空膨胀后,气体的温度将 下降 。
5、对弯曲液面所产生的附加压力一定 ≠ 0(填 >、<、=、≠)。 6、A及B二组分组成的凝聚体系能生成三种稳定的化合物,则于常压下在液相开始冷却的过程中,最多有 2 种固相同时析出。
7、NH4HS(s)放入真空容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)达到平衡,则该系统中组分数C= 2 ,相数P=2,自由度F=2
二、判断题(每题1分,共计7分, 对的“√”,错的“×”) 1、温度一定的时候,气体的体积与压力的乘积等于常数。(×) 2、系统的混乱度增加,则其熵值减小。(×)
3、处于标准状态的CO (g),其标准燃烧热为零。(×)
4、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。(√) 5、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。(√) 6、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。(×) 7、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。(√)
三、选择题(每题2分,共计30分)
1、关于物质临界状态的下列描述中,不正确的是 A
(A)在临界状态, 液体和蒸气的密度相同, 液体与气体无区别 (B)每种气体物质都有一组特定的临界参数
(C)在以p、V为坐标的等温线上, 临界点对应的压力就是临界压力 (D)临界温度越低的物质, 其气体越易液化 2、 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于 D
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(A)单纯状态变化 (B)相变化
(C)化学变化 (D)封闭物系的任何变化 3. 对任一过程,与反应途径无关的是 A
(A) 体系的内能变化 (B) 体系对外作的功 (C) 体系得到的功 (D) 体系吸收的热
4.将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时,将引起 A
(A) 沸点升高 (B) 熔点升高 (C) 蒸气压升高 (D) 都不对
5、在一定温度和压力下,对于一个化学反应,能用以判断其反应方向的是:C
(A) ?rGm? (B)Kp (C) ?rGm (D) ?rHm 6、关于三相点, 下面的说法中正确的是 D
(A) 纯物质和多组分系统均有三相点 (B) 三相点就是三条两相平衡线的交点 (C) 三相点的温度可随压力改变
(D) 三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点 7、电极电势的改变可以改变电极反应的速率, 其直接的原因是改变了 A
(A) 反应的活化能 (B) 电极过程的超电势
(C) 活性粒子的化学势 (D) 电极-溶液界面的双电层厚度 8、宏观测知的某种物理量实际上是相应微观量的 D
(A) 算术平均值;(B) 几何平均值;
(C) 综合反映; (D) 统计平均值或时间平均值. 9、对于物理吸附和化学吸附的关系,以下描述正确的是 C
(A) 即使改变条件,物理吸附和化学吸附也不能相互转化 (B) Langmuir吸附等温式只适用于物理吸附
(C) 在适当温度下,任何气体都可在任何固体表面上发生物理吸附 (D) 升高温度对物理吸附和化学吸附都有利 10、光化反应与黑暗反应的相同之处在于 A
(A) 反应都需要活化能 (B) 温度系数小
(C) 反应都向ΔG(恒温恒压,W'=0时)减小的方向进行 (D) 平衡常数可用通常的热力学函数计算 11、电动现象产生的基本原因是 D
(A) 外电场或外压力的作用 (B) 电解质离子的作用
(C) 分散相粒子或多孔固体的比表面能高
(D) 固体粒子或多孔固体表面与液相界面间存在扩散双电层结构 12、下列哪种说法不正确 D
(A) 催化剂不改变反应热 (B) 催化剂不改变化学平衡 (C) 催化剂具有选择性 (D) 催化剂不参与化学反应 13、温度升高溶胶的稳定性 B
(A) 增加 (B) 下降 (C) 不变 (D) 先增加后下降 14、在HAc电离常数测定实验中,直接测定的物理量是不同浓度的HAc溶液的 B (A) 电导率 (B) 电阻 (C) 摩尔电导 (D) 电离度
15、某化学反应其反应物消耗8/7所需的时间是它消耗掉4/3所需的时间的1.5
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倍,则反应的级数为 B
(A) 零级反应 (B) 一级反应 (C) 二级反应 (D) 三级反应
四、简答题(每题4分,共32分)
1、为什么温度升高时气体的粘度升高而液体的粘度下降?
根据分子运动理论,气体的定向运动可以看成是一层层的,分子本身无规则的热运动,会使分子在两层之间相互碰撞交换能量。温度升高时,分子热运动加剧,碰撞更频繁,气体粘度也就增加。但温度升高时,液体的粘度迅速下降,这是由于液体产生粘度的原因和气体完全不同,液体粘度的产生是由于分子间的作用力。温度升高,分子间的作用力减速弱,所以粘度下
2、对理想气体来说ΔUT= 0,是否说明若水蒸气为理想气体则在25℃下将水蒸发成水蒸气时ΔUT= 0?
温度不变内能则不变的说法只是对理想气体才适用。水蒸发变为水蒸气不符合此条件,故不成立。实际上水蒸发过程需吸收热量q=ΔU-W,可见所吸之热一部分对外做功,一部分使内能增加。
3、在标准压力下,将室温下的水向真空蒸发为同温同压的气,如何设计可逆过程?
这可以有两种设计途径,一种是等压可逆过程变温到水的沸点,再恒温恒压可逆相变为气,此气再可逆降温至室温;另一条是先等温可逆变压至室温下水的饱和蒸气压,然后可逆相变为气。
4、是否任何溶质的加入都能使溶液的沸点升高?
加入的溶质必须是非挥发性的溶质才使溶液的沸点升高。假如别入的溶质使溶液的蒸气压高于溶剂,就会使溶液的蒸气压在较低的温度达到大气的压力,即101325Pa而使沸点下降。
15、若SO2+O22?SO3在温度为T的容器内达到平衡后,通入不参与反应的惰性
气体,会不影响平衡常数K$p的值和平衡产量?设气体都是理想气体。 加入惰性气体且均为理想气体虽能改变系统压力,但并不能改变平衡常数,因其不是压力的函数。但却可以影响平衡产量。
6、某金属有多种晶型,有人声称他在一定T、P下制得了这一纯金属的蒸气、液态、γ晶型及δ晶型的平衡共存系统。请判断其可能性并说明理由。
不可能。根据相律F=C-P+2=1-4+2=-1是不可能的。说明单组分系统最多只能有三相平衡共存。
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