北 京 科 技 大 学
2013年硕士学位研究生入学考试试题
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试题编号： 627 试题名称： 物理化学B （共 5 页） 适用专业： 说明： 1.所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
2.符号$在右上角表示标准态, 例如p$表示一个标准压力100kPa. E$表示标准电动势等。
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一、选择题 ( 共15题，每题2分共30分 )
1. 下述体系中的组分B，选择假想标准态的是： ( ) （A）理想溶液中的组分B; （B）理想混合气体中的组分B （C）非理想溶液中的溶剂; （D）稀溶液中的溶质B
2. 将某理想气体从温度T1加热到T2。若此变化为非恒压过程，则其焓变ΔH应为何值? ( ) (A) ΔH=0 (B) ΔH=Cp(T2-T1) (C) ΔH不存在 (D) ΔH等于其它值
3. 已知在373 K时,液体A的饱和蒸气压为66 662 Pa，液体B的饱和蒸气压为1.01 325×105 Pa，设A和B构成理想液体混合物，则当A在溶液中的物质的量分数为0.5 时，气相中A的物质的量分数应为： ( )
(A) 0.200； (B) 0.300； (C) 0.397； (D) 0.603
**
4. 在温度 T 时，纯液体 A 的饱和蒸气压为 pA，化学势为μA，并且已知在p$压力下的凝固点为 Tf*，当 A 中溶入少量与 A 不形成固态溶液的溶质而形成为稀溶液时，上述三物理量分别为 pA，μ A，Tf ，则 ( )
****
(A) p A< pA，μA<μA， Tf* < Tf； (B) p A> pA，μA<μA， Tf* < Tf
****
(C) p A< pA，μA<μA， Tf* > Tf； (D) p A> pA，μA>μA， Tf* > Tf
5. 有下述陈述
(1) 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和 (2) 对于纯组分，则化学势等于其摩尔Gibbs自由能 (3) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Henry定律
(4) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Raoult定律
上述诸说法正确的是： ( )
(A) (1)，(2)； (B) (2)，(3)； (C) (2)，(4)； (D) (3)，(4)
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6. 如图，在绝热盛水容器中，浸有电阻丝，通以电流一段时间，如以电阻丝为体系,则上述过程的Q、W和体系的ΔU值的符号为： ( )
(A) W = 0, Q < 0, ΔU < 0； (B) W < 0, Q < 0, ΔU > 0 (C) W = 0, Q > 0, ΔU > 0； （D）W < 0, Q = 0, ΔU > 0
7. 节流过程中，下述说法正确的是 ( ) （A）内能不变，压力减少； （B）焓不变，压力减少； （C）吉布斯自由能不变，压力不变；（D）焓不变，压力增加。
8. 当把金属铅插入下列四组溶液中，有可能置换出金属锡的是： ( )
(A) aSn2+= 1.0, aPb2+= 0.1；(B) aSn2+= 1.0, aPb2+= 1.0； (C) aSn2+= 0.1, aPb2+= 1.0 ；(D)
aSn= 0.5, aPb= 0.5
2+2+
H2O,CuSO4?3H2O,CuSO4?5H2O三种水合物，9. CuSO4与水可生成CuSO4?则在一
定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为： ( ) (A) 3种； (B) 2种； (C) 1种； (D) 不可能有共存的含水盐
10. 对于 E$＝[RT/(zF)] ln K$ 一式,正确理解是 ： ( )
(A) 表示电池内各物都处于标准态； (B) 表示电池反应已达平衡； (C) 表示电池内部各物都处于标准态且反应已达平衡；
(D) E$与K$仅在数值上满足上述关系,两者所处状态并不相同。
11. 恒沸混合物在气、液两相平衡共存时的自由度为： ( ) (A)0 (B)1 (C)2 (D)3
12. CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分
为： ( ) (A) 2； (B) 3； (C) 4； (D) 5。
13. 水与苯胺的最高临界溶点温度为T。在某工艺中需用水萃取苯胺中的某物质
时，操作的最佳温度应该是： ( ) (A)T > T0； (B)T < T0； (C)T = T0； (D)视具体情况而定。
14. 在其它条件不变时，电解质溶液的摩尔电导率随溶液浓度的增加而 ( )
(A) 增大； (B) 减小； (C) 先增后减； (D) 不变
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15. 碘的三相点处在115℃和12 kPa上,这意味着液态碘： ( ) (A) 比固态碘密度大； (B) 在115℃以上不能存在；
(C) 在p$压力下不能存在； (D) 不能有低于12 kPa的蒸气压。
二、填空题 (14题，除第1和5题3分外，其余每题2分共30分 )
1. 反应 C(s)+O2(g) ???CO2(g)的ΔrH $m(298 K)<0。若此反应在恒容绝热器中
进行，则该体系的ΔT 零，ΔU 零，ΔH 零。（填：大于，等于，小于）
2. 对实际气体，由于分子间存在吸引力，当温度不变时，气体的体积增加，则其内能 。（填：增加，不变，减少）
3. 当液体A溶解在液体B中时，发现液体A的偏摩尔体积比纯液体A的摩尔体积要大，则增加压力时，液体A在液体B中的溶解度 。（填：增加，不变，减少）
4. 将A，B两种气体以1:2的比例封入一真空容器,反应 A(g)+2B(g)=C(g) 为吸热反应，300℃下平衡时系统的总压力为p1, 在500℃下平衡时总压力为p2, 则p1____ p2 (填：大于，小于，等于)。
5. 采用32P标记的五氯化磷 t1/2 为14.3 天, 经___________天后, 放射性衰变 到起始值的1/1000。
6. 将反应Ag2O(s) = 2Ag(s) + 12O2(g)设计成电池的表示式为：______________
____________________________________________________________。
7. 平行反应的总速率是所有平行发生的反应速率的____________________。其
决速步是平行反应中反应速率最 （填：快,慢）的一个。
8. 在101 325 Pa压力下，I2在液态水和CCl4中溶解分配达平衡。该平衡体系的 自由度为 ，其可变量是 。
9. 经验规则“温度每增加 10 K, 反应速率增加 2 倍”。在T1＝298 K 和T2＝ 308
K 时，符合这规则的活化能值 Ea＝___________________。
10. 电池: Pt│H2(p$)‖HCl(??, m)│Hg2Cl2 │Hg│Pt 根据能斯特公式其电动势E = _______________，得到 lg?? =_____________ 。
11. 指出下列平衡体系的独立组分数：（1） ；（2） (1)NaCl(s)、HCl(l)、H2O(l)的饱和水溶液。
(2)H2、石墨，催化剂，生成n种碳氢化合物所组成的化学平衡体系。
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12. 一级相变特点：（1）物质在二相中的化学势 ；（2）物质在二相中的
化学势对温度或压力的一级偏微商 。（填“相等”或“不等”）
13. 分别用反应物和生成物表示反应A＋3B＝2C 的反应速率, 并写出它们间关
系为： 。
114. 298 K 时，电池反应 Ag(s)＋Hg2Cl2(s)＝AgCl(s)＋Hg(l) 所对应的
2?rSm＝32.9 J·K-1·mol-1,电池电动势为0.0193 V,则相同反应进度时
?rHm＝ ，(?E/?T)p＝______________。
三、计算题 (7题，每题10分共70分 )
1. 某物质有?和?两种晶型。25℃时?和?型的标准摩尔生成热分别为-200.0和-1980 kJ?mol-1。标准摩尔熵分别为70.0和71.5 J?K-1?mol-1。它们都能溶于CS2中，?在CS2中溶解度为10.0 mol?kg-1。假定?，? 溶解后活度系数皆为1。 (1) 求25℃，由?型转化为?型的ΔG $m；
(2) 求25℃，?型在CS2中的溶解度(mol?kg-1)。
2. 一定量的 H2O(l) 置一钢瓶中 (V = 5 dm3)，用 O2气加压至 2.53×108 Pa。已知 293 K 时O2在水中溶解的亨利常数为3.93×109 Pa。 (1) 计算 O2在水中的物质的量分数； (2) 293 K时,水的正常蒸气压为 2.67×103 Pa，计算溶液上方水的蒸气压； (3) 如果实测得液面上水的蒸气压为2.45×103 Pa，计算溶液中水的活度系数。
（以纯水为标准态）
3. 在温度为 298 K 的恒温浴中，一理想气体发生不可逆膨胀过程。过程中环境对体系做功为 3.5 kJ，到达终态时体积为始态的10倍。求此过程的Q，W及气体的ΔU，ΔH，ΔS，ΔG，ΔA。
4. 1 mol O2 克服 101?325 kPa 的恒定外压下作绝热膨胀，直到达到平衡为止，初始温度为 200℃，初始体积为 20 dm3，假定氧气为理想气体，CV, m= (5/2)R 。试计算氧气膨胀过程中的Q, W, ΔU，ΔH，ΔS。
5. 气相反应 2NO2+ F2→ 2NO2F，当 2 mol NO2和 3 mol F2在 400 dm3的反 应釜中混合，已知 300 K 时， k = 38 dm3·mol-1·s-1，反应速率方程为： r = k[NO2][F2]。试计算反应 10 s 后 ，NO2 ，F2 ，NO2F 在反应釜中物质
的量。
6. 将正丁醇蒸气在298.15 K时慢慢加压，当开始形成半径为1×10-9 m的微小
液滴时，蒸气压力为多大？已知正丁醇的正常沸点为390 K， ΔvapHm=43.822 kJ·mol-1，298.15 K时正丁醇的密度? =806 kg·m-3，表面张力 ? =0.0261 N·m-1。
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7. 计算下列电池在 298 K 时的电动势 Pt，Cl2(g, p$)│HCl(10 mol·kg-1│O2(g, p$)，Pt
已知：气相反应 4HCl + O2= 2H2O + 2Cl2 的平衡常数 K$p= 1013，并已知该电 池的 HCl 溶液上方 H2O 和 HCl 的蒸气压分别为 p (H2O) = 1253 Pa 和 p(HCl) = 560 Pa 。
四、问答题 (1题 共10分 )
1. 已知Hg-Tl二组分体系的数据如下：
试回答以下问题：
（1）绘制其温度-组成图（示意图）；
（2）指出各相区、水平线段、交点的相数；
（3）为扩大低温测量范围，应选什么组成的Hg-Tl混合物做温度计较合适？
五、证明题 （1题 共10分） 1. 对范德华气体，其状态方程式为 (P?a)(Vm?b)?RT 2Vma??U? 试证明： ???2，其中U表示内能。
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