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华 中 师 范 大 学
2002年硕士研究生入学考试试题（答案）
招生专业 研究方向
考试科目 物理化学 考试时间 月 日 午 一、是非题:在正确的说法前填“y”，在错误的说法前填“n”。（每小题1分）
（y ）1、非理想气体不可逆循环的W和Q绝对值相等。 （n ）2、系统的温度升高一定要吸热。
（y ）3、稀溶液中，组分B的浓度可用xB、mB、cB、表示,其标准态的选择也 随之不同，其活度值亦不同,但其化学势大小不变。
（n ）4、化学反应平衡常数对于指定的反应就是一个不变的常数。 （n ）5、溶液的化学势等于溶液中各组分化学势之和。 （n ）6、电极电势就是金属/溶液界面间的电势 （y ）7、催化剂不可能改变化学反应平衡常数。 （n ）8、对峙反应在一定的温度下达平衡时，正逆反应速率常数相等。 （n ）9、复杂反应的速率取决于其中最慢的一步。
.71.3（y ）10、若反应 A＋D → E＋F 的速率方程为：r?kc0cD 则该反应是 A 二级反应，且肯定不是双分子反应。 二、选择题（从下列A、B、C、D中选出一个最正确的答案入括号。每小题1.5分）
( D )1、 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于 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 (D) 2、在一定温度下，发生变化的孤立体系，其总熵 A．不变 B．可能增大或减小 C．总是减小 D．总是增大 (B )3、氮气进行绝热可逆膨胀
A．ΔＵ＝０ B．ΔＳ＝０ C．ΔＦ＝０ D．ΔＧ＝０ (B )4、氢气进行不可逆循环
A．ΔＵ＞０ B．ΔＳ＝０ C．ΔＳ＞０ D．ΔＳ＜０
(C)5、氢气和氧气在绝热钢瓶中燃烧生成水蒸汽
A．ΔU＝ΔH＝0 B． ΔU>0
C．W＝Q＝ΔU＝0 D． W＝Q＝ΔU＝ΔH＝0 (B )6、正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中
A．ΔS=0 B．ΔG=0 C．ΔH=0 D．ΔU=0 (B)7、理想气体等温可逆膨涨过程（A→B）系统吸收的热
A.C.
Q??TBTACPdTB.D.Q?nRTlnpAPB
Q?CV(TB?TA)Q?P(VB?VA)1
(D)8、实际气体的标准态，就是与被研究气体B
A．同温，纯气体B B．同温，f?pO的纯气体B
C．同温，同压，理想气体B D．同温，p?pO的纯理想气体B
(B)9、质量摩尔浓度凝固点降低常数Kf的值只决定于 A．溶质的本性 B．溶剂的本性 C．溶质的浓度 D．温度
(D)10、Na+、Cl+、K+、NO3-、H2O(l)达平衡，其自由度为 A． 2 B． 3 C． 4 D． 5
(A)11、左图是某二元凝聚系统相图，图中X点所示物系在继续冷却至一固相消失的瞬间。另一固相与液 相的质量比应等于 A．PX/QX B．PX/RX C．PQ/RQ D．QX/PX
(C)12、离子独立运动定律适用于
A． 强电解质溶液 B． 弱电解质溶液 C． 无限稀电解质溶液 D． 理想稀溶液 (B)13、盐桥的作用是
A． 降低电池的内阻。 B． 减少液体接界电势。 C．完全消除液体接界电势。 D．沟通电路。 (A)14、电池极化时其电流密度i与电极电势φ的关系是
A． i↑, φ阴↓, φ阳↑ B． i↑, φ阴↑, φ阳↓ C． i↑, φ阴↓, φ阳↓ D ．i↑, φ阴↑, φ阳↑
(A)15、某化学反应速率常数的单位为mol l-1 S-1 该化学反应的级数为 A． 0 B． 1 C ． 2 D．3
(D)16、放射性Pb201的半衰期为8小时，1克放射性Pb20124小时后还剩下 A ．1/2克 B．1/3克 C．1/4克 D．1/8克
(A)17、实验测定某反应半衰期是一天,反应全部完成的时间为两天,则该反应为 A ． 零级反应 B． 一级反应 C ． 1．5级反应 D ．二级反应
(C)18、反应 A + 2 B → C + 2 D 在定容下经实验测定其速率方程为 A． r =
d??Bdt =
dCdtA =
dCB2dt =
dCdtC =
dCD2dt2 = kCACB
2
B． r =
d??Bdtd? =
dCdtA =
dCB2dt =
dCdtC =
dCD2dt = kCACB
C． r =
?Bdtd? = -
dCdtdCdtA = -
dCB2dt =
dCdtC =
dCD2dt = kCACB
D． r =
?Bdt = -
A = -
2dCdtB =
dCdtC =
2dCdtD = kCACB
(B)19、一基元反应，正反应的活化能是逆反应的活化能的2倍,反应时吸热 120kJ.mol-1，正反应的活化能是
A．120kJ.mol-1 B．240kJ.mol-1 C．360kJ.mol-1 D．60kJ.mol-1 (D)20、对于理想的水平液面，其值为零的表面物理量是 A． 表面能 B．比表面吉布斯函数 C． 表面张力 D． 附加压力 三、简答题（每小题6分）
1、反应 A2＋B2—→2AB 有如下机理：
k ① A2??? 2A （慢）
② B2 2B （快速平衡）
k ③ A + B???AB （快） 求速率方程。
13[解] 由计量方程： r?d[AB]2dt 由反应机理： d[AB] /dt = k3[A][B]
A的生成速率慢，消耗速率快，可用“稳态近似”： d[A] / dt = 2k1[A2] - k3[A][B] = 0 [A]?故： r?2k1[A2]k3[B]2dt d[AB] /dt = 2 k1[A2]
?k1[A2]
1d[AB]此题若将①看成速决步骤，则可直接写出： r??d[A2]dt?k1[A2]
(结果完全相同。一般说来，反应机理中慢步骤后面由连续几个快步骤作为结尾，由机理推导速率方程时，常常可不予考虑)
2、利用反应H2(g)+O2(g)→H2O(l)设计两个不同的电池，并写出相应的电极反应。
Pt，H2（g）│H+ (ag) │O2(g),Pt
负极：H2?2e?2H? 正极：
-
12O2?2H?2e?H2O?
Pt，H2（g）│OH(ag) │O2(g),Pt 负极：H2?2OH?2e?2H2O 正极：
12O2?H2O?2e?2OH-
3、尽可能多地（三种以上）列举出电导率测定的应用，并对其原理作尽可能简略的说明。
3
①检验水的纯度
②测定弱电解质电离度和离解常数（物化实验） ③测定难溶盐溶解度（物化实验） ④电导滴定
⑤测定乙酸乙脂皂化反应速率常数（物化实验） 四、作图题（6分）
1、画出三电极法测定超电势的装置示意图 （见《物理化学》教材） 五、计算题（每小题6分） 1、298K时，反应：
CO(g) + H2(g) ==== HCHO(l)
?rGm0=28.95 kJ mol-1 又知298K时，HCOH(l)的饱和蒸汽压为2.00×105Pa。
0试计算反应； CO(g) + H2(g) ==== HCHO(g) 在298K时的?rGm。
[解] 知298时，HCOH(l)的饱和蒸汽压为2.00×105Pa，
298K2.00?10Pa?????HCHO(g) 的△G = 0 即知相变过程： HCHO(l)??5设计如下过程： CO(g)+H2(g) △rGm0 HCHO(g) △Gm,5 HCHO(g) 298K 105 Pa 298K 105 Pa 298K 2.00×105Pa 0 △△Gm,4 rGm20 △rGm1 HCHO(l) △Gm,3 HCHO(l) 298K 105 Pa 298K 2.00×105Pa 如图：
△rGm0 = △rGm01 + △rGm02
= △rGm01 + △rGm，3 +△rGm，4 +△rGm，5 其中： △rGm01 = 28.95 kJ mol-1 △Gm，3 =
?2?105510V(l)dP?0
△Gm，4 = 0 △Gm，5 =RTlnP2P1?8.314?298ln10552?10?－1.68kJ mol-1
△rGm，5=28.95+(-1.68)=27.27 kJ mol-1
本题需要计算的仅为一理想气体等温膨胀过程的自由能变化值。
2、设葡萄糖在人体血液中和尿中的浓度分别为5.50×10-3和5.50×10-5 mol kg-1。若将1mol 葡萄糖从尿中转移到血液中，肾脏至少需作多少功？（设人体温度为37℃）
//（血）（尿）??WR??G???BdnB?n葡（?葡??葡） [解] ?Wmin 记为： W/??n(?2??1) ?
?B??B(T,P)?RTln/?BmBmO
4
?2m2 ?W/??n(?2??1)?nRTlnmO?1m1m
O溶液很稀，??1，则： W??1?8.314?310ln/5.50?105.50?10?3?5??11.9?10J
3 3、测得水在77℃的饱和蒸气压为4.18×104Pa，欲使压力锅内水达101℃，其中压力为多大？
解：对于水的液、气两相平衡有 lnP＝－A/T＋B 即：
lg4.18×104＝－A/350＋B lg101325＝－A/373＋B 联立解得 A＝2185 B＝10.86 T＝101＋273＝374K
lgP＝－2185/T＋10.86
P＝1.042×105 Pa 此即压力锅中的压力。
4、将N2在电弧中加热，从光谱中观察到处于振动能级v=1的分子数与处于振动能级v=0的分子数之比
n1n0?0.26。已知N2的振动频率为6.99×10s，试
13-1
计算该气体的温度。（普朗克常数h=6.626×10-34J.s, 波尔兹曼常数k=1.381×10-23J.K-1） 解：
n1n0n1n0???g1eg0e?3212h?/kT?eh?/kT?h?/kT?0.26
13?lnh?kT??6.626?10?34?6.99?10?231.381?10?T?ln0.26 解之得： T=2490K
5、试由下列数据确定化学反应速率方程r?k[A]?[B]?[C]?中的?、?、?。
起始浓度/mol dm-3 起始速率 实验次数 [A]0 [B]0 [C]0 mol dm-3s-1 0.010 0.005 0.010. 5.0 ① 0.010 0.005 0.015 5.0 ② 0.010. 0.010 0.010 2.5 ③ 0.020 0.005 0.010 14.1 ④ [解] ① 比较实验①与实验④可得：
r1r4?k[A]0,1[B]0,1[C]0,1k[A]0,4[B]0,4[C]0,4???????([A]0,1[A]0,4)?
ln(r1 ??ln(r1r3r4)?)lnln5.014.10.0100.020[A]0,1[A]0,4??1.4957?1.5
②
?([B]0,1[B]0,3) 即：
5.02.5?(0.005?)0.010
解指数方程可得：?＝－1
5
不需解指数方程即可看出?＝－1。其它物质浓度不变，B物质浓度增大一倍，反应速率减小一倍，故反应对B为负一级。 ③
r1r2?([C]0,1[C]0,2?) 即：
5.05.0?(0.0100.015)?
仅??0时等式成立，故 ??0。
由数据表可看出，其它物质浓度不变，C物质浓度增大，而反应速率不变，故反应对C为零级。
速率方程为： r?k[A]2[B]?1。
（与物化实验《丙酮碘化》数据处理同）
6、20℃时，水的表面张力为72.75×10-3N.m-1, 汞的表面张力为483×10-3N.m-1, 汞和水的界面张力为375×10-3N.m-1。
①水能否在汞的表面上铺展开？ ②汞能否在水的表面上铺展开？ 解：铺展的条件是：???s?g??l?s??l?g?0 若将汞视为固体，则：
???Hg??Hg?H2O3??H2O?(483?375?72.75)?10?3?35.25?10?3?0
故水可以在汞的表面上铺展开。 若将水视为固体，则：
???H2O??Hg?H2O??Hg?(72.75?375?483)?10?3??785.25?10?3?0
故汞不能在水的表面上铺展开。
6