华南理工大学-629物理化学一【2014年】考研真题
2023-06-21
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629
华南理工大学
2014 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）
科目名称：物理化学（一）
适用专业：高分子化学与物理，无机化学，分析化学，有机化学，物理化学
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一、计算题
1、1mol CO(g)与含 0.5mol O2(g)的空气，始态温度为 25℃，压力为 100 kPa，假
设气体为理想气体。求经绝热等压燃烧过程可达到的最高温度及过程的 Q、ΔH、ΔU、
W。
已知：空气组成（摩尔分数）：y(O2)=0.21，y(N2)=0.79；CO2(g)，N2(g)的平均定
压摩尔热容 Cp,m 分别为 54.39 和33.47 J·K-1·mol-1；25℃时，
f m
H
(CO2, g) = 393.51
kJ·mol-1，
f m
H
(CO, g) = 110.53 kJ·mol-1。 （15 分）
2、1mol 某理想气体，由 202.65 kPa，11.2 dm3的始态，经 pT =常数的可逆过程
压缩至终态为 405.3 kPa，已知 CV,m=1.5R，假设始态时该理想气体的摩尔熵 Sm=20
J·K-1·mol-1。求此过程的 ΔU、ΔH、W、Q、ΔS及ΔG。 （15 分）
3、A和B组成的溶液在 343K 时，气相中 B的组成 yB=0.85，液相中 A的组成
xA=0.87，此时 A溶解达到饱和，溶液的总蒸气压为 35.4 kPa。已知 343K 时，纯 A的
饱和蒸气压为 6.5 kPa；A的熔化焓
*
fus m
H
=19.3 kJ·mol-1。试计算：
(1) 该溶液 A的相对活度 ax,A 和活度系数 γx,A；
(2) A 的熔点。 （15 分）
4、代谢过程涉及葡萄糖（C6H12O6）转化成 6-磷酸葡萄糖反应步骤。已知 298K
时，下列反应：
C6H12O6 + H3PO4(l) → 6-磷酸葡萄糖 + H2O(l)
r m
G
=13.8 kJmol-1
ATP + H2O(l) → ADP + H3PO4(l) r m
G
30.5 kJmol-1
(1) 如何实现 C6H12O6 → 6-磷酸葡萄糖这一反应？并计算 298K 时该反应的标准
平衡常数
c
K
；
(2) 若该反应开始时反应物均为 1mol·L-1，求平衡转化率；
(3) 若该反应 300K 时的
c
K
是298K 的0.95 倍，求反应的
r m
U
。（15 分）
5、二价稀土和碱金属形成的复合碘化物具有良好的发光特性，可用于研制特殊
照明器具。近几年来有研究者开展了 EuI2-KI 二元体系在 310-4 Pa 压力下的低压相
图研究。实验结果表明，在 EuI2-KI 系统中，有一个稳定化合物 KEu2I5 (EuI2:KI=2:1)，
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其熔点为 760K；还有一个不相合熔点化合物 K4EuI6 (EuI2:KI=1:4)，其分解温度为
747K，转晶反应为：L(液相) + KI = K4EuI6 （液相中 KI 的摩尔分数 xKI =0.65）；两个
低共熔点的温度和组成分别为 737K，xKI = 0.20 和713K，xKI = 0.60。另外，测得 EuI2
和KI 的熔点分别为 810K，980K，各组分固态完全不互溶。
(1) 请根据上述实验数据绘出 EuI2-KI 二元体系的固液平衡相图（草图）；
(2) 指出各区相态；
(3) 为了得到纯化合物 K4EuI6，KI 的组成和温度应控制在什么范围？
(4) 请绘出 xKI =0.70 的系统从 900K 冷却到 700K 对应的冷却曲线，并给出相变
描述。 （15 分）
6、在 298K 时下列原电池的标准电动势 E值为 1.387 V。
Zn∣ZnSO4(b)∣Ag2SO4(s)∣Ag
假设 ZnSO4浓度 b=0.1 mol·kg-1 时平均活度系数为 0.45。
(1) 请写出上述电池的电极反应和电池反应；
(2) 求ZnSO4浓度 b=0.1 mol·kg-1 时平均活度；
(3) 计算电池的电动势 E、电池反应的rGm和标准平衡常数 K。 （15 分）
7、已知水的饱和蒸气压随温度变化关系为：
5132
/ Pa 133.3exp(20.386 )
/ K
pT
(1) 在灰霾大气中，假设其中的颗粒物直径全部为 20nm 的细颗粒，大气温度为
25℃，水蒸气分压为 3332.5Pa。计算说明在此条件下水蒸气能否凝聚到颗粒上。假设
在10~25℃温度范围内水气的表面张力为恒定值 7.4×102 Nm-1。
(2) 将处于该条件下的气团绝热可逆膨胀至原体积的 1.25 倍后，计算说明水蒸气
能否凝聚？假设大气的 Cp/CV比值
= 1.4。 （15 分）
8、采用初始速率法测量了气相反应 NO + H2 → H2O + 0.5N2在826℃下的动力学。
初始速率通过测量系统总压 p得到，结果如下：
p(H2)初始/kPa p(NO2)初始/kPa
d
d
p
t
/ kPas1
45.0
40.0
0.137
45.0
20.0
0.034
38.5
53.3
0.207
19.6
53.3
0.105
(1) 计算反应对 H2和NO 的级数和速率常数，其中速率常数以分压表示（取四次
的平均）；
(2) 在p(NO2)初始 = 200 kPa 和p (H2)初始 = 200 kPa 时，计算 H2反应掉一半所需的
时间。 （15 分）
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二、简答题：
9、在房间里放置一台电冰箱，将冰箱门打开，并接通电源使其工作，假定房间
密闭绝热，问室内的平均气温将如何变化？说明理由。 （6分）
10、试解释为什么物质会从化学势较大的相流向化学势较小的相？ （7分）
11、电解时，实际的电解电压总是大于理论电解电压，为什么？如何判断阳极、
阴极反应的优先顺序？ （5分）
12、在真空密闭容器中放入过量的 NH4HS(s)和NH4I(s), 并发生如下反应：
NH4HS(s) = NH3(g) + H2S(g)
NH4I(s) = NH3(g) + HI(g)
达平衡后，请指出系统的组分数、相数及自由度数（需列出公式）。 （5分）
13、简要说明为什么气体的等温吸附过程一般都是放热的。 （7分）
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629华南理工大学2014年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：物理化学（一）适用专业：高分子化学与物理，无机化学，分析化学，有机化学，物理化学共3页第1页一、计算题1、1molCO(g)与含0.5molO2(g)的空气，始态温度为25℃，压力为100kPa，假设气体为理想气体。求经绝热等压燃烧过程可达到的最高温度及过程的Q、ΔH、ΔU、W。已知：空气组成（摩尔分数）：y(O2)=0.21，y(N2)=0.79；CO2(g)，N2(g)的平均定压摩尔热容Cp,m分别为54.39和33.47J·K-1·mol-1；25℃时，f...
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