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東北大學2002年研究生入學考試物理化學試題

1．有1mol氮氣，溫度為0℃，壓力為101.3kPa，熵值為188.94Jmol-1·K-1，經(jīng)絕熱可逆膨

脹至原體積的2倍。求過程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔA、ΔS及ΔG。

2．分別指出系統(tǒng)發(fā)生下列狀態(tài)變化的ΔU、ΔH、ΔA、ΔS和ΔG中何者必為零；

1）任何封閉系統(tǒng)經(jīng)歷一個循環(huán)過程；

2）在絕熱密封閉剛性容器內(nèi)進行的化學變化；

3）一定量理想氣體的組成及溫度保持不變，但體積和壓力發(fā)生變化；

4）某液體變成同溫、同壓下的飽和蒸氣；

5）任何封閉系統(tǒng)經(jīng)歷任何可逆過程到達某一終態(tài)。

3．衛(wèi)生部門規(guī)定汞蒸汽在1m3空氣中的最高允許含量為0.01mg，已知汞在20℃的飽和蒸

汽壓為0.160Pa，汞的蒸發(fā)熱為60.7kJmol-1。若30℃時汞蒸汽在空氣中達到飽和，此時

空氣中汞的含量是最高允許含量的多少倍？已知汞蒸汽是單原子分子，分子量為200.59。

4．通常鋼瓶中裝的氮氣含有少量氧氣，在實驗中為除去氧氣，可將氣體通過高溫下的銅，

發(fā)生下列反應：

1

2Cu(s)＋O2﹦Cu2O(s)

2

-1

已知在25℃時的標準生成焓為－166.69kJmol、Cu(s)、O2、Cu2O的標準熵為33.35、

-1-1

205.03、100.8Jmol·K。假設上述反應的ΔCp﹦0，問在600℃上述反應達到平衡時，

經(jīng)過處理后的氮氣中的氧氣濃度為若干？

5．300K時液體A、B的蒸汽壓分別為37.329kPa及22.65kPa，等量(均為2mol)A與B混

合形成溶液，此時溶液總壓力為50.650kPa。已知蒸汽中A的摩爾分數(shù)yA﹦0.6，設蒸汽

為理想氣體，計算：

1）溶液中A及B的濃度與活度系數(shù)；2）Gmix

6．1）根據(jù)相律說明斜方硫、單斜硫、液態(tài)硫、氣態(tài)硫不能平衡共存。

2）用熱分析法測得Sb－Cd系統(tǒng)步冷曲線的轉(zhuǎn)折溫度及水平溫度如下：

Cd%0.020.537.547.550.058.070.093.0100.0

轉(zhuǎn)折溫度/℃－550460－419－400－－

水平溫度/℃630410410410410439295295321

（1）由以上數(shù)據(jù)繪制Sb－Cd系統(tǒng)熔點－組成圖；

（2）已知Sb和Cd原子量分別為121.75和112.41，求Sb和Cd組成的化合物的最簡分

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子式；

（3）將各區(qū)的相數(shù)和條件自由度列成表。

7．1）在下列表格中填上化學吸附和物理吸附的四點主要區(qū)別：

物理吸附：

化學吸附：

2）水的表面張力與溫度的關系為/10-3N·m﹦75.64－0.14t/℃

估計水的臨界溫度，計算25℃半徑r﹦10-8m的水球形成霧滴的飽和蒸汽壓及所受

的附加壓。已知25℃時平面液態(tài)水的飽和蒸汽壓為3.167kPa。

8．1）已知反應B→y＋z在一定溫度范圍內(nèi)速率常數(shù)與溫度的關系為：

lg(k/min)﹦－4000/T(K)＋7.000

求反應的活化能；若需在30s時B反應掉50%，問反應溫度應控制在多少度？

k1Y

2）平行反應A＋B的正逆反應對A、B均為一級，若反應開始時A、B的濃

k2Z

-3

度為0.5mol·dm，30min后有15%A轉(zhuǎn)化為Y，25%A轉(zhuǎn)化為Z，求k1與k2的值。

．）﹦︱-1﹦︱﹦

91Pt|H2(p50663Pa)NaOH(0.1mol·kg,0.759)O2(p101325Pa)|Pt

（1）負極反應：

（2）正極反應：

（3）電池反應：

-1

（4）25時上述電池的電動勢E為多少？已知E(OH|O2)﹦0.401V

-1

2）0.2mol·kg的CaCl2水溶液的離子平均活度系數(shù)﹦0.219，則其離子平均活度a±

﹦；

）已知℃時，﹦-42-1

325m(NaOAc)9.1×10s·m·mol