PAGEPAGE1PAGEPAGE2華南理工大學(xué)2020年碩士學(xué)位研究生考試試卷科目名稱：物理化學(xué)境工程始態(tài)為2510(C10H8)25CO2400.911kJH．(10)解：彈式量熱計燃燒過程C10H8(s)+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l)是恒容過程，故U=QV=400.911kJH=U+pV=U+n(g)RT=40.91+(2×(10128)8.35×29.15]10－3J=401.298kJ273K1mol373Klmol的水混合試計算此過程的熵變S圍水的等壓摩爾熱容量為75J.－1.ol1。(10分)解：整個系統(tǒng)過程為恒壓絕熱過程，設(shè)終態(tài)溫度為T，則Qp=H=1mol×Cp(T－273K)+1mol×Cp(T－373K)=0解得T=323K過程熵變S=S(冷水)+S(熱水)=ol×75J.－1.ol1(32323)+1ol×75J.－1.ol1(32337)=.819J.－1rm3.已知反應(yīng)Ag)2B(g)298KG=4.75kJ?mol1,試求：rm反應(yīng)開始只有A298K、100kPaAg)的離解度？1000kPa，Ag)的離解度？反應(yīng)開始時原料氣中A(g)1：2，在298K、100kPaAg)的離解度？解釋(2)、(3)的計算結(jié)果。(15分)rm解：(1)K=exp(G/RT)=exp[4.75×1000/(8.315×298)]=0.1471rmA(g) = t=0 0平衡 (1a)mol 2an總=(1+a)molpA=(1a)p/(1+a)， pB=2ap/(1+a)K=[(pB)2/(ppA)]=[2a/(1+a)]2/[(1a)/(1+a)]=4a2/(1a2)=0.1471a=0.1883(2)pA=(1a)10p/(1+a)， K=[(pB)2/(ppA)]==40a2/(1a2)=0.1471a=0.06053Ag) = 2B(g) t=0 0平衡 (1a)mol 2an=(3+a)molpA=(1a)p/(3+a)， pB=2ap/(3+a)K=[(pB)2/(ppA)]4a2=(3aa2)0.1471a=0.3636(2)(3)VIIVIIVVD EFIIIABIIIC—–39℃和303℃，它們可形成化合物lVIIVIIVVD EFIIIABIIICmol1、204.3g?mol1。畫出汞—鉈二組分系統(tǒng)的相圖示意圖)。分析各區(qū)域和三相線對(15分)解：(1)示意圖見右。(2)各區(qū)相態(tài)如下：Hg(s)+Tl2Hg5(s)wTl2Hg5(s)+Tl(s)w

t/t/0

0

TlHg

40 60 80 Hg(s)+L

Hg 2

Tl/% TlIV,V.L+Tl2Hg5(s)L+Tl(s)L

Hg-Tl金屬相圖三相線ABC:Hg(s)+L+Tl2Hg5(s)DEF:Tl(s)+L+Tl2Hg5(s)自由度F=C+1P=3P：單相區(qū)，F(xiàn)=2；兩相區(qū)，F(xiàn)=1；三相線,F=0。25℃時，反應(yīng)：Zn(s)+Hg2Cl2(s)→ZnCl2(b)+Hg(l)rm的G–19.8J?o1。將該反應(yīng)設(shè)計為電池。rm寫出電池圖式和電極反應(yīng)。E。ZnCl2b=0.005mol?kg1E。已知德拜A=0.509kg1/2.mol1/2F=96500C?mol1。(15分)解：(1) 電極應(yīng)：Zn(s)→Zn2++2e—Hg2Cl2(s)+2e—→2Hg(l)+2Cl—電池圖示：Zn(s)|ZnCl2(b)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)rm() =GF=19800J.ol—1(29600C.ol1)1.00Vrm

EERT2F

ZnClb

ERT2F3

3(b)3]Zba a3

，而bbb1/vb(b)21/31/3b，ZnCl b

離子強度

I1biZ21(0.005420.0051)molkg1=0.015mol.kg—12 i 21i11所以 lgA|ZZ21得 =0.750

050|21|

—0.125EERTln[43(b)3]1.030V0.05916Vlg[40.7503(0.005)3]=1.227V2F b 2電池Pt|H2(p)|HCl(ɑ)|AgCl(s|Agt的關(guān)系為：0.23659–4.564×104/℃3.405×106(℃)2求上述電池在25℃、可逆放電193C的電量時，反應(yīng)過程的電功Wr’、熵變rS、焓變rH及可逆熱Qr。(15分)解：E/V=0.23659–4.8564×104×25–3.4205×106×252=0.2223q=zF=193CWr’＝－qE=－193C×0.2223V=－42.90JS=F(E)p=193×(–4.564×14–3.205×106×2×25)V.K－1－0.1267J.K－1r==28.15K×(0.267J.K－1=－37.8JH=G+S=Wr’+Qr=42.90J37.78J=－80.68J注意：通常算的是1摩爾反應(yīng)過程的有關(guān)量變化，但本題并不是1摩爾反應(yīng)。273K時，用木炭吸附CO氣體，當(dāng)CO24.0kPa41.2kPa時,對應(yīng)的平衡吸附5.567×103dm3?kg1、8.668×103dm3?kg1,,0.9時,CO?(10分)解：蘭格繆爾吸附等溫式Va/Va∞=bp/(1+bp)取倒數(shù) V∞/V=1＋1/(bp)a a代入據(jù) Va∞/5.567×103dm3?kg1=1＋1/(b×24.0kPa)Va∞/8.668×103dm3?kg1=1＋1/(b×41.2kPa)ab=.00696a－1，V∞=8.91×103m3?g1aa當(dāng)Va/V∞=0.9時，ap=1b(a∞/a1)1[0.06956a－1×(10.9－1=124a101325Pa外壓，1001×105m的小氣泡。計算小氣泡所承受的壓力。判斷該氣泡能否逸出液面？說明理由。已知此溫度下該液體的表面張力為58.5×103N?m1,密度為1000kg?m3,飽和蒸氣壓為102000Pa,30×103kg?mol1(10解：(1p=2/r=2×58.5×103N?m1/1×105m=11700Pa承受壓力=外壓＋p=101325Pa+11700Pa=113025Pa(2)計算氣泡上的飽和蒸氣壓pr,開爾文公式：ln(pr/p)=2M/RTr即 =102000Pa×exp{2×58.5×103×30×103/[8.315×373.15×1000×(105)]}=101989Pa<承受壓力=113025Pa故氣泡無法逸出液面。已知反應(yīng)

k1

C(g)，20k=0.3

=4.0103s1，30℃時，k=0.6

1 1 1rm20G。rm求正向反應(yīng)活化能。30℃時反應(yīng)物AB0.1mol?dm32分鐘后反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率。(15分)解:()ck11=0.3d3?ol1?14.0103s1=7×10－33?ol1-cKKpRT)=5×10－3[05(.315×293.1)]13.077crmGRTlnK=－[8.315×293.15×ln(3.077)]J?mol1=－2740J?mol1rm(2) =51219J?mol1(3) 2－dcA/dt=k1cA2半衰期t1/2=1/k1cA0=1/(0.6dm3?mol1?s1×0.1mol?dm3)=16.67s當(dāng)t=2min=120s時，cA=1/(k1t+1/cA0)=1/(0.6dm3?mol1?s1×120s+1/0.1mol?dm3)=0.0122mol?dm3轉(zhuǎn)化率xA=(cA0cA)/cA0=(0.10.0122)/0.1=0.8782NO+O22NO2反應(yīng)機理為：2ONO ①k22k22 2 NOO22 2 N2O2是活潑不穩(wěn)定物質(zhì)，導(dǎo)出用生成物NO2表示的反應(yīng)速率方程。設(shè)①式正逆反應(yīng)活化能均很小，②式活化能大，導(dǎo)出用NO2表示的反應(yīng)速率方程。(15分解：(1)dc[N2O2]/dt=k1c[NO]2k2c[N2O2]k3c[N2O2]c[O2]=0得c[N2O2]=k1c[NO]2/(k2+k3c[O2])dc[NO2]/dt=2k3c[N2O2]c[O2]=2k1k3c[NO]2c[O2]/(k2+k3c[O2])(2)①式易達平衡，用平衡近似法c[N2O2]/c[NO]2=k1/k2即 c[N2O2]=k1/k2c[NO]2dc[NO2]/dt=2k3c[N2O2]c[O2]=(2k1k3/k2)c[NO]2c[O2]注意：用分壓代替濃度亦可。在三氧化二砷的飽和水溶液中，緩慢通入H2S可制備As2S3溶膠，H2S為穩(wěn)定劑。寫出膠團結(jié)構(gòu)式，說明膠粒電泳方向。說明電勢的物理意義。NaCl，MgSO4，MgCl2(15