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年中国科学院物理化学乙

来源：意榕旅游网

中国科学院大学

2013年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题

科目名称：物理化学（乙）

考生须知：

1．本试卷满分为150分，全部考试时间总计180分钟。

2．所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。 3．可以使用无字典存储和编程功能的电子计算器。

下列一些基本常数供解题时参考：

普朗克常数h = 6.626 × 10-34 J·s；玻兹曼常数kB = 1.381× 10-23 J·K-1；摩尔气体常数R = 8.314 J·mol-1·K-1；法拉第常数 F = 96500 C·mol-1 1标准大气压p = 101325 Pa

一. 是非题（每小题1分，共15分）（判断下列各题是否正确，正确用“”表示，错误用“”表示） 1. 卡诺循环包含了两个恒内能过程和两个恒熵过程。

2. 近独立定域粒子体系和经典极限下的非定域粒子体系的最概然分布公式不同。 3. 理想气体的混合物属于独立粒子体系。

4. 理想溶液混合热效应为零，因而分子间没有作用力。

5. 在相同的温度和压力下，相同质量摩尔浓度的葡萄糖和食盐水溶液具有不同的渗透压。 6. 亨利定律是稀溶液定律，任何溶质在稀溶液范围内都遵守亨利定律。

7. 表面活性剂具有增溶作用；增溶作用可以使被溶物的化学势大大降低，而且是一个可逆的平衡过程。 8. 相律表述了平衡系统中相数、组分数及自由度数间的关系。

9. 若组分Ａ与组分Ｂ组成的凝聚系统相图中(不生成固溶体)，形成A2B(s)、AB(s)、AB3(s)三种化合物，则此系统中最多可形成3个最低共熔点。 10. 温度对化学平衡的影响表现为：对于放热反应，升温时平衡朝正向移动。

11. 化学反应达到平衡时的微观特征是：反应并未停止，只是正向进行的速率与反向进行的速率相等而已。

12. 碰撞理论之所以是半经验的，是因为应用其计算速率常数时，阈能必须由实验活化能求得，而要求得实验中的活化能需要先测定一系列温度下

的速率常数。 13. 链反应的发现使化学动力学的研究从总包反应深入到基元反应，即由宏观反应动力学向微观反应动力学过渡。 14. 电池极化现象表现为电极电势的改变。

15. 离子平均活度系数与正负离子活度系数有关，是两者的代数加和。

二. 单项选择题（60分）（每小题2分，共60分）

1. 1 mol单原子理想气体，由始态P1＝200 kPa，T1＝273 K，沿着P/V＝常数的途径可逆变化到终态压力为400 kPa，则ΔH为：

(A) 17.02 kJ (B) -10.21 kJ (C) -17.02 kJ (D) 10.21 kJ 2. 下列热化学方程式：

C(石墨)＋O2 ＝ CO2(g) ΔH1＝ -393.514 kJ·mol-1 Cu(s)＋1/2 O2(g) ＝ CuO(s) ΔH2＝ -155.2 kJ·mol-1 那么，用石墨还原 1 mol CuO 生成金属 Cu 的反应热是： (A) -41.56 kJ·mol-1 (B) -238.3 kJ·mol-1 (C) 41.56 kJ·mol-1 (D) -548.7 kJ·mol-1 3. 对于不做非体积功的封闭体系，下面关系式中不正确的是：

(A)

(H/S)PT(H/P)SV (B)

(F/T)VS(U/V)SP

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4. 理想气体从同一始态(P1,V1,T1)出发，分别经绝热可逆途径(Ⅰ)与绝热不可逆途径(Ⅱ)到达体积相同的终态，以S(Ⅰ)及S(Ⅱ)分别表示其终态熵

值，则： (A) S(Ⅰ) = S(Ⅱ) (B) S(Ⅰ) > S(Ⅱ)

(A) ΔmixH = 0，ΔmixS = 0 (B) ΔmixH = 0，ΔmixG = 0 (C) ΔmixV = 0，ΔmixH = 0 (D) ΔmixV = 0，ΔmixS = 0

6. 97.11℃时，x(乙醇)＝0.012时的乙醇水溶液，总蒸气压P为101325 Pa，该温度下纯水饱和蒸气压为91293.8 Pa，当温度不变，x(乙醇)＝0.02

时，下列各式错误的是: (A) kx = 927 kPa (B) kx = 557 kPa

7. 在 0.1 kg H2O中含0.0045 kg某纯非电解质的溶液，于272.685 K时结冰，该溶质的摩尔质量最接近于：（已知水的凝固点降低常数Kf为 1.86

K·mol-1·kg） (A) 0.135 kg·mol-1 (B) 0.172 kg·mol-1

(A) 标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。 (B) 因Kθ＝f(T)，所以对于理想气体的化学反应，当温度一定时，其平衡组成也一定。

ΔrGθm。

(D) 温度确定时，若Kθ＝l，说明该反应在此温度，压力为100 kPa的条件下已达到平衡。

9. 已知645 ℃时Ag2O(s)的分解压力为64.83 atm，则此时分解反应Ag2O(s)＝2Ag(s)＋1/2 O2(g) 的 (A) 14.39 kJ (B) 15.92 kJ (C) -15.92 kJ (D) -31.83 kJ

ΔrGθm为 :

10．FeCl3和H2O形成四种水合物：FeCl3·6 H2O，2FeCl3·3 H2O，2FeCl3·5 H2O，FeCl3·2H2O，这个系统的组分数(独立)是： (A) 1 （B） 2 （C） 3 （D）4 11. 对相图中的“结线”理解不正确的是：

(A) 在二元体系中结线一定是一条平行于横轴的水平线

(B) 从物系点到结线两端的长度比，代表了该条件下两平衡相所含物质的数量比 (C) 结线的长度代表了某一平衡相的质量或物质的量分数 (D) 在定压相图中，温度不同时其结线的长度一般也就不同

12. 对于过渡状态理论的“势能面”，下列说法中正确的是：

(A) 体系位能只是原子核间距的函数

(B) 活化络合物为线型三原子分子时，势能值可用平面模型来描述

13. 某反应在t时刻生成两种产物，且在一定条件下这两种产物的相对含量不随时间而改变，则该反应必然是： (A) 对峙反应 (B) 平行反应 (C) 连串反应 (D) 不能确定 14. 关于助催化剂，下列说法正确的是：

(A) 本身有较大的活性 (B) 是大量加入催化剂中的物质 (C) 本身无活性或活性很小 (D) 不能提高催化剂的活性 15. 气体分子反应的碰撞理论，有缺陷的方面是： (A) 解释不了Ea与T的关系及A∝T1/2的原因

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(B) 说明不了阿累尼乌斯公式成立的原因 (C) 不能从理论上求得速度常数k (D) 不能给出A及Ea的明确意义

16. 在Hittorf 法测迁移数的实验中，用Ag电极电解 AgNO3溶液，测出在阳极区AgNO3的浓度增加了x mol，而串联在电路中的Ag库仑计上

有y mol的Ag析出，则Ag+离子迁移数为： (A) x/y (B) y/x (C) (x-y)/x (D) (y-x)/y

17. 质量摩尔浓度为b，离子平均活度因子(系数)为

的MgSO4溶液的活度aB为：

(A)

θ2γ2(b/b)± (B)

θ22γ22(b/b)± (C)

θ34γ3(b/b)± (D)

θ48γ4(b/b)±

18. 下面说法中完全正确的是:

(A) 醌氢醌电极的优点是不易中毒，可在还原剂的溶液中使用 (B) 玻璃电极的优点是不受氧化剂及pH值范围的影响 (C) 甘汞电极的主要优点是可逆性高，电势稳定 (D) 标准氢电极的主要优点是不易受外界因素影响

19. Li-Cl2电池结构如下：Li│LiCl ( (饱和液)有机溶剂 )│Cl2 (Pθ), Pt，已知得失电子n = 1,

电动势值

ΔfGθm[LiCl(s)] = -384 kJ·mol-1，则该电池的

Eθ为：

(A) 1V (B) 2V (C) 3V (D) 4V 20. 当一定量的电荷Q通过电解质溶液时，在电极上发生反应的物质的质量: (A) 与电流强度成正比 (B) 与离子浓度成正比

21. 25℃用盐酸酸化到pH = 4的硝酸镉水溶液中含镉（a＝0.001），用铂作两极电解，已知φθ(Cd2+/Cd) ＝ -0.403Ｖ，H2在铂电极上超电势为

0.16Ｖ，当外电压逐步升高，则在阴极上： (A) Cd先析出 (B) H2先析出，继而也有Cd析出 (C) Cd，H2同时析出 (D) H2析出，Cd不会析出 22. 对一般液体泡沫起泡剂的性能及作用，描写不正确的是 (A) 降低气液界面的表面张力 (B) 起泡剂能分解产生不溶解气体

23. 一矩形金属框，其中有一边可以滑动，且边长为0.1 m，在框架上有一液膜，在等温等压下，液膜的表面自由能随表面的变化率是0.38 J·m-2，

当可动边向外移动 0.05 m 时，外界所做的功最小为: (A) 3.8×10-3 J (B) 1.9×10-3 J (C) -1.9×10-3 J (D) 76×10-3 J 24. 根据双电层理论，一溶胶带正或负电的决定因素是：

(A) 胶核选择吸附离子 (B) 配制溶胶的方法 (C) 胶核比表面大小 (D) 稳定剂与胶核本身性质 25. 实际气体向真空绝热膨胀,下列物理量中哪个为零:

(A) ΔT (B) ΔH (C) ΔU (D) ΔV

26．若将水汽设为理想气体，将 373 K，101325 Pa 下的水汽与373 K，201650 Pa下的水汽相比较，两者的化学势： (A) 前者大于后者 (B) 后者大于前者 (C) 两者相等 (D) 无法比较

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27. 若气-固吸附服从Langmuir吸附等温式，则下列线性关系不正确的是: (θ：覆盖度，P：被吸附气体压力，V：被吸附气体体积)： (A) 1/θ～1/P (B) θ～P (C) 1/V～1/P (D) P/V～P 28. 下列增溶作用的特点, 不正确的是:

(A) 能使被增溶物质的化学势降低 (B) 过程是可逆平衡

(A) 玻璃电极是一种不可逆电极

(B) 玻璃电极的工作原理是根据膜内外溶液中被测离子的交换 (C) 玻璃电极易受溶液中存在的氧化剂、还原剂的干扰 (D) 玻璃电极是离子选择性电极的一种 30. 用松弛方法测定速率常数，必须测定体系的：

(A) 半衰期t1/2 (B) 松弛时间 (C) 平衡常数K (D) 和K

三. 计算题和简答题（共75分） 1.（6分）已知空气的焦-汤系数为

μJ-T/(KkPa-1)1.9510-3+1.310.0311p/kPa2T/KT/K

计算200℃时空气从1013250 Pa经节流膨胀至101325 Pa后温度会发生何种变化？

2. （7分） 298 K，0.5 g正庚烷液体恒容完全燃烧，可以使热容为8175.5 kJK-1的量热计升温2.94 K，求1 mol正庚烷在25℃时完全燃烧的焓变。 3. （5分）请通过双原子分子的转动配分函数，说明配分函数一定无量纲。

4. （7分）在101.325 kPa时，使水蒸气通入固态碘和水的混合物，进行水汽蒸馏。蒸馏进行的温度为371.6 K。使馏出的蒸汽凝结，并分析馏出

物的组成，已知每100 g水中含81.9 g碘。试计算371.6 K时固态碘的蒸汽压。（已知碘的原子量为127，假设碘与水完全不互溶。） 5. （7分）水蒸气迅速冷却至25℃时会发生过饱和现象。已知25℃时水的表面张力为0.0715 N· m-1，当过饱和蒸汽压为水的平衡蒸汽压的4倍时，试求：

（1）最初形成的水滴半径为多少？（2）这种大小的水滴中含有多少个水分子？

6. （10分）已知甲苯、苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa，两者可形成理想液态混合物。取200.0 g甲苯和200.0 g

苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90℃的液态混合物，在恒温90℃下逐渐降低压力，问：

（1）压力降到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何？（2）压力降到多少时，液相开始消失，最后一滴的液相组成如何？ 7. （10分）在457 K，总压为1 p下，NO2有5%按下式分解：

2NO2(g)求此反应的

2NO(g)+O2(g)

Kp？

8. （12分）已知反应A

B在一定温度范围内其速率常数与温度的关系为

lg k = -4000/T + 7.0（k的单位为min-1；T的单位为K）（1）求该反应的活化能和指前因子；

（2）若控制反应时间在30 s时反应50%，反应应该控制在多少度？

9. （11分）在25℃、1atm时，用铂电极电解1 mol·dm-3的H2SO4溶液。（已知25℃时：电解液电阻为100 Ω；

(1) 计算理论分解电压；

θ(O/H2+,H2O)1.229V）

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(2) 若两电极面积均为1 cm2。氢气、氧气的超电势η与电流密度J的关系为

H2(g)/V=0.472+0.118lg(J/Acm-2)

当通过电流为1 mA时，外加电压为多少？

O2(g)/V=1.062+0.118 lg(J/Acm-2)

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