2012浙大物化甲.doc

浙 江 大 学 二〇一二年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目 物理化学（甲） 编号 726 注意：答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上均无效。 （可能用到的常数：玻尔兹曼常数，普朗克常数，阿伏加德罗常数，法拉第常数） 1、简答（每小题5分，共20分） （1）“在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热；在恒温恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。”这样的叙述是否准确？请你进行评述。 （2）有报道：“纳米金属使金属材料固有的物理性质如熔点等也发生了变化。例如，金的熔点为1063℃，而纳米金的熔点只有330℃；银的熔点由金属银的960.8℃降低为纳米银的100℃。”请解释原因。 （3）粉尘大的工厂或矿上容易发生爆炸事故。请解释该现象。 （4）温度升高时，反应A=B的正、逆反应速率都增大，为什么反应的平衡常数K还会随温度而改变？ 2、用图表示（可给出必要的标注，每小题5分，共10分） （1）请分别在p-V和U-S坐标系上绘出卡诺循环的示意图。 （2）请将p-T相图上的纯物质的1-2-3-4-5-6-1循环表示在p-V图上。 3、（20分）在一密闭真空容器内放置一小玻璃泡，内封有1.802 g的液态水，整个容器置于105℃的恒温箱中，设法将玻璃泡击碎后，在容器内产生105℃、0.05MPa的水蒸气。已知，水在正常沸点下的蒸发焓为40.66kJ·mol-1，水蒸气可作为理想气体，液态水的体积可忽略，在100~105℃范围内，，。水的相对分子质量为18.02。 （1）求该相变过程的热力学函数变化?H、?S和?G。 （2）通过必要的计算，判断该过程是否自发？ 4、（10分）总压为202kPa的乙炔气中含有水蒸气，可以采用冷冻的方法除去一部分水蒸气。如果要控制水蒸气分压不超过0.1%，问冷冻乙炔的温度应为多少？已知冰在0℃的蒸气压为611Pa，在-15℃时为165Pa。 5、（10分）当潜水员由深水急速上升到水面，氮气的溶解度降低，在血液中形成气泡阻塞血液流通，这称为“潜函病”。假设氮气在血液中的溶解度与水中相同，在101.3kPa时，每1kg水可溶解1.39×10-5kg的氮气，一个人身体中有3kg血。当潜水员从60m深水中急速上升，试求在人的血液中可能形成的氮气泡的半径。 6、（10分）在25.0℃和101kPa时，测得甲醇（1）中水（2）的偏摩尔体积与摩尔分数的关系为，纯甲醇的摩尔体积为。计算该条件下甲醇偏摩尔体积和混合物摩尔体积的表达式。 7、（10分）电池：的电动势E/V=1.015-4.92×10-4 (T/K-298)。试计算在298K时当电池有2mol电子的电量输出时，电池反应的、、和此过程的可逆热效应。 8、（10分）已知I2（g）的振动特征温度为308.3K，摩尔总熵为260.5J·K-1·mol-1。计算25.0℃和101kPa时I2（g）的振动摩尔熵占摩尔总熵的百分数。选定最低振动能级。 9、（10分）已知在293K时，水的表面张力为72.8×10-3N·m-1，试计算曲率半径为10-8m的凸形液滴的蒸气压与同样曲率半径的凹形液滴的蒸气压之比。设水的密度为1.0×10-3kg·m-3。 10、（10分）反应为二级反应，某温度T时，将A置于容器中，其压力为3p0（p0=100kPa），反应进行到600s时，测得体系的压力为2p0，试求速率常数k。 11、（10分）丙酮在1000K时热分解是一级反应，请根据下面给出的反应历程进行推导证明，并计算反应的表观活化能。 （1） （2） （3） （4） （5） 12、（10分）通过单晶x射线衍射实验测得CuSO4·5H2O的晶体结构如下： 回答： 说明该晶体结构中的成键特点。 根据该晶体结构，其合理的化学式为： ；Cu2+与配体组成的空间构型为： 。 根据该晶体结构特点，它是属于离子晶体还是离子晶体？请阐述你的观点。 若要检验CuSO4·5H2O的5份水是否等价，可采用什么方法？说明理由。 二〇一二年攻读硕士学位研究生入学考试试题参考答案 1、简答 （1）应该是恒温恒压，条件下进行的反应其热效应称为焓变。 （2）纳米材料颗粒小，表面积大，比表面Gibbs自由能较大，比较容易熔化，故熔点较低。另外，从蒸气压来分析，小颗粒的蒸气压较高，升温在温度比较低时其蒸气压就达到液体的蒸气压，熔点也就低了。