2004考研物化入学考试试卷.docVIP

华南理工大学 2004年攻读硕士学位研究生入学考试试卷(452)参考答案 科目名称：物理化学 适用专业：材料物理与化学、化学工程、化学工艺、生物化工、工业催化、生物医学工程、应用化学、环境工程 说明：本答案由葛华才老师完成，试题做了规范化和少量处理，若有不恰当之处特别是错误之处，欢迎用电子邮件方式告知葛老师本人(邮箱：ge1963@126.com)。 ? 1. 始态为25℃常压下的10克固体萘(C10H8)置于含足够氧的弹式量热计中燃烧，最终产物为25℃的CO2及液体水，过程放热400.911kJ。试求此过程的焓变ΔH． 解：弹式量热计燃烧过程 C10H8(s)+ 12O2(g) = 10CO2(g) + 4H2O(l) 是恒容过程，故 ?U=QV= ?400.911kJ ?H=??U+?pV=??U+?n(g)RT = ?400.911kJ+[(?2)×(10g/128g)×8.315×298.15]×10－3kJ =?404.785kJ ? 2. 在绝热系统中将273K、1mol的水和373K、lmol的水混合,试计算此过程的熵变ΔS。设在此温度范围水的等压摩尔热容量为75J . K－1 . mol?1。(10分) 解：整个系统过程为恒压绝热过程，设终态温度为T，则 Qp=?H=1mol×Cp(T－273K)+ 1mol×Cp(T－373K)=0 解得 T=323K 过程熵变 ?S=?S(冷水)+?S(热水) =1mol×75J . K－1 . mol?1×ln(323/273)+ 1mol×75J . K－1 . mol?1×ln(323/373) =1.819 J . K－1 ? 3. 已知反应A (g) = 2B(g) 在298K时△rGm?=4.75kJ?mol?1, 试求： (1) 反应开始只有A，在298K 、100kPa下A (g)的离解度？ (2) 当温度不变，总压增至1000kPa，A (g)的离解度？ (3) 反应开始时原料气中A (g) 与惰性气体的摩尔比为1：2， 在298K 、100kPa下A (g)的离解度？ (4) 解释(2)、(3)的计算结果。(15分) 解：(1) K?=exp(?△rGm?/RT)=exp[?4.75×1000/(8.315×298)]=0.1471 A (g) = 2B(g) t=0 1mol 0 mol 平衡 (1?a)mol 2a mol n总=(1+a pA=(1?a) p?/(1+a)， pB=2a p?/(1+a K?=[(pB)2/( p? pA)] =[2a/(1+a)]2/[(1?a)/(1+a)]=4a2/(1?a a=0.1883 (2) pA=(1?a)10p?/(1+a)， pB=2a×10p?/(1+a K?=[(pB)2/( p?pA)] ==40a2/(1?a2 a=0.06053 (3) A (g) = 2B(g) 惰性气体 t=0 1mol 0 mol 2mol 平衡 (1?a)mol 2a mol 2mol n总=(3+a pA=(1?a) p?/(3+a)， pB=2a p?/(3+a K?=[(pB)2/( p? pA)] =[2a/(3+a)]2/[(1?a)/(3+a)]=4a2/(3?2a? 4a2=(1+a?2a a=0.3636 (4) 反应是气相分子数增加的反应，从(2)计算可知，恒温时，增加总压不利于反应；而加入惰性气体相当于降低总压，故(3)情况有利于反应。 ? 4. 对于汞—铊二组分系统，已知汞和铊的熔点分别为–39℃和303℃，它们可形成化合物Tl2Hg5，熔点为15℃；形成的低共熔点的组成分别为8%、41%Tl（质量分数），相对应的温度分别为–60℃、0℃；汞和铊的摩尔质量分别为200.5g?mol?1、204.3g? (1)? 画出汞—铊二组分系统的相图(示意图)。 (2)? 分析各区域和三相线对应的相态和自由度。(15分) 解：(1) 示意图见右。 (2) 各区相态如下： I. Hg(s)+Tl2Hg5(s) II. Tl2Hg5(s)+Tl(s) III. Hg(s)+L IV,V. L+Tl2Hg5(s) VI. L+Tl(s) VII. L 三相线 ABC: Hg(s)+L+Tl2Hg5(s) DEF: Tl(s)+L+Tl2Hg5(s) 自由度F=C+1?P=3?P：单相区，F=2；两相区，F=1；三相线, F=0。 ? 5. 已知25℃时，反应：Zn(s)+Hg2Cl2(s)→ZnCl2(b)+ 的△rGm? =–