2014年电子科技大学834物理化学考研真题.pdf

1、 共 3 页 第 1 页 电子科技大学 2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目： 834物理化学 注：所有答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上均无效。 1. （ 12分） 1824年，法国工程师 N.L.S.Carnot (1796 1832)设计了一个循环，以理想气体为 工作物质，从高温 T h 热源吸收的热量，一部分通过理想热机用来对外做功 W，另一部分的热 量放给低温 T c 热源，这种循环称为卡诺循环。请画出该卡诺循环的温 -熵图（ T-S图），并根 据此图计算卡诺热机的工作效率。 2（ 20分） 1mol单原子分子理想气体，始态为 500K、 5p ，经历以下过程：

2、（ 1）等温可逆膨胀至 1p ； （ 2）向真空膨胀至 1p ； （ 3）在恒外压（ 1 p ）下，绝热膨胀至 1p 。 求 以 上各 过程的 Q、 W、 U、 H、 S、 F和 G。 已知 在始态 时 ， S m= 123.43 J K mol -1 。 3. (13分 )有二元凝聚系相 图 如 下，请 标明 图 中 10个 区域相 的 组成和自由度 ，并 绘 出 虚线 P 1 、 P 2 、 P 3 的 步冷曲线 ?4 （ 15 分） 已知反应 2Cr 3+ + 3Cl 2 + 7H 2 O = Cr 2 O 7 2- + 6Cl - + 14H + 的 标准电极电位 ： V Cr O C

3、r 33 . 1 3 2 7 2 / = + - q j ， V Cl Cl 36 . 1 / 2 = - q j ， F = 96500J V -1 mol -1 。 若 在 298K时组成 原 电池 。 （ 1） 写 出该原 电池 的 电池表达式 ，并计算 标准电动势 E q 。 共 3 页 第 2 页 （ 2）计算 ( ) K G m r 298 q D 并 判断反应进行 的 方 向。 （ 3）计算 标准平衡常数 K q 。 （ 4） 若 3 10 - = + dm mol c H ， 其它离 子 浓度均 为 标准浓度 ， 求 原 电池 的 电动势 E。 5.（ 15分） 323K时 ，

4、 醋酸 （ A） 和苯 (B)的 溶液 的 蒸 气压 数 据为： X A0.0000 0.0835 0.2973 0.6604 0.9931 1.000 P A /Pa 1535 3306 5360 7293 7333 P B /Pa 35197 33277 28158 18012 466.6 （ 1）以 拉乌尔定律 为 基准 ， 求 X A 0.6604时组 分 A和 B的 活度和活度系数 ； （ 2） 以 亨利定律 为 基准 ， 求上述浓度时组 分 B的 活度和活度系数 ； （ 3） 求 出 298K时上述组 分的 超额吉布斯自由能和混合吉布斯自由能 。 6.（ 15分） 钢包 （ 盛钢水

5、 的 桶 ） 底 部 有 一 透 气 砖 ， 透 过 透 气 砖 可以向 钢包内吹入 惰性 气体 氩 气，以 赶走 包内 的 氧 气 净化 钢水 。为了在 不 吹 Ar时钢水 不 从 透 气 砖中 漏 出来， 求透 气 砖 气 孔 的 最大半径 为 多少？ （ 已知钢水 深 2m， 密 度 =7000kg m -3 ， 表 面张力 = 1300 10 -3 N m -1 ， 重力 常数 g=9.8m s -2 ， 钢水 与孔壁 的 接触角 =150 o 。） 7 （ 15分）用 活 性炭 吸 附 CHCl 3 时 ， 0 时 最大 吸 附 量 (盖满 一 层 )为 98.8dm 3 kg -1

6、 。 已知 该 温 度 下 CHCl 3 的分压为 1.34 10 3 Pa时 的 平衡 吸 附 量为 82.5dm 3 kg -1， 试 计算： （ 1） 兰缪 尔 吸 附 定 温 式中 的 常数 a； （ 2） 0 ， CHCl 3 分压为 6.67 10 3 Pa下的吸 附 平衡时 每 kg吸 附剂 吸 附 气体的体 积 。 8.（ 15分） 试证 明 ： P H S C V P T P T = - 共 3 页 第 3 页 9.（ 15分） 791K时 ，在 定 容 下 乙醛 的分 解 反应 为： CH 3 CHO（ g） = CH 4 （ g） + CO（ g） 若 乙醛 的 起 始压

7、 力 p 0 为 48.4kPa，经一 定时 间 t后 ， 容器 内 的 总 压 力 为 p总 ： t/s 42 105 242 384 665 1070 p 总 /kPa 52.9 58.3 66.3 71.6 78.3 83.6 试 计算该 反应 的 反应 级 数 。 10.（ 15分） 异丙 苯 （ C 6 H 5 C（ CH 3 ） 2 -H） 氧化 为过 氧化氢异丙 苯 （ C 6 H 5 C（ CH 3 ） 2 -OOH） 的 反应式 可 简化 为： RH + O 2 ROOH， 要使 该 反应进行 ， 须 在 异丙 苯中 先加 入 2.5%的过 氧 化氢异丙 苯 作为 引发剂 。

8、此 反应 的机理 如 下： （ 1） + OH RO ROOH k 1E 1 =151 KJ mol -1（ 2） + + R ROH RH RO k 2E 2 =17 KJ mol -1（ 3） O H R RH OH k 2 3 + + E 3 =17 KJ mol -1（ 4） + 2 2 4 RO O R kE 4 =17 KJ mol -1（ 5） + + R ROOH RH RO k 5 2E 5 =17 KJ mol -1（ 6） 2 2 6 2 O ROOR RO k + E 6 =0 KJ mol -1试导 出该 反应 的 速 率 公 式 ，并 求 出 总 反应 的 表 观 活 化 能 E a 。