资源描述
考 试 科 目 ： 物 理 化 学 第 1页 共 6 页1 北京市联合命题2018 年 硕 士 学 位 研 究 生 入 学 考 试 试 题 （ 答 案 ）（ 物 理 化 学 ） 需 使 用 计 算 器 不 使 用 计 算 器一 、 选 择 一 个 正 确 的 答 案 ： （ 本 题 共 计 60 分 ， 每 小 题 3 分 ）1-5:DBAAD 6-10:BABAD11-15:BCCBC 16-20:BBCDD 二 、 回 答 下 列 问 题 ： （ 本 题 共 计 40 分 ， 每 小 题 5 分 ）1、 答 ： 水 中 加 入 乙 醇 后 ， 溶 液 蒸 气 压 上 升 ， 沸 点 下 降 ， 冰 点 仍 是 下 降 ， 渗 透 压仍 然 存 在 。 这 是 由 于 乙 醇 是 挥 发 性 的 ， 并 且 挥 发 性 比 水 大 。 但 乙 醇 水 溶 液 凝 固时 ， 析 出 的 固 态 仍 是 纯 的 固 态 水 （ 冰 ） 。 如 果 溶 入 NaCl， 由 于 每 个 分 子 完 全 电 离成 两 个 粒 子 ， 则 蒸 气 压 降 低 ， 沸 点 升 高 ， 所 呈 依 述 性 数 值 加 倍 。2、 答 ： 稳 定 化 合 物 ， 有 固 定 的 组 成 和 熔 点 ， 固 相 或 液 相 中 均 能 存 在 ， 温 度 低 于其 熔 点 不 会 分 解 ， 在 相 图 上 有 最 高 点 ， 即 有 “ 山 峰 ” ； 不 稳 定 化 合 物 ， 在 液 相 中不 存 在 ， 它 加 热 时 不 到 其 熔 点 就 会 发 生 分 解 ， 此 点 温 度 称 不 相 称 （ 或 不 相 合 ）熔 点 ， 分 解 出 新 液 相 与 原 化 合 物 组 成 不 同 ， 在 相 图 上 呈 “ T” 字 形 ， 水 平 线 是 不相 称 （ 或 不 相 合 ） 熔 点 温 度 。3、 答 ： C=3， f = C - +2=5- 。自 由 度 最 小 为 0， 相 数 最 多 为 5。 相 数 最 少 为 1， 自 由 度 最 大 为 4。 分 别 是 T， p 与 两 个 组 分 的 浓 度 （ 例 如 ： B%， C%） 四 个 强 度 性 质 变 量 。4、 答 ： 因 为 CaCO3在 常 温 时 分 解 压 力 p CO2 1.5710-23p， 空 气 中 CO2的 分 压为 0.005p， p CO2 0.005p， 平 衡 向 左 移 动 ， 分 解 反 应 不 能 发 生 ， 因 此 大 理 石 建筑 物 不 会 倒 塌 。5、 答 ： 催 化 剂 具 有 以 下 基 本 特 征 ： （ 1） 催 化 剂 在 反 应 前 后 ， 常 有 物 理 性 质 的 变化 ， 但 其 化 学 性 质 和 数 量 不 发 生 变 化 ， 形 状 可 能 变 化 。 （ 2） 催 化 剂 能 改 变 反 应途 径 ， 降 低 反 应 活 化 能 ， 从 而 加 快 反 应 达 到 平 衡 的 时 间 。 （ 3） 催 化 剂 只 能 缩 短 所 有 试 题 答 案 写 在 答 题 纸 上 ， 答 案 写 在 试 卷 上 无 效 考 试 科 目 ： 物 理 化 学 第 2页 共 6 页2 到 达 平 衡 所 需 的 时 间 ， 而 不 能 改 变 化 学 反 应 的 方 向 和 限 度 。 （ 4） 催 化 剂 对 体 系中 存 在 的 某 些 少 量 杂 质 极 其 敏 感 。 （ 5） 催 化 剂 具 有 特 殊 的 选 择 性 。虽 然 反 应 速 率 增 加 了 20倍 ， 但 平 衡 转 化 率 不 变 ， 仍 为 25.3%。催 化 剂 能 加 速 反 应 的 本 质 是 催 化 剂 参 与 了 反 应 ， 改 变 了 反 应 的 反 应 历 程 ，降 低 了 反 应 活 化 能 ， 加 快 了 反 应 速 率 。6、 答 ： 把 某 一 电 流 密 度 下 的 电 极 电 势 不 可 逆 与 可 逆 条 件 下 电 极 电 势 可 逆 之 间 的差 值 称 为 超 电 势 。 超 电 势 是 由 于 电 极 的 极 化 而 产 生 的 ， 是 电 极 极 化 程 度 的 一 种量 度 。 超 电 势 产 生 的 原 因 有 ： 由 于 发 生 电 化 学 极 化 、 浓 差 极 化 和 电 阻 极 化 作 用时 产 生 的 。降 低 电 化 学 极 化 产 生 的 超 电 势 方 法 ， 可 采 用 改 变 电 极 材 料 、 改 变 电 极 表 面状 态 、 降 低 极 化 电 流 、 改 变 溶 液 组 成 、 选 择 催 化 剂 、 加 入 去 极 化 剂 等 来 降 低 超电 势 的 数 值 ； 降 低 浓 差 极 化 产 生 超 电 势 的 方 法 ， 可 采 用 升 高 温 度 、 加 强 电 极 附近 搅 拌 、 使 用 旋 转 电 极 等 方 法 来 降 低 超 电 势 的 数 值 ； 降 低 电 阻 极 化 产 生 超 电 势 的 方 法 ， 可 采 用 改 变 电 极 材 料 、 改 变 溶 液 组 成 等 方 法 来 降 低 超 电 势 的 数 值 。7、 答 ： 溶 液 表 面 吸 附 是 指 溶 质 在 表 面 层 的 浓 度 与 在 体 相 中 浓 度 之 差 ， 溶 液 表 面吸 附 是 由 于 溶 液 通 过 调 节 表 面 层 浓 度 来 降 低 表 面 张 力 而 造 成 的 。 气 体 在 固 体 表面 上 的 吸 附 是 由 于 固 体 表 面 分 子 有 剩 余 力 ， 与 气 体 分 子 之 间 的 作 用 （ 物 理 作 用与 化 学 作 用 ） 造 成 的 ， 使 气 体 分 子 停 留 在 固 体 表 面 ， 或 者 说 富 集 在 固 体 表 面 。因 此 两 类 吸 附 的 发 生 原 因 不 同 ， 吸 附 量 计 算 方 法 也 不 同 。8、 答 ： 两 种 方 法 是 ： 加 入 无 机 电 解 质 溶 液 ， 加 入 带 相 反 电 荷 的 溶 胶 。加 入 无 机 电 解 质 溶 液 引 起 溶 胶 聚 沉 的 机 理 是 ： 电 解 质 中 反 号 离 子 进 入 紧 密层 ， 双 电 层 的 扩 散 层 受 到 压 缩 ， 厚 度 变 小 ， 电 势 降 低 ， 甚 至 会 降 低 到 零 。 电 势 减 小 了 ， 就 降 低 了 胶 粒 之 间 的 静 电 排 斥 作 用 ， 两 个 胶 粒 就 容 易 发 生 碰 撞 而聚 沉 。 其 规 律 是 电 解 质 聚 沉 能 力 主 要 决 定 于 反 号 离 子 的 价 态 ， 价 态 越 高 聚 沉 能力 越 强 ， 同 价 态 离 子 的 聚 沉 能 力 遵 守 感 胶 离 子 序 ； 加 入 带 相 反 电 荷 的 溶 胶 引 起 聚 沉 的 机 理 是 ： 两 种 带 相 反 电 荷 的 胶 粒 相 互 发 生 电 中 和 ， 破 坏 了 双 电 层 结 构 ，使 胶 粒 不 带 电 荷 ， 导 致 胶 粒 碰 撞 聚 沉 ， 不 过 要 注 意 ， 加 入 的 反 号 溶 胶 的 量 要 恰好 使 正 负 电 荷 大 致 相 等 。三 、 相 平 衡 题 （ 本 题 10 分 ）解 ： (1)相 区 相 态 及 成 分 l(A+B)， s(A)+l l+s(C) s(A)+s(C) s(C)+l相 区 相 态 及 成 分 s(D)+s(C) s(D)+l l+s(B) s(D)+s(B) 考 试 科 目 ： 物 理 化 学 第 3页 共 6 页3 (2) 填 空(a) 液 ， 固 ， 液 ， 50 ， 固 ， 50 ；(b) 减 少 ， 消 失 ， 增 加 ；(c) 增 加 ， 增 加 ， 消 失 。四 、 计 算 题 （ 本 题 15 分 ）解 ： 由 气 体 状 态 方 程 可 知 ， 此 气 体 为 非 理 想 气 体 ， 根 据 状 态 函 数 的 全 微 分 性 质 ，H=H(T, p)， 则 ： T T ,=T ,V= - T V=T = -T +VTpV=n(RT+Bp),V= pp T TTpT pTH H HdH dT dp C dT dpT p pdH TdS VdpH S Vp pdG SdT VdpSp H S Vp pnRT 根 据 则 ：根 据 可 得 ：则 ：根 据 ： 得 ： T300 5 300 53,600 10 600 103 2 2V, V T= -T +V= -TH= (27.2 4.81 10 )13 27.2 (300 600) 3 4.81 10 (300 600 ) 3 0.02ppp pp m p pnRnBp T pH nR V nB V V nBp pnC dT nBdp n T dT nB nBdp 故故 ：综 上 ： ! ! ! 33 10 (5 10) 10132524480 1948.05 45.626473.65J 熵 的 求 解 ： 考 试 科 目 ： 物 理 化 学 第 4页 共 6 页4 ( , ), , =-= -p Tp p ppp T pTp p pT S S T pS SdS dT dpT pQ C dT CdH SdS T T T T TC SdS dT dpT p S VdG SdT Vdp p TC CS VdS dT dp dT dpT p T T 根 据 状 态 函 数 的 全 微 分 性 质 ：等 压 条 件 下 ： 故 ：所 以根 据 ： 得 ：故 3300 5 300,600 10 6003-1 1 27.2 4.81 10 5ln10300 53 27.2 ln 3 4.81 10 (300 600) 3 8.314 ln 56.55 4.329 17.31600 1043.6J K ppp m p C nRdT dpT pnC TS dT nR dp n dT nRT p T !五 、 计 算 题 （ 本 题 15 分 ）解 ： （ 1） 负 极 反 应 ： 21H ( ) H2 p e !正 极 反 应 ： AuI (s)+e Au (s)+I电 池 反 应 ： 21H ( ) AuI( ) Au( ) HI( )2 p s s a !1 1 122 -81 -81 -1r m 1ln (H )0.97= 0.05916lg(1 10 )=0.97+0.05916lg(1 10 )=0.97-0.05916 8=0.4967 V=- 1 96500 0.4967 47.93 kJ molRT aE E F ppEE G zFE 根 据 能 斯 特 方 程 ：即 ： 故 ： 。求 出 电 池 反 应 的! ! ! ! 考 试 科 目 ： 物 理 化 学 第 5页 共 6 页5 + -+ -+ - +2 +1 2+(2) AuI(s) Au +I Au(s) Au +AuI(s)+e Au(s) I AuI(s) Au +IAuI(s)Au(s) Au Au(s)1 AuI(s)Au(s) =0.4967 V H H =0 Au A eE E 将 溶 解 过 程 设 计 成 电 池 ， 则 有 ：负 极 反 应 ：正 极 反 应 ：电 池 反 应 ：故 ，根 据 （ ） ， ， 因 为 （ ）! ! ! ! ! r m 2 21u(s)=1.68V=- = ln 1 96500 (0.4967 1.68)96500 (0.4967 1.68)exp exp( 46.09) 9.69 108.314 298 aa G zFE RT KK 根 据 ! !六 、 计 算 题 （ 本 题 10 分 ）3、 解 ： （ 1） A B C Dt=0 a a 0 0t=t a-x a-x x 1 x2令 x=x1+x2。 因 为 平 行 反 应 的 总 速 率 是 两 个 平 行 的 反 应 速 率 之 和 ， 所 以1 2 1 221 2 1 220 01 2 ( )( ) ( )( )( )( )1 ( )( )1 1 ( )x tdx dxdxr k a x a x k a x a xdt dt dtk k a xdx k k dta x k k ta x a 对 上 式 进 行 定 积 分(2) 经 过 30min 后 ， 剩 余 的 反 应 物 浓 度 为 ：a-x=0.5-0.075-0.125=0.3mol dm -3带 入 定 积 分 式 ：1 2 3 1 11 21 1 ( ) 300.3 0.50.0444(mol dm ) mink kk k 反 应 开 始 时 ， 没 有 生 成 物 ， 两 个 平 行 的 反 应 的 反 应 时 间 相 同 ， 所 以 有 ：1 12 2 3 1 11 3 1 120.075 0.60.125 k 0.0167(mol dm ) min k 0.0278(mol dm ) mink xk x 计 算 得 ：(3) 两 个 平 行 反 应 的 Arrhenius公 式 为 ： 考 试 科 目 ： 物 理 化 学 第 6页 共 6 页6 1 1 ,1 ,21 2 2,1 ,2 ,11 ,22 2 ,2 ,112 1,2 ,1 2-1exp( ) exp( ) exp( ) exp( )exp( ) ln ln 150000 8.314 500 ln0.6147.9kJ mola aa a aaa aa a E Ek A k ART RTEA E Ek RTEk RTA RTE Ekk RT kE E RT k
展开阅读全文