2001-2009华南理工大学物理化学考研真题(2)

= (0.0224m3 mol-1)×1.55×104 m2 kg-1/(1.77×10-3m3 kg-1×6.022×1023mol-1)

=3.257×10-19m2

7. 有下列反应

式中k1和k2分别是正向和逆向基元反应的速率常数,它们在不同温度时的数值如下:

温度/K 300 310

k1/s-1 3.50×10-3 7.00×10-3

)-1 7.00×10-7 k2/(s p 1.40×10-6

(1) 计算上述可逆反。 应在300K时的平衡常数Kp和K

(2) 分别计算正向反应与逆向反应的活化能E1和E2。

H。 (3) 计算可逆反应的反应焓

(4) ,问系统总压p’, 在300K时,若反应容器中开始时只有A,其初始压力p0为p

时所需时间为多少?(可适当近似)(13分)。 达到1.5p

解:(1) )-1=2000 p Kp=k1/k2=3.50×10-3s-1/7.00×10-7(s p

=2000 =Kp /p K

(2) E1=RTT’ln(k1’/k1)/( T’-T’)= [8.315×300×310×ln(7.00/3.50)/(310-300)]J mol-1

=53.6k J mol-1

E2=RTT’ln(k2’/k2)/( T’-T’)

= [8.315×300×310×ln(1.40×10-6/7.00×10-7)/(310-300)]J mol-1

=53.6k J mol-1

H= E1-E2= 0 (3)

(4) A(g) = B(g) + C(g)

t=0 p p= p

-pA -pA p= 2p p -pA p t=t’ pA -p 即pA=2p

速率方程

-pA)2 ≈k1 pA ( ∵ -dpA /dt = k1 pA-k2 (p k2 p<<k1)

积分得

/(2p -p)]/t =ln[p /(2p t=ln(pA0/pA)/k1=ln[p )]/3.50×10-3s-1=198s -1.5p

8.在浓度为10 mol m-3的20cm3 AgNO3溶液中,缓慢滴加浓度为15 mol m-3的KBr溶液

10cm3 ,以制备AgBr溶胶。

(1) 写出AgBr溶胶的胶团结构表达式,指出电泳方向。

(2) 在三个分别盛10cm3 AgBr溶胶的烧杯中,各加入KNO3、K2SO4、K3PO4 溶液使其聚沉,

最少需加电解质的数量为:1.0 mol m-3的KNO3 5.8 cm3 ;0.01 mol m-3的K2SO4 ;8.8

cm3 ;1.5×10-3 mol m-3的K3PO4 8.0 cm3 ;计算各电解质的聚沉值以及它们的聚沉能

力之比。

华南理工大学物化考研10年真题

(3) 293K时,在两极距离为35cm的电泳池中施加的电压为188V,通电40min =1.03×10-3

Pa s r=80,粘度 电势为多大?已知293K时分散介质的相对介电常数 15s,测得AgBr溶胶粒

子移动了3.8cm。问该溶胶的 0=8.854×10-12F m-1。(10分) ,真空介电常数

解:(1) AgNO3过量,为稳定剂,胶团结构为

[(AgBr)m nAg+ (n-x)NO3- ]x+ xNO3-

胶粒带正电,电泳时向负极移动。

(2) KNO3 的聚沉值: 1.0mol dm-3×5.8cm3 / (10+5.8) cm3 = 0.367 mol dm-3

K2SO4的聚沉值: 0.01 mol dm-3×8.8cm3 / (10+8.8) cm3 = 4.68×10-3 mol dm-3

K3PO4 的聚沉值;0.0015 mol dm-3×8.0cm3 / (10+8.0) cm3 = 6.67×10-4 mol dm-3

聚沉能力之比 KNO3:K2SO4:K3PO4

= (1/0.357):(1/4.48×10-3):(1/6.67×10-4) =1:79.7:535

(3) / h得 (V/l) /h = E 由公式u=

0 V r V = ul h / = ulh /

= (0.038m/2415s) ×0.35m ×1.03×10-3Pa s/ (80×8.854×10-12F m-1×188V)

= 0.0426V

9. 在室温下氨基甲酸铵很不稳定,易分解,且分解平衡压力小于大气压。请你设计反应装置,

测量这个反应的平衡常数,粗略画出实验装置草图,说明部件要求什么条件,如何测量压力,并

推导平衡常数表达式。

NH2COONH4(s) = 2NH3(g) + CO2¬(g) (10分)

解:参考物理化学实验教材。

华南理工大学

2002年攻读硕士学位研究生入学考试试卷

(请在答题纸上做答,试后本卷与答题纸一同交回)

科目名称:物理化学(含物理化学实验)

适用专业:化学工程、化学工艺、工业催化、环境工程

1. 在绝热的条件下,将0.4mol某理想气体从200kPa压缩到1000kPa时,温度从300K上升到

900K,求该过程的W、△H、△S、△U、△G,判断过程的性质并指出判据,已知:该理想气体在

300K和200kPa时的摩尔熵为Sm=205J K-1 mol-1,定压摩尔热容为Cp,m=3.5R (12分)

解:分析过程:(p1=200kPa,V1,T1=300K) → (p2=1000kPa,, V2, T2=900K)

绝热 Q=0

理想气体 △U = nCV,m△T = n(Cp,m-R)△T

△H = nCp,m△T

故 W =△U -Q

过程熵

△S = nCp,mln(T2/ T1)+nRln(p1/ p2)

△G =△(H-TS) =△H-(T2S2-T1S1) =△H-(T2△S-S1△T)

过程绝热,所以只能用△S判断过程的方向。

注意:本题非恒外压,功一般由热力学第一定律式计算W =△U -Q。

2. 298K时,反应N2O4(g)=2NO2(g) =0.155,标准摩尔焓为57.24kJ mol-1(假定温度对反应焓的

影响可以忽略不计)。(共10分) 的平衡常数K

求 (1) 。 373K时反应的平衡常数K

时N2O4的离解度。 (2) 298K,总压为p

华南理工大学物化考研10年真题

(3) ,离解前N2O4和N2(惰性气体)物质的量为1:1时N2O4的离解度。 298K,总压为p

解:本题主要利用等压方程求不同温度下的平衡常数,以及与组成关系。

(1) /R(T2T1) rHm )= (T2-T1) / K1 等压方程:ln(K2

(2) N2O4(g) = 2NO2(g)

t=0 1mol 0 mol

t=∞时n 1-x 2x n总=1+x

/( 1+x) /( 1+x) 2x p 分压 (1-x) p

=[2x/( 1+x)]2/[(1-x)/( K1 1+x)] =4x2/(1-x2)

可求出x=

(3) N2O4(g) = 2NO2(g) N2

t=0 1mol 1mol

t=∞时n 1-x 2x 1mol n总=2+x

/( /( 2+x) 2x p 分压 (1-x) p 2+x)

=[2x/( 2+x)]2/[(1-x)/( 2+x)] =4x2/(2-x-x2) K1

可求出x=

3. 水的蒸气压与温度之间可用如下关系式表示:

lg (p/Pa) =-A/T+B

若已知水在77℃时的饱和蒸气压为41.847kPa,求:

(1) 常数A,B的值以及水的摩尔蒸发焓;

(2) 在多大外压下水的沸点可以改变为101℃;(共8分)

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