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北京化工大学物理化学试题《物理化学》试题开卷（）闭卷（√ ）适用专业年级：2004级(环工、药物、药学、制药)姓名学号专业班级本试题一共3道大题，共5页，满分100分。
考试时间120分钟。
总分题号一二三四五题分得分阅卷人核分人注：1.答题前，请准确、清楚地填各项，涂改及模糊不清者、试卷作废。
2．试卷若有雷同以零分计。
（以下为试题正文）一、选择题（每小题只有一个正确答案，请把正确答案填在答卷上。
每题2分共20题）1.第一定律说明，封闭体系的（）A.吸热Q是状态函数B.对外做功W是状态函数C.Q是状态函数D.热力学能U是状态函数 W+2.一理想气体在恒外压下从10膨胀到，同时吸收热量125，则此过程的21.0110kPa×3dm316dmJHΔ应为多少？（）A: B: 215J+125J.C: D: 215J.125J+3.11612625()2807()1367cmcmCHOsHKJmolCHOHlHKJmolφφ..Δ=..Δ=..已知；如果用葡萄糖发酵制2mol乙醇（）的反应为： 25CHOH61262522(2CHOCHOHCOg→（水溶液）水溶液）＋若忽略各物质的溶解热，则在℃、101325Pa条件下由上述反应制得1mol时的热效应为（2525CHOH1KJmol..）：A: 73 B: 73C: 36.5 D:-36.5任课教师：王显祥系（教研室）主任签字：黄乾明4.理想气体与温度为T的大热源接触，做等温膨胀吸热Q, 而所做的功是变到相同终态最大功的，则体系的熵变为：（） 20%A: 5QSTΔ= B: QSTΔ=C:5QSTΔ= D: QSTΔ=.5.在恒温恒压不做其它功条件下，一封闭体系经过自发过程并在该条件下达平衡，则体系的自由能（G）值: ( )A: 达最大 B: 达最小C: 不能确定 D: 不变6.在下列过程中，哪个过程可以应用公式dGSdTVdP=.+ （）A: 气体无限缓慢地膨胀，始终保持化学平衡 3SO'3221()()(),02SOgSOgOgW+=..B: 当无化学变化地进行膨胀 3()SOgC: 水在℃，101325Pa条件下结冰 5.D: 在反应体系中发生化学反应2N223()3()2()NgHgNHg+..7.无水乙醇在正常沸点的气化，则该过程中（）A: 0HΔ= B: 0SΔ=C: 0GΔ= D: 0UΔ=8.25℃纯液体A的，纯液体B的，二者组成理想溶液，当气液平衡时，液相中4410ApΦ=×4610ApΦ=×0.6Ax=,在气相中B的摩尔分数By为：（）A: 0.40 B: 0.25C: 0.50 D: 0.659.298K时，已知下列化学反应方程的平衡常数1222;22ABCKDECK++....则DBEAK++..为（）A: 21K2K（B: 221KK1（）C: 21KK2（ D: 21KK10.物质A与B可形成低共沸混合物E，已知纯A的沸点小于纯B 的沸点，若将任意比例的AB+混合物在一个精馏塔中精馏，在塔顶的馏出物是（）A: 纯A B: 纯BC: 低共沸混合物 D: 都有可能11.液体A与液体B不相混溶，在一定温度T，当有B存在并且达到平衡时，液体A的蒸汽压为：（）A: 与体系中A的摩尔分数成比例 B: 等于T温度纯A的蒸汽压C: 大于T温度下纯A的蒸汽压 D: 等于体系的总压12. 在一般情况下，电位梯度只影响（）(A) 离子的电迁移率 (B) 离子迁移速率(C) 电导率 (D) 离子的电流分数13.基元反应在298K以及的容器中进行，若某时刻反应进度随时间的变化率为23ADG+→32dm10.3mols..，则此时G的生成速率（单位3moldms....）：（）A: 0.15 B: 0.9 C: 0.45 D: 0.214.已知某复杂反应的反应过程为11kkAB...→←..,2kBD+..→，则B的浓度随时间的变化率[]dBdt.是：（）A: B: 12[][][]kAkDB.112[][][][]kAkBkDB...C: D: 112[][][][]kAkBkDB..+112[][][][]kAkBkDB..++15.夏季有时久旱无雨，甚至天空有乌云仍不下雨。
班级：北京化工大学 2005——2006 学年第一学期《化工原理》期末考试试卷姓名：学号：分数：一、填空（20 分）1. 用等式形式写出表压、绝对压力与大气压三者的关系为表压与真空度的二者的关系为。
2. 流体在圆形直管中作层流流动时，平均流速为管中心处最大流速的__ _倍。
此时，直管阻力与流速的__ _次方成正比。
完全湍流区时，直管阻力与流速的__ __ 次方成正比。
3. 离心泵将一个低位敞口水池中的水送至敞口高位水槽中，如果改输送密度为800kg/m 3其它物性与水相同的溶液，则流量(填“不变”、“变大”、“减小”)，扬程 ，功率。
4. 列管式换热器常用的三种消除热应力的热补偿方式是、。
、5. 板式塔气液两相的接触工况有状态状态及状态三种。
6. 设计板式精馏塔时，若增大回流比，则所需理论板数将将。
，操作费用7. q 线方程的表达式为，其物理意义为。
过热蒸汽进料时，q 0（填>，< 或＝）；若为汽液混合物进料，其中汽:液=2:3（摩尔比），则 q= 。
二、简答题（20分，说明：从5道小题中任选4题回答）1．写出实际流体的静力学方程及在流动过程中的柏努利方程。
并说明两者的关系。
2．请示意画出离心泵的特性曲线。
并说明离心泵的工作点。
列出至少两种流量调节方法。
3．套管换热器中，管内为湍流流动的冷空气被加热，管外为饱和水蒸汽冷凝，设壁阻及两侧垢阻可忽略不计，问换热器的总传热系数与哪侧的对流传热系数接近？内管的壁温与哪侧流体的主体温度接近？并进行简要的分析。
4．说明精馏塔进行全回流操作时的特点。
包括回流比大小、操作线方程及理论板数特点。
5．请解释精馏塔设计时，最小回流比的物理意义。
并说明，若操作中的精馏塔所采用的回流比小于最小回流比时，精馏塔是否能正常操作？若能操作，其产品浓度x D、x W将如何变化？三、（20分）如图所示，用离心泵将常温水由水池送往一常压高位槽中，已知两液面高度差为15m，所有管子规格均为⎫ 54 ⋅ 2mm，全部管路阻力的当量长度为100m（未包括管道进、出口能量损失）。
考研基础物理化学真题2005年(总分：150.01，做题时间：90分钟)一、是非题(总题数：12，分数：24.00)1.一定温度下化学反应的Δr G m一定大于Δr A m。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：既是物质B的化学势又是物质B的偏摩尔量。
（分数：2.00）A.正确√B.错误解析：3.用ΔG＜0判断变化方向，适用于任何系统的任何变化。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：4.稀溶液的凝固点一定比纯溶剂的凝固点低。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：5.因为溶胶在一定条件下能存在很长时间，所以它是热力学稳定系统。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：6.在大气压下，水银在玻璃毛细管中的沸点高于其正常沸点。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：7.NaCl水溶液在表面层的浓度高于其溶液本体浓度。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：8.物质B总是从高浓度相自发转移到低浓度相。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：9.在化学反应中，所有反应物分子实现化学反应都经过反应的最低能量途径。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：10.超电势的存在，使原电池的输出电压变小。
（分数：2.00）A.正确√B.错误解析：11.NaOH水溶液的摩尔电导率与其浓度有关。
（分数：2.00）A.正确√B.错误解析：12.气体在固体表面的吸附只能是单层的。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：二、选择题(总题数：8，分数：16.00)13.Na 2 CO 3与H 2 O可以生成如下几种化合物Na 2 CO 3·H 2 O，Na 2 CO 3·7H 2 O，Na 2 CO 3·10H 2 O，在标准压力下与Na 2 CO 3水溶液、冰平衡共存的水合物最多能有几种：______（分数：2.00）A.1种；√B.2种；C.3种。
解析：14.在一密闭恒温容器内，有大小不同的两个微小汞滴，经过足够长时间后，容器内仍有液体汞存在。
北京化工大学攻读硕士学位研究生入学考试物理化学样题注意事项1．答案必须写在答题纸上，写在试卷上均不给分．．．．．．．．．。
2．答题时可不抄题，但必须写清题号。
3．答题必须用蓝、黑墨水笔或圆珠笔，用红笔或铅笔均不给分。
-23-11．将1mol在温度T及其饱和蒸汽压p*下的H2O(l)分别经过程I：等温、等压蒸发及过程II：向真空蒸发，变为相同温度、相同压力下的H2O(g)。
下列关系正确的是。
A．ΔG(I) ≠ΔG(II)，ΔH(I) = Q(I)，ΔH(II) ≠Q(II)B．ΔG(I) = ΔG(II)，ΔU(I) = Q(I)，ΔH(I) = ΔH (II)C．ΔG(I) = ΔG(II)，ΔH(I)= ΔU(I)，ΔH(II) ≠Q(II)D．ΔG(I) = ΔG(II)，ΔH(I)= Q(I)，ΔH(II) ≠Q(II)2．对封闭系统，下列自发性判据不正确．．．的是。
A．等温且W'=0的过程：ΔA≤W体积B．等温等压且W'=0的过程：ΔG≤0C．任意过程：ΔS隔离=ΔS系统+ΔS环境≤0D．恒熵恒容过程：ΔU≤W'3．下列有关偏摩尔物理量和化学势的说法不正确的是：A．偏摩尔物理量为恒温恒压下增加1mol某物质的量对容量性质的贡献值B．某物质在T、p条件下达气液平衡时，其气态化学势与液态化学势相等C．理想液态混合物在T、p条件下混合过程无吸、放热现象及无体积变化D．恒温恒压下，物质自发进行的方向是向着化学势减小的方向进行4．对于理想液态混合物的混合过程，混合前后下列关系正确的是。
A．ΔV=0，ΔH=0，ΔS>0，ΔG<0B．ΔV<0，ΔH>0，ΔS>0，ΔG<0C．ΔV<0，ΔH>0，ΔS<0，ΔG>0 D．ΔV=0，ΔH=0，ΔS<0，ΔG>05下列表达正确的是。
A．该反应的分解温度是897℃B．1200℃时分解压力为29.1×10-2 kPaC．600℃时该反应的平衡压力为2.45×10-3 kPaD．该反应为放热反应降低温度有利于反应进行6．反应器内放入N2(g)、O2(g)及一种固体催化剂，反应达平衡时生成两种气态氮氧化物，系统的独立组分数、相数及自由度数分别为：。
北京化工大学2005年招收硕士生入学试题(选择题10题20分，填空题10题20分，计算题5题100分，证明1题10分，共150分)注意事项：答案写在答题纸上，用红色或铅笔不计成绩。
一、选择题(20分)1. 当理想气体反抗一恒外压作绝热膨胀时，则：A. H ∆=0；B. △U=0；C. △H>0；D. △U<02. 从热力学基本关系式可导出VS U ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=( ) A. T V A ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ B. p S H ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂>0 C. SV U ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ D pT G ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 3. A 、B 两组分可以形成固溶体，若在组分A 中加入B ，可以使固溶体的熔点提高，当固-液两相达平衡时，则组分B 在此固溶体中的含量必( ) 组分B 在液相中的含量。
A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 不能确定4. 某固体氧化物的分解反应是吸热反应，当温度升高时，固体氧化物的分解压力将： A.增大 B. 减小 C. 不变 D. 不能确定5. 分子的平动、转动和振动的能级间隔可以表示为t ε∆、r ε∆和v ε∆，第一激发态与基态能量的差的大小顺序为：A.v ε∆>t ε∆>r ε∆B.、v ε∆>r ε∆>t ε∆C. t ε∆>v ε∆>r ε∆D. r ε∆>t ε∆>vε∆6. 某化学反应在一定条件下的平衡转化率为66%，当加入合适的催化剂后，反应速率提高10倍，则其平衡转化率将：A. 大于66%B. 小于66%C. 不变D. 不能确定 7. 下列分散系统中丁达尔效应最强的是：A. 空气B. 蔗糖水溶液C. 高分子溶液D. 硅胶溶液8. 醌-氢醌电极电势与溶液中氢离子的活度有关，称为氢离子指示电极。
实验中测量溶液pH值时该电极在一定范围内电极电势较稳定，稳定范围的pH 值应是： A.大于8.5 B. 小于8.5 C. 等于8.5 D. 没有限定9. 有二级反应，在一定温度下反应物消耗1/2需时间10min ，若再消耗1/2还需时间为：A.10minB. 20minC. 30minD. 40min 10. 3 433聚沉值/mol ·dm -3500.810.095该胶粒的带电情况为：A. 带负电B. 带正电C. 不带电D. 无法确定二、填空题(20分)1. 1mol 理想气体从p 1=0.5Mpa 节流膨胀到p 2=0.1Mpa 时的熵变为△S=__________。
2. 60℃时，某液体A 的饱和蒸气压是液体B 饱和蒸气压的2倍。
A 、B 两液体形成理想液态混合物，当气液平衡时，若液相中A 的摩尔分数为0.5，则气相中B 的摩尔分数为_______。
3. 对ABC 组成的三组分系统中，最多相数为_______；最大自由度数为________；它们分别是___________________________变量。
4. 己知某气体反应300℃，低压下的θK =3.8×10-3，当该反应在300℃，高压下进行时θp K =____________________，(己知该反应的ϕK =0.773)。
5. 微观粒子的某一能级所包括的量子态数称为该能级的_____________________。
6. 某一级反应每分钟反应物转化掉6%，则该反应的速率常数k=____________。
7. 在临界状态下，由于气液界面__________，所以液体的表面张力__________。
8. 强电解质MgCl 2水溶液，其离子平均活度±a 与电解质活度B a 之间的关系为________。
9. 请在下列图中画出A 点各界面张力(s-g,s-l,g-l)的方向和接触角θ。
(画在答题纸指定位置上)10. 在酸性介质中蔗糖水解反应为：C 12H 22O 11+H 2OH +C 6H 12O 6+C 6H 12O 6蔗糖 葡萄糖 果糖由于蔗糖及其水解产物具有__________性质，随着水解反应进行，体系的__________逐渐由__________变到__________。
实验中采用__________(仪器)进行测量。
三、(20分)25℃条件下，密闭恒容的容器中有1mol 葡萄糖C 6H 12O 6(s)在O 2(g)中完全燃烧，生成同温下的CO 2(g)和H 2O(l)。
过程放热2808 kJ ·mol -1。
若产生的气体可视为理想气体，已知298.15K下该反应的标准摩尔熵变θm r S ,∆=182.4 J ·K -1·mol -1。
己知下列物质的标准熵：CO 2(g) H 2O(l) O 2(g) θm S ,/ J ·K -1·mol -1213.7469.91205.141. 计算298K 时C 6H 12O 6(s)的标准熵θm S 。
2. 计算298K 时C 6H 12O 6(s)的标准摩尔燃烧焓θm r H ∆。
3. 计算298K 时利用上述反应所形能得到的最大功W max 。
四、(10分)某气体遵从状态方程pV m =RT+bp ，且恒容热容C V 不随温度变化。
1. 证明：T V U ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=VT p T ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂－p ； 2. 导出此气体的绝热可逆过程方程。
五、(26分)有晶形转变过程：α-H 2S(s,红)→β-H 2S(s,黑)己知上述过程θm r G ∆=[4184－5.44(T/K)] J ·mol -1。
1. 试求某温度下晶形转变过程的θm r H ∆，θm r S ∆；2. 计算α-H 2S(s,红)→β-H 2S(s,黑)的恒压热容差θm p r C ,∆；3. 试求p=100 kPa 时晶形转变达平衡时的温度；4. 在298K ，θp 下H 2S(s)稳定态是α型还是β型？5. 计算在525℃时，两相处于平衡时系统的压力。
己知：ρ(α,红)=8.1 g ·cm -3，ρ(β,黑)=7.7 g ·cm -3，且不随压力变化。
六、(12分)己知I 2的下列有关数据：三相点O 临界点C 正常熔点a 正常沸点b t/℃ 113 512 114 184 p/Pa12116001009131. 画出I 2的示意相图，在图上标明O ，C ，a ，b 点的位置和各区域的相态；(画在答题纸的指定位置上)2. 结合示意图完成下表；(填在答题纸的指定表中)七、(22分)有电池(A)，(B)(A) Pt,H 2(θp )｜H 2SO 4(b=7mol ·kg -1)｜Hg 2SO 4(s),Hg(l),Pt (B) Pt,H 2(θp )｜H 2SO 4(b=7mol ·kg -1)｜PbSO 4(s),Pb 2O 4(s)在298.15K 时测得上述电池电动势分别为E A =0.5655V ，E B =1.7501V 。
已知：(A)和(B) 电池的标准电动势分别为θA E =0.6152V ，θB E =1.6849V 。
组分数C 相数P 自由度数F 区域OC 线1. 写出电池(A)和(B)的电极反应与电池反应；2. 计算298.15K 时H 2SO 4水溶液(b=7mol ·kg -1) 中水的活度。
八、(12分)某对行反应机理如下：A B在某温度下，己知k 1=8.0×10-3min -1，k 2=2.0×10-3min -1，今由纯A 开始反应，试问：A,B 达到相同浓度时的反应时间？九、(8分)有N 个粒子的某定域子系统，仅有三个非简并能级(0ε,1ε,2ε)，己知相邻能级间隔值ε∆等于100 K 时的kT 值。
若粒子在能级上的分布服从玻尔兹曼分布。
当温度为100K 时： 1. 粒子在各能级上与基态能级分布之比01n n ，02n n。
2. 若能量基准定在基态能级，100 K 时粒子的配分函数0q ？3. 100 K 时系统的摩尔热力学能0m U ？北京化工大学2005参考答案一、选择题(20分) 1. D 2. B 3. A 4. A 5. B 6. C 7. D 8. B 9. B 10. A二、填空题(20分)1. 13.38 J ·K -1 (T 未变)2. y B =313. P ≤5，4，T,p,x A ,x B4. θp K =4.916×10-3 5. 简并度(或统计权重) 6. 0.06188min -1 7. 消失，为0 8.B a =±a 29.10.旋光，旋光系数，右旋，左旋，旋光仪。
三、(20分)燃烧反应：C 6H 12O 6(s)+6O 2(g)→6CO 2(g)+6H 2O(l)1. θm r S ∆=6×213.74+6×69.91－6×205.14－θm S ,(葡萄糖)=182.4θm S ,(葡萄糖)=288.66 J ·K -1·mol-12. θm r U ∆=－2808 kJ ·mol -1θmc H ∆=θm r H ∆=θm r U ∆+g r n ∆RT=θm r U ∆=－2808 kJ ·mol -1 3. θm r A ∆=θm r U ∆－T θm r S ,∆=－2808×103－298.15×182.4=－2862 kJ ·mol-1恒T 、V 下，W max =θm r A ∆=－2862 kJ四、(10分)1. dU=TdS －pdVT V U ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=TV S T ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂－p ① 又dA==－SdT －pdV T V S ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=VT p ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ ② ②代入①中得：T V U ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=VT p T ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂－p 证毕 2. p (V m －b)=RT绝热可逆过程有：dU=－pdV=－bV RTm -dV m dU=C V ,m dTRTC m V ,dT+bV m -1dV m =0 RC m V ,ln12T T +ln bV b V m m --1,2,=常数 T(V m -b)(r-1)= 常数 ①又由V m -b=pRT代入①得T γγ-1p =常数 ②①和②即此气体的方程五、(26分)晶形转变：α-H 2S(s,红)→β-H 2S(s,黑) θm r G ∆=[4184－5.44(T/K)] J ·mol -1。
1. θm r G ∆=θm r H ∆－T θm r S ∆，当θm p r C ,∆=0时θm r H ∆及θm r S ∆不随T 变，才会有此式。
