物理化学考研天津大学《物理化学》考研真题
物理化学考研天津大学《物理化学》考研真题
一、一、选择题
1一定量的物质在绝热刚性容器中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，则下列物理量正确的一组是（）。[北京科技大学2012研]
A．Q＞0，W＞0，DU＞0
B．Q＝0，W＝0，DU＞0
C．Q＝0，W＝0，DU＝0
D．Q＜0，W＞0，DU＜0
【答案】C @@@ ~~
【解析】该过程为恒容绝热过程，故Q＝W＝0，从而得DU＝0。
2若某电池反应的D r C p，m＝0，则以下说法中不正确的是（）。[北京科技大学2012研]
A．该电池反应的D r H m?不随温度变化
B．该电池反应的D r S m?不随温度变化
C．该电池的电动势不随温度变化
D．该电池电动势的温度系数不随温度变化
【答案】A @@@ ~~
【解析】根据基希霍夫公式dD r H m?（T）/dT＝D r C p，m可知，当D r C p，m＝0时，dD r H m?（T）/dT＝0，即标准摩尔反应焓D r H m?不随温度变化。
3将某理想气体从温度T1加热到T2。若此变化为非恒压过程，则其焓变ΔH为（）。[中国科学院大学2012研]
A．DH＝0
B．DH＝C p（T2－T1）
C．DH不存在
D．DH等于其他值
【答案】D @@@ ~~
【解析】AC两项：理想气体的焓变仅是温度的函数，温度改变，DH一定存在，即DH≠0；B项：DH＝C p（T2－T1）适用于理想气体在恒压过程中的焓变，此过程非恒压故不能使用此公式。
4当热自系统传向环境时，则有（）。[中国科学院大学2012研]
A．ΔU＞0，ΔH＞0
B．ΔU＜0，ΔH＜0
C．ΔU和ΔH不可能为零
D．ΔU、ΔH可能小于零，也可能等于或大于零
【答案】D @@@ ~~
【解析】热自系统传向环境，即Q＜0。但根据热力学公式H＝U＋pV，U＝W＋Q可知，当W、p、V、不确定时，无法判断系统的热力学能变和焓变。
5下列诸过程可应用公式dU＝（C p－nR）dT进行计算的是（）。[北京科技大学2011研]
A．实际气体等压可逆冷却
B．理想气体绝热可逆膨胀
C．恒容搅拌某液体以升高温度
D．量热弹中的燃烧过程
【答案】B @@@ ~~
【解析】由公式dU＝（C p－nR）dT知，dU仅是温度的函数。C项，理想气体的热力学能仅是温度的函数，dU＝C V dT＝（C p－nR）dT；A项，实际气体热力学能的变化dU＝nC V dT＋[T（?p/?T）v－p]dV；B项，液体不遵循状态方程pV＝nRT，即T（?p/?T）v－p≠0，ΔU不仅仅是温度的函数；D项，量热弹中的燃烧过程包含化学反应，ΔU p＝Q p－Δn（g）RT。
6凡是在孤立体系中进行的变化，其ΔU和ΔH的值一定是（）。[北京科技大学2011研]
A．ΔU＞0，ΔH＞0
B．ΔU＝0，ΔH＝0
C．ΔU＜0，ΔH＜0
D．ΔU＝0，ΔH大于、小于或等于零不确定
【答案】D @@@ ~~
【解析】孤立体系指与环境既没有物质交换也没有能量交换的系统，故ΔU＝0。而ΔH＝ΔU＋Δ（pV），不能确定其值变化。
7一定量的某理想气体从始态经向真空自由膨胀到达终态，可用下列哪个热力学判据来判断该过程的自发性？（）[北京科技大学2012研]
A．DA
B．DG
C．DS
D．DU
【答案】C @@@ ~~
【解析】理想气体向真空自由膨胀的过程为绝热过程，故用DS判断该过程的自发性。
8对不做非体积功、封闭的单组分均相系统，其（?G/?p）T的值应是（）。[北京科技大学2012研]
A．＜0
B．＞0
C．＝0
D．无法判断
【答案】B @@@ ~~
【解析】根据热力学基本方程dG＝－SdT＋Vdp，得出恒温下（?G/?p）T＝V，而系统的体积大于零，故选B。
9在101.325kPa下，385K的水变为同温下的水蒸气，对该变化过程，下列各式中哪个正确？（）[北京科技大学2012研]
A．ΔS体＋ΔS环＞0
B．ΔS体＋ΔS环＜0
C．ΔS体＋ΔS环＝0
D．ΔS体＋ΔS环的值不能确定
【答案】A @@@ ~~
【解析】变化前后体系温度不变，恒压下水变为同温下的水蒸气的过程中吸收热量，Q＝ΔH＞0，故ΔS体＞0；ΔS环＝Δvap H/T＞0，故ΔS体＋ΔS环＞0。若把体系和环境加在一起看作一个孤立体系，孤立体系经历的是不可逆变化，得ΔS孤立＝ΔS体＋ΔS环＞0。
10已知某可逆反应的（?Δr H m/?T）p＝0，则当反应温度降低时其熵变Δr S m （）。[北京科技大学2012研]
A．减小
B．增大
C．不变
D．难以判断
【答案】B @@@ ~~
【解析】由（?Δr H m/?T）p＝0可知，Δr H m是一个不随温度变化而变化的常数，在恒压情况下，Δr S m＝Q p/T＝Δr H m/T，Δr S m与T成反比，温度降低，Δr S m增大。
11（多选）下述说法中，哪些不是热力学第二定律的结果？（）[中国科学院大学2012研]
A．熵是状态函数
B．熵值不可能为负值
C．耗散功是不可避免的
D．第二类永动机是不可能实现的
E．自然界不存在熵减少的过程
【答案】BE @@@ ~~
【解析】B项是热力学第三定律的结果；E项自然界不存在总熵减少的过程。
12下图1中两条等温线的温度分别为T a，T b。1mol理想气体经过路径1231的W I与经过路径4564的W II大小关系是（）。[北京科技大学2011研]
图1
A．W I＞W II
B．W I＜W II
C．W I＝W II
D．无法确定
【答案】C @@@ ~~
【解析】路径1231：恒温过程中
恒压过程中
恒容过程中
由于ΔU＝Q＋W＝0，故W I＝－Q1231。
同理路径4564：W II＝－Q4564，故W I＝W II。
13恒压下纯物质当温度升高时其吉布斯自由能（）。[北京科技大学2011研]
A．上升
B．下降
C．不变
D．无法确定
【答案】B @@@ ~~
【解析】根据热力学基本方程dG＝－SdT＋Vdp，得出恒压下dG＝－SdT，当温度升高时，dT＞0，而纯物质S＞0，故dG＜0，吉布斯自由能下降。
14含有非挥发性溶质B的水溶液，在101325Pa、270.15K时开始析出冰。已知水的凝固点下降系数K f＝1.86K·kg·mol－1，沸点上升系数K b＝0.52K·kg·mol －1。那么该溶液的正常沸点是（）。[北京科技大学2012研] A．370.84K
B．372.31K
C．373.99K
D．376.99K
【答案】C @@@ ~~
【解析】根据稀溶液的凝固点降低公式ΔT f＝K f b B＝273.15K－270.15K ＝3K，得
根据稀溶液的沸点上升公式得
进而得该溶液的正常沸点为（373.15＋0.838）K＝373.99K。
15在温度T时，纯液体A的饱和蒸气压为p A*，化学势为μA*，并且已知在p?压力下的凝固点为T f*，当A中溶入少量与A不形成固态溶液的溶质而形成稀溶液时，上述三物理量分别为p A，μA，T f，则（）。[北京科技大学2012研] A．p A*＜p A，μA*＜μA，T f*＜T f
B．p A*＞p A，μA*＜μA，T f*＜T f
C．p A*＜p A，μA*＜μA，T f*＞T f
D．p A*＞p A，μA*＞μA，T f*＞T f
【答案】D @@@ ~~
【解析】稀溶液的依数性：蒸气压下降；凝固点降低。
16在25℃时，M糖水的渗透压为∏1，M食盐水的渗透压为∏2，则（）。[中国科学院大学2012研]
A．∏1＞∏2
B．无法比较
C．∏1＝∏2
D．∏1＜∏2
【答案】D @@@ ~~
【解析】虽然盐水和糖水的摩尔浓度相同，但是盐可以电离，所以盐溶液中实际的粒子浓度比糖溶液高，因此渗透压也高。
17标准态的选择对下列物理量有影响的是（）。[北京科技大学2011研] A．f，m，Δr G?
B．m，m?，ΔH
C．a，m?，Δr G?
D．a，m，（?G/?x）
【答案】C @@@ ~~
【解析】标准态选取不同时，对标准态的化学势m?，标准吉布斯自由能变Δr G?和活度a有影响，但化学势m和ΔH是状态函数，与标准态的选取无关。
18在0.1kg H2O中含0.0045kg某纯非电解质的溶液，于272.685K时结冰，该溶质的摩尔质量最接近于（）。[厦门大学2011研]
A．0.135kg·mol－1
B．0.172kg·mol－1
C．0.090kg·mol－1
D．0.180kg·mol－1
已知水的凝固点降低常数K f为1.86K·mol－1·kg。
【答案】D @@@ ~~
【解析】根据凝固点降低公式ΔT f＝K f b B得：b B＝0.25mol·kg－1，解得M＝0.18kg·mol－1。
19饱和溶液中溶质的化学势μ与纯溶质的化学势μ*的关系式为（）。[浙江大学2010研]
A．μ＝μ*
B．μ＞μ*
C．μ＜μ*
D．不能确定
【答案】A @@@ ~~
【解析】向饱和溶液中加入纯溶质，溶质不再溶解，溶液中溶质也不会析出，故饱和溶液中的溶质和纯溶质已经达到平衡，两者化学势相等。
20放热反应2NO（g）＋O2（g）＝2NO2（g）达平衡后，若分别采取：①增加压力；②减少NO2的分压；③增加O2分压；④升高温度；⑤加入催化剂，一定能使平衡向产物方向移动的是（）。[北京科技大学2012研]
A．①②③
B．②③④
C．③④⑤
D．①②⑤
【答案】A @@@ ~~
【解析】增加压力，反应平衡向分子数减小的方向即正向移动；减少NO2的分压以及增加O2分压都能使反应物转化率提高。对吸热反应，平衡常数随温度的上升而增大，对放热反应，平衡常数随温度的上升而减小；催化剂的加入可促进或者抑制反应的进程。
21用130℃的水蒸气（蒸气压为2.7p?）与1200℃的焦炭反应生成水煤气：C ＋H2O→CO＋H2。如果通入的水蒸气反应掉70%，则反应后混合气体中CO的分压为（）。设总压2.7p?不变。[北京科技大学2012研]
A．0.72p?
B．1.11p?
C．2.31p?
D．1.72p?
【答案】B @@@ ~~
【解析】
反应后气体的总量为＝（0.3×2.7p?＋0.7×2.7p?＋0.7×2.7p?）＝4.59p?
故CO的分压为：
22等压下加入惰性气体对气相反应的影响是（）。[北京科技大学2012研] A．反应向体积减小的方向移动
B．反应向体积增加的方向移动
C．反应和体积变化无关
D．不确定
【答案】B @@@ ~~
【解析】对于恒压下的反应，加入惰性气体，相当于减小体系中反应物的分压，有利于ΣνB＞0的反应正向进行，即分子数增加，反应向体积增加的方向移动。
23水的三相点处自由度数为（）。[北京科技大学2012研]
A．1
B．2
C．3
D．0
【答案】D @@@ ~~
【解析】相律表达式为F＝C－P＋2，水是单组分系统C＝1，三相点处P＝3，故F＝0。
24液体A和B形成蒸气压正偏差很大的溶液，该溶液在精馏塔中精馏，塔釜得到的是（）。[中国科学院大学2012研]
A．恒沸混合物
B．纯A
C．纯B
D．纯A或纯B
【答案】D @@@ ~~
【解析】对正偏差很大的溶液经过一次分馏可以得到纯A和恒沸混合物或纯B和恒沸混合物。精馏是n次分馏的过程，最终会在塔釜中会得到纯A或纯B。
25某系统存在C（s）、H2O（g）、CO（g）、CO2（g）、H2（g）五种物质，相互建立了下述三个平衡：
H2O（g）＋C（s）?H2（g）＋CO（g）
CO2（g）＋H2（g）?H2O（g）＋CO（g）
CO2（g）＋C（s）?2CO（g）
则该系统的独立组分数为（）。[北京科技大学2011研]
A．4
B．3
C．2
D．1
【答案】B @@@ ~~
【解析】系统的独立组分数可表示为C＝S－R－R′。该体系中独立的物种数S＝5，由于第三个反应可以由第一个和第二个反应相加得到，故真正独立的化学平衡数R＝2，系统附加的强度条件数R′＝0，故C＝S－R－R′＝5－2－0＝3。
1将铅蓄电池在10.0 A电流下充电1.5小时，PbSO4（M＝303.3）分解的克数为（）。[中国科学院大学2012研]
A．169.8
B．115.8
C．84.9
D．57.9
【答案】C @@@ ~~
【解析】电荷量为：
反应进度为：
则分解的PbSO4（M＝303.3）克数为：
227℃、101kPa时，某氧化还原反应在一般容器中进行，放热60000 J；在同样条件下，若通过可逆电池完成上述反应，则吸热6000 J。该反应体系可能做的最大电功应为（）。[中国科学院大学2012研]
A．－66000 J
B．－54000 J
C．＋54000 J
D．＋6600 J
【答案】B @@@ ~~
【解析】在等温等压条件下，一个封闭系统所能做的最大非膨胀功等于其Gibbs自由能的减小，即Δr G m?＝ΔH－TΔS＝－60000J＋6000J＝－54000J。
3下列关于原电池的两个电极特征的说明中，不正确的是（）。[中国科学院大学2012研]
A．在电子密度较低的电极上进行氧化反应
B．电子流入电位较高的电极
C．在阴极进行还原反应
D．进行氧化反应的电极，其电位较低
【答案】A @@@ ~~
【解析】原电池中，电子密度较低（正电荷聚集）的电极为阴极，阴极上发生还原反应。
4热力学函数与分子配分函数的关系式对于定域粒子体系和离域粒子体系都相同的是（）。[厦门大学2011研]
A．G，A，S
B．U，H，S
C．U，H，C V
D．H，G，C V
【答案】C @@@ ~~
【解析】①系统热力学能U和压力p对定域子系统和离域子系统形式相同，而S则区分两者；②凡是与S有关的函数如A和G等均区分定域子系统和离域子系统，而与S无关的函数如U、p、H等对于两者均相同。
5有6个独立的定位粒子，分布在三个粒子能级ε0，ε1，ε2上，能级非简并，各能级上的分布数依次为N0，N1，N2，则此种分布的微态数在下列表示式中哪一种是错误的（）。[浙江大学2010研]
A．P63P32P11
B．C63C32C11
C．6！/（3！2！1！）
D．{6！/3！（6－3）！}{3！/2！（3－2）！}{1！/1！（1－1）！} 【答案】B @@@ ~~
【解析】此题中系统为定域子系统，粒子可辨，由排列组合的知识可知B项错误。
6用同一滴管在同一条件下分别滴下同体积的三种液体：水、氯化钠水溶液、戊醇水溶液，则它们的滴数为（）。[北京科技大学2012研]
A．一样多
B．水的最多，戊醇水溶液最少
C．氯化钠水溶液最多，戊醇水溶液最少
D．戊醇水溶液最多，氯化钠水溶液最少
【答案】D @@@ ~~
【解析】三种溶液的表面张力大小次序为：戊醇水溶液＜水＜氯化钠水溶液。界面吉布斯函数变为，为了使得吉布斯函数变最小，可知相同体积的溶液，表面张力越大，其滴数越少。
7醇类分子可以作为表面活性剂的原因为（）。[中国科学院大学2012研] A．在界面上产生负吸附
B．能形成胶囊束
C．在界面上定向排列降低了表面能
D．使溶液的表面张力增大
【答案】C @@@ ~~
【解析】表面活性剂的分子能定向排列于任意两相之间的界面层中，使界面不饱和力场得到某种程度的补偿，从而使界面张力降低。
8对含表面活性剂的水溶液，下面不正确的是（）。[中国科学院大学2012研]
A．（?γ/?c）T＜0，T＞0
B．（?γ/?c）T＞0，T＞0
C．γ＝γ（H2O）－Kc
D．T∞－T c＞0
【答案】B @@@ ~~
【解析】表面活性剂是指加入少量就能显著降低溶液表面张力的一类物质，通常是指降低水的表面张力。由此可见含表面活性剂的水溶液，其表面张力减小，（?γ/?c）T＜0，T＞0，故B项错误。
9下面对于物理吸附的描述，哪一条不正确？（）[北京科技大学2011研] A．吸附力基于范德华力，吸附一般没有选择性
B．吸附较稳定，不易解吸
C．吸附层可以是单分子层或多分子层
D．吸附速度较快，吸附热较小
【答案】B @@@ ~~
【解析】物理吸附的吸附力为范德华力，吸附力较弱，容易解吸。
10某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应的半衰期与反应物初始浓度的关系是（）。[北京科技大学2012研]
A．成正比
B．成反比
C．平方成反比
D．无关
【答案】A @@@ ~~
【解析】根据反应物浓度与时间成线性关系，可知该反应为零级反应，即c A，0－c A＝kt。零级反应的半衰期为t1/2＝c A，0/（2k），表明其半衰期正比于反应物的初始浓度。
11一级反应完成99.9%所需时间是完成50%所需时间的（）。[北京科技大学2012研]
A．2倍
B．5倍
C．10倍
D．20倍
【答案】C @@@ ~~
【解析】一级反应的积分式为：ln（c A，0/c A）＝k A t。当反应完成99.9%时，c A＝0.001c A，0；当完成50%，c A＝0.5c A，0。计算得出C项。
12均相反应
在反应过程中具有D[C]/D[E]＝k1/k2的关系，D[C]，D[E]为反应前后的浓差，k1，k2是反应的速率常数。下述哪个是其充要条件？（）[北京科技大学2012研]
A．（1），（2）都符合质量作用定律
B．反应前C，E浓度为零
C．（1），（2）的反应物同是A，B
D．（1），（2）反应总级数相等
【答案】D @@@ ~~
【解析】这与反应
中各组分浓度与时间的关系推导类似，但是这一结论只对级数相同的平行反应成立，有的平行反应级数并不相同，当然就不会有上述特征。
13对于双电层结构模型，下列描述不正确的是（）。[中国科学院大学2012研]
A．由于静电吸引作用和热运动两种效应，双电层由紧密层和扩散层组成B．扩散层中离子的分布条例Boltamann分布
C．|φ|≤φ0（热力学电位）
D．φ电势的数值可以大于φ0
【答案】D @@@ ~~