中國科學院2012年物理化學（乙）（含答案）考研真題

中國科學院研究生院

2012年招收攻讀碩士學位研究生入學統(tǒng)一考試試題

科目名稱：物理化學（乙）

考生須知：

1．本試卷滿分為150分，全部考試時間總計180分鐘。

2．所有答案必須寫在答題紙上，寫在試題紙上或草稿紙上一律無效。

3．可以使用無字典存儲和編程功能的電子計算器。

下列一些基本常數(shù)供解題時參考：

-34-23-1

普朗克常數(shù)h=6.626×10J·s；玻茲曼常數(shù)kB=1.381×10J·K；

摩爾氣體常數(shù)R=8.314J·mol-1·K-1；法拉第常數(shù)F=96500C·mol-1

1標準大氣壓p=101325Pa

一.是非題（每小題1分，共15分）（判斷下列各題是否正確，正確用“”表示，

錯誤用“”表示）

1.van’tHoff公式是從動力學角度說明溫度對平衡常數(shù)的影響，而Arrhenius公

式是從熱力學的角度說明溫度對反應速率常數(shù)的影響。

2.在耦合反應中，某一反應可以影響另一個反應的平衡位置，甚至使原先不能

單獨進行的反應得以通過另外的途徑而進行。

3.金溶膠的粒子大小不同時，呈現(xiàn)不同的顏色，這種顏色的變化是由溶膠系統(tǒng)

的光吸收而引起的。

4.任何兩個粒子數(shù)相同的獨立粒子體系，經(jīng)典統(tǒng)計的不定因子值趨于一致。

5.量子統(tǒng)計認為全同粒子在不同的量子態(tài)中不可別。

6.在相同溫度下，摩爾質(zhì)量越小的氣體分子，其最概然速率越大。

7.根據(jù)Arrhenius公式，若某雙分子反應指前因子的實驗值很小，則說明活化能

有絕對值較大的負值。

8.轉(zhuǎn)動的基態(tài)能級是非簡并的，其余能級是簡并的。

2

24π2A2νV2n2-n2

使用瑞利（）散射光強度公式12，可根據(jù)已知溶

9.RayleighI=422

λn1+2n2

膠樣品的粒子大小或濃度值來計算另一份未知的、半徑≤47nm的導電粒子

的粒子大小或濃度。

是化學勢。

10.(Fni)T,p,n

ji

11.任意可逆過程構(gòu)成的循環(huán)，其熱溫商均為零。

12.在密封容器中水、水蒸氣和冰三相呈平衡時，此系統(tǒng)的組分數(shù)為2，自由度

為零。

13.在一定壓力下，二組分系統(tǒng)的溫度－組成相圖中，每兩個兩相區(qū)之間不是單

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科目名稱：物理化學（乙）第1頁共5頁

相區(qū)就是兩相區(qū)。

4θ4

14.在濃度為m的FeCl3溶液中，F(xiàn)eCl3的活度a為27γ(m/m)。

±

2+3+

15.反應3Cu(m2)+2Fe2Fe(m1)+3Cu，所對應的電池表示應為：

Fe(s)|FeCl3(m1)‖CuSO4(m2)|Cu(s)。

二.選擇題（60分）（1-24題為單選題，每小題2分，共48分；25-28題為多選

題，每小題3分，共12分）

1.將某理想氣體從溫度T1加熱到T2。若此變化為非恒壓過程，則其焓變ΔH為：

(A)ΔH=0(B)ΔH=CP(T2-T1)

(C)ΔH不存在(D)ΔH等于其它值

2.當熱自系統(tǒng)傳向環(huán)境時，則有：

(A)ΔU＞0，ΔH＞0(B)ΔU＜0，ΔH＜0

(C)ΔU和ΔH不可能為零(D)ΔU、ΔH可能小于零，也可能等于或大于零

3.1mol理想氣體在273.0K下，恒定外壓時等溫壓縮至終態(tài)，ΔS=-5.760J·K-1，

壓縮功W=2270J，則關(guān)于該過程的下述說法中正確的是：

(A)因為ΔS<0，所以是不可能發(fā)生的

(B)因為ΔH=0，則ΔG=-TΔS>0，所以此過程不可能自發(fā)進行

(C)因為ΔS-Q/T=2.555J·K-1>0，故該過程是能夠發(fā)生的不可逆過程

(D)因為ΔU=0，則ΔA=-TΔS>0，故此過程是可以自發(fā)進行的

4.對N2、O2混合氣體(視為理想氣體)進行絕熱可逆壓縮，則：

(A)ΔA=0(B)ΔS=0

(C)ΔG=0(D)ΔH=0

5.在25℃時，0.01M糖水的滲透壓為∏1，0.01M食鹽水的滲透壓為∏2，則：

(A)∏1＞∏2(B)無法比較

(C)∏1=∏2(D)∏1＜∏2

6.麥克斯韋關(guān)系式和對應系數(shù)關(guān)系式導出的直接根據(jù)是：

(A)熱力學基本方程(B)吉布斯-亥姆霍茲方程

(C)第二定律的數(shù)學式(D)特性函數(shù)的性質(zhì)

7．對于克勞修斯不等式dS≥δQ/T判斷不正確的是：

(A)dS=δQ/T必為可逆過程或處于平衡態(tài)

(B)dS＞δQ/T必為不可逆過程

(C)dS＞δQ/T必為自發(fā)過程

(D)dS＜δQ/T違反卡諾定理和第二定律，過程不可能發(fā)生

8.非理想溶液反應的平衡常數(shù)中，均與壓力無關(guān)的是：

(A)Kx,Km(B)Ka,Kc

(C)Ka,Kx(D)Ka,Km

9.液體Ａ和Ｂ形成蒸氣壓正偏差很大的溶液，該溶液在精餾塔中精餾，塔釜

得到的是：

(A)恒沸混合物(B)純A

(C)純B(D)純A或純B

10.在343.85K和56.434kPa條件下，對某有機物進行水蒸氣蒸餾，有機物對

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科目名稱：物理化學（乙）第2頁共5頁

水的質(zhì)量比W（有機物）/W（水）=1.93，已知在該溫度下純水的蒸氣壓

為43.102kPa，則該有機物的相對分子質(zhì)量為：

(A)211.4(B)214.1(C)121.4(D)112.1

11.溶液中的反應，由于濃度標度不同，Kc，Kx，Km三者往往是不等的。通

θθθ

常又有rGm=-RTlnKc，rGm=-RTlnKx和rGm=-RTlnKm，正確的解釋是：

θ

(A)濃度標度不同，用上述表達的三式中rGm是不等的

θ

(B)濃度很稀時Ｋc≈Ｋx≈Ｋm，所以rGm是相同的

θ

(C)只有rGm=-RTlnKc成立，其它兩式不成立

θ

(D)只有rGm=-RTlnKx成立，其它兩式不成立

12.27℃、1.01×102kPa時，某氧化還原反應在一般容器中進行，放熱60000J；

在同樣條件下，若通過可逆電池完成上述反應，則吸熱6000J。該反應體系

可能做的最大電功應為：

(A)-66000J(B)-54000J(C)+54000J(D)+66000J

13.化學吸附強度越大，催化劑的活性：

(A)越大(B)越小

(C)可能大，也可能小(D)無影響

14.碰撞理論有時也可以用于溶液中的反應，是因為：

(A)可用Boltzmann統(tǒng)計分布(B)反應物濃度與氣相中相似

(C)擴散為速度控制步驟(D)籠效應的存在

15.無限稀釋的氯化鈉電解質(zhì)溶液中，正離子淌度Um,、正離子的摩爾電導m,

和法拉第常數(shù)F之間的關(guān)系是：

(A)Um,=m,·F(B)Um,·m,·F=1

(C)Um,·m,=F(D)m,=Um,·F

-1-1

16.某水溶液含0.1mol·kg的Na2SO4和0.2mol·kg的K2SO4，那么該溶液的

離子強度為：

(A)1.6mol·kg-1(B)1.1mol·kg-1

(C)0.9mol·kg-1(D)3.2mol·kg-1

θ-1

17.298K時，電池(Pt)H2(p)|HCl(m=0.1mol·kg)|AgCl-Ag(s)，電動勢E=

0.3524V，已知298K時φθ[Ag-AgCl(s)|Cl-]=0.2224V，下列選項錯誤的是：

θ

(A)K=5781(B)=0.0795

θ

(C)鹽酸=0.795(D)電池反應：HCl(m)+Ag(s)→1/2H2(p)+AgCl(s)

18.已知標準電極電位為θ(Fe3+/Fe2+)=0.77V，θ(Sn4+/Sn2+)=0.15V，若利

用反應2Fe2++Sn4+=Sn2++2Fe3+組成原電池，其標準電動勢Eθ的數(shù)值是：

(A)0.62V(B)1.39V(C)0.92V(D)1.07V

19.隨下列哪個條件的變化氫過電位會由大變?。?/p>

(A)電流密度逐漸增大(B)電極表面由光滑變粗糙

(C)電極材料由Fe換成Pb(D)溫度不斷降低

20.將鉛蓄電池在10.0A電流下充電1.5小時，PbSO4(M=303.3)分解的克數(shù)為：

(A)169.8(B)115.8(C)84.9(D)57.9

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科目名稱：物理化學（乙）第3頁共5頁

21.表面活性物質(zhì)的實質(zhì)性作用是：

(A)乳化作用(B)降低表面張力

(C)加溶作用(D)增加物質(zhì)的溶解性

22.對含表面活性劑的水溶液，下面不正確的是：

γγ

(A)0,0(B)0,0

cTcT

(C)γ=γH2OKc（K為大于0常數(shù)）(D)c0

23.膠體分散體系和其它分散體系的主要區(qū)別在于：

(A)分散相在普通顯微鏡下觀察不到(B)顆粒不能通過半透膜

(C)擴散速度慢(D)膠體粒子大小介于1～100nm

24.聚乙烯醇水溶液中加入大量NaCl后，發(fā)生鹽析聚沉的主要原因是：

(A)破壞聚乙烯醇大分子在水中的雙電層，使Zeta電位變?yōu)榱?/p>

(B)電解質(zhì)NaCl的強烈水化作用奪去聚乙烯醇的溶劑

(C)聚乙烯醇在水中受大量NaCl鹽效應影響，使聚乙烯醇電離的離子

積大于其溶度積

(D)聚乙烯醇碳鏈吸附大量NaCl，使重力效應增大而沉降

25.一定量的理想氣體，由A態(tài)分別經(jīng)可逆等溫與可逆絕熱過程，壓縮到具有

相同壓力的終態(tài)，以1表示等溫過程的終態(tài)，以2表示絕熱過程的終態(tài)，則：

(A)H2<H1(B)U2>U1(C)S2>S1

(D)S2<S1(E)V2>V1

26.下述說法中，哪些不是熱力學第二定律的結(jié)果：

(A)熵是狀態(tài)函數(shù)

(B)熵值不可能為負值

(C)耗散功是不可避免的

(D)第二類永動機是不可能實現(xiàn)的

(E)自然界不存在熵減少的過程

27.要得到穩(wěn)定的溶膠，必須在制備過程中：

(A)加入適當?shù)姆€(wěn)定劑(B)用化學反應法制備

(C)用改換溶劑法制備(D)對粗顆粒進行研磨

(E)對溶膠進行凈化

28.根據(jù)Schulze-Hardy規(guī)律，對溶膠起聚沉作用的電解質(zhì)的性質(zhì)和特征是：

(A)電解質(zhì)中與溶膠電位離子有相同符號的離子主要起聚沉作用

(B)電解質(zhì)中與溶膠反離子有相同符號的離子主要起聚沉作用

(C)電解質(zhì)的聚沉能力與起聚沉作用的離子的價數(shù)的六次方冪成反比

(D)電解質(zhì)的聚沉值與起聚沉作用的離子的價數(shù)的六次方冪成反比

(E)聚沉值和聚沉能力均正比于反離子的六次方冪

三.計算題和簡答題（共75分）

1.（13分）請從熱力學函數(shù)定義式出發(fā)推導亥姆霍茲自由能與溫度的變化關(guān)系。

2.（9分）求氬氣在其正常沸點87.3K和標準壓力時摩爾內(nèi)能、摩爾熵及定壓

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科目名稱：物理化學（乙）第4頁共5頁

摩爾熱容，已知氬的摩爾質(zhì)量為39.9gmol1。

-3

3.（10分）當壓力為100kPa時，O2的密度是3.33gdm，試計算O2的溫度、

根均方速率和平均速率。

4.（10分）在化學浴中病毒的失活過程是一級反應，在實驗開始時病毒每分鐘失

活2.0%，(1)計算該過程的速率常數(shù)k?（2）計算50%病毒失活所需要的時

間？（3）計算75%病毒失活所需要的時間？

5.（10分）在27℃時，水的密度、表面張力和飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)如下表所列：

27℃

密度（kg·m-3）997

表面張力（N·m-1)0.0718

飽和蒸汽壓（kPa）3.565

-4

（1）在27℃時，水在半徑為R1=5.0×10m的毛細管內(nèi)上升0.028m，試求

水與毛細管壁的接觸角。

-9

（2）試求27℃時，水蒸汽在半徑為R2=2.0×10m的毛細管內(nèi)凝聚的最