华南理工大学2000年攻读硕士学位研究生入学考试《物理化学》试题VIP免费

华南理工大学2000年攻读硕士学位研究生入学考试《物理化学》试题（适用专业：应化类材料物理与化学、化学工程、化学工艺、生物化工、工业催化、生物医学工程、应用化学、环境工程，未注明的为两类共用题）1．苯的正常沸点为353K，摩尔汽化焓为30.77kJ•mol-1，现将353K，标准压力下的1摩尔液态苯向真空等温蒸发为同温同压的苯蒸汽（设为理想气体）。A．计算该过程苯吸收的热量和做的功；B．求过程的G和S；C．求环境的熵变；D．可以使用何中判据判断过程的性质。（12分）解：设计如下途径计算：A．因真空蒸发，p环=00dVpW环Q=U=H-(pV)压力变化不大时，压力对凝聚系统的焓、熵影响不大，所以H1=0、S1=0。又理想气体恒温H3=0，所以H=H1+H2+H3=H2=nvapHm则Q=nvapHm-p(Vg-Vl)=nvapHm-pVg≈nvapHm-nRT=1×30770J-1mol×8.3145J·K-1·mol-1×353K=27835JB.S=S1+S2+S3=S2+S2=(H2/T)+nRln(p/p)=(30770J/353K)+1×8.3145J·K-1×ln(101.325kPa/100kPa)=87.28J·K-1G=H-TS=30770J-353K×87.28J·K-1=-39.84JC.环境熵变：设系T=环TS环=-Q系/T环=-27835J/353K=-78.85J·K-1D.可用熵判据判断过程的性质，此过程S隔=S系+S环=87.28J·K-1+(-78.85J·K-1)=8.43J·K-1>0故为不可逆过程。2．已知288.15K时纯水的饱和蒸汽压为1705Pa，现将１molNaOH溶解在4.559mol水中，测得该溶液的饱和蒸汽压596.5Pa，求：A.A.溶液中水的活度；B.B.在纯水中和在溶液中，水的化学势的差值。（应化类做,１０分）解：A.H2O)=p(H2O)/p*(H2O)=596.5Pa/1705Pa=0.3499B．H2O(溶液)→H2O(纯水)=因为+RTlnH2O)所以=-RTlnH2O)=-8.3145J·K-1·mol-1×288.15K×ln0.3499=2516J·mol-1真空等温蒸发H、SH3、S3(3)(1)H1、S1苯(l)1mol353K，p苯(l)1mol353Kp=101.325kPa苯(g)1mol353K，p苯(g)1mol353Kp=101.325kPa(2)H2、S23．有关金刚石和石墨在298K时的热力学数据如下表所示：金刚石石墨cHm/(kJ·mol-1)-395.3-393.4Sm/(J·K-1·mol-1)2.435.69密度/kg·dm-33.5132.260求：A.298K时，由石墨转化为金刚石的rGm；B.298Ｋ时，由石墨转化为金刚石的最小压力。（１０分）解：石墨==金刚石A.rHm=cHm(石墨)-cHm(金刚石)=-393.4kJ·mol-1-(-395.3kJ·mol-1)=1.9kJ·mol-1rSm=Sm(石墨)-Sm(金刚石)=2.43J·K-1·mol-1-5.69J·K-1·mol-1=-3.26J·K-1·mol-1rGm=rHm-TrSm=1900J·mol-1-298K×(-3.26J·K-1·mol-1)=2871J·mol-1B．设计如下路径G=G1+G2+G3=022d)(0ddGpVVpVGpVpppppp石金金石假设(V金-V石)与p无关，得：(V金-V石)(p-p)=-G22)(GppMM石金）（Pa10100)mkg102.260molkg1012mkg103.513molkg1012(mol2871J]([33313331312石金）pMMGp=1.516×109Pa=1.516×106kPa4．对MnO-FeO二组分系统，已知MnO和FeO的熔点分别为1785℃和1370℃；在1430℃时，含有40％和70％FeO（质量％）两固溶体间发生转熔变化，与其平衡的液相组成为85％FeO；在1200℃，两个固溶体的组成为36％FeO和74％FeO。A.A.试绘制出该系统的相图；B.B.指出个区域和三相线对应的相态和自由度；石墨p,298K金刚石p,298KG=0石墨p,298K金刚石p,298KG2=2871J·mol-1G1=G3=C.C.当一含74％FeO的二相组分系统，由1650℃缓慢冷至1100℃时，作出冷却曲线，简述其相态的变化。D.D.当一含74％FeO的二相组分系统，由1650℃缓慢冷至无限接近1430℃，试分析此时各相的组成和质量。假设系统的总质量为1kg。（12分）解：A.系统相图如下0.00.20.40.60.81.01200130014001500160017001800DBAfedcbaVIVVIIIIIIIIMnOFeO%FeO(ÖÊÁ¿)t/¡æ图MnO-FeO系统的液-固恒压相图和a点的步冷曲线B.各区相态：I：固溶体aII：固溶体a+固溶体...