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2018年清华大学核能与新能源技术研究院838材料科学基础-物理化学之物理化学考研基础五套测试题

  摘要

一、计算题

1. 已知下列两反应的平衡常数如下:

且可认为两反应的①在什么温度下,

试由以上数据计算:

全可共存于平衡系统中?

②上述两反应达平衡后,若温度再升高时,系统中哪些物质可能消失? 【答案】将己知数据代入不定积分式

,可得

对反应(1):所以有对反应(2), 所以有

①两反应同时平衡时,两平衡同时存在。

解得减少

下降,因为它是放热反应,平衡向左移动,Fe (s )

增多,

耗尽,使两个反应之一消失。

增多;

上升,因为它是吸热反应,平衡向右移动,或者

@随温度升高,同时平衡不再存在。少;所以总的效果是

2. 在360 K时,水(A )与异丁醇(B )部分互溶,异丁醇在水相中的摩尔分数为知水相中的异丁醇符合Henry 定律, enry 系数与异丁醇的分压。已知水的摩尔蒸发焓为在298 K时,纯水的饱和蒸气压为

【答案】根据Henry 定律,有

在298K 时水的饱和蒸汽压为

则在360 K时水的饱和蒸汽压为

代入数据得解得故水的分压为

3. 在外压为时碘的蒸气压。

【答案】因为又所以 4.

时测得

饱和水溶液及配制该溶液用的蒸馏水的电导率分别为

且已知

时饱和

水溶液中

:的浓度。

【答案】溶液中溶质

的电导率=溶液的电导率一溶剂(水)的电导率,所以;

的空气中,将水蒸气通入固体碘

根据公式

试计算在与之平衡的气相中,水

且不随温度而变化。设气体为理想气体,

与水的混合物中,进行蒸汽蒸馏。在

试计算在371.6 K

371.6K 时收集馏出蒸汽冷凝,分析馏出物的组成得知,每100g 水中含碘

5. 设一化学反应的AH 与温度无关,当在烧杯中进行时,放热进行,吸热

试问:

若在可逆条件下

(1)反应在1000K 下进行,有一冷源温度为300K ,设有一可逆热机在1000K 热源和300K 冷源间工作,热机的效率是多少;每消耗lmol 反应物质热机对外做功多少?

(2)若将此反应安排在300K 下的可逆电池中进行,电池的效率又为多少;消耗lmol 反应物

质将作多少功?(效率=消耗lmol 反应物质所对外做的功/恒压下完全反应lmol 物质所释放的热量)

【答案】已知:⑴因(2)

6. 已知CO 的振动特征温度

【答案】由振动特征温度计算式两种能级上的分布数之比:

所以

说明CO 的振动能级基本不开放, 7.

以上的CO 分子处于振动的基态能级上。

二组分系

试计算在

分子在振动的第一激发态的能级分布数

与T 无关;在可逆电池中进行时

封闭系统的条件,

在烧杯中进行时,符合恒压、

与基态能级分布数n 。之比,并对计算结果表示的物理意义加以解释。

二组分系统在耐火材料工业上有重要意义,下图所示的相图是

在高温下

统在高温区的相图,莫莱石的组成为有白硅石和鳞石英两种变体,AB

线是两种变体的转晶线,在AB 线之上是白硅石,在AB 线之下是鱗石英。

图1

(1)指出各相区分别由哪些相组成?

(2)图中三条水平线分别代表哪些相平衡共存? (3)分别画出从

点将熔化物冷却的步冷曲线。