清华大学800材料科学基础考研真题及辅导用书

考研真题

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2. 全国名校物理化学考研真题汇总（含部分答案）

3. 全国名校材料科学基础考研真题汇总（含部分答案）

考研指导书

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天津大学物理化学教研室《物理化学》（第6版）（上册）配套题库【考研真题精选＋章节题库】

书籍目录

部分内容

第一部分　名校考研真题

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，ΔU＞0

B．Q＝0，W＝0，ΔU＞0

C．Q＝0，W＝0，ΔU＝0

D．Q＜0，W＞0，ΔU＜0

【答案】C

【解析】该过程为恒容绝热过程，故Q＝W＝0，从而得ΔU＝0。

2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．ΔH＝0

B．ΔH＝C_p（T₂－T₁）

C．ΔH不存在

D．ΔH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，ΔH一定存在，即ΔH≠0；B项：ΔH＝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。

3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。

4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_VdT＝（C_p－nR）dT；A项，实际气体热力学能的变化dU＝nC_VdT＋[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。

5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。

6一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．ΔA

B．ΔG

C．ΔS

D．ΔU

【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ΔS判断该过程的自发性。

7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。

8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＝Δ_vapH/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。

9已知某可逆反应的（∂Δ_rH_m/∂T）_p＝0，则当反应温度降低时其熵变Δ_rS_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（∂Δ_rH_m/∂T）_p＝0可知，Δ_rH_m是一个不随温度变化而变化的常数，在恒压情况下，Δ_rS_m＝Q_p/T＝Δ_rH_m/T，Δ_rS_m与T成反比，温度降低，Δ_rS_m增大。

10（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。

11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。

12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。

13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_fb_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。

14在温度T时，纯液体A的饱和蒸气压为p_A^*，化学势为μ_A^*，并且已知在p^ϴ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，μ_A，T_f，则（　　）。[北京科技大学2012研]

A．p_A^*＜p_A，μ_A^*＜μ_A，T_f^*＜T_f

B．p_A^*＞p_A，μ_A^*＜μ_A，T_f^*＜T_f

C．p_A^*＜p_A，μ_A^*＜μ_A，T_f^*＞T_f

D．p_A^*＞p_A，μ_A^*＞μ_A，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。

15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。

16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，Δ_rG^ϴ

B．m，m^ϴ，ΔH

C．a，m^ϴ，Δ_rG^ϴ

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^ϴ，标准吉布斯自由能变Δ_rG^ϴ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。

17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_fb_B得：b_B＝0.25mol·kg^－1，解得M＝0.18kg·mol^－1。

18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。

19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。

20用130℃的水蒸气（蒸气压为2.7p^ϴ）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^ϴ不变。[北京科技大学2012研]

A．0.72p^ϴ

B．1.11p^ϴ

C．2.31p^ϴ

D．1.72p^ϴ

【答案】B

【解析】

反应后气体的总量为＝（0.3×2.7p^ϴ＋0.7×2.7p^ϴ＋0.7×2.7p^ϴ）＝4.59p^ϴ

故CO的分压为：

21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Σν_B＞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。

22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。

23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。

24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。

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