华南理工大学2004年攻读硕士学位研究生入学考试

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简答题(共10题。)。
1 、
2 mol 乙醇在正常沸点(78.4℃)下,变为蒸汽,其摩尔汽化焓为41.50KJ.mol-1,乙醇蒸汽可视为理想气体。
(1)       试求该相变过程的Q,W,△U,△S,△A,△G。
(2)       若乙醇摩尔汽化焓可认为与温度无关时,那么50℃时乙醇的饱和蒸汽压应为多少?
(3)       当2mol乙醇蒸汽在101325Pa下,从78.4℃升温至100℃时,△H,△S各为多少?(已知Cp, m(C2H5OH,g)=65.44 J.mol-1 K-1)。
(本题15 分)
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2 、
 已知在298K,100 kPa下,反应:
C2H4 (g)+H2O (l)==C2H5OH (l)
数据如下:(C2H4(g)视为理想气体)

 
C2H4 (g)
H2O (l)
C2H5OH (l)
fHmӨ/KJ.mol-1
52.26
-285.83
-277.7
SmӨ/J.mol-1.K-1
219.6
69.91
161
Cp,m/J.mol-1.K-1
43.56
75.291
111.5

(1)    试求在298K下,反应的标准平衡常数KӨ
(2)    在298K时,当乙烯的压力为200kPa,能否生成C2H5OH (l)?
(3)    在500K,100kPa下,反应的△rHmӨ和△rSmӨ各为多少?升高温度对C2H5OH (l)生成是否有利?
(本题20 分)
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3 、
电池Pt│H2 (100 kPa) │HCl (0.1mol.Kg-1) │Hg2Cl2(S)│Hg
在298K时电动势为0.3724V,标准电动势为0.3335V,电动势的温度系数为1.526×10-4 V.K-1
(1)   写出正、负极及电池反应。
(2)       计算在298K时该反应的标准平衡常数KӨ, △rGm, Qr, m
(3)       计算在298K时,HCl (0.1mol.Kg-1)水溶液的活度、平均活度a±及离子平均活度系数。
(本题15 分)
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4 、
某电镀液含有Sn2+,Cu2+离子,其活度分别为: aSn2+=1, aCu2+=1,
    已知EӨSn2+/Sn= -0.1366V, EӨCu2+/Cu=0.3400V,不考虑超电势,在298K下,进行电镀。
(1)   何者首先在阴极上析出?
(2)       当第二种金属也开始析出时,原先析出的金属离子在镀液中的浓度为多少?
(3)       为了得到铜锡合金,你认为应采取何种措施?
(本题15 分)
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5 、
A、B两液体能形成理想液态混合物,已知在t℃ 时,纯A、纯B的饱和蒸汽压分别为PA*=40 kPa, PB*=120 kPa。
(1)       若将A、B两液体混合,并使此混合物在100kPa,t℃下开始沸腾,求该液态混合物的组成及沸腾时饱和蒸汽压的组成(摩尔分数)?
(2)       在298K,100kPa下,1mol A和1mol B混合,求混合过程的△mixGm, △mixHm, △mixSm以及A的化学势μA(已知△fGm0(A,l,25℃)=123KJ.mol-1)。
(本题10 分)
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6 、
水-异丁醇系统液相部分互溶,在101325 Pa下,系统的共沸点为89.7℃,气(G),液(L1),液(L2)三相平衡时的组成(含异丁醇%质量)依次为70.0%,8.7%,85.0%。已知水,异丁醇正常沸点分别为100℃,108℃。
(1)       画出水-异丁醇系统平衡的相图(t ~ w%图)(草图),并标出各相区的相态。
(2)       共沸点处的自由度数F为多少?
(3)       350g水和150g异丁醇形成的系统在101325Pa下,由室温加热至温度刚到共沸点时,系统处于相平衡时存在哪些相?其质量各为多少?
(本题15 分)
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7 、
某双原子分子的振动频率ν=5.72×1013Hz, 求298K时该分子的振动特性温度ΘV, 振动配分函数qV. (玻尔兹曼常数k=1.38×10-23J/K, 普朗克常数 h = 6.626 ×10-34J.s)
(本题10 分)
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8 、
(1) 20℃时将半径为5×10-5m的毛细管插入盛有汞的容器中,在毛细管内的汞面下降高度为11.10cm。若汞与毛细管壁的接触角为140°。汞的密度为1.36×104千克/立方米,求汞的表面张力。
  (2) 若20℃时水的表面张力为0.0728N/m,汞-水的界面张力为0.375N/m。试判断水能否在汞的表面铺展开?
(本题15 分)
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9 、
测得使1.0×10-5m3 Al(OH)3溶胶明显聚沉时, 最小需加1.0×10-5m3浓度为1.0 mol/dm-3的KCl溶液, 或加6.5×10-6m3浓度为0.1 mol/dm-3的K2SO4溶液. 试求上述两电解质对Al(OH)3溶胶的聚沉值和聚沉能力之比.
(本题15 分)
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10 、
实验测得恒容气相反应NO + O3 →NO2 + O2为二级反应, 25℃时速率常数为1.20×107dm3.mol-1.s-1. 假定NO与O3的起始浓度均为0.1 mol.dm-3时.
   [1]. 求反应时间为1.0秒时O3的浓度;
   [2]. 求NO浓度下降到起始浓度的1/4时所需要的时间.
(本题20 分)
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