華南理工大学物化二12年真题解析.docx

852华南理工大学2012年攻读硕士学位研究生入学考试试卷1.在573.15K时，将1molNe(可视为理想气体)从1000kPa经绝热可逆膨胀到100kPa。求该过程的Q，W，△U，△H，△S，△S隔离，△A，△G。已知在573.15K,1000kPa下Ne的摩尔熵Sm=144.2J·K-1·mol-1。(15 分)【考察重点】：热力学第一、第二定律章节。考察理想气体绝热可逆膨胀过程的Q，W，△U，△H，△S，△S隔离，△A，△G的计算。此类题目已考过多次，考生应很会解答。首先根据绝热可逆方程确定理想气体始末参数，再根据热力学公式一一计算，此题的难点在于△A，△G的计算，分析题目给出了起始状态理想气体的摩尔熵，计算△A，△G时应做相应的变化，解析中已经详细给出。【答案解析】：理想气体Ne的变化过程如下 对于理想气体绝热可逆过程： 由绝热可逆方程得其中2.在一杜瓦瓶(绝热恒压容器)中，将5mol 40℃的水与5mol 0℃的冰混合，求平衡后的温度，以及此过程的ΔH和ΔS。已知冰的摩尔熔化热为6.024kJ·mol-1，水的摩尔定压热容为75.3J·K-1·mol-1。(15分)【考察重点】：热力学第二定律章节。考察冰、水混合之后温度的确定以及解此类题，首先要确定系统始末状态，即判断冰是否全部熔化或者冰全部熔化成水之后水温变为多少，判断过程如下解析，此题即为冰为全部熔化形成冰水混合物。然后明确系统中变化的量，解此题则可以把水和冰分开计算，由此确定整个系统的状态函数，再抓住题干的关键点：绝热恒压，系统焓变为0，即可计算出熔化的冰的物质的量，的计算也可得到。【答案解析】：5mol 40℃的水降温到0℃时放出的热量为：5mol 0℃的冰全部熔化成0℃的水时吸收的热量为：因为所以冰不能全部熔化，将形成0℃的冰水混合物，整个过程可分解为两步：（1）（2）整个过程绝热恒压，对于过程（1），对于过程（2），解得3.373K,2pθ的水蒸气可以维持一段时间，但这是一种亚稳平衡态，称作过饱和态，它可自发地凝聚，过程是：试求上述过程的△Hm，△Sm，△Gm。已知水的摩尔汽化焓△vapHm为40.60kJ·mol-1，假设水蒸气为理想气体，液态水是不可压缩的。(15分)【考察重点】：热力学第一、第二定律章节。考察状态函数法的运用，本题的关键在于设计一过程，将整个过程分解为三步进行，其中第一步为气体恒温降压过程，第二步为恒温恒压可逆相变过程，第三步为液体恒温升压过程，分解之后计算出每一步的△Hm，△Sm，再求和，而则根据热力学基本方程来计算。【答案解析】：整个过程可以表示为： （1） （3） （2） 4、在101.3kPa的常压下，空气中O2含量为21%,25℃时O2在水中的亨利常数k=2.165×109Pa。试解决下列问题： (1)水中O2的含量。(2)为什么鱼在高温天气时喜欢浮在水面上。 (3)养鱼业常用增氧机，通过搅动水面增氧，你认为其原理是什么？(10 分)【考察重点】：多组分系统热力学章节。（1）考察亨利定律、气体分压定律的运用。（2）（3）为物化知识的实际运用。【答案解析】：（1）由亨利定律：又由气体分压定律：得（2）高温时k 变大，水中溶解氧减少，需向空气中吸氧。（3）增加氧气分压，增大气液接触面积，产生气泡形成负压，使氧气在水中溶解度增大。5.H2SO4和H2O在低温下可形成几种水合物：H2SO4·4H2O，H2SO4·2H2O，H2SO4·H2O。 (1)在标准压力下，与H2SO4水溶液和H2SO4(s)平衡共存的水合物，最多可有几种？ (2)这几种水合物最可能是哪些？为什么？(10 分)【考察重点】：相平衡章节。此题类似于2010年第4题，解答技巧也相同。此题虽然考查相平衡章节知识的应用，但题干简略，解题也很抽象，解答此题最好的办法是简易画出相图作为辅助，不求准确，只需做出其大致的轮廓即可，对对应相图来解这道题就轻而易举了。（1）分析如下。（2）确定该水合物，首先知道水溶液的相图中纯位于相图的最右侧，与和共存的水合物肯定是最接近相图的右边，即水合物中的含量最高，即(s)。【答案解析】：（1）C=2，F=3-P，最大P=3-F=3，即三相，水溶液和(s)已有2相，所以最多另有一固相，即1种水合物。 （2）与(s)平衡共存的水合物应该是含水最少的，即(s)。6.由Sn-Mg系统的热分析实验得到以下数据试求：(1)形成的化合物的分子式。(2)绘制系统的熔点-组成图。 (3)在图中标明各区域的相态和三相线。 (4)如何制备含Mg的Sn合金和含Sn的Mg合金？(15 分)【考察重点】：相平衡章节。本题属于根据双组份系统的热分析实验数据绘制相图，04年考过一次之后第二次考。（1