2006-物化二.pdf

452 445522 华南理工大学 2006 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 (试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回) 科目名称：物理化学(二) 适用专业：材料物理与化学 材料学 材料加工工程 化学工程 化学工艺 生物化工 应用化学 工业催化 能源环境材料及技术 生物医学工程 应用化学 试题点评：本套题过于综合(如计算题1，2，8)，有些知识点太多重复，而有些知 识点没有考察到，是一份偏难且内容偏多的试题。本人在计算机上足足花了近10小时 方做完。下面的参考答案是本人做的，没有参考标准答案，所以可能有错误。若发现， 请用电子邮件与葛华才老师联系(ge1963@126.com)。谢谢！ 2008年2月15日 15:58修改 一．计算题 一一．．计计算算题题 1． 如图所示：一个缸壁和活塞均为绝热的 气缸被一固定的导热隔板分为两部份，靠近活塞的 部分里有1mol 氢气，另一部分里有0.005mol 氧气 和0.01mol 一氧化碳，反应开始前两部分的温度均 为25℃，反应过程中活塞所受的压力恒定，假定导热隔板热容为零，活塞运动无摩擦，一 氧化碳的氧化反应可以进行到底，所有气体均为理想气体。求从反应开始到结束并达到热 平衡时整个气缸系统的Q、W、U、H。已知二氧化碳和氢气的C 均为3.5R，一氧化碳 p,m 和二氧化碳在 25℃下的标准摩尔生成焓分别为：110.525 kJ·mol1、393.609 kJ·mol1。 (16 分) 解：缸壁和活塞均为绝热，故整个气缸系统无热交换，即Q=0。对隔板固定的左边系 统状态变化为恒容过程，可设想如下： 25℃，恒V t，恒V 0.005mol O (g)+ 0.01mol CO(g) 0.01mol CO (g)  0.01mol CO (g) 2 2 2 过程 Q = Q +Q = ( v  H  v RT)+n(CO )(C R)(T298.15K) 左 r，V t,V B B f B B B 2 p,m =0.01×[(393609+1105250.5×0)J－(0.5×8.315×298.15)J] +{0.01×2.5×8.315×(T/ K 298.15)}J = {2880.4+0.2079T/K}J 对于带有活塞的右边系统，发生恒压变化，即 1mol H (25℃，p, V) → 1mol H (t，p, V) 2 1 2 2 过程热 Q 右 =n(H )C (T298.15K)= [1 ×3.5 ×8.315 ×(T/ K 298.15)]J=(29.10T/ K 2 p,m –8676.9)J 总热效应 Q= Q +Q =(2880.4+0.2079T/K +29.10T/ K –8676.9)J=0 左 右 得 T=394.34K W= W +W =0p(VV)= -n(H )R(T298.15K)= 1×8.315×(394.34298.15) J 左 右 2 1 2 = 799.8J U= W+Q= W= 799.8J H=U+pV=U+(pV) +(pV) 左 右 = 799.8J+n(CO )RT[ n(CO)+ n(