北京大学1999年物理化学专业课考研真题试卷(回忆版)
日期:2014-06-16 13:08

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一. (16分)
(1) 质量为m的粒子在半径为R的球形容器中运动,试用测不准原理估算粒子可能的动能;
(2) 写出H-的Schrödinger方程并指出方程中各项的含义;
(3) 计算Li2+的2s、2p态的能量;
(4) dxy轨道和px轨道沿z方向可能形成那种分子轨道?
(5) 判断下列分子有无旋光性:(a)ClHC=C=CHCH3,(b)Co2(CO)8
(6) CO吸附在某金属表面后,其红外吸收峰由2170cm-1移到2080cm-1,请说明吸附前后CO中C-O键键长及键能的变化;
(7) 比较正八面体、拉长及压扁的变形八面体配合物中dx2-y2轨道与dz2轨道的能量高低;
(8) 解释σ-π配键。

二. (3分)
一黑色锰氧化物粉末,其X射线衍射图中只有MnO的衍射峰,是否可以推断此粉末只含MnO?为什么?用什么实验手段可证明它是否含有其它价态的锰氧化物?

三. (7分)
对平面型分子[C(CH2)3]
(1) 写出分子所属点群和全部独立的对称元素;
(2) 写出中心C原子所采取的杂化轨道类型、具体形式及其中各原子轨道所占百分数。
(3) 该分子中是否存在离域π键?若有,请写出,并列出用HMO法处理该体系的久期行列式。

四. (14分)
立方晶系晶体AxBy,Z=2,a=472.6pm,原子分数坐标为
A:1/4,1/4,1/4;3/4,3/4,1/4;3/4,1/4,3/4;1/4,3/4,3/4。
B:0,0,0;1/2,1/2,1/2。
(1) 写出该晶体的化学式;
(2) 若将A放在晶胞原点,请重新标出原子分数坐标;
(3) 画出晶胞沿4重轴的投影图;
(4) 表明A和B的配位数和配位形式;
(5) 指出该晶体的特征对称元素、晶体所属点群、空间点阵型式及结构基元;
(6) 若将该晶体的空间结构看作A作最密堆积,B填入由A形成的多面体空隙,则B占据何种空隙?占空隙比率是多少?
(7) 用波长为λ的X射线摄取该晶体的粉末图,最强峰为111面的衍射峰,
2θ=32.8º,计算λ的值。

五.(12分)
将一个可逆电池在298K及1大气压下短路,当有96494库仑的电量通过电池时,电池放出的热等于该电池可逆工作时吸入的热的43倍。在298K及1大气压下,该电池的电动势的温度系数是1.4×10-4VK-1。请求出该电池在298K及1大气压下的电动势。

六.(12分)
反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)是一个典型的气相三级反应。在370K时,它的三级反应速率常数k=5.08×10-4(kPa)-2·s-1。反应的初始压力PºNO=40kPa,PºO2=20kPa。
(1) 请写出以体系的总压力为变量的速率方程;
(2) 试问当时间t=10分钟时总压力是多少?
(3) 该反应在470K的速率常数是k=2.21×10-4(kPa)-2·s-1,请求出反应的实验活化能。你对所得的结果能做出何种解释。

七.(10分)
题给的相图是二组分A和B在一定温度范围内形成部分互溶液体的温度成分图。

A XB B
(1) 请标出图中各相区中存在的相,相的数目和自由度;
(2) 请指出体系中有几个三相点,各有哪三个相共存;
(3) 请说明,具有a点成分和温度的A和B固态混合物被逐步缓慢升温至e点的过程中相的变化及相的组成。

八.(7分)
用压力跃升法测量液相中快反应动力学需要知道平衡常数Kc(是温度和压力的函数)随压力的变化率。如果是等温过程,即要求(?lnKc/?P)T的值。但实际做实验时,压力升高是在极短的时间(约数十微秒)完成的,因此升压过程不是等温的而是极其接近于绝热的。故实际上要求知道(?lnKc/?P)S的值。
(1) 请写出这两个偏微分系数之间的关系式;
(2) 请用实验可测量的热力学量表示(?lnKc/?P)S。

九.(10分)
(1) 请问CO2分子有几个简正振动模式;
(2) CO2分子的对称伸缩振动模的频率是3.939×1013s-1,试求出此振动模的特征温度θv和分子振动配分函数qv(以零点能为能量原点)。
(3) 请计算对称伸缩自由度的能(Jmol-1)。

十.(9分)
请叙述如何测定电解质液的比电导
(1) 请画出测量比电导的仪器装置示意图;
(2) 请叙述利用上述装置测量一个未知比电导的电解质溶液的必要步骤

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