中科院2002年物理化学试题及答案(3)

积变化可忽略）

五、（5分）由N个粒子组成的热力学体系，其粒子的两个能级为ε1＝0和ε2＝ε，相应的

简并度为g1和g2。

（1） 试写出该粒子的配分函数

（2） 假设g1＝g2＝1和＝1×104m1，该体系在

－

a.0K时 b.100K时 c. ∞K时， n2/n1比值各为多少？

六、（8分）Au和Sb分别在133K和903K时熔化，二者形成一种化合物AuSb2，在1073K

有一不相合熔点，600K时该化合物与Sb形成低共熔混合物。（Au原子量197，Sb原子量122）

（1） 试画出符合上述数据的简单相图，并标出所有相区的组成； （2） 画出含有50%（wt）Au之熔融物的步冷曲线。

七、（8分）已知气相反应2SO2+O2=2SO3的标准平衡常数KC与T的函数关系为：

logKC=10373/T+2.222logT 14.585

上述反应可视为理想气体反应。

、 rUm和 rGm。 （1） 求该反应在1000K时的 rHm

（2） 1000K时，2×101325Pa下若有SO2、O2、SO3的混合气体，其中SO2占20%

（vol），O2占20%（vol），试判断在此条件下反应的方向如何？

八、（7分）计算一下电池在298K时的电动势和温度系数：

AgAgCl(s)NaCl(aq)Hg2Cl2(s)Hg

已知标准生成焓和标准熵如下表：

－－

九、（7分）某溶液中含有1.00mol·kg1 Zn(NO3)2和1.00 mol·kg1 Cu(NO3)2，pH＝4.0。

该溶液在298K用光滑的Pt作为电极。试问当阴极电势达－0.30V时，阴极上发生什么

＋

反应？这时溶液中残余Cu2的浓度为多少？已知H2在光滑Pt片和Cu片上的超电势分

别为0.1V和0.2V，φZn2+,Zn＝－0.7628V，φCu2+,Cu＝－0.337V。假设不考虑其活度系数