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一、简答题

1． 利用热力学关系系。

【答案】由

得：

2． 碰撞理论的要点是什么？简述这一理论的成功与不足。 碰撞）才能生成产物分子。

成功：给阿氏经验公式以理论解释；赋予公式中各项明确的物理意义。 如：为活化能，A 为频率因子，

为活化分子百分数。

不足：由于将反应物分子简化为过于简单的硬球模型，所以，该模型结果只在用于简单的气体反应时结果较好。此外，该模型无法从理论上计算速率系数。

3． 请回答下列问题：

（1）常见的亚稳态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？

（2）在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ （3）下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由。 （4）物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？

（5）在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？

【答案】（1）常见的亚稳态有过饱和蒸气、过热和过冷液体及过饱和溶液。产生亚稳态的原因是新相种子难以生 成。如在蒸气冷凝、液体凝固和沸腾以及溶液结晶等过程中，由于要从无到有生成新相，因而最初生成的新相的种子是极其微小的，其比表面积和表面吉布斯函数都很大，因此新相难以生成，进而会产生过饱和蒸气、过热和 过冷液体以及过饱和溶液等亚稳状态。为了防止亚稳状态的产生可预先在系统中加入将要产生的新相的种子。

（2）若钟罩内还有该液体的蒸气存在，则长时间恒温放置会出现大液滴越来越大，小液滴越来越小的现象，最终小液滴消失，大液滴不再变化。其原因在于，一定温度下，液滴的半径不同，其饱和蒸气压不同，液滴越小， 其饱和蒸气压越大，当钟罩内气体的饱和蒸气压达到大液滴的饱和蒸气压时，对于小液滴尚未达到饱和，小液滴会继续蒸发，则蒸气会在大液滴上凝结，因而出

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求出定域子系统H 与q 、V 、T 的关

【答案】分子是无相互作用的硬球；分子起反应必须碰撞；只有活化分子间的碰撞（即有效

现了上述现象。

（3）气泡的形状近似于半球状，如不考虑重力影响，则应为半球状。雨滴落在水面上形成气泡的过程基本上是恒温恒压生成内外表面的过程，当气泡达到稳定状态时，要求其表面吉布斯函数处于最低，而相同体积的气泡则以球状表面积最小，这就是气泡为半球状的原因。

（4）物理吸附与化学吸附最本质的区别在于吸附剂与吸附质间的相互作用力不同，前者是范德华力，而后者则为化学键力。

（5） 在一定温度、压力下，物理吸附过程是一个自发过程，由热力学原理可知，此过程系统的

同时，气体分子吸附在固体表面，由三维运动变为二维运动，系统的混乱度减小，因

根据

可得，物理吸附过程的

在一定的压力下，吸

此过程系统@

附焓就是吸附热，故物理吸附过程都是放热过程。

4． 试分析说明为什么在定温、定压下两种不混溶的纯液体在无稳定剂的情况下不能形成稳定的乳状液？

【答案】在定温定压下将两种不相混溶的纯液体放在一起并使一种液体高度分散在另一种液体中，这是一个表面面积增大的过程。由

可知：

一定，不变，若增大，必然使增大，因而环境要对系统做非体积功

这是一个非自发过程。分散的结果使系统变为不稳定状态。此时，系统倾向于自发地变为低能量状态，即稳 定状态。获得稳定状态的可能的途径有：降低或减小力不变。故只有减小

5． 以等体积的

（2）加入电解质么？

【答案】（1）

过量，为稳定剂，所以胶团结构式为

使

因

不变，故界面张

综上所述可以证明，若无稳定剂存在，两种不混溶的纯液体不可能形成稳定的乳状液。

溶液和和

溶液制备

溶胶。

（1）写出胶团结构式，指出电场中胶体粒子的移动方向；

使上述溶胶发生聚沉，则电解质聚沉能力大小顺序是什

胶体带负电荷，所以电泳时向正极移动。

（2）对上述溶胶起聚沉作用的是正离子，根据价数规则知三种电解质的聚沉能力大小顺序为：

6． 丁达尔现象的实质是什么？为什么溶胶会产生丁达尔现象？

【答案】丁达尔现象的实质是分散相粒子对入射光的散射作用。

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由于溶胶分散相是以的粒子大小分散在介质中，因而具有光学不均匀性。这种光学

不均匀性是溶胶产生光散射作用的必要条件。当入射光波长大于分散相粒子时，分散相粒子就会对入射光产生散射，即产生丁达尔效应。

二、计算题

7． 己知某实际气体状态方程为

（1）计算lmol 该气体在298K , 程的

（2）选择合适判据判断过程可逆性 （3）若该气体为理想气体，经历上述过程【答案】系统处于衡外压状态，所以则膨胀过程中所作的功为：

（1）该过程为恒温过程 因

由状态方程得，

因

过程为恒温过程，则

（2）可用熵判据来判断过程是否可逆 对过程⑴

该过程为不可逆过程

（3）对于理想气体，因为温度不变，

所以没有考虑分子间相互作用力。

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下，反抗恒外压

恒温膨胀过程所作的功，以及这一过

为多少？与（1）中结果比较并讨论。

与（1

）中结果相同。说明对于具有

状态方程的实际气体，其内能与体积无关。该状态方程仅仅是考虑气体分子的体积，