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一、简答题

1． 己知卡诺循环分四步构成，分别是等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和绝热可逆压缩。请在T-S 坐标系中描述这一循环，并作出简要说明。

【答案】卡诺循环在T-S 坐标系中如图所示：变化过程分四步。不变，熵增加，故为一垂直于横坐标的垂线

；平线；高。

恒温可逆压缩，温度不变，体积减小，熵减少；

. 恒温可逆膨胀，温度

绝热可逆膨胀熵不变，温度下降，故为一水

绝热可逆压缩熵不变，温度增

图

2． 有一金溶胶，先加明胶溶液再加

溶液，或先加

溶液再加明胶溶液，其结果是否相同？

为电解质，明胶则可作稳定剂抑

胶体被破坏，发生聚沉

【答案】实验结果是不同的。电解质能破坏胶体金颗粒的外周永水化层，从而打破胶体的稳定状态，使分散的单 一金颗粒凝聚成大颗粒，发生聚沉。而制胶体聚沉。所以先加明胶可保护溶胶在加入

时不聚沉；若先加

后的胶体不可复原，再加明胶仍为聚沉状态。

3． 电解质溶液的物质的量浓度越大时，离子数应该越多，电导率应该增大，为什么在浓度増大到一定量值后，电导率反而减小，应该怎样理解？

【答案】电解质溶液电导率的大小不仅与溶液中离子数目有关，还与离子自由运动能力有关，而这两个因素是相互制约的。所以在一定的浓度范围内，电解质溶液浓度越大，体积离子数越多，电导率也就越大；但是当浓度继续增大超过这一浓度范围时，然而随着体积离子数增多，其静电相互作用表现的也越来越强，因而离子自由运动能力越差，所以电导率反而下降。

4． 已知某一体系的分子仅分布于基态和第一激发态，若以基态能级作为能量标度的零点。并已知基态的简并度为

第一激发态的能量及简并度为

和

（1）写出分布于该两个能级的分子数之比；

（2）写出分子的配分函数；

（3）根据（2）中配分函数的形式，导出体系的内的计算式。

【答案】⑴（2）（3）

5． 润湿是什么过程？朗缪尔吸附等温式的适用条件是什么？

【答案】润湿是固体表面上的气体被液体取代的过程；朗缪尔等温式适用于表面均匀的单分子层吸附。

6． 若S 选T 、V 为变数：S=S（T , V ）, 由绝热可逆过程ΔS=0的结论，导出理想气体绝热可逆过程方程式

=常数。（设为常数）。

对理想气体，由麦克斯韦关系式可知，理想气体，

令

可知，

即

【答案】对方程S=S（T ，V ）求导可得其微分形式为：

及等容热容

二、计算题

7． 反应

速率方程为

反应中的酸被用作催化剂。298K 时

，

而当

时

，

求反应级数及活化能。

【答案】因酸被用作催化剂，即反应前后浓度不变。已知反应的半衰期与浓度成反比，假定速率方程对A 为二级反应，即

令

时，

浓度加倍时，

则

两次算得速率常数值相同，所以假设成立，此反应为二级反应，

时，

由

8． 在

方程可知，时，已知

溶液的无限稀薄摩尔电导率

可得

溶液无限稀薄摩尔电导率分别为

试计算

时

【答案】由离子独立运动定律求算电解质溶液的无限稀薄摩尔电导率，计算如下：

9． 2mol 乙醇在正常沸点（78.4°C ）下，变为蒸汽，其摩尔汽化焓为视为理想气体。

（1）试求该相变过程的Q , W ，

（2）若乙醇摩尔汽化焓可认为与温度无关时，那么50°C时乙醇的饱和蒸汽压应为多少？ （3）当2mol 乙醇蒸汽在101325Pa 下，从78.4°C升温至100°C时，Atf , AS 各为多少？（已

知

【答案】（1）等压下的平衡相变，

（2）由克拉佩龙方程代入得：

（3）恒压下，

10．25°C 时用铜片作阴极，石墨作阳极，电解浓度为

的

溶液，若电流密度为在石墨电极上的超电

乙醇蒸汽可

问在阴极上首先析出什么物质？在阳极上又析出什么物质？已知此电流密度下H 2在

铜电极上的超电势为-0.584V , 在石墨电极上的超电势为0.896V , 并假定势可略而不计，活度可用浓度代替。

【答案】可能的阴极反应：