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一、问答题

1． 某分子的配分函数是

熵的表达式。设体系为定位子体系。

【答案】在定位子体系中，可求得体系平均能量：

体系熵：

求在任何给定温度下体系平均能量和

2． 下图为最大泡压法测定液体表面张力的实验装置，实验要求毛细管顶端与待测液面相切。实验时，滴液漏斗工作，体系压力下降，压力计两臂液柱的高度差增大，同时毛细管顶端液面逐步向外凸出，如下图。但是高 度差增大到一最大值后会突然下降，然后再上升，下降，重复以上过程=在最大值出现的同时，会在毛细管顶端 产生一个气泡。请根据表面化学的知识：

（1）解释这一实验现象；

（2）说明这一实验装置测量表面张力的原理。

【答案】（1）当滴液漏斗工作时，体系压力下降，体系压力低于大气压。毛细管顶端液面两边压力不平衡，该液面发生弯曲，弯曲液面的附加压与体系压力方向一致，可以使得液面两边受力平衡，根据

公式，此时式子：

成立

当压力差增大时，毛细管顶端液面逐步向外凸出，曲率半径下降。但是当液面向外凸出形成半球时，曲率半径达到最小值，此时滴液漏斗继续工作，弯曲液面将破裂，形成气泡，同时压力

差达到最大值》

（2）由以上分析可知，

本装置测量依赖如下公式

最大压力差与表面张力成正

比，比例系数为仪器常数，这样通过对一个已知表面张力的标准样品测量后确定仪器常数，对任一未知样品即可由测量最大压力差确定表面张力

3． 以等体积的溶液和

（2）加入电解质么？

【答案】（1）

过量，为稳定剂，所以胶团结构式为

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：

4． 什么是表面吉布斯函数？试用表面吉布斯函数分析气固界面发生吸附的原因？ -

【答案】①系统增加单位面积时所增加的吉布斯函数称为表面吉布斯函数；

②由于固体表面过剰吉布斯函数的存在，使系统有自动降低表面过剩吉布斯函数的趋势，可以自发的吸附气体，降低固体表面力场的不对称性，降低表而吉布斯函数。

5． 试用附加压力解释为什么液滴或气泡在不受外加力场的影响下，通常都呈球形。

【答案】若自由液滴或气泡呈现不规则形状，则在曲面上的不同部位，曲面的弯曲方向及曲率各不相同，产生的 附加压力的方向和大小也不同》在凸面处附加压力指向液滴内部，而凹面处附加压力指向则相反，这种不平衡力 必迫使液滴自动调整形状，最终呈现球形。

因此只有呈现球形，球面各点曲率才相同，各处的附加压力也相同，液滴或气泡才会稳定存在。

6． 写出一维谐振子的能级公式，振动量子数的取值规定以及能量的统计权重（简并度）。

【答案】

7． 合成氨反应为

一般在30MPa ，约除

气体，为什么？

时进行，生产过程中要经常从循环气（主要是）中排

【答案】合成氨反应是一个体积缩小的反应，即应，它的积累会减小

的分压力，使平衡向左移动，降低

在定温定压下，气体不参加反

的产率，因而要及时将积累

的气体排除。

8． 根据需要，当用普通水银温度计做准确的实验测定时，事先要对温度计做哪些校正？如何校正？

【答案】要做示值、零点、露茎校正。示值校正:可以把被校温度计与标准温度计进行比较，也可用纯物质的相变点进行校正。当用标准温度计进行校正时，由标准温度计测得的读数t ，与被校温度计上读数

的差值用

表示，则

严格来说，不同的刻度范围有不同的刻度校正值。

零点校正:由于温度计的玻璃球的体积的热力学不稳定性或由于受温度等外界因素的影响，体积会改变，从而改变温度计的零点，零点校正按下式计算:

改正值=原证书上的改正值+（证书上的零点位置一新测得的零点位置）

露茎校正:对“全浸没”温度计在实际使用中，往往有部分水银柱露在被测系统外，造成读数误差，为此进行露茎校正，校正公式为

式中，为水银对玻璃的相对膨胀因子，

9． 指出在下述各过程中系统的

①理想气体卡诺循环；

②纯液体混合为理想液态混合物； ③非理想气体节流膨胀； ④设和

在绝热弹式容器内反应；

及

均为零。

C 及101325Pa 下蒸发为水蒸气。 ⑤液态水在100°

【答案】①因为是循环过程，系统始末态一致，状态函数②

④绝热不做功，⑤恒温恒压可逆相变，

③节流膨胀是恒焓过程，

和

何者为零。

10．何为化学势？化学势的物理意义是什么？化学势适用于什么体系？

【答案】①混合物（或溶液）中组分B 的偏摩尔吉布斯函数即为B 的化学势。

②物理意义：恒温恒压条件下，在指定组成的无限大体系中，加入1 mol 物质B 引起体系的Gibbs 自由能的改变。也就是说，在指定条件下lmol 物质B 对体系的G 的贡献。化学势是强度性质，状态函数。

③化学势的适用范围是气体、液体，但对于固体而言，由于引入一种物质，系统的原有物质