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2017年四川大学无机材料物理化学(无机材料方向)复试实战预测五套卷

  摘要

一、简答题

1. 双液原电池中为什么常用KC1饱和溶液做盐桥?

【答案】双液电池中常用饱和KC1做盐桥是为了消除液接电势。因为且盐桥中的浓度高(饱,插入溶液时,盐桥中

和)

要来自盐桥,且

向溶液的扩散占主导地位,盐桥与两极电解质溶液间的扩散主

的扩散速率几近相等,盐桥两端扩散方向相反,因而产生的扩散电势可以

互相抵消,从而基本上消除了两电解液间的扩散电势。

2. 物系的

是否有可能大于

【答案】有可能。根据下,

加反而增大,即 3. 1mol 始态为

>0,故

总大于

的关系式:此时

一般情况

但有些系统如液体水在0°C 至3.98°C 其密度随温度的增

的水,在一体积合适的真空玻璃瓶中蒸发,最终成为同温同压的水蒸气。

又认为始态与终态的温度、压力都没变,所

某同学根据公式dG=Vdp-SdT算得该过程的

以得出“上述过程为可逆过程”的结论,你是否同意这一结论? 为什么?

【答案】该结论不正确。因为吉布斯函数判据的应用条件是:①封闭体系,组成恒定,且不作非体积功。②组成可变,不作非体积功,且为可逆过程。而在上述过程中,并不满足该公式的使用条件,所以不能应用dG=VdP-SdT, 自然也就不能得到“为可逆过程”的结论。

4. 试表述离子氛模型的要点。

【答案】离子氛模型的要点概括如下:

(i )可以任意选定电解质溶液中的正或负离子作为中心离子;

; (ii )中心离子周围按统计规律球形对称地分布着其他正负离子群(离子氛)

(iii )离子氛的电性与中心离子的电性相反,而电量相等;且离开中心离子越远,异性电荷密度越小;

(iv )中心离子及组成离子氛的离子不是静止不变的,而是不断运动和变换的,每个中心离子又是另外一个中心离子周围的离子氛的一员;

(v )溶液中众多正负离子间的静电相互作用可以归结为每个中心离子所带的电荷与包围它的离子氛的净电荷之f 司静电相互作用。

下图为离子氛示意图。

5. 破坏溶胶最有效的方法是什么?说明原因。

【答案】胶体粒子带电、溶剂化作用及布朗运动是溶胶稳定的三个重要原因。

中和胶体粒子所带的电荷,降低溶剂化作用皆可使溶胶聚沉。其中,加入过量的电解质(尤其是含高价反离子的电解质)是最有效的方法。

原因:增加电解质的浓度和价数,可以使扩散层变薄,斥力势能下降。随电解质浓度的增加,使溶胶发生聚沉的势垒的高度相应降低。当引力势能占优势时,胶体粒子一旦相碰即可聚沉。

6. 什么是电势?用电势说明溶胶的电泳和电渗现象。

【答案】电势:双电层理论认为,当固体与液体接触时,由于固体对液体的选择性吸附或固体表面分子的电离, 固、液两相分别带有不同的电荷,界而上形成双电层。双电层分为紧密层和扩散层,两层之间的切动面与液体本 体之间的电势差叫做电势。

①电泳现象:对于胶体粒子,其表面是由紧密层和扩散层构成的,电势为胶粒与处于扩散层中离子之间的 电势差。在外加电场作用下,胶粒与扩散层中带相反电荷的离子的相向移动产生电泳。

②电渗现象:电渗所用多孔膜为若干毛细管的集合,每个毛细管管壁和液体之间都形成双电层结构a 外加电 场时,固体及其表面溶剂化层(紧密层)不动,而扩散层中与固体表面带相反电荷的离子发生移动,因这些离子是溶剂化的,因而可观察到分散介质的移动。

二、计算题

7. 己知

可以生成如下三种水合物

,试求 (s )

(1)在大气压力下,与

水溶液和冰平衡共存的水合盐的最大数量;

(2)在298 K时,与水蒸气平衡共存的水合盐的最大数量。

【答案】当溶液中没有水合盐生成时,S=2; 当有水盐生产时,每增加一种水合盐,体系中就会增加一个化学平衡条件,故每增加n 个水合盐,会增加n 个独立的化学平衡条件,故C 值不变。所以不管体系中有多少种水合盐,其独立的组分数都是2。

(1)恒压下因最小为零,故能再生成一种含水盐。

(2)同理,恒温下 8. 已知反应ZnO (s )和

最多为3相。因盐溶液中已存在两相,即

水溶液和

故还

相数最多为3相,而在与水蒸气平衡共存的系统中已存在一相,故还可以生成两种含水盐。

298K 时,

的标准生成焓分别为-348.28和

的分压分别为100、0.3和0.3kPa , ZnO (s )能

(1)试求反应的(3)800K 时,若否被还原为Zn (g )?

(2)计算298K 时Zn (g )的标准生成焓;

【答案】(1)由热力学基本方程可知,

对比题给公式

可知

(2)298K 时,反应的

又因为

则有

(3)800K 时,

故800K 时,反应不能自发进行,ZnO (s )不能被自发还原。

9. 实验测得聚苯乙烯一苯溶液的比浓黏度

与溶质的质量浓度

的关系有如下数据:

且已知经验方程式

分子质量为若干?

【答案】特性粘度与比浓粘度的关系为

中的常数项试计算聚苯乙烯的相对