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一、简答题

1． 可逆热机的效率最高，在其它条件都相同的前提下，用可逆热机去牵引火车，能否使火车的速度加快？说明原因。

【答案】不能。因为可逆热机的效率最高，在吸收同等热量的情况下，热机向外做功的数值最大。但可逆过程是无限缓慢的过程，虽然可逆热机向火车输出的功值最大，火车的速度反而表现为无限小的速度。

2． 在过氧化氢催化分解反应实验中，是通过测定和

对t 作图来求得表观速率系数的。式中

数据的？

【答案】过氧化氢催化分解中的氧气体积。获得

是浓度为

时的

全部分解产生的实验温度、压力下的

完全分解。然后放回恒温水

的实验方法:

将反应管置于

热水中。使

再根据

用

是指什么物质的体积？实验中是如何获得此

浴中，恒温5 min后，读取气体体积，即为

3． 现欲在实验室测定35°C 下苯的黏度:

（2）简述测定过程。 （3）写出算式。

（1）需要准备什么仪器与试剂？各自的用途是什么？

【答案】（1）恒温槽恒温；乌氏黏度计一一测黏度；秒表一一测时间；蒸馏水一一参照液体（黏度、密度与温度 关系己经有精确的测定值）。

（2）首先恒温槽调到35°C , 将加了水的黏度计在恒温槽中恒温15〜20min ，然后测定一定体积水通过黏度 计毛细管所需时间，重复三次（最大偏差不得大于0.2s ）, 求得三次测定的平均值；然后倒去水，干燥乌氏 黏度计，倒入少许苯洗净毛细管，再倒入苯样品，如水一样恒温、测定一定体积苯流过毛细管所需时间三次， 求平均值。

（3）苯的黏度的计算公式

4． 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

5． 绝热循环过程一定是可逆过程吗？

【答案】对，如果其中有一个过程不可逆，则整个循环的滴变必大于零，而熇是状态函数，初始状态相同，但是所以终态必定不相同，构不成循环过程。

6． 分别讨论定压下升高温度及定温下增大压力时，以下过程的值如何变化？（1）沸点下液体气化为蒸气；（2）凝固点下液体凝为固体[假设

]。

【答案】根据组成恒定、封闭系统的热力学基本方程，可分别依据公式

和

的变化率。

由变化过程的

（1）在沸点下液体气化为蒸气，因

值讨论定压下对T 的变化率以及定温下对P

故恒压下升高温度气化减小，蒸发更易进行；

降低，凝固更

而故定温下增加压力，（2）液体凝固成固体，由于

定压下升温，

增大，蒸发不易进行。

定温下加压凝固过程

增大，凝固不易进行。

易进行。而

二、计算题

7． 在

时，将二甲醚气体引入一真空刚性反应器内，二甲醚分解的计量方程为

根据实验测定，该反应的半衰期与二甲醚的起始压力无关，反应基本能进行到底。在该温度下不同时刻测定的容器总压如下：

求该反应的级数、速率系数和半衰期。

【答案】因为半衰期与反应物起始浓度无关，所以该反应为一级。 写出不同时刻的压力变化：

在时刻的总压

在

为

则

则

的压力

反应的速率方程的微分式为

对上式进行定积分，时间从

对应的总压从

积分得

先代入第一、二组实验数据计算速率系数

同理，可求得其他速率系数值为速率系数的平均值为

时的总压为

在任意t 时刻，反应物