2017年湖南大学物理与微电子科学学院831物理化学(理)考研题库
● 摘要
一、问答题
1. 乙酸乙酯皂化反应如下式:
当确定该反应动力学方程时,需要测定不同时刻反应物的浓度。根据该反应的特点,采用何种物理方法测定较好,并简述理由。
【答案】采用电导率法较好。
和
体系的电导率等于且由于
被
是非电解质。反应前,体系的电导率等于
溶液的电导率;完全反应后
溶液的电导率;反应过程中体系的电导率等于两种电解质电导率之和,代替,体系中电导率逐渐减小。稀溶液范围内,电导率与浓度成正比关系,
因此可通过测体系电导率的变化,得到反应过程中反应物浓度与时间的关系数据。
2. 在进行重量分析实验时,为了尽可能使沉淀完全,通常加入大量电解质(非沉淀剂),或将溶胶适当加热,为什么?试从胶体分散系统观点加以解释。
【答案】加入大量电解质,反离子的浓度很高,进入层重叠时的斥力,使溶胶易于聚沉。适当的加热使
层的反离子愈多,从而降低了扩散运动加剧,可加快胶粒的热运动,增加胶
粒互相碰撞的频率,从而使聚沉机会增加。二者都有利于沉淀完全。
3. 现欲在实验室测定35°C 下苯的黏度:
(1)需要准备什么仪器与试剂?各自的用途是什么? (2)简述测定过程。 (3)写出算式。
【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. 什么叫光化学反应、光敏反应和光敏剂。光化学反应和普通热反应(或称暗反应)有什么主要区别?
【答案】在光的作用下发生的化学反应称为光化学反应。有光敏剂参与的光化学反应称为光敏反应,光敏剂是吸收辐射光并将光能传递给反应物,使反应物发生作用,而其本身在反应前后并未发生变化的物质。
光化学反应和普通热反应(或称暗反应)的主要区别是;①在光化学反应中,反应物分子通过吸收光能获得克服反应活化能所需要的能量;而在普通热反应中,反应物分子通过碰撞获得克服反应活化能所需要的能量;②光化学可进行温度每升高
的反应,而一定温度压力无其它功条件下,
热反应总向着吉布斯函数减小的方向进行;③绝大多数光化学反应温度系数较小,而热反应体系
速率系数増大2~4倍;④光化学反应的平衡常数与光强度有关,而热反应与光
强度无关。
5. 试比较和说明金属的化学腐蚀及电化学腐蚀的不同特征。
【答案】金属的化学腐蚀——金属在高温气氛中或与非导电的有机介质接触时的纯化学作用而发生的腐蚀。
金属的电化学腐蚀——金属在潮湿的环境中发生的电化学作用而发生的腐蚀。
6. 一维谐振子的能级公式为的概率之比,并对结果加以说明。
【答案】因为
且能级是非简并的,由玻耳兹曼分布方式可知,
说明一般温度下,一维谐振子基本上处于基态,不容易激发。
7. 将沉能力最强。
【答案】因KI 溶液的体积大于优先吸附离子而带负电。所以
溶液的体积,即
过量。二者混合后,形成的
微粒
溶胶胶团的结构式为
的
溶液与
溶液混合生成碘化银溶胶。这几种电解质中何者对该胶体的聚
且知
求该振子处于第一激发态与处于基态
请写出碘化银溶胶的胶团式,并说明
因为该胶粒带负电,所以电解质正离子对溶胶聚沉起主要作用。四种电解质的阳离子中,对聚沉起主要作用。又由于和溶胶具有同样电荷的离子能削弱反离子的聚沉能力,且价态高越高,
削弱作用越强,故的聚沉能力强于即四种电解质中.
8. 对于实际气体能否以逸度~代替压力P 将其状态方程写作
【答案】不能。因为
的聚沉能力最强。 为什么?
是在化学势表示式中,为了使实际气体与理想气体化学势有相同的形
式,而进行的认为校正,故其不适用于校正状态方程中的压力。
9. 简要说明,测定乙醇的饱和蒸气压的动态法、静态法和饱和蒸气流法的原理。
【答案】动态法:在某一外界条件下. 测定液体的沸点。即用真空系统改变外压。测不同外压下的沸点,该外压 即是对应不同沸点的液体饱和蒸气压。
静态法:把待测液体放置在一个封闭系统中,在某一温度下。直接测量饱和蒸气压。此法通常用于蒸气压比 较大的液体。
饱和气流法:在一定温度和压力下,让干燥的惰性气流缓慢地通过被测液体,使气流被该液体的蒸气所饱和, 然后测定所通过的气体中被测液体的蒸气的含量。再根据分压定律,算出被测液体的饱和蒸气压,此法一般用于 蒸气压比较小的液体,也适用于测定具有升华性能的固体的饱和蒸气压。
10.将等体积的
溶液与溶液混合制得溶胶。
(1)试写出该溶胶的胶团结构式; (2)当在该溶胶中分别加入电解质如何?
【答案】(1)因(2)对
溶液过量,故该
溶胶为负溶胶。胶团结构式:
时,电解质的聚沉能力的排列顺序应
负溶胶,电解质中起聚沉作用的离子应为正离子。正离子的价数越高,聚沉能力
愈大,故该条件下电解质聚沉能力的排序为:
二、计算题
11.己知
(1)求
时的离子积
和
时纯水的电导率;
饱和水溶液,测得溶液的电导率
求
(2)利用该纯水配制
在纯水中的溶解度。
【答案】(1)水的无限稀释摩尔电导率为
纯水的电导率为
分别等于