2017年厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院826物理化学考研强化模拟题
● 摘要
一、问答题
1. 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。
2. 理想气体绝热膨胀时并不恒容,为什么仍可使用公式=CvdT?
【答案】
因此在本例中
同样解释也适用于
故对理想气体即使不是恒压过程
对理想气体
完全适用。
对理想气体
也是完全适用的。
3. 笼效应和分子遭遇的含义是什么?据此设想的溶液反应的模型怎样?
【答案】笼蔽效应:溶液中反应物分子在溶剂分子的包围中运动,并和其他溶剂分子发生反应,这种笼中运动所产生的效应称为笼蔽效应。溶液中的每个反应物分子,都处于溶剂分子的包围之中,即溶液中的反应物分子大部分时间是在由溶剂分子构筑起的笼中与周围溶剂分子发生碰撞,如同在笼中作振动,其振动频率约为分子与其周围溶剂分子要经历新笼中。
当处在两个不同的笼中的两个反应物分子A 与分子B 冲出旧笼而扩散至同一个新笼中时遭遇在一起称为分子遭遇。
溶液中的反应可以看做由两个步骤组成。首先,反应物分子通过扩散在同一个笼中遭遇;第二步,遭遇分子对形成产物有两种极端情况:(i )对于活化能小的反应,如原子、自由基的重合等,反应物分子一旦遭遇就能反应,整个反应由扩散步骤控制;(ii )对于活化能相当大的反应,反应步骤的速率比扩散步骤的慢得多,整个反应由反应步骤控制,叫活化控制。
4. 某物质的焦耳一汤姆逊系数均仅为温度的函数而与压力无关。证明之积必为常数,且有焓
【答案】故由此得故因
仅为温度的函数而与P 无关,故
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而在笼中的平均停留时间约为即每个反应物
次碰撞才能挤出旧笼,但立即又陷入一个相邻的
式中为温度的函数。
即故
之积与T 无关,与P 亦无关,其必为常数。
+常数,整理得
5. 有了离子活度和活度因子的定义不就行了吗?为什么还要定义离子平均活度和平均活度因子?
【答案】因为不可能制备出只含正离子或负离子的电解质溶液,即电解质溶液中正、负离子总是共同存在的,且离子间存在着静电引力。因此实验上不可能单独测定正离子或负离子的活度和活度因子,而只能测定它们的平均值,即离子平均活度和平均活度因子(都是几何平均)。
6. 从同一初态出发对气体进行恒温可逆压缩和绝热可逆压缩到相同的终态体积,所做压缩功哪个大些? 为什么?
【答案】由于绝热可逆过程用方程
(常数)描述,恒温可逆用方程pV=nRT描述,可
在以P 、V 为坐标的图中作出绝热可逆曲线和恒温可逆曲线,如下图所示:
以证明绝热可逆曲线的斜率大于恒温可逆曲线的斜率:
由于增加压力体积要缩小,两条曲线的斜率均为负值,而且故
即绝热可逆曲线比恒温可逆曲线更陡一些,两条曲线相交于一点,如图所示:由于积大于
值。
7. 设一定域子系统有三个独立的一维谐振子组成,若系统总能量为振频率。问:
(1)该宏观状态共有几种可能的能量分布? (2)每种能量分布拥有的微观状态数是多少? (3)哪个能量分布出现的可能性最大? 【答案】(1)一维谐振子能级公式A 分布:三个振子都处于B 分布:一个振子处于
微观状态数为1。 二个振子都处于
微观状态数为3。 总振动能
共有三种分布
的面
的面积,即绝热可逆压缩过程系统做功的绝对值大于恒温可逆压缩过程做功的绝对
为一维谐振子的谐
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C 分布:A 分布:B 分布:C 分布:
能级各分布一个振子,微观状态数为6。
(2)每种能量分布拥有的微观状态数:
粒子系统总微观状态数 8. 在以
(3)能量分布C 出现的可能性最大,因为拥有微观状态数最多的分布出现的几率最大。
和
为原料制备
溶胶时,或者使
过量,或者使
过量,两种情况所制得的
溶胶的胶团结构有何不同?胶核吸附稳定离子时有何规律?
【答案】胶核吸附离子的规律是首先吸附使胶核不易溶解的离子或水化作用较弱的负离子。
过量时,过量时,
胶团的结构为
胶团的结构为
9. 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。
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