当前位置：问答库＞考研试题

一、简答题

1． 请回答下列问题：

（1）常见的亚稳态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？

（2）在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ （3）下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由。 （4）物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？

（5）在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？

【答案】（1）常见的亚稳态有过饱和蒸气、过热和过冷液体及过饱和溶液。产生亚稳态的原因是新相种子难以生 成。如在蒸气冷凝、液体凝固和沸腾以及溶液结晶等过程中，由于要从无到有生成新相，因而最初生成的新相的种子是极其微小的，其比表面积和表面吉布斯函数都很大，因此新相难以生成，进而会产生过饱和蒸气、过热和 过冷液体以及过饱和溶液等亚稳状态。为了防止亚稳状态的产生可预先在系统中加入将要产生的新相的种子。

（2）若钟罩内还有该液体的蒸气存在，则长时间恒温放置会出现大液滴越来越大，小液滴越来越小的现象，最终小液滴消失，大液滴不再变化。其原因在于，一定温度下，液滴的半径不同，其饱和蒸气压不同，液滴越小， 其饱和蒸气压越大，当钟罩内气体的饱和蒸气压达到大液滴的饱和蒸气压时，对于小液滴尚未达到饱和，小液滴会继续蒸发，则蒸气会在大液滴上凝结，因而出现了上述现象。

（3）气泡的形状近似于半球状，如不考虑重力影响，则应为半球状。雨滴落在水面上形成气泡的过程基本上是恒温恒压生成内外表面的过程，当气泡达到稳定状态时，要求其表面吉布斯函数处于最低，而相同体积的气泡则以球状表面积最小，这就是气泡为半球状的原因。

（4）物理吸附与化学吸附最本质的区别在于吸附剂与吸附质间的相互作用力不同，前者是范德华力，而后者则为化学键力。

（5） 在一定温度、压力下，物理吸附过程是一个自发过程，由热力学原理可知，此过程系统的

同时，气体分子吸附在固体表面，由三维运动变为二维运动，系统的混乱度减小，因

根据

可得，物理吸附过程的

在一定的压力下，吸

此过程系统@

附焓就是吸附热，故物理吸附过程都是放热过程。

2． 何谓“自发过程”，简单举出自然界发生的三个自发过程的实例。

【答案】在自然条件下，不需要人工介入而能自动进行的过程称为自发过程。三个自发过程的实例：如高温物体向低温物体的传热；气体向真空膨胀；锌与硫酸铜溶液的反应。

3． 若S 选T 、V 为变数：S=S（T , V ）, 由绝热可逆过程ΔS=0的结论，导出理想气体绝热可逆过程方程式

=常数。（设为常数）。

对理想气体，由麦克斯韦关系式可知，理想气体，

令

可知，

即

4． 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。

5． 有一金溶胶，先加明胶溶液再加溶液，或先加溶液再加明胶溶液，其结果是否相同？

【答案】实验结果是不同的。电解质能破坏胶体金颗粒的外周永水化层，从而打破胶体的稳定状态，使分散的单 一金颗粒凝聚成大颗粒，发生聚沉。而制胶体聚沉。所以先加明胶可保护溶胶在加入

为电解质，明胶则可作稳定剂抑

胶体被破坏，发生聚沉

时不聚沉；若先加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

【答案】对方程S=S（T ，V ）求导可得其微分形式为：

后的胶体不可复原，再加明胶仍为聚沉状态。

6． 提高卡诺热机效率，若增加温度差为是保持升高还是保持不变降低

有利？

【答案】所以，提高或降低均可以提高热机效率。但实际上低温热源一般是大气，所以要提高热机效率只能通过提高高温热源的温度。

二、计算题

7． 设一可逆反应

：反应的最佳温度？

正反应活化能E 1小于逆反应活化能升高温度能加快反应速率

但不利于提高平衡产率，设正逆反应达到平衡的温度为

【答案】反应速率随温度变化：对上式求导，并令整理后得

（1）反应在温度下处于平衡，所以

欲使反应以最快速度进行，应如何确定

即

（2）将式（2）代入式（1），可求得最佳温度

8．

与的反应计量方程为

在

时测定的反应物初始压力和反应的初速度列于表

它的速率方程可表示为

中，求反应级数x 和y 的值和速率系数k 。

【答案】分析实验数据会发现；有的初压力保持不变，有的成倍数关系，而初速随之发生相应的变化，这就可以根据简单级数反应的特点或用对比法消去一个变量，从而确定反应级数和速率方程。

解法1根据速率与压力的关系来判断反应级数。 从1、2组实验数据，保持成正比关系，所以对率方程为

从1、3组实验数据，保持

不变，不变，

下降一半，初速也降低一半，表明速率与

下降一半，而初速却降为原来的1/4, 可见

所以速

的压力

呈一级，

取第一组实验数据

解法2用对比法消去一个变量。

将1、2组数据代入速率方程，然后对比，消去相同项，可得级数y 值。同理，用1、3组数