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2017年厦门大学材料科学与工程系826物理化学考研强化模拟题

  摘要

一、问答题

1. 根据需要,当用普通水银温度计做准确的实验测定时,事先要对温度计做哪些校正?如何校正?

【答案】要做示值、零点、露茎校正。示值校正:可以把被校温度计与标准温度计进行比较,也可用纯物质的相变点进行校正。当用标准温度计进行校正时,由标准温度计测得的读数t ,与被校温度计上读数

的差值用

表示,则

严格来说,不同的刻度范围有不同的刻度校正值。

零点校正:由于温度计的玻璃球的体积的热力学不稳定性或由于受温度等外界因素的影响,体积会改变,从而改变温度计的零点,零点校正按下式计算:

改正值=原证书上的改正值+(证书上的零点位置一新测得的零点位置)

露茎校正:对“全浸没”温度计在实际使用中,往往有部分水银柱露在被测系统外,造成读数误差,为此进行露茎校正,校正公式为

式中,为水银对玻璃的相对膨胀因子,

2. 什么是电势?用

【答案】

电势说明溶胶的电泳和电渗现象。

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。

3. 在两个充有溶液的容器之间是一个多孔塞,塞中细孔道充满孔塞的两侧放两个接有直流电源的电极。问溶液将向什么方向移动?当以

溶液时,溶液在相同的电压之下流动速度变快还是变慢?如果用

溶液,溶液流动的方向怎样?

【答案】(1)因多孔塞吸附(2)当以(3)用

来代替

溶液代替

带负电,所以溶液带正电,向负极方向移动。 的

溶液时,电位下降,溶液移动变慢。

而带正电,溶液带负电,向正极方向移动。

溶液,在多来代替溶液代替

溶液时,多孔塞吸附

4. 已知某一体系的分子仅分布于基态和第一激发态,若以基态能级作为能量标度的零点。并已知基态的简并度为

第一激发态的能量及简并度为

(1)写出分布于该两个能级的分子数之比; (2)写出分子的配分函数;

(3)根据(2)中配分函数的形式,导出体系的内的计算式。

【答案】⑴(2)(3)

5. 化工生产中经常有副反应发生,即动力学中的平行反应。例如反应

只有B 和C 是目标产物。现设两个反应级数相同,指前因子近似相等,且与温度无关,

(1)画出这两个反应的

【答案】(1

)由

如下图所示

的关系

的示意图;(2)比较两个反应速率的大小;(3)为减

少产品分离的成本,应尽量提高产品中B 和C 的浓度,你认为可采取什么措施?

公式可知

由题意知

则两个反应

及等容热容

(2)由图可知,相同温度下

反应(1)及(2)的反应物相同,级数相同,指前因子近似相等,且与温度无关,由

公式可知,反应(2)的速率恒大于反应(1)的速率。或者直观来理解,由于活化能的物理意义可以分析得到,反应物相同的平行反应,活化能低的反应速率快。

(3)由图可知

增加比增加更快一些,所以升高温度对反应(1)有利。但是由于相同

温度下总有

因此单纯升温不可能使

的浓度超过

根本的解决办法是选择适当的催

化剂,增大反应(1)的速率。

6. 试从热力学第一定律的原理出发,论证封闭系统,理想气体不做非体积功的恒压绝热过程不可能发生。

【答案】对不做非体积功的恒压、绝热过程

又因

故必有

故系统状态未变化。

趋近于零时,真实溶液趋近

7. “P 趋近于零时,真实气体趋近于理想气体”。此种说法对吗?于理想 液态混合物”。此种说法对吗?

【答案】理想气体的基本特征是分子间没有作用力. 分子本身没有体积。任何真实气体当压力趋近于零时,分子 间的距离都很大,因此分子间的相互作用将减弱到可以忽略不计。在压力趋近于零时,分子本身所占的体积与气 体的体积相比亦可以忽略不计。因此当P 趋近于零时,真实气体趋近于理想气体的说法是正确的。

理想液态混合物的基本特征是组成液态混合物的分子A 和分子B 的体积相同,各分子间的相互作用力亦相同。故理想液态混合物各组成在全部浓度范围内均符合拉乌尔定律。当时,

不是理想液态混合物。因此,

趋近于零

则趋近于1。此时,组分B 符合亨利定律,而组分A 符合拉乌尔定律,是理想稀溶液,而

趋近于零时,真实 溶液趋近于理想液态混合物的说法是不妥的。

理想液态混合物主要取决于系统中各组分的性质是否相似而不是浓 度的高低。

8. 有溶胶,在加入使其最终浓度为时恰能聚沉,

加入浓度为

(1)

时恰能聚沉,问: 溶胶的电荷是正是负?

的浓度大约为多少?

故聚沉能力

二者具有相同的浓度应该为

溶胶带有正电荷。 所以要使该溶胶聚沉,

(2)为使该溶胶聚沉,需要的正离子

【答案】(1)因使溶胶聚沉时所用的最终浓度

所以起作用的是负离子,故

具有相同的

浓度为

即大约需要

(2

)因