2017年浙江理工大学理学院719物理化学A考研题库
● 摘要
一、问答题
1. 请判断实际气体节流膨胀过程中,系统的
【答案】节流膨胀是恒焓过程,即可逆过程
,
2. 什么是电势?用
【答案】
节流膨胀过程Q=0,
不一定为零,
电势说明溶胶的电泳和电渗现象。
中哪些一定为零? 即
节流过程为不
不一定为零。
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. 如果反应1的活化能大于反应2的活化能,降低温度对哪个反应有利?为什么?
【答案】对反应(2)有利,因为
由阿伦尼乌斯方程:
知
的
关系可知,降低温度时,
4. 试画出恒温槽恒温原理的示意图,并对其恒温原理做简要说明。
【答案】恒温槽恒温原理示意图如下:
如下图所示,首先按所需要恒温的温度,将水银接触温度计中的钨丝触针的位置固定,当触针与接触温度计中的水银尚未接触时加热器加热,槽内介质温度上升,接触温度计中水银柱上升,待与触针接触时,则线路PC 接通,线圈C 中产生磁场,将磁铁M 吸起,使MLR 线路断开,加热器停止加热,槽内温度开始下降,接触温度计 中水银柱亦开始下降,并与触针脱开,线路PCM 断路,线圈中磁场消失,磁铁落下,线路MLR 接通,加热器又开始加热,槽内温度上升,如此循环往复,使槽内介质在一定温度区间波动。
图(a )加热时之线路 (b )停止加热时之线路
5. 为什么膨胀功和压缩功均使用相同的公式
(外)dV?
【答案】热力学中功是以环境为基础,即以环境所留下的变化来衡量的。膨胀时,系统反抗外压对环境做功,环境得到功,相当于将一重物升高。因此
(外)dV 。当外压大于系统
压力时,系统被压缩,环境对系统做功,相当于重物高度下降,环境损失掉做功的能力,本身做功的能力就减小。因此压缩过程中,起作用的压力不是内压而是外压,外压决定了系统做功的大小,故其体积功的表达式仍为
(外)dV 。
6. 焓可以写成温度和压力的函数,即H=H(T ,p ),因此
在一定外压下,单组分系统有一定的沸点,若在该沸点温度下液体变为气体,则按上式dT=0,dp=0。所以dH=0。但实际上,液体汽化时需吸收热量,即dH>0,为什么会出现这种矛盾的结论。
【答案】H=H(T ,p )这一类双变量函数只适用于简单系统。所谓简单系统,包括(1)纯物质单相封闭系统;(2)多组分但组成不变的单相封闭系统。有相变时不能用,因此此题中液体汽化是一个相变过程,所以dH=0是错误的。
二、计算题
7. 电池
C 时的标准生成自由焓:
知25°
①写出此电池的电极反应和电池反应。 ②求25°C 的标准电极电位③求
阴极反应:电池反应:
时电动势为又
溶液的
【答案】①阳极反应:
②电池反应的
所以25°C 的电池电动势
因
故
③电池能斯特方程
8. 求温度为(己知
【答案】依题意,该原子的摩尔质量原子质量
由平动配分函数的公式知:
平动自由度的配分函数:
9. 求温度
体积为
的某单原子理想气体的平动配分函数
和各自由度的配分函数
玻尔兹曼常数
该原子摩尔质量
体积为
的某单原子理想气体的平动配分函数
和各自由度的配分函数玻尔兹曼常量
该原子的摩尔质量
已知:普朗克常数M=
【答案】该原子的质量
该原子的平动配分函数为