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一、简答题

1． 写出分子的平动配分函数

【答案】

并注明式中各项物理量所代表的意义。

其中，为圆周率，m 为分子质量，k 为玻尔兹曼常数，T 为热力

学温度，h 为普朗克常数，V 是分子运动空间的体积。

2． 指出下列公式适用的条件：

【答案】（1）封闭系统、可逆过程、（2）

封闭系统、封闭系统、

（3）

恒压过程。

等容过程。

封闭系统、状态连续变化的恒压过程

封闭系统、状态连续变化的等容过程

（上述二式适用于理想气体简单pTV 状态变化的一切过程。） （4）封闭系统、（5）封闭系统、（6）封闭系统、

状态连续变化的等温过程。 理想气体等温可逆过程。 恒压过程。

理想气体绝热可逆过程。 等温过程。

（7）、（8）封闭系统、（9）封闭系统、理想气体，

（10）封闭系统、理想气体等温恒压混合。（该式同样适合理想液态混合物的混合过程） （11）适用于理想气体简单pTV 状态变化的一切过程。

3． 指出在下述各过程中系统的

①理想气体卡诺循环；

②纯液体混合为理想液态混合物； ③非理想气体节流膨胀； ④设和

在绝热弹式容器内反应；

和何者为零。

⑤液态水在100°C及101325Pa 下蒸发为水蒸气。 【答案】①因为是循环过程，系统始末态一致，状态函数②

④绝热不做功，⑤恒温恒压可逆相变，

③节流膨胀是恒焓过程，

及

均为零。

4． 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。

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

（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． lmol 双原子分子理想气体，沿热容C=R（气体常数）途径可逆加热，请推导此过程的过程方程式。

【答案】

二、计算题

7． 25°C 时，某溶液含势

Fe

方可析出？已知

【答案】依题意，Fe 析出的电极电位

H+放电的电极电势

要使Fe 析出，须满足即

解得

8． 在101.3kPa 的常压下，空气中

（1）水中

的含量。

含量为21%, 25°C 时

在水中的亨利常数

的

离子，电流密度为

的情况下，在Fe 上放电的超电

在Fe 电极上放电的超电势可忽略不计。试计算溶液的pH 值最低为多少时，

试解决下列问题。

（2）为什么鱼在高温天气时喜欢浮在水面上。

（3）养鱼业常用增氧机，通过搅动水面增氧，你认为其原理是什么？ 【答案】（1）根据Henry 定律有

（2）由于亨利常数k 随着温度升高而增大，由（1）水中

的含量的计算公式：

可

知，高温时水中的溶解氧减少，所以鱼浮在水面上吸收空气中的氧。

（3）当用增氧机搅动水面时，会增大氧气和水的接触面积，增加氧气分压，同时在搅拌过程中会产生气泡，形成负压，也使氧气在水中的溶解度增大。