2017年山东科技大学物理化学复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 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C 分布：A 分布：B 分布:C 分布：
粒子系统总微观状态数
2． 将等体积的
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
为一维谐振子的谐
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：
（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。
溶液与
溶液混合制得
溶胶。
（1）试写出该溶胶的胶团结构式； （2）当在该溶胶中分别加入电解质如何？
【答案】（1）因（2）对
溶液过量，故该
溶胶为负溶胶。胶团结构式：
时，电解质的聚沉能力的排列顺序应
负溶胶，电解质中起聚沉作用的离子应为正离子。正离子的价数越高，聚沉能力
愈大，故该条件下电解质聚沉能力的排序为：
3． 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
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以证明绝热可逆曲线的斜率大于恒温可逆曲线的斜率：
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：
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。
4． 何为化学势？化学势的物理意义是什么？化学势适用于什么体系？
【答案】①混合物（或溶液）中组分B 的偏摩尔吉布斯函数即为B 的化学势。
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
②物理意义：恒温恒压条件下，在指定组成的无限大体系中，加入1 mol 物质B 引起体系的Gibbs 自由能的改变。也就是说，在指定条件下lmol 物质B 对体系的G 的贡献。化学势是强度性质，状态函数。
③化学势的适用范围是气体、液体，但对于固体而言，由于引入一种物质，系统的原有物质不可能保持恒定，即内能和体积将会相应发生改变，此时，化学势需要做出相应修正，用扩散势代替。
5． 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
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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。
6． 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。
二、计算题
7． 经实验测得：
（1）磷的三种状态：和
（2）磷的另外三种状态：别为923K 和
（3）己
知
（4）②
是吸热反应。
的熔点随压力如何变化？
时，固体磷、液态磷和磷蒸气处于平衡状态，
达到三
，可知
①根据以上数据，画出磷相图的示意图； 【答案】（1）依题意可知，在863K , 相平衡，该点为另一个三相点0，。
再根据
故该斜率为正。 同理可以判断得到：
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_达三相平衡时的温度和压力分别为863 K和P （1）达三相平衡时的温度和压力分和
P （l ）的密度分别为
：
即三相平衡，该点为三相点O ; 在923K ，lO.OMPa 时，
，在
过程中，