2017年天津工业大学085204材料工程(专业学位)物理化学复试仿真模拟三套题
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一、简答题
1． 1mol 始态为
的水，在一体积合适的真空玻璃瓶中蒸发，最终成为同温同压的水蒸气。
又认为始态与终态的温度、压力都没变，所
某同学根据公式dG=Vdp-SdT算得该过程的
以得出“上述过程为可逆过程”的结论，你是否同意这一结论? 为什么？
【答案】该结论不正确。因为吉布斯函数判据的应用条件是：①封闭体系，组成恒定，且不作非体积功。②组成可变，不作非体积功，且为可逆过程。而在上述过程中，并不满足该公式的使用条件，所以不能应用dG=VdP-SdT, 自然也就不能得到“为可逆过程”的结论。
2． 反应活化能愈大表示反应分子愈易活化还是愈不易活化，活化能愈大的反应受温度的影响愈大还是愈小，为什么？
【答案】因为反应的活化能愈大，由普通分子变为活化分子所需吸收的能量越多，即能峰越髙，因而反应分子不易活化；由公式
可知，活化能愈大的反应，受温度的影响也愈大。
因此活化能愈大，反应速率系数k 随温度T 的变化率越大。
3． 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。
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
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
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． （1）何为理想液态混合物？
（2）写出理想液态混合物中B 组分化学势的表达式。
（3）利用上述化学势表达式推导出物质的量分别为na 、nt 的物质B 、C 混合形成理想液态混合物的A&G表达式。
【答案】（1）各组分在全部组成范围内均符合拉乌尔定律的液态混合物，是为理想液态混合物。
（2）（3）
6． 简述对峙法测定原电池电动势的原理:画出线路图，说明操作步骤。
【答案】（i ）对峙法测定原电池电动势的原理线路图
测量原电池电动势不能使用伏特计，因为用伏特计测量时有电流通过测量回路和电极，除引起电极极化外， 还会引起电势降，影响测量的准确性。测量电池电动势一般使用高阻直流电位差计。原理如下图所示。图中R 为可调电阻，G 为检流计，回路；由
、及
分别为工作电池、标准电池和待测电池。AB 为标准电阻，
构成的标准化
为开关，X 和N 是标准电阻上的两个可调接点。在对峙法电构成的测量回路。
原理图中有三个电回路:由成的电位差计对峙用 工作回路；由
图
（ii ）操作步骤
①电路差计工作电流的标准化计算出饱和标准电池在工作温度下的电动势准电阻AB 上固定好N 的位置；将开关指向标准电池，合上开关在现代数字化电子电位差计中（如模块电路所代替。
按其量值在标
调节可调电阻R , 使检流计G
的指针为零，固定可调电阻R 。在此，标准电池的作用只是用来使电位差计的工作电流标准化。
型数字电位差计），标准电池被能够精密稳压的数字化
②未知电池电动势
的测量将转换开关
指向未知电池
流在电位差计上AX 之间的电 势降
指的数值即等于待测电池的电动势
瞬时按下开关
与
同时观察检流计
指针的偏转，适当调整标准电阻上X 的位置，使检流计G 的指针为零。此时，流经电位差计的电
正好等于未知电池的电动势
发生对峙。读出X 所
二、计算题
7． 在制水煤气的过程中，有五种物质：三个平 衡，试求该系统的独立组分数。
【答案】因式（3）可由式统的独立组分数为
8． 通常情况下，电子能级的间隔能级简并度为
求电子配分函数
【答案】相应的玻耳兹曼因子为
则
9． 1mol 压力为
及
的液体A , 在其正常沸点已知液体A 在
下于真空容器中蒸发，最终变为与始
蒸发焓为
式（2）得到，故独立平衡关系式只有2个，即。
求相应的玻耳兹曼因子
若选择
，所以系建立如下
态同温、同压的lmol 蒸气A 。设蒸气为理想气体，计算中液体体积可以忽略。计算此过程的
时的饱和蒸气压为
，并假设蒸发焓与温度无关.
【答案】绘出途径图如下：可假设一恒温、恒压下可逆蒸发途径。首先求
已知
时，
由克一克方程可知，
解得，
时，
因为向真空蒸发，W=0。