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2018年广州大学化学化工学院818物理化学(需携带计算器)考研基础五套测试题

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一、问答题

1. 如何理解溶胶是动力学上稳定而热力学上不稳定的体系,且具有聚沉不稳定的特性?

【答案】溶胶的静电排斥、溶剂化作用、布朗运动使溶胶具有动力稳定性,而胶体体系的高表面积使胶体体系表面能很高,具有热力学不稳定性;胶体体系的高分散使胶体粒子有自动聚结长大的趋势,即具有聚结不稳定性。

2. 试分析说明为什么在定温、定压下两种不混溶的纯液体在无稳定剂的情况下不能形成稳定的乳状液?

【答案】在定温定压下将两种不相混溶的纯液体放在一起并使一种液体高度分散在另一种液体中,这是一个表面面积增大的过程。由

可知:

一定,不变,若增大,必然使增大,因而环境要对系统做非体积功

这是一个非自发过程。分散的结果使系统变为不稳定状态。此时,系统倾向于自发地变为低能量状态,即稳 定状态。获得稳定状态的可能的途径有:降低或减小力不变。故只有减小

使

不变,故界面张

综上所述可以证明,若无稳定剂存在,两种不混溶的纯液体不可能形成稳定的乳状液。

3. 某物质的焦耳一汤姆逊系数且有焓

【答案】故由此得故因即故

4. 根据在

仅为温度的函数而与P 无关,故

之积与T 无关,与P 亦无关,其必为常数。

+常数,整理得

式中

均仅为温度的函数而与压力无关。证明为温度的函数。

之积必为常数,

理论设计了测定固体比表面积的流动法,在该方法中,为什么要控制相对压力的数值

之间。

【答案】①压力较低时,表面吸附量少,建立不起多层物理吸附平衡,甚至不能达到满层吸

附。由于表面的不均 匀性,吸附首先发生在能量有利的位置,即此时表面的不均匀性表现更明显;

②压力较大时,吸附分子相距很近, 分子之间存在相互作用,并且高压、低温下,在吸附剂 毛孔中,会发生毛细凝结现象,因此,压力高低都会偏离 BET 假设的理想情况而产生测量偏差。

5. Ar 和CO 分子有几个平动、转动和振动自由度?请写出这两种分子在室温下以基态为能量零点的配分函数

【答案】

在求算这些配分函数时,需要哪些有关

和CO 分子的数据?

是单原子分子,有3个平动自由度,无转动和振动自由度。

求算配分函数时,只需要知道粒子的振动几乎全部处于基态。

计算配分函数时,需知C 、O 相对原子质量,及由光谱数据得到的转动惯量I (或分子中C 与O 两原子间的距离)。

6. 计算绝热不可逆过程的

【答案】

不能。从

的相对原子质量。

CO 是异核线性分子,有3个平动、2个转动和1个振动自由度。室温时,振动能级不开放,

时,能否设计一个始终态相同的绝热可逆过程去计算,为什么? 判据式的条件是绝热过程和孤立系统可以看出,从同一始态出发,

绝热可逆过程和绝热不可逆过程的熵变不同,达不到同一终态。

7. 示意画出原电池的极化曲线。

【答案】

8. 理想气体由始态101325Pa 出发在1013250Pa 恒定外压下绝热压缩至平衡态,

此结论对吗?

【答案】对。因为绝热Q=0,压缩时,系统得功而所以

9. 为什么很稀的电解质溶液还会对理想稀溶液的热力学规律发生偏离?

【答案】电解质溶液中离子间静电相互作用力是远程力,所以即使很稀的电解质溶液,其离子间相互作用力仍然很强,故必然引起其与理想稀溶液热力学规律的偏差。

10.胶体系统能在一定程度上稳定存在的主要原因是什么?

【答案】溶胶能稳定存在的原因是: ①胶粒的

运动使溶胶+致因重力而沉降,即所谓的动力稳定性。

②由于胶团双电层结构的存在,胶粒都带有相同的电荷,相互排斥,故不易聚结。 ③在胶团的双电层中的反离子都是水化的,因此在胶粒的外面有一层水化膜,它阻止了胶粒互相碰撞而使胶粒合并变大。

二、计算题

11.通过电泳实验测定

溶胶的

电势。实验中,两极之间电势差为

距离为30 cm, 通电

黏度

溶胶界面移动25. 5 mm, 求该溶胶的电势。已知分散介质的相对介电常数

相对介电常数、介电常数及真空介电常数间有如下关系:

【答案】根据斯莫鲁科夫斯基公式式中,因此

12.己知

范德华气体方程,从

膨胀到

对范德华气体,导出有

计算在焦耳膨胀实验中温度的变化

(解题中用到式

若已知

服从

电势梯度

胶粒电泳速度

【答案】范德华方程为而焦耳系数得