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2017年同济大学化学工程基础之物理化学复试仿真模拟三套题

  摘要

一、简答题

1. 将等体积的

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:

2. 根据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。

3. 现有一粒子系统,只有两个能级而且均为非简并的,问处在高能级的粒子数为处在低能级

的粒子数的【答案】由因

4. 兰缪尔

【答案】

吸附等温式的基本假设是什么?写出该等温式并指出式中各项的物理意义。等温式的基本假设:单分子层吸附,吸附为动态平衡,吸附态分子间无相

其中

实验温度及压力P 下的平衡吸附量;

时,粒子系的温度为多少度?已知两能级能量值之差

互作用,吸附表面均匀;

和吸附量;b :吸附系数;P :吸附压力。

5. 推导dU=TdS-pdV时假定过程是可逆的,为什么也能用于不可逆的p ,T ,V 变化过程?

【答案】对于纯物质单相封闭系统,系统的状态只取决于两个独立变量。在简单的PTV 变化 过程中,当系统从状态1变化至状态2时,无论过程可逆与否,状态函数U 、S 、V 的改变是定值。

6. 从同一初态力相同吗? 为什么?

分别经可逆的绝热膨胀与不可逆的绝热膨胀至终态体积都是时,气体压

绝热过程两过程的Q 都为零。由卡诺定理知,可逆

【答案】不相同。同样由

绝热膨胀系统付出的功大于不可逆绝热膨胀系统所付出的功。因而前一过程中系统热力学能降低得更多,相应的终态气体温度也更低。所以可逆绝热膨胀比不可逆绝热膨胀到终态V2时气体的压力更低。

二、计算题

7. 在298.15K 及压力为101325 Pa时,

设环丙烷、石墨及氢的燃烧热

(1)环丙烷的

(2)环丙烷异构化变为丙烯的

【答案】(1)生成环丙烷的反应方程式为:

则环丙烷的

为:

(2)环丙烷异构化变为丙烯的反应方程式为:

根据该反应方程式有:

8. 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

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

平动自由度的配分函数:

9. 291 K时,纯水的电导率为

的摩尔电导率、电离度和【答案】依题意得

当离解成和并达平衡时,求该温度下

的离子浓度。己知这时水的密度为

10.某水溶液含有非挥发性溶质,在

(1)该溶液的正常沸点。 (2)在

时的蒸气压(该温度时纯水的蒸气压为

)。

(3)298.15 K时的渗透压(假定溶液是理想的)。 【答案】(1)由沸点升高公式和凝固点降低公式

可得

(2)因稀溶液

(3)298. 15 K时的渗透压

时凝固,求: