2017年武汉纺织大学物理化学(同等学力加试)考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1. 用最大气泡法测定溶液表面张力的装置如下图所示,请简答如下问题:
图
1-恒温槽;2-试样管;3-毛细管;4-压差计;5-抽气管;6-乙醇溶液 (1)简述测定溶液表面张力及等温吸附的原理; (2)实验中应取什么数据; (3)如何处理实验数据; (4)实验中应注意什么问题。 【答案】(1)根据附加压力公式表面张力时,
因曲率半径r 相同。压力正比于高度差
故有
选用一个已知表面张力的溶液(通常是纯水)作为参比,即可测定待测溶液的表面张力。 在恒温下改变待测溶液的浓度测定相应的表面张力,可计算表面过剩物质的量
再利用关系式
作图,可求出饱和吸附的
(2)试样管依次装入纯水和由稀到浓的待测溶液,调节排水速度使毛细管口形成最大气泡,读出压差计的最大高度
在图上作某浓度下的切线斜率
算出
作
(3)查表得&计算待测溶液的,作图
图:得斜率求出 (4)注意如下问题:
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即当用同一个毛细管测定两种溶液的
从而计算比表面
(i )毛细管垂直恰好插入溶液表面,每次换溶液,插入深浅相近; (ii )浓度变化由稀到浓; (iii )气泡形成速率(iv )读准(v )线方程进
行一次微分求得。
2. 何为稳态近似?它适用于什么样的反应条件?
【答案】对反应过程中不存在明显的速率控制步骤且基本上处于稳态的反应,
利用公式
(即近似认为中间产物的浓度不随时间变化)处理复杂反应速率进而推导其反应动
力学方程的方法称为稳态近似法,一般活泼的中间产物可以采用稳态近似。
3. 在碱性溶液中用还原以制备金溶胶,反应可表示为
此处是稳定剂,试写出胶团结构式。
【答案】胶核
优先吸附与其有共同组成的
因此金溶胶的胶团结构式为
4. 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
以镜面法求出,也可以用
程序拟合出
曲线方程,然后对
曲
(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。
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5. 根据需要,当用普通水银温度计做准确的实验测定时,事先要对温度计做哪些校正?如何校正?
【答案】要做示值、零点、露茎校正。示值校正:可以把被校温度计与标准温度计进行比较,也可用纯物质的相变点进行校正。当用标准温度计进行校正时,由标准温度计测得的读数t ,与被校温度计上读数
的差值用
表示,则
严格来说,不同的刻度范围有不同的刻度校正值。
零点校正:由于温度计的玻璃球的体积的热力学不稳定性或由于受温度等外界因素的影响,体积会改变,从而改变温度计的零点,零点校正按下式计算:
改正值=原证书上的改正值+(证书上的零点位置一新测得的零点位置)
露茎校正:对“全浸没”温度计在实际使用中,往往有部分水银柱露在被测系统外,造成读数误差,为此进行露茎校正,校正公式为
式中,为水银对玻璃的相对膨胀因子,
6. 有
(1)
溶胶,在加入的
使其最终浓度为
时恰能聚沉,
加入浓度为
时恰能聚沉,问: 溶胶的电荷是正是负?
的浓度大约为多少?
故聚沉能力
二者具有相的浓度应该为
溶胶带有正电荷。
所以要使该溶胶聚沉,
则
(2)为使该溶胶聚沉,需要同的正离子
(2
)因
【答案】(1)因使溶胶聚沉时所用的最终浓度
所以起作用的是负离子,故
与
具有相同的
浓度为
即大约需要
二、计算题
7. 0.02kg 乙醇在其沸点时蒸发为气体。已知蒸发热为求过程的
和W (计算时略去液体的体积)。
【答案】该过程为恒温恒压可逆过程,则有
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蒸气的比容为试