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2017年沈阳航空航天大学物理化学考研复试核心题库

  摘要

一、简答题

1. 将

的油滴在水中乳化成半径为

的小油滴,构成乳状液,系统增加界面积

于不稳定状态。若此时再加入一定体积的张力降低到

)。

皂液就可使乳状液变为相对稳定的状态,试分析该皂

加入皂液后可使油滴与水的界面

液所起的作用。(已知油滴与水的界面张力为

【答案】在油滴与水形成乳状液中加入皂液后,由于皂液为表面活性剂,它将乳化后的油滴包围起来。肥皂分子 憎水基团与油滴表面分子接触,亲水基团朝向水分子,如上图所示。肥皂分子这种对油滴的“包围”作用阻止了高度分散的小油滴重新集结成大油滴,因而起到了稳定的作用。乳状液只有在稳定剂存在的条件下才能稳定存在。 肥皂即为乳状液的稳定剂。肥皂液的加入使油滴与水的界面张力减小,降低了因乳化界面积的增加而产生的界面 自由能的增加。

界面自由能的改变

2. 写出纯物质任意两相平衡的克拉佩龙方程式及气-液(或气-固)两相平衡的克劳修斯一克拉佩龙方程的微分式及积分式。并且指出各公式的运用条件。

【答案】纯物质任意两相平衡的克拉佩龙方程式,

适用条件:无条件;

气-液(或气-固)两相平衡的克劳修斯一克拉佩龙方程的微分式,

适用条件:液体体积可忽略,气体为理想气体; 克劳修斯一克拉佩龙方程的积分式:

适用条件:液体体积可忽略,气体为理想气体,

3. 原电池和电解池有什么不同?

不随温度而变。

【答案】原电池是把化学能转变为电能的装置。它利用的化学反应自发地进行,产生

的化学反

电能;而电解池是把电能转化为化学能的装置,它利用环境加给系统的电能促使

应发生,从而制得化学产品(如电解水产生氢和氧)或进行其他化学工艺过程(如电镀)。

原电池的阳极为负极(氧化反应),阴极为正极(还原反应);而电解池的阳极为正极(氧化反应),阴极为负极(还原反应)。 4. “

298K 过冷的水蒸气变成298K 的水所放的热,

只决定于初、终态而与

恒压过程的可逆与否无关,因而可用该相变过程的热根据熵变”这种看法是否正确? 为什么?

【答案】不正确,计算熵变

只等于可逆过程的热温商之和,就是说可以通过可逆过程的热温商来

若将此相变过程设计成可逆相变过

对于相变,只有在某一温度以及与该温度对应的平衡压力下进行的相变过程可近似

(T 为298K )来计算系统的

按可逆过程处理。而题述过程为不可逆恒温过程,故

程则必须改变压力,此时的可逆热并不等于AH 。

5. 提高卡诺热机效率,若增加温度差为是保持升高还是保持不变降低

有利?

【答案】所以,提高或降低均可以提高热机效率。但实际上低温热源一般是大气,所以要提高热机效率只能通过提高高温热源的温度。

6. 化学反应的级数是不是一定是正整数?为什么?

【答案】不一定是正整数。因为反应级数是反应速率方程中浓度项的幂指数,是参加反应的各物质的分级数之和,而分级数表示某种物质浓度对反应速率的影响,可正、可负、可零。所以反应级数也是可正、可负、可零。

二、计算题

7. 已知

【答案】分子的转动配分函数

摩尔转动熵

分子的转动特征温度

计算

时,

分子的转动配分函数

及摩尔转动熵

8. 状态方程

分别经下列两个过程从300K 、

|变到,试分别计算各过程的Q 、W

以及

服从理想气体

并以合适的平衡判据判断过程(1)的可逆性。设

(1)绝热向真空膨胀; (2)恒温可逆膨胀。

【答案】(1)因绝热向真空膨胀,故

因是绝热过程,且(2)因恒温可逆膨胀,故

故过程(1)为不可逆过程。

9. 100kPa , 25°C 时将干燥空气

鼓泡通入水中,经充分接触后气泡逸出水面,气泡里的气

体可以认为被水所饱和。当气体全部通过后,经称重发现水减少了0.01985mol 。试计算25°C 时水的饱和蒸气压及逸出水面的潮湿空气的体积。

【答案】原干燥空气的物质的量为:

带出水的物质的量

则在潮湿空气中水的物质的量分数为:

10.含有用KOH 吸收

(1)计算(2)计算在的物质的量之比。

【答案】(1)设生成

的量为

解得

由此得:

和的混合气体,在然后测量剩余气体时,时,

的体积为

下,通过高温管反应后进行冷却,

(测量条件

离解的平衡常数

下,当平衡混合物中的分压为时,