厦门大学材料科学与工程系826物理化学考研题库.pdf

厦门大学材料科学与工程系826物理化学考研题库（一）说明：本资料为VIP包过学员内部使用资料。涵盖了历年考研常考题型和重点题型。一、问答题1.理想气体经一恒温循环，能否将环境的热转化为功?如果是恒温可逆循环又怎样？【答案】不能。理想气体的热力学能在恒温过程中不变，11=。假设体系由：忸”丁丁）可*Tas.%.”所做功：W（不）=-Q（不）=-p,（V-VJ再经可逆压缩回到始态：BS.V.7）A）所做功：W（可逆）=-Q（可逆）=-RTln（%/%）（因为可逆压缩环境消耗的功最小）整个循环过程：W=W（不）+W（可逆）=一等（V;-V.）-RTln（V./V.）=-Q因一P2（V.-VJ 0,并且前者的绝对值小于后者；故W=Q0,Q0系统得功，即环境失热。说明整个循环过程中，环境对系统做功，而得到是等量的热，不是把环境的热变成功。同样，如果A-B是恒温可逆膨胀，B-A是恒温不可逆压缩，结果也是W0,Q0,系统得 功，环境得热，即环境付出功得到热。不能把环境热变成功。如果A-B是恒温可逆膨胀，A是恒温可逆压缩，即为恒温可逆循环过程，W=-RTlnCV./VJ-RTinCV./V.）=0,则W=Q=0,不论是系统还是环境，均未得失功，各自状态未 变。由上分析，理想气体经一回温循环，不能将环境热转化为功。2.写出一维谐振子的能级公式，振动量子数的取值规定以及能量的统计权重（简并度X【答案】v=（u+J）儿，V=0,2，8V.i=1。3.在用对峙法测定原电池电动势时，使用了哪些电池？它们各起什么作用？【答案】用电动势已知的标准电池匕，被测电池L，与工作电池E.并联，工作电池使滑线电 阻有电流通过，即保 证滑线电阻的工作电流，标准电池的作用是:与工作电池在滑线电阻形成的 电势降相对峙，使检流计中无电流通过。此时滑线电阻形成的电势降，即为被测电池的电动势。4.不论孤立（隔离）系统内部发生什么变化，系统的热力学能和燧总是不变,是否正确？【答案】对热力学能此说法正确。因为U=Q+W,而热和功是能量传递的两种不同形式，而隔离系统与环境既无物质传递，又无能量传递，所以热力学能不变。对嫡不正确，因为 S（隔离）为自发过程，为系统处于平衡状态。5.试从热力学第一定律的原理出发，论证封闭系统，理想气体不做非体积功的恒压绝热过程不 可能发生。【答案】对不做非体积功的恒压、绝热过程Ql。匚好”因。#0,故dT=0,即二；又因P尸P”故必有V尸,故系统状态未变化。6.理想气体绝热膨胀时并不恒容，为什么仍可使用公式”=CvdT?【答案】du=（JU.，JTdr+（au/avo丁di1对理想气体（JU/；r）v（JU.()6(SCN)广。(2)在逆反应中其中一个物质不带电荷，故反应速率常数与离子强度无关。13.一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g。充以C的水之后，总质量为125.0000g。若改 充以251,13.33kPa的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g。试估算该气体的摩尔质量。水 的密度按Ls 计算。【答案】气体的体积即球形容器的体积为：m|n.|i-)EUX)3 m气体的物质的量为:pVI3.33xlOMO 8.314x(273.1525)mol=S.38x 10 4mol气体的摩尔质量为：m/25.0163-25 000 0If=-a I-二 -z-n 5.WxIO 414.当CuSO溶液中通过1930c电量后，在阴极上有0.009 mol的Cu沉积出来，试问在阴极上析出 庄(Q的物质的量。【答案】在阴极上发生的反应为-yCu2+(aq)+e-yCu(s)HF(aq)+e-H2(g)在阴极上析出物质的总量为nt=Q=1230=0 02 miF 96 500而nyCu)=2n=2XO.009=0.001 8刀(J Hz)=2-n(-Cu)=0.02 0.018=0.002 mol阳=十“/H?)=/X 0.002=0.001 mol15.已知CO分子基态振动波数.：2 168 cm.求CO分子的振动特征温度初，25。时的振动 配分函数q和Q 0以及该气体的摩尔振动燧值。【答案】CO分子的振动特征温度同为:小 h 6.626 X 10-27 X 2 168 X 3 X IO10 2 1slz0=T=-=3123K25Z时的振动配分函数q和心为：qV=e/夕=e-fx3!23/3Mi=5.30 X 10-3q=e。a 125c时，该气体的摩尔振动嫡值为：=Rlnq；+爷=016.用粕电极电解Cul l溶液。通过的电流为20 A,经过15 min后，问：(1)在阴极上能析出多少 质量的Cu?在27、10。kPa下阳极上能析出多少体积的CL)?【答案】粕电极电解CuQ2溶液时的电极反应为阳极 2C1 Cu反应进度为=-=zF zF(1)阴极上析出的Cu的质量为m(Cu)=3f(Cu)f=-=(2一)Z.927 g(2)阳极上析出的Ch(g)的体积为 四 h RT/20 x15x60 8.314x300.15、3,“外)二丁=孑万;任X96 485”-100 x1(/=2328 dm17.设某一新合成的有机化合物X,其中含碳63.2 含氢比8%,其余是含氧(均为质量分数1 今将该化合物7 02X10 溶于8.04X10小樟脑中，凝固点比纯樟脑低15.3 h求X的摩尔质量及 其化学式(樟脑的 值较大，因此溶质的用量虽少，但丁仍较大，相对于沸点升高的实验，其 准确度较高I【答案】由凝固点降低公式 Z=Kffra=K(MbWa解得MK,枭=4。X运:装就场】尸=。228 3 kg.mol-所以各元素的个数为nc0.632 X 0,228 312.01 X 10-30.088 X 0.228 31.008X 10-5=12=20=no=(1-0.632-0.088)X 0.228 3 16 X】。7=4故化学式为心心必18.在一带活塞（无质量、无摩擦）的导热容器中，有100C、总压为0.625”，（4=101325Pa）的 水蒸气与氮气的混合气体40L,混合气体中氮气的摩尔分数为0.2。今使该物系在维持100下，自始态压力0.625p,经恒温可逆压缩至末态压力1.75%求：过程的U、AFk K Q、AS.AA.&备已知：氏Q（1）、艮0（区）两者的恒压热容C分别为75J mol-K及33.1-mol1-K、且均不随温度而变;两者在25P时的标准生成焙制;分别为-285.83kJ mol 及一241.82kJ mc）rlo假设：氮气、水蒸气均按理想气体考虑；计算时液体水的体积相对于气体体积可以忽略；不 考虑氮气在水中的溶解。提示：在压缩过程中，当水蒸气的分压力达到P,时即达到饱和，再继续压缩，即有水蒸气凝 结成水。【答案】过程的分析始态:Pi=0.625X101325Pa=63328.IPaV Pv 63328.lx 40 x IO3.nQ|_,7 n,=-=-mol=0.81 mmol RT 8.3145x373.15nN=yv x鸟=0.2x0.8165m。/=0.1633m。/=Z匕 一牝二6532m。/=2P1=0.2 X 0.625=0.125p0 Pihzo=Pi-Pi.v2=(0.625-0.125)=0.5pc始态为水的非饱和态；当水蒸气压力达到101325Pa时，水蒸气达到饱和时为中间态:凡此。=P。由N与水汽摩尔分数比为0.2：0.8=1：4,可知水蒸气饱和时，氮气压力为 Po/4=O.25a，所以系统总压为（1+0.25）5=1.25p。，此时总体积V=40X10 JX0.625/1.25）m3=20X10 自上述状态再继续压缩，则不断有水 蒸气凝结为液态水，系统的总压不断增大，但水蒸气的分压一直维持在101325Pa。末态：S=L75pQ=177318.8Pa氮气压力:p3 N=(1.75-1)po=O.75po=75993.8Pa剩余水蒸气的量(在气相中水的量)：=x 0.1633rnol=0.277 molPm 0.75则液化成水的量：Rhzo(1)=nH2on3.H2o(g)=(0.6532 0.2177)mol-0.4355mol25。(3的凝结焰：A.砾=Af 此(玛。=(一285830+241820)J-mol*=-44010J mol-1100 的凝结焰：=-44010+(75-33)X75J moP,=(44010+3150)J molT=-40860J mol-1因为理想气体内能、焰只是温度的函数，现气体温度未变，所以系统的AH是由于水蒸气 凝结而引起的。石H：3=(-0.4355X40860)J=-17.795k17.80kJAU=AH-A(pV)=AH-RTAnn=(-17795+8.3145X373.15X0.4355)J=-16.443kJ=-16.44kJG=AGx2+Afeo=nRTLn(0.75/0.125)+nH20RTln(1/0.5)+A 凝结G=(0.1633X8.3145X373.15X 1.7918-FO.6532X8.3145X373.15X0.69315+0)J=(907.79+1404.47)J=2312.5J=2313JS=CAH-AG)/T=-53886J K-l-53.89J-KQ=TAS=-20107.5J3-20108J；W=AU-Q=3664.53665J恒温无非体积功时：ZA=W=3665J由功的定义式求功。始态:Pi=0.625pfl.%=40X1。,饱和态：p,=l.25p,：M V,=20X1()V 末态：Ps=l.75p0r V?=0.25V2/0.75=6.67X 10 nf叱pdV=_”,/?71n%匕 K=(-0.8165X8.3145X373.151n(20/40)J=1755.9J自饱和态以后，p-v关系为：N,XV=初态(Pn,XV)即(p101325)XV=(0.125X101325X40X10)J-506.625J所以 P 506.625/V+1013254 506.625V+1()1325 d V=-1506.625 In-+101325(匕一匕)=(556.584+1351)J=I907.6JW=Wi+Wn=(1755.94-1907.6)J=3664J若用状态函数法求5S=AS%+AS%。+疑结 S 0.75 1 T=-53.89J K-119.在298K,。压力时，以Pl为阳极,C(石墨)为阳极,电解含CdCL gOWf和CuC 1：(0.02 1noi kg的水溶液。若电解过程中超电势可忽略不计，试问(设活度系数为1)：(1)何种金属先在阴极析出。(2)第二种金属析出时，至少须加多少电压？(3)当第二种金属析出时，第一种金属离子在溶液中的浓度为多少？(4)事实上0g)在石墨上是有超电势的。若设超电势为0.6 X则阳极上首先应发生什么反 应？【答 案】(1)代/心=虑/心+2号工旭8产=0.337+。吁 16/0.02=286 8 v产+g=/cd+0 0.16儆而+=-0.402 9 十 IgO.01=-0.462 0 V可见Cu的电势比Cd的电势高，所以先析出C*(2)阳极上可能析出CL.0。,其析出电势分别为中/=遍/为。+0-09 16lgQ=l.2294-0.O59161glO 7=O.8152 V 一斜率了截距-(8.65+0.043)g dm 3=0.115 dm3 g:lg催化剂表面铺满单分子层所需的、(g)分子数N为N nL=-L100kPaX0J15 dm3 g*八 八玲.心,.314 J K-1 mol 1 X 273.2 K X*m=3.05X10:g-1该催化剂的比表面A等于A=NAS(Nz)=3.05X102,g XO.162 nnr=494 in2 g 121.把0.1 mol-dm 3 K11水溶液置于电导池中，在251测得其电阻为24.36 Q已知该水溶液的电 导率为L 164 S m,若在上述电导池中改装入0.01 mol-揄的HAc，在25c时测得电阻为 1982 Q?试计算0。1叭)1 dm HAc的水溶液在25 1时的摩尔电导率【答案】K(1/AS)=k(KC1)R(KC1)K(l/AJ=k(llAc)R(IIAc)溶液的电导率为：汽(HA)=(KCI=招XL】64 S =。.0143 S.m摩尔电导率为:Am(HAc)=HHAc)=0.014 3 s m c 0,01 mol,dm3=1.43X10S mol22.用银电极来电解加0水溶液，通电一定时间后阴极上有().078 g的Ag(s)析出，经分析知道 阳极部含有AgNOaO.236 g,水23.14 g0己知原来所用溶液的浓度为1g水中溶有AgNO,0.00739g,求 Ag和NO的迁移数。【答案】已知Ag和AgNO：,的摩尔质量为MAg=107.9 g MAgN03=169.94 g用银电极电解A0Q溶液时的电极反应为阳极 Ag-Ag4+e阴极 Ag，+e-Ag设电解过程中阳极区水的量不发生变化，则在电解前阳极区AgN（）.物质的量为九原=23.14 ；嗯竽=1.。06义10-3 mol 1 by.电解过程中，阳极电极反应溶解的Ag的物质的量为港=需1=7.229X 10-4 mol电解后阳极区剩余AgNO的物质的量为初=将=1.389乂1。一丁。1Ag出阳极区物质的量为九迂二原十九溶一连料=7.229 X 10 4+1.006 X 10-3 一 1.389 X 10-3=3.399 X 10 4 mol上=里=1399壬1-，=47电极 九常 7.229 X 1OTt_=1 =1 0.47=0.53三、推理及证明题23.函数I，（1-工）在-1一 I区间里可用下述幕级数表示:将范德华方程整理成KT（1 a叱匕（丁丽:）-记试用上述幕级数展开式来求证范德华气体的第二、第三维里系数分别为含 c（r）*【答案】b q v.都是正数,且6 v y.,o b/vu 含 5 7）=6、24.二理想气体成平衡：AqB设反应物系中，此两种理想气体总的物质的量为口，（为平衡常数，G/A）和/分别为A 和B的恒压摩尔热容，（为摩尔反应热，试证明，一定压力下此平衡混合气的热容：（,忒 a-+/乂qsllP+且 1+K,1+K,RT1+K尸答：J。，h 二”4+与二，当P一定时，微分上式得：（誓）-借）；（耨.（需），=*_g）（*5）,+加（智）产儿一2（舞）,即3 mg*A）+,%Ca（8）+儿（翳上又%降=广一 亡P则n（1+K,”由5的=AK dT RT得亚如Ka丁 RT 将、式代入式，即得所求。,（加），加斗二先予【答案】25.今有某气相反应，证明dlnKP =&U 仃九一而十【答案】dlnKdf心一心（曙广dlnK.）x V,din7满厂斗乙一方 乙”诉因为故所以dlnK d儿dT=RT2dlnK；_，廉 _ du;dT RT3 RT RT726.反应C声+H2 T 2CHj其可能的反应历程是(1)C2Hs-2CH,为快速平衡反应(2)CH?+E-二 CHa+H(3)H +C2 H6-CH-CH3 对H 可按稳态近似处理。试推导以产物生成速率deg,/力表示的速率方程。【答案】以产物CIL表示的生成速率-=k2CCH3-CH2+怎CH-CC2H5对于第一个反应用快速平衡：示-=Ki，所以.%=jKicq”2 6对于中间产物氢自由原子，用稳态处理：dai,八5r=超出 C为 一 43 cH.%H6=0所以_ kt CCH3 CHZ A2 cH2 K eq.42 cH2/R743CC2 H$3*於与二dec%-k2 c yRT _ _3厂二曲/Kr/Xc7+h-=Xcc2=2k2cHz JK1CC2H627.对于反应(M+H-2cH其可能的机理为(1)CL2c乩 K)CH+H f(H+H(3)H+C此一CHa+CH，fe设反应(1)为快速对行反应，对H可作稳态近似处理，试证明 dCH1/dt=2/mM/九时。【答案】因为(1)为快速对行反应，所以有：对H可作稳态近似处理，有誓=k2CH3H2-MC2HJH=0即:k2CH3(H2|=k3C2HfiH又明U=上陋凡+匕a此用=2陋帆 at又chJ=c以TK2代入即得:dCH/dz=2A尸C乩丁，乩28.已知0（g分解反应的机理为机 WNONOak-iNO,+NO,3NO+O2+NO2N（）+N（）（1）用）的生成速率表示反应速率，从反应机理导出速率方程。设中间产物可用稳态近似法。（2）设反应是快速平衡，反应是速控步，反应也是快速反应，用平衡假设法导出用。2的生成速率表示的速率方程。（3）什么情况下，（1）、（2）导出的速率近似相等？【答案】（1）反应的反应速率方程为：廿警=k/NONO1（1）对中间产物N。：，和。作稳态处理:=ktNA-k-lNOj NOaj-IqNOJ NO；J-kaNO NftJ=0 di=kaNOENOd-kdNO NO3=0(3)d将式（3）代入式（2）,有kiN205-k.N02 N03-2k2 NOJ NO=0得NOJ=瓦Ng（2比十）NO(4)将式（4）代入式（1）得r1=/=%2Na坟刃=前空一 NzOsQt/2十卜一、(5)（2）因为设是快速平衡，反应是速控步，而反应是速控步后面的快速反应，可不予考 虑。所以2=电詈=nO2 N%W用平衡假设近似法，将中间产物NOJ的浓度用反应物浓度表示。达到平衡时有klN20j=k-lN0jN03Ml 自N2O5将式（7）代入式（6）,得_dC）2_#2z r 1 ZOA厂2=-V-=7 N2O5I uZ-X（3）要使与相等，则将式（5）和式（8）相比，可以看出就是要使前面的速率系数相同,即M-2 2厩十机】卜-、也就是要k 2上,从而使2L可以忽略不计。这只有在快平衡（k:很大）后面是慢反应（尤 很小）时，才能使用平衡假设近似法。2017年厦门大学材料科学与工程系826物理化学考研题库（二）说明：本资料为VIP包过学员内部使用资料。涵盖了历年考研常考题型和重点题型。一、问答题1.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 在求算这些配分函数时，需要哪些有关T和CO分子的数据？【答案】Ar是单原子分子，有3个平动自由度，无转动和振动自由度。n o（2nmkT,=（*）V求算配分函数时，只需要知道Ar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，粒子的振动几乎全部处于基态。o/2A法丁2 o 8/IkT o.0R（庐一）忆一-p-、qa）-qyq*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）。2.什么是表面吉布斯函数？试用表面吉布斯函数分析气固界面发生吸附的原因？-【答案】系统增加单位面积时所增加的吉布斯函数称为表面吉布斯函数；由于固体表面过剩吉布斯函数的存在，使系统有自动降低表面过剩吉布斯函数的趋势，可 以自发的吸附气体，降低固体表面力场的不对称性，降低表而吉布斯函数。3.有了离子活度和活度因子的定义不就行了吗？为什么还要定义离子平均活度和平均活度因 子？【答案】因为不可能制备出只含正离子或负离子的电解质溶液，即电解质溶液中正、负离子 总是共同存在的，且离子间存在着静电引力。因此实验上不可能单独测定正离子或负离子的活度 和活度因子，而只能测定它们的平均值，即离子平均活度和平均活度因子（都是几何平均）o4.写出分子的平动配分函数。并注明式中各项物理量所代表的意义。【答案】弘=（窄1），其中，n为圆周率，m为分子质量，k为玻尔兹曼常数，T为热力 学温度，h为普朗克常数，V是分子运动空间的体积。5.为什么在新生成的婕（011）沉淀中加入少量FoCl溶液沉淀会溶解？如再加入一定量的酸盐溶 液又会析出沉淀？【答案】少量FeCL,的加入有助于Fe（OH）溶胶的形成，卜,1充当了溶胶的稳定剂。再加入硫 酸盐后，溶胶电动电势降低，导致溶胶聚沉。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幕指数，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。7.恰可以写成温度和压力的函数，即H=H(T,p因此dH=(aH/0,为什么会出现这种矛盾的结论。【答案】H=H(T,p)这一类双变量函数只适用于简单系统。所谓简单系统，包括(1)纯 物质单相封闭系统；(2)多组分但组成不变的单相封闭系统。有相变时不能用，因此此题中液体 汽化是一个相变过程，所以出0是错误的。8.将12cm,0.02mol dnT的KC1溶液和100cm。005moi.加 的A0溶液混合以制造溶胶，写出胶 团结构式；画出胶团的构造示意图。【答案】计算两种溶液的物质的量:n(KC1)=2.4X10-4mol,n(AgN(h)=5.OX lO-cl；可知 AgN(b溶液过量，即制备的AgCL溶胶吸附Ag,带正电荷。胶团结构式为；LAgCl.,(z)NO1产胶核-v-胶粒.、V胶团9.在“凝固点降低法测定摩尔质量”实验中，采用什么方法测定纯溶剂及稀溶液的凝固点？并示 意画出纯溶剂与稀溶液的冷却曲线(电子贝克曼读数随时间变化曲线1【答案】实验采用过冷法测定纯溶剂和稀溶液的凝固点。其步冷曲线如下图所示。图10.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11、卜及卜：分别为工作电池、标准电池和待测电池。AB为标准电阻,R为可调电阻，G为检流计，K为开关，X和N是标准电阻上的两个可调接点。在对峙法电 原理图中有三个电回路:由成的电位差计对峙用 工作回路；由八一尸,儿-卜-6-1-八构成的标准化 回路；由X-A构成的测量回路。（打）操作步骤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&，按其量值在标 准电阻AB上固定好N的位置；将开关k指向标准电池，合上开关K，调节可调电阻R,使检流计G 的指针为零，固定可调电阻Ro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。在现代数字化电子电位差计中（如网2A型数字电位差计），标准电池被能够精密稳压的数字化模 块电路所代替。未知电池电动势的测量将转换开关&指向未知电池E.瞬时按下开关3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 流在电位差计上AX之间的电 势降匕正好等于未知电池的电动势匕后与以发生对峙。读出X所 指的数值即等于待测电池的电动势%二、计算题11.(1)将化学反应”(s)+(1/2)】kCL(s)-AfiCl(s)+Hr(1)设计成电池；(2)25(：时,上述反应的乩(298J5K)=5435 J-mol.各物质的规定摩尔熠分别为：M(s).42.55J-K,AgCl(s)96.2J,K-i mor1：lig(1)77.4J K-1 mol-1；Hg2CL(s),195.8J K mol 计算259时电池电动势E及温度系数(EJ T)口【答案】(1)将所给反应设计成电池，电池图式为Ag(s)|AgCl(s)|KC1(aq)IfeCL(2)S(298.15K)=Ev8sB(B,298.15,8)=(1X96.2+1X77.4)-(195.8/2+1X42.55)=33.15J K mol1(298.15K)=AH(298.15 K)-TAS(298.15 K)=5435T mol-l-298.15KX33.15T K-1 mol-1=4445J mol t(把即/37)/=(s)iHg(1)J K-1 mol-Emf_ _ 4 445 J moLzF 1X96 500 C moL 4sm _33.15 J K-i moL 才 1X96 500 C moL0.046 1 V3.44X1()T V,KT12.已知汞溶胶中粒子(设为球形)的直径为 22mn,1dm 溶胶中含Hg为8 X IO-skg汞的密度为13.6kg 面，汞与水界面张力为0.375、出，试计算：(1)1cm溶胶中粒子数是多少？(2)粒子的总表面积为多少？(3)若把XX 10一瓶的汞滴分散成上述溶胶时，表面吉布斯函数增加了多少？【答案】(1)直径为22nm的汞粒子体积为：V=.女甘 1rx 厚X IO-J=5.572X10-(m)设每个粒子的质量小，则：=P V=13,6X5.572X10 71X 10=7.578X 10 2(kg)1加溶胶中粒子数n为：=8X10 X 1 X10 =7.578X 10”=1.056X101?(2)粒子的总表面积A为：A=nX4 n R”=1.056X 10,2X4X3.11X J y X10|=1,604X10 J(m2)(3)8X10%的汞滴的半径r，为：BX10；=JR=1.120X1()7 5)表面吉布斯函数增加为：AG=o XAA=0.375X1.567X 10-3-4X3.14X(1.12X 10,)=5.82X107(J)13.由电泳实验测得Sb S溶胶(设为球形粒子)在电压l 10V下(两极相距出5cm)，通过电流时 间为36分12秒，引起溶液界面向正极移动由20cm，该溶胶分散介质的相对介电常数E,=81.1(t尸E/E E是介电常数，真空介电e 0=8.854X 10叩 m粘度系数H=1.03X10Ta-求该溶胶的，电势。【答案】由于溶胶的电势公式为&=u n/(e E)=u n/(e r e 9e),其中u=3.2Xl()T/(36X60+12)=1.47X10-5(ra-s-1 E=210/0.385=545.5(V-m-i)将u，E代入电势公式，解得4=38.7mL14.已知298K时AgCI的活度积为L 7X 10卜,试计算如。在下述溶液中的溶解度:(1)在纯水中；(2)在0.01 mol kg-的NaCl 溶液中；(3)在0.01 mol kgf 的 NaN()3 溶液中。【答案】在一定温度下，活度积L是常数，而溶度积和溶解度卜随活度系数的增加反而下降。(1)弧口在纯水中的溶解度很小，平均活度系数丫土:近似为1,所以降。VK,.(,=/|,7X 10=1.304 X10 溶解度b=L 304X10 mol-kg 1=L87Xl()fkg(kg HQ)7(2)在0.05。1网的1溶液中，离子强度近似等于0.05olkg用德拜休克尔极限公式求入：IlgV=AX1X1X J I=0.0509八=0.8894AAg .MG因为 b(C)0.01 mol kg,所以 b(Ag+)=2.149X10W-kgT溶解度=2.149X10 Yol kRT=3.08Xl(T%g (kg H，0)可见在NaCl溶液中，由于同离子效应，AgCI的溶解度比在纯水中要低得多。(3)同上可求得降=2.149X10。，溶解度m=L 466X 10一，01 kg-1=2.10X 10-，skg (kg II。)-115.设有一聚合物样品，其中摩尔质量为10.0 kg mol的分子有10 mol,摩尔质量为100。m)I的 分子有)mol,试分别计算各种平均相对分子质量防n，Mw，Mz和Mi，(设8二0.6各为多少？【答案】依题可得i _ 10 X 10+5 X 1001540kg mol-1Mw=i=10X 102+5X 10()210 X 10+5 X 100=85 kg mol-1Mz2 m M：IPX 103+5 X 1003 1010 X 102+5 X 100298.23 kg mol 1X凡M产 22Mj.My10 X 10*+5乂 ioo”高打、(H _10 X 10+5 X 100)_ 80.08 kg mN16.在三个烧瓶中分别盛有（）.02 dm的羟（0H）溶胶，分别加入WC1,Na-SO和NaJW溶液使其聚沉,最少需加入电解质的数量为（1）I Ml 7 4oxo-3(0.020+7.40X10-3)=8.99X107 mol dm3则聚沉能力之比为NaCl g Na2 sO,：NasPO.=r-4 1,；,r:-0.512 4.31 X 10-3 8.99 X 10-4由此可见，对溶胶聚沉起主要作用的是阴离子，而胶粒只带正电荷。17.在邓K时，某较酸（A）在一定浓度的盐酸溶液中可异构化为内酯（B）,实验测定该反应为 1-1级对峙反应。当陵酸的起始浓度为18.23（单位可任意选定，与内酯一致即可）时，内酯的浓 度随时间的变化为：r/min02136506580100oa内酯浓度02.413.374.966.107.088.1113.28试计算反应的平衡常数和正、逆反应的速率系数。【答案】将正、逆反应的速率系数上和心联系在一起的关系式有两个，一个是平衡常数 K.K=k/L，另一个是反应达平衡时正、逆反应速率相等，净速率为零，L（。=k因平衡 常数K是未知数，故用第二个关系式。然后从第二个关系式能很快地求出平衡常数K值，K=kr/kb=xc/（。一 4）,其中起始浓度”和平衡浓度X,是已知的。写出速率的微分表达式后，有两种积分方法，一种是不用k和kh的关系式，直接进行积分，最终得到包含酊和k的定积分式；另一种是一开始就利用和k,的关系式，使积分式中只有*求 出%后再利用平衡时k，和上的关系求h不同时刻参与反应各物质的浓度变化关系为t=0 a 0t=t a-x xt=te a-xc xP速率方程的微分式为使用直接积分法进行换元定积分-=dz一3十公）.p z,s.7-一（即+尿）dfJo岛a一（与十几）工 Je方程与kt/kh=x/（。一限）或!=./除联立，可求出k.和k：的值，计算稍麻烦一点。_ _ _ _（T利用k一和瓦的关系式，代入后再积分。达平衡时山=0,这时=X,得 k（a-Xi=hx.ki,=kf七2代入微分式，得dx（a-Ne）ka丁=所（。一工）一加-x=（jre-J）d xc 人进行定积分.工史=-atJo(Xe-X)Xe Jo In*_ 13 280(xc-x)18.23X21 min 13.28 1ln(13.28-2,41)=6-95X1 min代入不同t时刻的浓度，计算一系列卜值，然后取平均值为90X10 1 t平衡常数值为与一一二 _ 13.28 _h a2 18.2313.28:即6.90X107minTlk=2.68=2.57XI0-min,18.已知气相反应A+IR=IJ的速率方程:jdpA实验测得300K时，.为02miJ,为O.lmin1标准摩尔反应靖 国为41.6kJ m当温度 升高10K,速率系数d曾大1倍。求：(l)300K的标准平衡常数(2)正逆反应的活化能E“和&,一】(3)当”u产饰 dm.A的平衡转化率为80%时的温度。【答案】由题目中所给的速率方程可以判断出此反应为一级对峙反应。由于反应达平衡时，-(dpA/dt)=0知，对反应速率方程整理仍有kFM=k 故仍可用正逆反应速率系数的比求出反应的实验平衡常数。由于ZvB=O,则该反应=A.U正止矽卜本题平衡转化率为80%时的温度依题意应由反应 平衡常数与温度的关系求出。(1.)300K的标准平衡常数：KO(300K)=(MAt)(p6)-*b=0.2/0.1=2(2)正反应,浅=2,-=等串4n磊I*.59kJ moL,则Ea,T-EaJ-4U=lL99kJ mor1(3)0 所以该过程为不可逆过程。21.291 K时，已知KC1和NaCl的无限稀释摩尔电导率A：分别为129.65 X 10勺川叫1和108.60X 10 S 川皿)1,K和即的迁移数分别为0.496和0.397.试求在291 K和无限稀释时(1)KC1溶液中、和(的离子摩尔电导率。(2)NaQ溶液中W和0的离子摩尔电导率。【答案】(1)根据离子摩尔电导率的定义有：A=h AM=129.65X10TX0.496=6.431X10 3 S m2 mol-1八。=八 AM=129.65X107X(1 0.496)=6.534X 10 3 s nd mol-1(2)AnJ Am=0.397X108.60X 104=4.311 X 10-3 S-m2 mol-1Aci-=t Am=d-0.397)X 108.60X 104=6.549X IO-3 S m2 mol-122.25。101.325kPa下的6moi水最终全部变为77。a 饱和蒸气压为41.847kPa的水蒸气，求 该过程的 AIK AS.己知100s 101.325叫下水的摩尔蒸发焰&,温=40.674111011水及水蒸气的平均热容分别为乙e=75.75JmoK I 3”(g)=33.76J 山。1 K，气体按理想气体处理。【答案】设计可逆过程如下,=675.75X75X 10 34-40.67+33.76X(-23)X 10 3kJ-(34.09+244.02-4,66)kJ=273.45kJ(SbH3)/kPa101.3374.0751.5733.1319.199.42试证明此数据符合速率方程-dp/d k*，计算k0【答案】对题给速率方程用小进;行积分，可得p 4=-0.4kge题给数据可处理如下0510152025Pv kPa0 46.3435.5664.8414.0563.2602.453”（kPj。J）0.3740.3760.3810.3850.389从计算的k值看，其数值基本在。.37。.39之间，可视为常数，故可认为题给数据符合速率方 程。所以卜=-5-_(0.374+0.376+0.381+0.385+0.389)卜口己。,.0=0.381 kPa s2017年厦门大学材料科学与工程系826物理化学考研题库（三）说明：本资料为VIP包过学员内部使用资料。涵盖了历年考研常考题型和重点题型。一、问答题1.简要回答（1）溶胶的C电位的定义；（2）去乳化（破乳）的方法。【答案】（1）g电位，也称电动电位，是胶体粒子滑动面与本体溶液之间的电位差。（2）去乳化的方法有：加入不能形成牢固膜的表面活性物质；加入能与乳化剂发生化学反应的物质；加入类型相反的乳化剂；加热或加电解质；物理方法，如通高压电电泳、离心分离等。2.名词解释：配分函数。【答案】配分函数主要指的是分子的配分函数，定义为?凡呻,（去），在玻尔兹曼分布 中，儿半心。卬（一含），g与e取决于粒子的能级状况，q决定了粒子在各能级上分布的情况，所以q被称为配分函数。另一种配分函数是正则系综配分函数。它与分子的配分函数关系是：Q*（离域子），Q=q（定域子），它的特征函数A=-kTlnQ。3.“P趋近于零时，真实气体趋近于理想气体:此种说法对吗？飞趋近于零时，真实溶液趋近 于理想液态混合物”。此种说法对吗？【答案】理想气体的基本特征是分子间没有作用力.分子本身没有体积。任何真实气体当压力 趋近于零时，分子间的距离都很大，因此分子间的相互作用将减弱到可以忽略不计。在压力趋近 于零时，分子本身所占的体积与气体的体积相比亦可以忽略不计。因此当P趋近于零时，真实气 体趋近于理想气体的说法是正确的。理想液态混合物的基本特征是组成液态混合物的分子A和分子B的体积相同，各分子间的相 互作用力亦相同。故理想液态混合物各组成在全部浓度范围内均符合拉乌尔定律。当xb趋近于零 时，X.则趋近于1。此时，组分B符合亨利定律，而组分A符合拉乌尔定律，是理想稀溶液，而 不是理想液态混合物。因此，xp趋近于零时，真实溶液趋近于理想液态混合物的说法是不妥的。理想液态混合物主要取决于系统中各组分的性质是否相似而不是浓度的高低。4.利用热力学关系心=-SdT-pd,A=U-TS,A=-NkTlnq,求出定域子系统H与q.V、T的关 系。【答案】由dA=fdT-pdV得：p=-(笠)r=NAT(辞)5=-借)v=Ng+3(票)v.H；U+pV A+TS+pV=NkV(