中國石油大學物理化學歷年考研簡答題集

中國石油大學物理化學歷年考研簡答題集簡答題(07)1.NaHSO4加熱分解為Na2s2O7(S)和H2O(g)。用相律說明為什么在一定溫度下，只有一個確定的分解壓；當溫度改變時，分解壓也隨之改變。2.什么是活化能？什么是表觀活化能？.什么是配分函數(shù)？為什么說配分函數(shù)是系統(tǒng)宏觀性質與微觀性質的橋梁？.什么條件下公式AH二Qp成立？若某化學反應在電池中恒溫恒壓可逆的進行，該過程的熱Q是否等于該化學反應的焓變ArH為什么？口.用熱力學原理說明為什么多孔性固體能夠自發(fā)地吸附氣體或溶液的溶質？.若將理想氣體進行節(jié)流膨脹，Q,W,AH,AT,AS和AG分別是正值，負值還是0?為什么？7.在H3AO3的稀溶液中通入口2s氣體，生成A2s3溶膠。已知H2s能電離成H+和HS-。請寫出A2S3膠團的結構。(06)口.請說明恒壓反應熱和恒容反應熱的概念，并說明恒壓反應熱和恒容反應熱之間的關系。恒壓、w=0條件下的反應熱稱恒壓反應熱Qp,摩爾恒壓反應熱則記為Qp,m；口，恒容、w=0條件下的反應熱稱恒容反應熱QV,摩爾恒容反應熱則記為QV,m；若初態(tài)相同、恒溫摩爾反應熱之間的關系為：Qp,m—QV,mqB(g)RT若初態(tài)相同(T1)、終態(tài)各不相同時，摩爾反應熱Qp,m與QV,m之關系不可用上式，可用狀態(tài)函數(shù)法求之。.請說明理想氣體和理想溶液的概念，上述兩種理想體系在自然界中是否能真實存在。理想氣體可有純氣體或混合氣，其微觀模型是：分子不占有體積，分子間無相互作用的位能；其宏觀行為是：pVT性質均服從pV=nRT。理想溶液即現(xiàn)在稱為理想液態(tài)混合物，其微觀模型是：不同組分分子體積相同，分子間相互作用的位能相同(如A-A,B-B,A-B之間)；其宏觀行為是：任一組分B任一濃度下蒸氣壓均服從拉烏爾定律pBpB某B?？诖藘煞N理想體系在自然界均沒有真實存在，但均有真實的體系在一定條件下、在一定誤差范圍內可以近似看作理想體系。如常溫常壓下的膽(如或空氣可看作理想氣體；苯和甲苯的液態(tài)混合物可看作理想溶液。.請說明物種數(shù)(S)和組分數(shù)(C)的概念，并說明他們之間的相互關系。物種數(shù)(S)指系統(tǒng)中物質的種類數(shù)。組分數(shù)(C)也叫獨立組分數(shù)，?？陉P系為C=S-R-R'。其中R為物種之間的獨立反應數(shù)；R’為其它限制條件數(shù),即物種濃度之間除相平衡及化學平衡之外的限制條件數(shù)。4.請說明原電池和可逆電池的概念。原電池是利用兩電極上分別發(fā)生氧化反應和還原反應使化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置?？赡骐姵厥侵鸽姵爻?、放電時進行的化學反應與熱力學過程都是可逆的一類電池。即要求達到：①電池充、放電進行的化學反應為可逆反應；②放電電流無限小，過程無限緩慢；③符合其它熱力學過程可逆要求。.請說明什么是過熱液體，產(chǎn)生過熱液體的原因是什么。按相平衡條件，應當沸騰而不沸騰的液體是過熱液體，例如在101.325kPa下，超過100℃的水。產(chǎn)生過熱液體的原因是因為新相（大的蒸氣泡）生成的困難，具體有3個原因：①液底壓力因靜壓力大于液面壓力；②新生成的氣泡，由于彎曲液面的蒸氣壓小于同溫度的蒸氣壓；③新生成的氣泡，因表面張力產(chǎn)生附加壓力。6.請說明碰撞理論（即阿累尼烏斯理論）中活化能和活化分子的概念。碰撞理論的要點是分子要反應必發(fā)生碰撞，但并非碰撞均發(fā)生反應，只有那些碰撞動能三臨界值C時才可能發(fā)生反應，稱為活化碰撞。活化能EaLC，活化碰撞的分子才是活化分子?？?請說明膠體的電動現(xiàn)象包括幾方面，它們分別叫什么。膠體的電動現(xiàn)象包括4種：電泳、電滲、流動電勢、沉降電勢。電泳是對溶膠通電，在電場作用下膠粒因帶電而運動的現(xiàn)象。電滲是多孔物質的毛細管中的液體，在電場作用下，因帶有與孔壁相反電荷在電場作用下而運動的現(xiàn)象。流動電勢與電滲相反，為加壓使毛細管中的液體流動，則在毛細管中的兩端產(chǎn)生電位差。沉降電勢與電泳相反，為膠粒沉降時，因帶電使界質上下產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。.在恒溫條件下，測定化學反應速率常數(shù)的方法主要有物理法和化學法兩類，請以做過的實驗為例說明這兩類方法的區(qū)別及特點。實驗測定化學反應速率常數(shù)時需要反應過程中濃度隨時口寸間變化的數(shù)據(jù)，俗稱c—t數(shù)據(jù)。化學法是在不同時間測定系統(tǒng)中某物質的濃度，要取樣、停止反應、分析樣品，因為分析樣品需要一定的時間，故要停止反應，常采取冷卻、稀釋等方法使反應變慢，常不可能完全停止反應。物理法是通過測量系統(tǒng)的某物理量來推知濃度的變化，但要求該物理量應變化明顯，物理量與濃度c的關系己知（理論推出或事先測定有工作曲線）。例如蔗糖水解反應測定系統(tǒng)的旋光度；乙酸乙酯皂化反應測定系統(tǒng)的電導率。物理法的優(yōu)點是不需停止反應。（05）.請說明狀態(tài)函數(shù)的性質，并舉例說明在熱力學中哪個是狀態(tài)函數(shù)，哪個不是狀態(tài)函數(shù)。狀態(tài)函數(shù)是系統(tǒng)的性質。對系統(tǒng)的任何幾個過程，只要初、終態(tài)相同，雖經(jīng)歷不同的途徑，但狀態(tài)函數(shù)的變化值相同，與途徑無關。在熱力學中T、p、V、U、H、S、G、A等都是狀態(tài)函數(shù)；Q、W不是狀態(tài)函數(shù)。.什么是熱力學平衡，熱力學平衡包括那些平衡。熱力學平衡包括系統(tǒng)內的平衡和系統(tǒng)與環(huán)境間的平衡。系統(tǒng)內的平衡指在一定條件下，系統(tǒng)中各相的宏觀性質不隨時間變化，若將系統(tǒng)與環(huán)境隔離，系統(tǒng)性質仍不改變的狀態(tài)。熱力學平衡包括：a、熱平衡，即系統(tǒng)內若無絕熱壁，則溫度均勻單一；b、壓力平衡，即系統(tǒng)內若無剛性壁，則壓力均勻單一；c、相平衡，即系統(tǒng)內達到相平衡，相間無宏觀的物質轉移，相內濃度均勻；d、化學平衡，即系統(tǒng)內達到化學平衡，無宏觀的化學變化；口.使用△S'^G'AA作為判斷反應進行的方向和程度所適用的條件分別是什么。△SNo孤立系統(tǒng)（或絕熱系統(tǒng)）不可逆可逆自發(fā)平衡自發(fā)平衡自發(fā)平衡不可逆逆46?0恒T、p、w'=0可不可逆逆AAWO恒T、V、w'=0可3.如果將體積分別為200dm的兩種化學組成不同的純液體放在一起，組成新的溶液體系，體系的體積將如何變化，為什么，請舉例說明。3體積分別為200dm的A、B兩種純液體放在一起，在恒T、p下組成新的溶液體系。若溶3液體系是理想液態(tài)混合物，體系的總體積仍為400dm,例如苯-甲苯體系，因有Ami某V=0；口3若溶液體系是非理想液態(tài)混合物，體系的總體積可能不等于400dm,如水和乙醇則33<400dm,其它系統(tǒng)也有可能>400dm,因Ami某V=0不成立。5.什么是相變和相變熱。系統(tǒng)中同一物質在不同相之間的轉變稱為相變。在恒T、p(相平衡)條件下，1mol物質由一相()轉變到另一相()的過程的焓變稱該物質的摩爾相變焓。相變熱為相變過程中系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱，熱是途徑函數(shù)，要指定變化3的途徑如恒T、p條件或恒T、p條件下才是定值。(04)口1、在乙醇飽和蒸氣壓測定時，得到以下一組實驗數(shù)據(jù)：t=50℃；p=29.45kPa；t=78.5℃；p=101.325kPa若假定乙醇的汽化熱約為VHm心42J/mol,溫度和壓力測量的誤差為土0.01℃和土0.01kPa。試給出克勞修斯-克拉佩龍(Clauiu-Clapeyren)方程，并依據(jù)此方程分析實驗所得VHm應保留幾位有效數(shù)字？口1、克勞修斯-克拉佩龍方程：lnp2VHm=RpllITT①□21p2p1②VHm=HT1T2Rln根據(jù)誤差理論(即導數(shù)理論)：②式分母中，口11的相對誤差二T1的相對誤差，的相對誤差二T2的相對誤差，T1T20.010.01－=5.9某105323351.5分母的相對誤差=兩項相對誤差之和=②式分子中，p1的相對誤差二p1的相對誤差+p2的相對誤差p2=0.010.01－=4.3某10429.45101.325p24.3104－的相對誤差==3.5某1041n101.325p1ln29.4VHm的相對誤差二分子的相對誤差+分母的相對誤差=3.5某104+5.9某105=4.1某10－－－4VHm的絕對誤差=42某4.1某10-4=0.017kJVHm應保留小數(shù)點后第2位，共4位有效數(shù)字。2、何謂拉烏爾(Rault)定律？何謂亨利(Henry)定律？試從理想稀溶液中溶劑和溶質所處的環(huán)境入手，分析為何理想稀溶液中溶劑符合拉烏爾(Rault)定律，而溶質符合亨利(Henry)定律。口拉烏爾(Rault)定律：理想稀溶液中溶劑A有pA=p某A某A；亨利(Henry)定律：理想稀溶液中溶質B有pB=k某B,口4至于稀到什么程度才符合理想稀溶液的上述兩定律，則因系統(tǒng)的物質不同而異，有的系統(tǒng)(如苯-甲苯)在某B=0?1均符合，有的需極稀才符合，但當某B-0時均符合。在稀溶液中溶劑分子A占多數(shù)，A分子的環(huán)境與純A相近，即A分子受到的作用與純A相近，只是表面A分子所占比例少，使A的蒸氣壓按比例下降，因而符合拉烏爾定律。而在稀溶液中溶質分子B占少數(shù)，B分子周圍幾乎全是A分子，其環(huán)境與純B完全不同，故kN口某，但B的蒸氣壓仍與B分子所占分數(shù)成正例，因而符合亨利定律。pB3、實氣體的壓縮因子是如何定義的？試舉兩例說明壓縮因子在物理化學研究中的應用。真實氣體的壓縮因子的定義：ZqpV。nRTpr其應用：如1,用于計算真實氣體的pVT性質，如己知n、V、T、Z，可求p。□Z1dpr如2,用于計算真實氣體的逸度，ln二pr04、什么是參比電極？在電化學研究中參比電極有何作用？試舉兩個常用的參比電極，并注明電極組成和相應反應。參比電極也叫比較電極,因電極電勢的絕對值無法知道,故規(guī)定標準氫電極的電極電勢為零,由此可知其它電極相對于標準氫電極的電極電勢。這里標準氫電極就是參比電極。但標準氫電極使用條件苛刻,故常用甘汞電極(三種：飽和、1mol?dm-3、0.1mol?dm-3)和氯化銀電極作參比電極?？诟使姌O：Cl-|Hg2Cl2()|Hg,其反應為Hg2Cl2()+2e-2Hg+2C1-氯化銀電極：Cl-|AgCl()|Ag,其反應為AgCl()+e-Ag+Cl-5、什么是表面吉布斯(Gibb)函數(shù)？試用表面吉布斯(Gibb)函數(shù)分析氣固界面發(fā)生吸附的原因。表面吉布斯(Gibb)函數(shù)：G=A,其中為表面張力，A為表面積?？谠诤銣?、恒壓、W'=0的條件下，系統(tǒng)自發(fā)向吉布斯函數(shù)減少的方問進行。固體表面積A不能減少，于是發(fā)生對氣體的吸