【考研题库】2020年东北林业大学物理化学(同等学力加试)考研复试核心题库[问答题+计算题+推导及证

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一、问答题

1．某电化学反应，在电池中等温(T)等压(p)可逆进行，从始态A(完全是液体)到终态B，液体体积基本不变，而产生了1mol理想气体。体系得电功为-FE(),没有热效应。现在如果是在电池中以没有非体积功的方式等温等压从A到B,请问体系的是多少？体系得功和吸热各是多少？环境和体系一起作为孤立体系的熵变是多少？该过程可以自发进行吗？

【答案】如以环境对体系做功为正，以体系从环境吸热为正，即，本题可计算如下：

在无其他功时，，其他状态函数改变量同前。

，为不可逆过程，可自发进行。

2．根据公式，因此说是系统处于平衡状态时的吉布斯自由能的变化值，这种说法是否正确？

【答案】不正确。在等温、等压、不做非体积功条件下，化学反应达到平衡时，，

这样才得到公式。是指参与反应的所有物质都处于标准状态时系统的吉布斯自由能的变化值，在数值上，它是所有物质处在标准状态下的数据，而不是系统处于平衡状态时的吉布斯自由能的变化值，否则它的数值将永远等于零。但有一个例外，当反应的所有物质都处在标准状态时，，反应达到平衡时，

。除这个特例以外，判断反应变化的方向和限度只能用作为判据，

而不能用0

3．简单碰撞理论中为了修正过于简化的理论模型，引入了一个P因子。试应用分子反应动态学的实验事实讨论化学反应中碰撞方位问题及对P因子的解释。鱼叉机理的P因子为什么能大于1?

【答案】实验事实(见“Rb攻击的非反应性锥体”图)：(1)Rb进攻时存在一个90°的非反应性锥体；(2)Sr进攻处于振动基态的HF观测不到反应，但用激光(偏振光)激发HF,发现当Sr与其前进方向垂直的HF分子相撞可优先发生反应(见上页偏振激光图)，即反应的过渡态可能是

角状的，如；(3)，线性攻击，反应势垒降低，有利于反应。目前这样的实

验事实已越来越多，化学反应不仅有能量要求，也有碰撞方位的要求，这是一般元反应速率理论所不能解决的。

鱼叉机理P因子大于1的原因：在于K(碱金属原子)有很低的电离势，而卤素分子有强的电子亲和势，造成正负离子反应物在远距离的相吸作用，使反应截面远于大于碰撞截面，即P＞1，根据这一模型的计算结果与实验结果十分接近。

4．非理想溶液为什么对拉乌尔定律会产生正、负偏差？

【答案】根据分子运动论，溶液中的分子具有足够的动能，使其能克服液体分子间相互吸引的势能，它才会逸出液面变成蒸气。这些分子占总分子的粒子数分数决定了蒸气压的大小。因此，若不同组分分子间的吸引力小于各纯组分分子间的吸引力，形成溶液后，分子就容易逸出而产生正偏差。若形成溶液的组分原来有缔合作用，在形成溶液时发生解离，则因分子数增多而产生正偏差。若不同组分分子间吸引力大于各纯组分分子间的吸引力，则会产生负偏差。若形成溶液时，不同组分的分子间结成缔合物，则因分子数减少而产生负偏差。

5．为了防止铁生锈，分别电镀上一层锌和一层锡，两者防腐的效果是否一样？

【答案】在镀层没有被破坏之前，两种防腐的效果是一样的，镀层都起了将铁与环境中的酸性气体和水隔离的目的，阻止微电池的形成，防止了铁被电化腐蚀。但是镀层一旦有破损，则两者的防腐效果就大不相同。

镀锡铁俗称马口铁，锡不如铁活泼。当锡与铁组成微电池时，则锡作阴极，称为阴极保护层，而铁作阳极，这样铁被腐蚀得更快。

镀锌铁俗称白铁，锌比铁活泼，组成微电池时，锌作阳极，称为阳极保护层，锌被氧化，而铁作阴极，仍不会被腐蚀。

6．，此等式两边是否指同一状态？

【答案】等式左边表示某反应在温度T的标准态下按计量方程进行单位反应时，体系的吉布斯函数变；等式的右边是指该反应在相同温度、一定的压力下的平衡态。二者的数值虽然相等，但不是同一状态。

7．如何根据热力学原理解释胶体体系的聚结不稳定性和一定条件下的相对稳定性？

【答案】胶体粒子半径在之间，介于分子分散系与粗分散系之间。从粒径看，胶粒的体积很小，它的比表面积很大，因此它的表面吉布斯函数很高，体系处于热力学不稳定状态，小颗粒能自发地聚结成大颗粒，以降低其表面吉布斯函数。这就是胶体易聚沉的不稳定性。

正是由于胶粒具有很高的表面吉布斯函数，所以在一定条件下,也可以自发地选择吸附某种离子或溶剂分子，以降低其表面吉布斯函数，于是形成了相对稳定的溶剂化粒子，因而使粒子相互碰撞时不聚沉。这就是胶体在一定条件下的相对稳定性。

8．在一盆清水的表面，平行放两根火柴棍。待水面静止后，在火柴棍之间滴一滴肥皂水，两棍之间的距离是加大还是缩小？

【答案】两棍之间的距离会迅速增大。因为纯水的表面张力为，在纯水表面上火柴棍周围的表面张力都是，大小相等，方向相反，所以火柴棍在水面上静止不动。当在两火柴棍之间滴入肥皂水后，两棍之间的表面张力迅速降为，这样棍两侧的表面张力不等。因为，所以

两棍之间的距离迅速增大，棍两侧表面张力的差值为，将称为表面压，好像处于两棍之间的表面活性剂将火柴棍向两边撑开一样。

9．写出表面现象中的任意三个方程或公式的名称及其数学表达式。

【答案】液-固界面如下图所示，

图

杨氏方程；拉普拉斯方程；

开尔文方程；弗罗因德利希方程；

朗缪尔吸附等温式；吉布斯吸附等温式。

10．蒸气压与蒸气的压力的含义是否相同?为什么？

【答案】二者的含义是不同的。因为蒸气的压力是广义的，有饱和与不饱和之分。饱和蒸气