2021年广西大学化学化工学院857物理化学考研核心题库之问答题精编

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1.试比较、、的碱性,并说明理由。

【答案】碱性大小顺序。和

中N原子上的孤对电子参与形成和离域π键,因而孤对电子比较稳定,且

中电负性大,使N上孤对电子向的方向转移,使N更不容易给出电子,其碱性最弱。中三个基团排斥N上孤对电子,使其易于给出电子,因此碱性大。

2.德布罗意波长计算:

(1)求以的速度运动的电子的波长;

(2)求的宏观粒子以的速度运动时的波长;

(3)动能为300eV的电子的德布罗意波长。

【答案】(1)

这个波长相当于分子大小的数量级,说明分子和原子中电子运动的波动性是显著的。

(2)

这个波长与粒子本身的大小相比太小,观察不到波动效应。

(3)

3.有三个穿黄色、两个穿灰色、一个穿蓝色制服的人一起列队。

(1)试问有多少种队形?

(2)现设穿黄色制服的人有三种徽章可任取一种佩带,穿灰色的有两种徽章,穿蓝色的有四种徽章,在此种情况下又有多少种队形?

【答案】(1)这相当于6个三种不同颜色球的全排列。6个球的全排列共有种排法,但其中3个黄球交换位置的排列法(种)属于同一种(不构成新花样),应在个总排列数中扣除(除以),同理还应除以和。此种情况可视为可别粒子按非简并能级的某种分布方式的微观状态数。

(2)此种情况相当于可别粒子按简并能级某种分布方式的微观状态数。

4.指出下列各体系的独立组分数和自由度数为多少?

(1)部分分解为和;

(2)上述体系中再额外加入少量的;

(3)和任意量的,混合达平衡;

(4)C(s)与CO(g),,在时达平衡。

【答案】(1)C=3-2=l,F=1-2+2=1

(2)C=3-1=2,F=2-2+2=2

(3)C=3-1=2,F=2-2+2=2

(4)C=4-2=2,F=2-2+1=1

5.根据范特霍夫经验规则:“温度每增加10K,反应速率增加2?4倍”。在298?308K的温度区间内,服从此规则的化学反应的活化能的范围为多少?为什么有的反应温度升高,速率反而下降?

【答案】活化能的定义式为,取温度的平均值为303K,温度增加10K,反应速

率增加2倍,则,代入定义式计算得。同理,当时,

,活化能大约处于这范围之内。

对于复杂反应,如果有一步放出很多热,大于决速步的活化能,或激发态分子发生反应,产物回到基态时放出很多热,使表观活化能为负值,这两种现象都会出现负温度系数效应,即反应温度升高,速率反而下降。这种反应不多,一般与NO氧化反应有关。

6

.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,需要哪些有关和CO分子的数据?

【答案】是单原子分子,只有三个平动自由度。,求算配分函数时,只需要知道的相对原子质量。

CO是异核线性分子,有3个平动、2个转动和3nё5=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。

计算配分函数时,需知C、O相对原宇质量,及由光谱数据得到的转动惯量(或分子中C与O两原子间的距离)。

7.为什么有时可见到蓝天白云,有时只能看到灰蒙蒙的一片?为什么日出、日落时云彩特别绚丽?

【答案】这是因为地球周围包裹着一层厚厚的大气层,空气中有许多小到用肉眼看不见的处

在胶粒范围内的灰尘和水滴,当太阳光穿过大气层照到地球上时,白光中的紫外线、紫色和蓝色等短波长光在处于胶粒范围内的灰尘和水滴上发生散射,我们看到的蓝天实际就是这些散射光。正因为这些灰尘和水滴散射掉了大部分对人体有害的紫外线和宇宙射线,人类才得以生存。如果空气中悬浮的颗粒太大、太多,则看到的是阳光在这些大粒子上发出的反射光,那就是灰蒙蒙的一片。就像燃烧完全的烟囱中看到胃出的是青烟,那是微小碳粒发出的散射光,而燃烧不完全的烟囱中冒出的是黑烟,那是处于宏观范围内的碳粒发出的反射光。

在地球周围厚厚的大气层中,处于胶粒范围内的灰尘和水滴呈沉降平衡分布,由于重力的作用,越靠近地面,微粒的粒径越大,密度也越大。在日出、日落时,太阳处于地平线附近,阳光要穿过厚厚的大气层才能被人们看到,在穿过大气层时阳光中的短波长的蓝、紫色的光几乎都散射殆尽,人们看到的是剩下的透射光,主要以黄色和红色等波长较长的光为主,所以特别绚丽。正因为如此,危险的信号要用红色光,因为它不容易被散射,传得远。汽车的雾灯一般用黄色光,既区别于红灯又传得比较远。做旋光分析时采用钠光灯,黄色的钠光既是单色光又不易被散射而减弱。

8.若已知平行反应中,则采取下列哪些措施才能改变两种产物的比例?

为什么?

【答案】(1)延长反应时间;(2)升高反应温度;(3)加入适当的催化剂;(4)降低反应温度。

采取措施(2)、(3)、(4)都能改变两种产物的比例。因为平行反应的两种产物之比等于两个反应的速率之比,与时间无关;根据阿仑尼乌斯公式可知:平行反应1与反应2指前因子相同,温度改变量相同时,活化能大的反应速率变化大,即升高温度时,产物中B的比例增大,降低温度时产物中B的比例减小,加入催化剂后,反应1与反应2的活化能都可能发生变化,变化量一般不会相等,所以加入催化剂能改变两种产物的比例。

9.在恒温恒压或恒温恒容条件下,向平衡体系中引入惰性气体,对平衡将发生什么影响?

【答案】在恒温恒压下,向平衡体系中引入惰性气体,则参与反应的各组分分压减小(因

),与减小反应体系总压的效果相同,即平衡向气态物质计量系数增大的方向移动。

在恒温恒容条件下,向平衡体系中引人惰性气体时,因为,由于T、Vё定,R是常数,惰性气体的引入并不改变各组分的分压,因此,引入惰性气体后反应熵仍然不变,又因温度不变,不变,所以引入惰性气体后仍有,即惰性气体的引入不改变平衡状态。

10.什么是动力学方程?

【答案】动力学方程有两种形式:

(1)表示一定温度下,反应速率与反应物浓度之间的函数关系,这是由实验测得的。一般写成微分形式,如。

(2)表示一定温度下,反应体系中物质浓度与时间的函数关系,它是通过对上述微分形式的速率

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