物理化學(xué)大題

1、1. 簡述理想氣體的微觀特征。（1）分子本身不占有體積；（2）分子間無相互作用力。2. 簡述氣體的對應(yīng)狀態(tài)原理。各種不同的氣體，只要有兩個(gè)對比參數(shù)相同，則第三個(gè)對比參數(shù)必定（大致）相同。1. 簡述蓋斯定律。一確定的化學(xué)反應(yīng)的恒容熱或恒壓熱只取決于過程的始態(tài)與末態(tài)，而與中間經(jīng)過的途徑無關(guān)。2. 一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到平衡的條件是什么？熱平衡：系統(tǒng)各部分溫度相同；力平衡：系統(tǒng)有單一的壓力；相平衡：系統(tǒng)中各相組成和數(shù)量不隨時(shí)間而改變；化學(xué)平衡：系統(tǒng)的組成不隨時(shí)間而改變。3. 什么是可逆過程？系統(tǒng)內(nèi)部及系統(tǒng)與環(huán)境間在一系列無限接近平衡條件下進(jìn)行的過程稱為可逆過程。4. 系統(tǒng)經(jīng)一個(gè)循環(huán)后，U、H、Q、W是否皆等于

2、零？說明原因。否。其中U和H為狀態(tài)函數(shù)，系統(tǒng)恢復(fù)至原態(tài)后其值復(fù)原，即U=0、H=0；而Q和W與途徑有關(guān)，一般不會(huì)正好抵消而復(fù)原。5. 1mol理想氣體從0恒容加熱至100和從0恒壓加熱至100，U是否相同？Q是否相同？W是否相同？理想氣體內(nèi)能只是溫度的函數(shù)，故U是相同的。因熱和功是與過程有關(guān)的，故Q和W是不同的。6. 對于一定量的理想氣體，溫度一定時(shí)，內(nèi)能與焓是否一定？為什么？對理想氣體來說，其內(nèi)能與焓只是溫度的函數(shù)，故溫度一定內(nèi)能與焓就一定。1. 簡述熱力學(xué)第二定律。不可能將熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其它影響。不可能從單一熱源吸取熱量使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其它影響。 “第二類永動(dòng)機(jī)”

3、是不可能創(chuàng)造成功的。2. 簡述熱力學(xué)第三定律。 0K時(shí)純物質(zhì)完美晶體的熵等于零。3. 簡述隔離系統(tǒng)的熵增加原理。隔離系統(tǒng)中發(fā)生的一切實(shí)際過程都是向熵增大的方向進(jìn)行，熵值不變的過程是可逆過程，即一個(gè)隔離系統(tǒng)的熵永不減少。1. 稀溶液的依數(shù)性包括哪四個(gè)方面?（簡述稀溶液的依數(shù)性）蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高(溶質(zhì)不揮發(fā))、凝固點(diǎn)降低（析出固態(tài)純?nèi)軇⒕哂袧B透壓。2. 什么是理想液態(tài)混合物？任一組分在全部濃度范圍內(nèi)都符合拉烏爾定律的液態(tài)混合物。1. 如何判斷化學(xué)反應(yīng)體系是否達(dá)平衡？在外界條件不變的情況下，平衡組成應(yīng)不隨時(shí)間而改變；正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)的平衡常數(shù)應(yīng)相等；任意改變參加反應(yīng)各物質(zhì)的最初濃度，達(dá)平衡

4、后所得到的平衡常數(shù)應(yīng)相同。2. 定性說明壓力對化學(xué)平衡的影響。增大壓力，平衡向體積縮小的方向移動(dòng)；減小壓力，向體積增大的方向移動(dòng)。3. 溫度為T，壓力為p, 若在容器內(nèi)達(dá)到平衡后，通入不參與反應(yīng)的惰性氣體，會(huì)不會(huì)影響標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的值和平衡產(chǎn)率？設(shè)氣體都是理想氣體。加入惰性氣體且均為理想氣體雖能改變系統(tǒng)壓力，但并不能改變標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，因其不是壓力的函數(shù)。但可以影響平衡產(chǎn)率，在系統(tǒng)中加入惰性氣體，反應(yīng)總是向氣體體積增大的方向進(jìn)行，因而會(huì)減小平衡產(chǎn)率。1. 碳酸鈉與水可組成下列幾種化合物：Na2CO3H2O、Na2CO37H2O、Na2CO3·10H2O。試說明在30時(shí)，可與水蒸汽平衡共存

5、的含水鹽最多可以有幾種？指定了溫度，根據(jù)相律F*=C-P+1=3-P F*min=0，則Pmax=3已有水蒸汽一相，最多只有兩種含水鹽。2. 在相圖上系統(tǒng)點(diǎn)和相點(diǎn)分別表示什么？系統(tǒng)點(diǎn)：表示系統(tǒng)總組成的點(diǎn)。相點(diǎn)：表示相組成的點(diǎn)。3. 碳酸鈉與水可組成下列幾種化合物：Na2CO3H2O、Na2CO3·7H2O、Na2CO310H2O。試用相律說明在標(biāo)準(zhǔn)大壓力下，與碳酸鈉水溶液和冰共存的含水鹽的數(shù)目最多可以有幾種？當(dāng)指定了壓力，根據(jù)相律F*=C-P+1=3-P F*min=0，則Pmax=3 已有水溶液和冰兩相，最多只有一種含水鹽。4. 試求下述兩種情況下，系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)C和自由度數(shù)F。 （

6、1）僅由NH4Cl(s)部分分解，建立如下反應(yīng)平衡：（2）由任意量的NH4Cl(s)，NH3 (g)，HCl(g)，建立如下反應(yīng)平衡：解：（1）因平衡系統(tǒng)中存在NH4Cl(s)，NH3 (g)，HCl(g)三種物質(zhì)，則物種數(shù)S=3；因三種物質(zhì)間存在一個(gè)獨(dú)立的平衡關(guān)系，則R=1；因平衡系統(tǒng)中，則濃度限制條件數(shù)目R=1；所以，組分?jǐn)?shù)C=S-R-R=3-1-1=1自由度數(shù)F=C-P+2=1-2+2=1（2）組分?jǐn)?shù)：C=S-R-R=3-1-0=2自由度數(shù)：F=C-P+2=2-2+2=24. 試求下述兩種情況下，系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)C和自由度數(shù)F。 （1）僅由CaCO3(s)部分分解，建立如下反應(yīng)平衡：（2）由

7、任意量的CaCO3 (s)，CaO (s)，CO2(g)，建立如下反應(yīng)平衡：解：（1）組分?jǐn)?shù)：C=S-R-R=3-1-0=2自由度數(shù)：F=C-P+2=2-3+2=1（2）組分?jǐn)?shù)：C=S-R-R=3-1-0=2自由度數(shù)：F=C-P+2=2-3+2=11. 簡述離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律。在無限稀釋溶液中，離子彼此獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，互不影響，無限稀釋電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率等于無限稀釋時(shí)陰、陽離子的摩爾電導(dǎo)率之和。2. 能否用萬用表直接測量電解質(zhì)溶液的電阻？為什么？不能用萬用表直接測量溶液電阻，因直流電會(huì)使溶液產(chǎn)生極化現(xiàn)象。3. 什么是液體接界電勢？其產(chǎn)生的原因是什么？在兩種含有不同溶質(zhì)或兩種溶質(zhì)相同而濃度不同的溶液界面

8、上存在著的電勢差，稱為液體接界電勢。其產(chǎn)生的原因：溶液中離子擴(kuò)散速率不同。4. 標(biāo)準(zhǔn)電池主要用途是什么？它的主要優(yōu)點(diǎn)有哪些？標(biāo)準(zhǔn)電池主要用作電動(dòng)勢測量的基準(zhǔn)。其最大優(yōu)點(diǎn)：電動(dòng)勢穩(wěn)定、且隨溫度變化較小。5. 什么是可逆電池？充、放電時(shí)進(jìn)行的任何反應(yīng)和過程都是可逆的電池稱為可逆電池?？赡骐姵夭粌H要求電池反應(yīng)具有熱力學(xué)上的可逆性，即反應(yīng)在無限接近平衡的條件下進(jìn)行，而且要求電池中進(jìn)行的其它過程也是可逆的1. 常見的亞穩(wěn)態(tài)有哪些？如何防止亞穩(wěn)態(tài)的產(chǎn)生？過飽和蒸氣、過熱液體、過冷液體、過飽和溶液。在系統(tǒng)中加入新相的種子可以防止亞穩(wěn)態(tài)的產(chǎn)生。2. 簡述人工降雨的原理.將AgI等微小粒子灑到高空中作為成核中心

9、，使云層中的過飽和水蒸氣凝結(jié)。3. 在固體對氣體的吸附中，物理吸附與化學(xué)吸附最本質(zhì)的區(qū)別是什么？固體與氣體之間的吸附作用力不同。物理吸附作用力為范德華力，化學(xué)吸附作用力為化學(xué)鍵力。4. 什么是表面活性劑？其結(jié)構(gòu)組成是什么？溶入少量就能顯著降低溶液表面張力的物質(zhì)，稱為表面活性劑。表面活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)：同時(shí)含有親水性的極性基團(tuán)和非極性的憎水基團(tuán)（具有兩親結(jié)構(gòu)）。5. 如圖所示，設(shè)液體能潤濕毛細(xì)管壁，當(dāng)加熱管中液柱的左端時(shí)，問液柱將向毛細(xì)管的哪一端移動(dòng)？解釋原因。向右移動(dòng)。毛細(xì)管左端的液體受熱溫度升高，表面張力變??；凹液面附加壓力的方向指向氣體。左端附加壓力減小，而右端不變，所以毛細(xì)管中的液柱向右移動(dòng)

10、。6. 固體表面對氣體的吸附有哪兩種形式？它們的最本質(zhì)的區(qū)別是什么？物理吸附和化學(xué)吸附。本質(zhì)區(qū)別為吸附作用力的不同。物理吸附作用力為范德華力，化學(xué)吸附為化學(xué)鍵力。7. 若天空中的小水滴要起變化，一定時(shí)其中大水滴進(jìn)行蒸發(fā)，水蒸氣凝結(jié)在小水滴上，使大小不等的水滴趨于相等。對嗎？為什么？不對。根據(jù)開爾文公式，小水滴的蒸氣壓較大，因此應(yīng)為小水滴蒸發(fā)，水蒸氣凝結(jié)在大水滴上，使大水滴變得更大，最后小水滴消失。1. 簡述光化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)。光化學(xué)反應(yīng)可以使DG>0的反應(yīng)進(jìn)行；溫度對光化反應(yīng)速率的影響較小；光化學(xué)反應(yīng)的選擇性高。2. 簡述質(zhì)量作用定律。在基元反應(yīng)中，反應(yīng)速率與各反應(yīng)物濃度的冪指數(shù)成正比。其

11、中各物質(zhì)濃度的冪指數(shù)即為反應(yīng)式中各對應(yīng)物質(zhì)的計(jì)量系數(shù)。3. 簡述化學(xué)反應(yīng)需要活化能的原因。克服產(chǎn)物分子新鍵形成前的斥力，克服反應(yīng)物分子舊鍵斷裂前的引力。1. 簡述膠體的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。布朗運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散，沉降與沉降平衡。2. 若用FeCl3水解制備Fe(OH)3膠體，寫出其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)的表示式，指出膠體粒子電泳的方向。Fe(OH)3m×nFe3+ (3n-x)Cl-x+ xCl- 或Fe(OH)3m×nFe3+ 3(n-x)Cl-3x+ 3xCl-，向負(fù)極移動(dòng)。3. 在AgNO3溶液中加入稍過量KI溶液，寫出得到溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。(AgI)m·nI-·(n-x)

12、83;K+x-·xK+。4. 膠體有哪些電動(dòng)現(xiàn)象？電泳、電滲、流動(dòng)電勢、沉降電勢。5. 溶膠凈化的目的是什么？目的是除去過多的電解質(zhì)，使膠體穩(wěn)定、不聚沉。但不能使電解質(zhì)全部除去，否則膠體在不帶電情況下也會(huì)容易聚沉。6. 溶膠能夠在一定的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定存在的主要原因是什么？分散相粒子帶電、溶劑化作用和布朗運(yùn)動(dòng)是溶膠穩(wěn)定存在的三個(gè)主要原因。7. 以等體積的0.09 mol/dm3 AgNO3溶液和0.11 mol/dm3 KCl溶液制備AgCl溶膠寫出膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式，指出電場中膠體粒子的移動(dòng)方向。膠團(tuán)結(jié)構(gòu)：，膠體粒子向正極方向移動(dòng)。1. 已知298K時(shí)H2O(g)和CO(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓Df

13、Hm分別為-242 kJmol-1和-111 kJmol-1。求反應(yīng): H2O(g)+C(石墨) = CO(g)+H2(g) 在298K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓。解：DrHm=DfHm(CO)+ DfHm(H2)- DfHm(C)- DfHm(H2O) = -111+0-0-(-242) =131(kJ mol-1) 2. 3 mol某理想氣體，從300 K、100 kPa，恒溫反抗恒外壓50 kPa作不可逆膨脹至末態(tài)，求這一過程的Q, W, DU和DH.解：理想氣體的恒溫反抗恒外壓過程，pamb=p2, T1=T2,則DU = 0，DH = 03. 4 mol 某理想氣體從300.15 K恒壓加熱

14、到600.15 K，氣體的，求這一過程的Q, W, DU和DH。解：恒壓升溫過程，且，則 或 4. 3 mol某理想氣體由409 K、p1=0.15 MPa經(jīng)恒容變化到p2=0.10 MPa，該氣體的，求這一過程的Q, W, DU和DH。解：因恒容過程，W=0先求末態(tài)溫度 或 1. 2mol水在101325Pa、100°C時(shí)向真空蒸發(fā)成101325Pa、100°C的水蒸氣。求此過程的W、Q、DH、DU、DG、DS。（已知蒸發(fā)焓為40.63 kJ mol-1)解：由于真空蒸發(fā)，外壓為零，則：W=0 DH= 2×40.63=81.26 (kJmol-1) DU = D

15、H- ngRT=81.26-2×8.314×373.15÷1000=75.06 (kJ) Q= DU= 75.06 (kJ) DG=0 DS=DH/T= 81260/373.15=217.8 (JK-1)2. 1mol理想氣體在273K下由100 kPa向真空膨脹到10 kPa，求此過程的W、Q、DH、DU、DG、DA、DS。解：由于真空膨脹，外壓為零，則：W=0 由于溫度不變，則DU=DH = 0 則Q= DU-W=0 DA = DG=nRTln(p2/p1) = -5226.2(J) DS= nRln(p1/p2)=19.1 (JK-1)3. 已知水在77 &

16、#176;C時(shí)飽和蒸氣壓為41.891 kPa。水在101.325 kPa下的正常沸點(diǎn)為100 °C。求：（1）水的摩爾蒸發(fā)焓；（2）在多大壓力下，水的沸點(diǎn)為105 °C？解：得：DvapHm=41.719 (kJ·mol-1)得：p=121.042 (kPa)4. 在298.2K時(shí)，將2 mol氬氣（理想氣體）從101.325 kPa等溫可逆壓縮到1013.25 kPa。求此過程的Q、W、DU、DH、DS。解：由于溫度不變，則DU=DH = 0 則W= nRTln(p2/p1)=2´8.314´298.2´ln10=11.4 (kJ

17、) Q = -W = -11.4 (kJ) DS= nRln(p1/p2)= -38.3 (JK-1)1. 在293.15K下將68.4 g蔗糖(C12H22O11)溶于1 kg水中。求：（1）此溶液的蒸氣壓；（2）此溶液的滲透壓。(已知溶液的密度為1.024 gcm-3, 純水的飽和蒸氣壓為2.339 kPa)。解： PA=PA*(1-xB)=2.339×(1-0.003587)=2.33 (kPa) P=cRT=191.7´8.314´293.15 = 467 (kPa)2. 20時(shí)，甲醇(A)和乙醇(B)的飽和蒸氣壓分別為11.86 kPa和5.93 kPa

18、，將二者混合形成理想液態(tài)混合物。求20，質(zhì)量分?jǐn)?shù)wB=0.50的該液態(tài)混合物的氣、液相的平衡組成（以摩爾分?jǐn)?shù)表示）。已知甲醇及乙醇的相對分子質(zhì)量Mr分別為32.04及46.07。解：根據(jù)液相中組分A和B均遵循拉烏爾定律，氣相中組分A和B均遵循道爾頓分壓定律進(jìn)行計(jì)算。液態(tài)混合物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)：系統(tǒng)的總壓力為：平衡蒸氣組成為：3. 甲苯(A)和苯(B)組成的理想液態(tài)混合物正常沸點(diǎn)為85，試計(jì)算在正常沸點(diǎn)時(shí)，組分B的液相組成及氣相組成。已知85時(shí)純甲苯和純苯的飽和蒸氣壓分別為45.996 kPa和116.924 kPa.解：根據(jù)題給條件，液態(tài)混合物在85沸騰時(shí)，p=101.325 kPa,且組分A、

19、B均符合拉烏爾定律。則組分B的液相組成：結(jié)合分壓定律，則組分B的氣相組成：4. 已知298.15 K時(shí)水的飽和蒸氣壓為3.166 kPa，水的凝固點(diǎn)下降常熟Kf和沸點(diǎn)升高常熟Kb分別為1.86 K·kg·mol-1和0.51 K·kg·mol-1。今有含非揮發(fā)性溶質(zhì)的稀溶液在271.75 K時(shí)凝固，求：（1）298.15 K時(shí)該溶液的蒸氣壓；（2）298.15 K時(shí)該溶液的滲透壓；（3）溶液在常壓下的正常沸點(diǎn)。解：（1）根據(jù)題給條件，由凝固點(diǎn)下降公式：，有代入拉烏爾定律，有 （2） 代入滲透壓公式，有 （3）根據(jù)沸點(diǎn)升高公式 及凝固點(diǎn)下降公式 ，得 1.

20、 1000 K時(shí)生成水煤氣的反應(yīng)為，在101.325 kPa時(shí)，平衡轉(zhuǎn)化率a=0.844。求：(1) 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K;(2) 202.650 kPa時(shí)的平衡轉(zhuǎn)化率a。解：（1）設(shè)H2O(g)的原始物質(zhì)的量為1 mol，則（2）202.65 kPa時(shí) 2. 已知SO2(g)、O2(g)和SO3(g)的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)數(shù)據(jù)如下：物 質(zhì)SO2(g)O2(g)SO3(g)-296.83248.20205.14-395.72256.76利用上述數(shù)據(jù)，求反應(yīng)在25時(shí)的和。解：298.15 K時(shí)，3. 高溫下，水蒸氣通過灼熱煤層反應(yīng)生成水煤氣：已知在1000 K及1200 K時(shí)的K分別為2.472和37.58

21、，試計(jì)算(1) 在此溫度范圍內(nèi)反應(yīng)的；(2) 1100 K時(shí)該反應(yīng)的K。解：（1）根據(jù)范特霍夫等壓方程的定積分式，有（2）根據(jù) 1. 已知25時(shí)E(Fe3+/Fe)= -0.036 V, E(Fe3+/Fe2+)=0.770 V。試計(jì)算25時(shí)電極Fe2+/Fe的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢E (Fe2+/Fe)。解：(1) Fe3+3eFe E1(2) Fe3+eFe2+ E2(1)-(2)得：Fe2+eFe E3 E3（E1E2）23´（-0.036）0.7702 -0.439 (V) 2. 已知下列電池的E(298K)=0.223V，。(1)寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)；(2)計(jì)算與電池反應(yīng)對應(yīng)的，。解：（1）正極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：