東南大學(xué)物理化學(xué)化考研答題部分答案05至答案

1、1.實(shí)驗(yàn)室中某一大恒溫槽（例如油?。┑臏囟葹?00K，室溫為300K。因恒溫槽絕熱不良而有4000J的熱傳給空氣，計(jì)算說明這一過程是否為可逆？    解：                                     &

2、#160;    該過程為不可逆過程。2. 有一絕熱體系如圖2.1所示，中間隔板為導(dǎo)熱壁，右邊容積為左邊容積的2倍，已知?dú)怏w的，試求：（1）不抽掉隔板達(dá)平衡后的S。                             （2） 抽去隔板達(dá)平衡后的S。 解：（1）不抽掉隔板最后達(dá)

3、熱平衡，平衡后的溫度為T，設(shè)左邊為室1，右邊為室2：                               解出                 

4、0;               （2）抽去隔板后的熵變由兩部分組成，一部分為上述熱熵變化，另一部分為等溫混合熵變。                                

5、        3.指出下列各過程中，體系的何者為零？           （1）非理想氣體卡諾循環(huán)；           （2）實(shí)際氣體節(jié)流膨脹；           （3）理想氣體真空膨脹；   

6、        （4）H2(g)和O2(g)在絕熱剛瓶中發(fā)生反應(yīng)生成水；           （5）液態(tài)水在373K及101325Pa壓力下蒸發(fā)成水蒸氣。          解：（1）全部為零             

7、（2）0             （3）             （4）             （5）4. 若令膨脹系數(shù)，壓縮系數(shù)，證明       

8、0;  解：  (1)             對(duì)定量純物質(zhì)                            (2)      

9、60;     將（2）帶入（1）中，經(jīng)整理得：               (3)           因?yàn)?#160;          則     又   

10、;       所以     (4)          將（4）式代入（3）式得                (5)          設(shè)   &#

11、160;       則            等容時(shí)          則    (6)        將（6）帶入（5）式，即           

12、0;    因?yàn)?                           所以 5. 理想氣體模型的要點(diǎn)是什么？“當(dāng)壓力趨近于零時(shí)，任何實(shí)際氣體均趨近于理想氣體?！边@種說法對(duì)否，為什么？理想溶液模型的要點(diǎn)是什么？“當(dāng)溶液i分無限稀釋時(shí)，其性質(zhì)趨近于理想溶液?！边@種說法對(duì)否，為什么？解：理想氣體模型的要點(diǎn)是： 分子間無作用

13、力，分子間的作用勢(shì)能為零。 分子可視為數(shù)學(xué)上的電，其體積為零。當(dāng)壓力趨于零時(shí)，在一定溫度下，氣體體系的體積將趨于無窮大，分子間的平均距離r也隨之趨于無窮大。因分子間的作用力于分子間距r的6次方（斥力）成反比，隨著r的增加，分子間的作用力將減弱至可忽略不計(jì)；而當(dāng)p0時(shí)，r，故分子間的作用力可視為零。另外，當(dāng)p0時(shí)，V，而體系中分子本身所占有的體積可視為常數(shù)，因此，隨著壓力趨近于零，分子本身占有的體積與體系所占有的體積相比，可忽略不計(jì)，故此時(shí)分子的體積可視為零。根據(jù)以上分析，可知當(dāng)體系壓力p趨于零時(shí)，任何實(shí)際氣體均可滿足理想氣體模型的兩個(gè)條件，故實(shí)際氣體將趨近于理想氣體。理想溶液模型的要點(diǎn)是（以二

14、元溶液為例）：AB分子的大小相同，形狀相似。A-AB-BA-B各分子對(duì)之間的作用勢(shì)能函數(shù)相同。以組分B為例，當(dāng)xB0時(shí)，xA1,A組分符合拉烏爾定律，pA= p*A xA。而對(duì)B組分而言，B分子周圍被大量的A分子所包圍，而實(shí)際溶液中B-B分子對(duì)與B-A分子對(duì)之間的作用力不相同，因而與B組分相比，此時(shí)B分子的受力情況有很大變化，故B的分壓不再服從拉烏爾定律，而服從亨利定律pB=kxB。所以當(dāng)xi趨近于零時(shí)，其性質(zhì)趨近于理想溶液的說法是不對(duì)的。6. 化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的宏觀特征和微觀特征是什么？解：宏觀特征：化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行的速率與逆向進(jìn)行的速率相等，體系各組分的數(shù)量不再隨時(shí)間而改變

15、，宏觀上反應(yīng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。微觀特征：反應(yīng)并未停止，只是正向進(jìn)行的速率與反向進(jìn)行的速率相等而已。7. 下列說法是否正確，為什么？反應(yīng)平衡常數(shù)數(shù)值改變了，化學(xué)平衡一定會(huì)移動(dòng)；反之，平衡移動(dòng)了，反應(yīng)平衡常數(shù)值也一定會(huì)改變。解：此說法不正確。平衡常數(shù)值改變了，平衡一定會(huì)移動(dòng)；但平衡移動(dòng)了，平衡數(shù)值不一定改變。例如在恒溫下，改變化學(xué)反應(yīng)中某些組分的濃度或改變反應(yīng)體系的總壓，平衡會(huì)移動(dòng)，但平衡常數(shù)值并未變。8. PCl5的分解反應(yīng)為：在523.15K，1下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)定混合物的密度為2.695×10-3kg·dm-3。試計(jì)算：（1）   

16、0;   在此條件下PCl5的離解度；（2）       該反應(yīng)的和。 解：（1）設(shè)PCl5的離解度為。            t=0              n mol      0   

17、;     0平衡時(shí)          n(1-x)      nx       nx        達(dá)平衡時(shí)：pV=n總 RT=n(1+x)·RT         根據(jù)質(zhì)量守恒原理，體系的總質(zhì)量不變，一直等于

18、，但體系的密度將隨體積V而變，有：                           PCl5的離解度為80。（2）    平衡時(shí)分壓：        將（1）中所得x值代入上式得：         

19、0;  9. 設(shè)在下列氣相反應(yīng)體系中，B的濃度與A、D、C相比甚小，     (1)試用穩(wěn)態(tài)近似法求其反應(yīng)速率。(2)證明此反應(yīng)在C濃度很高時(shí)為一級(jí)反應(yīng)，在低濃度時(shí)為二級(jí)反應(yīng)。解：此題有兩種解題方法。解法1                              &#

20、160;          (1)根據(jù)穩(wěn)態(tài)平衡原理：    10.醋酸高溫裂解制乙烯酮，副反應(yīng)生成甲烷            已知916K時(shí)4.65s-1，3.74s-1。試計(jì)算：(1)反應(yīng)掉99 %的醋酸需要的時(shí)間。(2)916K時(shí)乙烯酮在產(chǎn)品中所占的百分率。如何提高選擇性？解：這是個(gè)平行反應(yīng)：     &

21、#160;       t=0時(shí)    甲烷與乙烯酮均為零；t=t時(shí)    乙烯酮為，甲烷為，醋酸為： 由k的單位知該反應(yīng)為一級(jí)平行反應(yīng)，總反應(yīng)速率方程為：    式中 （2）顯然有 要提高選擇性必須提高，降低，一般可選擇合適的溫度活選擇時(shí)候的催化劑。11. 鹽橋有何作用？為什么它不能完全消除液接電勢(shì)，而只是把液接電勢(shì)降低到可以忽略不計(jì)？解：鹽橋起導(dǎo)電而又防止兩種溶液直接接觸以免產(chǎn)生液接電勢(shì)的作用。從液接電勢(shì)的計(jì)算公式，只有t+=t-時(shí)，Ej0，

22、而t+與t-完全相等的電解質(zhì)是很難找到的，所以只能使Ej接近于零。12. 某溶液含有0.01molkg-1CdSO4、0.01molkg-1ZnSO4和0.5molkg-1H2SO4，把該溶液放在兩個(gè)Pt電極之間，在25，100kPa下用低電流密度進(jìn)行電解，同時(shí)均勻攪拌，假設(shè)超電勢(shì)可忽略不計(jì)，且 。已知25時(shí)，。（1）何種金屬先析出？（2）第二種金屬開始析出時(shí)，第一種金屬離子在溶液中的濃度為多少？解：（1）                 

23、60;     故Cd先在陰極上析出。（2）       當(dāng)Zn開始析出時(shí)，溶液中Cd2+濃度應(yīng)滿足：             即：                       1

24、3. 請(qǐng)根據(jù)物理化學(xué)原理，簡(jiǎn)要說明鋤地保墑的科學(xué)道理（保墑：系指保持土壤水分）。     解：（1）切斷土壤中的毛細(xì)管，使下層水分不會(huì)通過毛細(xì)管蒸發(fā)掉；        （2）被切斷的土壤毛細(xì)管會(huì)發(fā)生水的毛細(xì)凝聚，增加土壤中的水分。14. 已知某實(shí)際氣體狀態(tài)方程為  (b=2.67×10-5 m3·mol-1)(1)    計(jì)算1mol該氣體在298 K，10py下，反抗恒外壓py恒溫膨脹過程所作的功；(2) 

25、0;  若該氣體為理想氣體，經(jīng)歷上述過程做功多少？(3)    計(jì)算過程（1）的DU,DH,DS,DF,DG;(4)    選擇合適判據(jù)判斷過程可逆性(5)    該氣體的熱容與溫度無關(guān)，試導(dǎo)出該氣體在絕熱可逆過程中的過程方程式。：（1）   （2）若為理想氣體，則狀態(tài)方程為pV=nRT  其值不變（3）  由狀態(tài)方程（1）為恒溫過程0 J          恒溫過程

26、（4）選用熵判據(jù)來判斷過程方向性對(duì)過程（1）DU0   Q實(shí)W2229.8 J該過程為不可逆過程（5）對(duì)于絕熱過程      對(duì)于可逆過程            分離變量積分       (CpCVnR)     該氣體絕熱可逆過程方程式即為       或 15. 325時(shí)，Hg 的摩爾分?jǐn)?shù)為0.497 的鉈汞齊，其汞蒸氣壓力是純汞的43.3。以純液體為參考狀態(tài)，求Hg 在鉈汞齊中的活度及活度因子。16. FeCl3和H2O能形成FeCl3·6H2O、2FeCl3·7H2O、2FeCl3