【考研题库】2020年江西理工大学化学工程之物理化学考研复试核心题库[问答题+计算题+推导及证明题]

版权声明

本书根据最新复试要求并结合历年复试经验按照复试题型进行了整理编写，涵盖了这一复试科目该常考及重点复试试题并给出了参考答案，针对性强，由于复试复习时间短，时间紧张建议直接背诵记忆，考研复试首选资料。

青岛掌心博阅电子书依法对本书享有专有著作权，同时我们尊重知识产权，对本电子书部分内容参考和引用的市面上已出版或发行图书及来自互联网等资料的文字、图片、表格数据等资料，均要求注明作者和来源。但由于各种原因，如资料引用时未能联系上作者或者无法确认内容来源等，因而有部分未注明作者或来源，在此对原作者或权利人表示感谢。若使用过程中对本书有任何异议请直接联系我们，我们会在第一时间与您沟通处理。

因编撰此电子书属于首次，加之作者水平和时间所限，书中错漏之处在所难免，恳切希望广大考生读者批评指正。

特别说明

本书由本机构编写组多位高分在读研究生按照考试大纲、真题、指定参考书等公开信息潜心整理编写，仅供考研复试复习参考，与目标学校及研究生院官方无关，如有侵权请联系我们立即处理。

一、问答题

1．锌的电冶金过程中，以为电解液，锌板作阴极金属，铅作阳极金属。今有一电解液，

含有、、，已知，

，(定义，时之电势)，当外电压从零开始，请讨论阴极

上反应发生的顺序。

【答案】阴极上两类反应：

据Nemst公式求各反应之(即电流密度为0时之电极电势)。

据求出在不同金属上氢析出之电压，排列出下列顺序：

反应顺序为:锌板上析出铁，同时铁上出氢；锌板上镀锌，然后锌板上出氢。

2．在一个玻璃三通活塞的两端(内径相等)涂上肥皂液，然后分别在左右两端吹出两个大小不等的肥皂泡，如下图所示。若打开活塞接通两个气泡，两气泡体积将如何变化?为什么？

图

【答案】两个气泡相通，大气泡将变得更大，小气泡将变得更小，直至小气泡收缩至毛细管口，小气泡的曲率半径与大气泡的相等时为止。

因为肥皂泡中间空，对于外表面来说，是凸液面，曲率半径R是正值，根据拉普拉斯方程可知

式中，是液膜所承受的压力；是外压。对于内表面来说，是凹液面，若忽略肥皂泡壁的厚度，则曲率半径是负值，即，根据拉普拉斯方程可知

式中,P 1是液膜所承受的压力；是气泡内气体的压力。

上述两式相减得

即

由此可见:因大气泡和小气泡的是相同的,所以小气泡内空气的压力大于大气泡内空气的压力。将活塞打开，接通两气泡后，小气泡内的空气就流向大气泡，导致小气泡变得更小，大气泡变得更大，直至小气泡收缩至它的曲率半径与大气泡的相等时为止，如题图中虚线所示。

3．统计热力学和经典热力学有何异同点？

【答案】相同点：它们的研究对象相同，都是由大量粒子构成的平衡系统。

不同点；经典热力学用宏观的实验方法测定或计算始态与终态之间的热力学函数的变化值，但是不研究变化的具体过程和造成变化的根本原因，“知其然，而不知其所以然”。统计热力学则根据物质的微观结构，从系统中个别粒子的运动方程进行统计平均，得出系统的宏观性质，了解发生变化的根本原因。

4．某药物分解即失效，若放置在的冰箱中，保质期为2年。某人购回此新药物，因故在室温下()搁置了两周，试通过计算说明此药是否失效。已知该药物分解的百分数与浓度无关。且分解的活化能为。

【答案】由于该药物的分解百分数与浓度无关，推测其为一级反应。药物分解40%时应有，因此

，

11.14天＜2周，

所以搁置2周后该药物已失效。

5．常见的有哪几种统计？它们有何不同？在什么情况下它们的统计结果近似相等？

【答案】常见有三种统计：玻尔兹曼统计、玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计。玻尔兹曼统计开始是根据经典力学的概念导出的，故又称为经典统计，它的特点是：假设粒子是可区分的、无相互作用，在能级的任一量子态上能容纳的粒子数不受限制。对于不可区分的气体粒子，玻尔兹曼用除以来加以修正。玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计都属于量子统计，都认为粒子是不可区分的，玻色-爱因斯坦统计认为由偶数个基本粒子组成的分子(如)不受泡利不相容原理限制，在一个量子态上容纳的粒子数不受限制。费米-狄拉克统计认为电子、中子或由奇数个基本粒子组成的原子、分子是遵循泡利不相容原理的，每个量子态上只能容纳1个粒子。当能级的简并度远大于能级上的粒子数时，这三种统计在计算不可分辨粒子的微观状态数时可以得到近似相等的结果。

6．制苯乙烯需用减压蒸馏的方法。已知苯乙烯的标准沸点为，。欲控制蒸馏温度不超过，计算蒸馏塔中应控制的压力。

【答案】将已知数据代入方程得

解得，即塔中压力应小于1.23kPa。

7．氢原子的和这些状态都有相同的能量吗？的相应状态简并度是多少？的相应的原子轨道的能量情况如何？

【答案】氢原子和类氢离子的能级为。

轨道能量主要由主量子数决定，因此氢原子的和状态具有相同的能量。是类氢离子，其轨道能级也是由主量子数n决定，简并度为时，相应状态简并度为16。

He原子核外有两个电子，存在屏蔽效应和钻穿效应，因此轨道能量不仅由主量子数决定，还与角量子数l有关，其能级顺序为，其中“4s轨道能级是非简并的，4p为三重简并，4d和4f轨道能级简并度分别为5和7。

8．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。

9．夏天将室内电冰箱门打开，接通电源，紧闭门窗(设墙壁门窗隔热良好),若冰箱运行，室内温度能否降低?为什么？

【答案】不能。该室可视为绝热恒容体系，与外界无热及体积功的交换，但它从环境中得到电功(非体积功),，所以室内气体温度升高，室内温度绝不会逐渐降低。

10．时液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的2倍。由A和B形成的理想液态混合物的蒸气中A和B的摩尔分数相等，试计算液相组成。

【答案】因，所以。又

所以