【考研题库】2020年东北石油大学物理化学(同等学力加试)考研复试核心题库[问答题+计算题+推导及证明题]

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一、问答题

1．写出表示理想气体、刚球型气体和范德华气体的状态方程，并简述各种气体模型的特点。

【答案】理想气体的状态方程为，气体模型为不考虑分子之间的相互作用，气体本身的体积与气体占有体积相比可以忽略不计，一般处于高温、低压下的气体可以作为理想气体处理。刚球型气体的状态方程为，这种气体分子之间的相互作用可以忽略，但分子自身占有的体积不能忽略，这种气体进行真空膨胀，气体的温度不变，这一点与理想气体相同，在碰撞理论中常用这种气体作为模型。范德华方程在理想气体状态方程的基础上，对压力和体积进

行了修正，表示为，适用于较高压力的气体。

2．已知分子的振动频率为。玻尔兹曼常数，普朗克常数。

①计算500K时，分子在振动第一激发态能级分布数与基态能级分布数之比。

②按照配分函数的定义，写出分子在500K时的振动配分函数的表达式。

【答案】①

②

3．为什么晴朗的天空是蓝色的，初升的太阳和晚霞是火红色的？

【答案】分散在大气层中的烟雾、粉尘等的粒子半径在10～1000nm之间，构成胶体分散体系，即气溶胶。当可见光照射到大气层时，按瑞利公式，散射光的强度与入射光的波长的4次方成反比，即入射光的波长越短，散射光强度越大。因此蓝光的散射比红光强得多，所以入射光的垂直方向上将呈蓝色，而对着入射光的方向呈红色。这就是晴朗的天空是蓝色的，而初升的太阳和晚霞是火红色的原因。

4．在速率方程中应该包括哪些物质的浓度项？会出现产物的浓度项吗？产物对反应的速率有哪些影响？

【答案】对于基元反应，速率方程中只包括反应物的浓度项，根据质量作用定律，速率等于反应物浓度的幂乘积，反应级数与反应分子数在一般情况下是相同的。对于复杂反应，反应级数要根据实验测定，或根据反应机理推导出总的速率表示式，这时反应物、产物和催化剂的浓度都有可能出现在速率方程中，如氢与溴反应生成HBr的反应，产物HBr的浓度项出现在速率方程中。

速率方程中产物的浓度项有可能加快反应速率(起自催化的作用)，也有可能减小反应速率(起自阻化作用)。速率方程中出现的催化剂的浓度项对反应有可能起催化或阻化作用，要具体情况具体分析。因为催化剂的浓度不变，所以催化剂的浓度项一般并入速率系数项，使反应的级数降低，按准级数反应处理。

5．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)

6．标准压力下测得水(A)-苯酚(B)系统的相平衡数据如下:

表中为苯酚在水层中的质量分数，为苯酚在苯酚层中的质量分数。

(1)根据表中数据绘制水-苯酚系统的温度-溶解度图。

(2)确定临界溶解度和会溶点相应的组成。

(3)时将50.0kg水和50.0kg苯酚混合组成平衡系统，计算水层和苯酚层的组成和质量。

【答案】(1)见下图。

图

(2)

该图上临界溶解度温度为，对应组成，

(3)

，系统组成为时，水层的组成；苯酚层的组成

。两相物质量可应用杠杆规则计算:

7．离子的摩尔电导率、离子的迁移速率、离子的电迁移率和离子迁移数之间有哪些定量关系式？有何用处？

【答案】对正离子常用的关系式(负离子也一样)有

对于强电解质，在浓度不太大时，可以认为它完全电离，可以略去无限稀释的符号。

知道它们之间的关系，可以从实验可测量计算实验不可测量，从解题的角度可以从已知量计算未知量。

8．在101.3kPa的常压下，空气中含量为，时在水中的亨利常数k=2.165。试解决下列问题。

(1)水中的含量；

(2)为什么鱼在高温天气时喜欢浮在水面上；

(3)养鱼业常用增氧机，通过搅动水面增氧，你认为其原理是什么？

【答案】(1)根据Henry定律有

(2)亨利常数k随温度升高而增大，由(1)水中的含量的计算公式可知，高温时水中的溶解氧减少，所以鱼浮在水面上吸收空气中的氧。

(3)当用增氧机搅动水面时，会增大氧气和水的接触面积，增加氧气分压，同时在搅拌过程中