【考研题库】2020年常州大学化学综合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]

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一、问答题

1．为什么说一般情况下基元反应的反应分子数与反应级数是一致的？

【答案】对单分子反应而言,单位体积内反应分子数越多，反应速率越大，即速率与浓度成正比，因此单分子反应就是一级反应。

对双分子反应而言，反应要发生，分子必须碰撞，即反应速率与碰撞频率成正比。按气体分子运动论，碰撞频率与分子数乘积成正比，即反应速率与浓度的平方成正比。因此双分子反应是二级反应。

但是，不能由此得出:对基元反应而言，反应分子数与反应级数在任何情况下都是一致的。例如，反应产物，，当时，可认为在任何时候几乎保持不变，即

，双分子反应此时却成了假一级反应。再如单分子反应产物，在低压下常表现为二级反应。

2．与可形成三种水合物:、试计算:(1)标准压力下，与的水溶液和平衡共存的水合物最多可有几种?(2)恒温下,与水蒸气平衡共存的水合物最多有几种？

【答案】(1)由与构成的平衡体系，最多可有五种物质

，三个独立的化学反应为

f=0时

即压力恒定时，与的平衡体系最多可有三相共存。所以在标准压力下，与

水溶液和冰平衡共存的水合物最多有一种(除了水溶液液相和冰固相外)。

(2)在恒温下

f=0时

即恒温下与平衡共存的体系最多有三相共存，这三相中，除了已有的气相外,还可以有两种水合物的两个固相与之平衡，即恒温下，与平衡共存的水合物最多有两种。

3．纯液体、溶液和固体分别以什么方式来降低自身的表面自由能，以达到最稳定的状态？

【答案】纯液体只有缩小表面积一种方式，在体积小时就收缩成球形。而溶液有两种方式，

一种是收缩，另一种是调节表面层的浓度。如果溶质是表面活性剂，则尽可能使溶质分子排在表面，使溶质的表面浓度大于本体浓度。如果溶质是非表面活性物质，尽可能将溶质分子藏在体相，使溶质的表面浓度小于本体浓度。洁净的固体表面只能靠吸附液体或气体分子来降低自身的表面自由能。

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．链型共轭分子在长波方向460nm处出现第一个强吸收峰，试按一维势箱模型估算该分子的长度。

【答案】具有8个离域电子，每个能级轨道上可存在自旋相反的两个电子，因此基态时占据四个能级，第一个长波吸收峰是到跃迁的结果。

6．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)

7．在下水-苯酚系统两相平衡时水相，酚相。请通过计算说明要使的苯酚水溶液变混浊需要加入水的质量。

【答案】溶液浑浊时系统处在两相区，则

设需加入水的质量为m，则

解得。

8．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。

9．根据离子强度的定义式，说明其物理意义。

【答案】根据定义式可知，离子强度是溶液中各种离子的质量摩尔浓度乘以相应离子的价数的平方的和的一半。由此可见:只要电解质的类型和电解质的浓度相同，则离子强度值就相等，也就是离子强度是溶液中离子相互作用的反映，它与离子数量、离子电荷直接相关，而与电解质种类无关。可以说离子强度是溶液中由于离子电荷所形成的静电场的强度的一种量度。

10．一维谐振子的能级公式为，且知。求该振子处于第一激发态与处于基态的概率之比，并对结果加以说明。

【答案】(因为：，且能级是非简并的)，说明一般温

度下，一维谐振子基本上处于基态，不容易激发。

11．已知平行反应和，且，为提高B的产量，应采取什么措施？

【答案】通常有两种措施：①温度调节法，活化能大的反应对温度更敏感，升高温度对反应⑴有利，反之亦然；②选择合适的催化剂，降低反应(1)的活化能。另外，随时移走产物B，使反应⑴远离平衡态，也可以增加B的产量。

12．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。