【考研题库】2020年福州大学物理化学(工科)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．平放的毛细管中装有液体，如下图所示。现对左端加热，毛细管内液体如何移动？为什么？

图

【答案】由于液体润湿管壁，在管中形成凹液面，附加压力指向液体外部，。管内液体温度均匀时，两端附加压力相同，液体不动。在左端加热时，左端毛细管膨胀，r增大、而且，温度升高表面张力下降，两因素均导致加热端的附加压力减小，而右端附加压力改变很小，因此，原来的平衡被破坏，管中的液体向右端移动。

2

．分子中是否存在离域键？

【答案】否。中间的C原子采用sp杂化轨道构成两个键，剩余两个p电子分别处于两个相互垂直的p轨道上，并各与一个C的未成键电子构成定域键，两个键平面相互垂直。

3．已知CO和的质量，转动特征温度等基本相同，若电子都处于非简并的最低能级，而振动对熵的贡献可忽略不计，则同样温度下的标准摩尔熵与哪个较大？

【答案】，因为，的，CO的，所以，

，而其余部分的贡献几乎都一样，所以。

4．试比较和的稳定性，答释其原因。

【答案】

比更稳定，因为的反键轨道上比少一个电子，键级为3，而键级为2.5。

5．

的临界温度为304.2K,临界压力为7386.6kPa，三相点为216.4K、517.77kPa,熔点随压力增加而增高。

(1)请画出的多p-T相图，并指出各相区的相态。

(2)在298K下，装液体的钢瓶中压力为多大？

(3)

若将贮存有的钢瓶的阀门迅速打开(即可视为绝热)，逸出大气中将处于什么状态？(实验室中获得干冰的原理)

(4)若缓慢打开阀门(等温)逸出大气中又将处于什么状态？

【答案】(1)先画出临界点C及三相点O。由于固液平衡(熔点)随压力而增高，即dT/dp＞0,固液平衡线斜率为正，倒向右(与水之固液线倒向左不同)，仿照单组分水的相图粗画相图如下图。

图

相图结构

三相点:O

二相线:OC(g，l)，OB(g，s)，OA(s，l)(T或p只有一个独立可变)

一相面:BOA(左，固相区)，BOC(右，气相区)，AOC(液相区)

(T

、p均独立可变)

(2)根据相图D点(?300K),气液共存，，实际上为63MPa。

(3)快速打开阀门，相当于绝热不可逆膨胀,不可能在平衡相图上标出其变化过程。(液)气

化吸热,只能靠(气)固化放出来的热供给，形成大气压下气固平衡的终态T＜216K,从上图中可见T≈194K，实验室制备干冰(固体)就采用此法。

(4)恒温可逆膨胀，在相图上的DF线，终态F为298K，，。

6．已知时苯的蒸气压为10.0kPa:

(1)时HC1的摩尔分数为0.043的HC1-苯溶液液面上HC1的分压为100kPa,计算此溶液的蒸气中苯的分压。

(2)，蒸气总压为100kPa时，计算每100g苯中可溶解多少克HC1。

【答案】(1)

(2)

7．在一盆清水的表面，平行放两根火柴棍。待水面静止后，在火柴棍之间滴一滴肥皂水，两棍之间的距离是加大还是缩小？

【答案】两棍之间的距离会迅速增大。因为纯水的表面张力为，在纯水表面上火柴棍周围的表面张力都是，大小相等，方向相反，所以火柴棍在水面上静止不动。当在两火柴棍之间滴

入肥皂水后，两棍之间的表面张力迅速降为，这样棍两侧的表面张力不等。因为，所以

两棍之间的距离迅速增大，棍两侧表面张力的差值为，将称为表面压，好像处于两棍

之间的表面活性剂将火柴棍向两边撑开一样。

8．A 与B二组分凝聚系统的图如下图。以下，A和B形成化合物。A和B的熔点分别为和，A与的低共熔点为，组成为0.2。时与固相共存的溶液组成为。

图

(1)指出相图中各区域的相态及自由度数。

(2)计算将l0mol组成为的A-B系统冷却至时最多可析出多少摩尔固体B。

【答案】(1)1区:1，f=2；2区:，f=1；3区:，f=1；4区:，f=1；5区:+1，f=1；6区:，f=1。

(2)

9．喷洒农药时，为什么要在农药中加表面活性剂？为什么鸭子可以浮在水面，而鸡却不能？

【答案】植物有自身的保护功能，在叶子表面分泌蜡质物，防止被雨水淋湿，避免莲叶因淋湿变重而被折断。如果农药是普通水溶液，与叶子表面的接触角大于，喷在植物上不能润湿叶子，农药成水滴淌下，达不到杀虫效果。加了表面活性剂以后，农药的表面张力下降，与叶子表面的接触角小于，能润湿叶子，可提高杀虫效果。有的加了表面活性剂的农药溶液能润湿害虫的身体，直接将害虫封盖并毒杀。有的农药在制备时就加了表面活性剂，或直接制成乳剂等。

因为鸡毛可以被水润湿，水在鸡毛上的接触角小于。而鸭子经常用嘴将皮下脂肪涂到毛上，使接触角大于，水不能润湿鸭毛，所以可轻松地浮在水面。如果在水中加入一些有机溶剂，

将鸭毛上的脂肪溶解掉，鸭子同样会下沉。在海上一旦有石油泄漏，常常会导致大批水鸟死亡，它们遭受灭顶之灾的原因之一也是赖以浮在水面的油脂被溶解掉了。人们要制备防水材料，就要在材料上涂油脂或蜡质物使接触角大于。