【考研题库】2020年北京交通大学08105化学基础综合测试之物理化学考研复试核心题库[问答题+计算题+证明题]

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一、问答题

1．若已知平行反应中，则采取下列哪些措施才能改变两种产物的比例?

为什么？

【答案】(1)延长反应时间；(2)升高反应温度；(3)加入适当的催化剂；(4)降低反应温度。

采取措施(2)、(3)、(4)都能改变两种产物的比例。因为平行反应的两种产物之比等于两个反应的速率之比,与时间无关；根据阿仑尼乌斯公式可知:平行反应1与反应2指前因子相同，温度改变量相同时，活化能大的反应速率变化大，即升高温度时，产物中B的比例增大，降低温度时产物中B的比例减小,加入催化剂后，反应1与反应2的活化能都可能发生变化,变化量一般不会相等，所以加入催化剂能改变两种产物的比例。

2．写出、、、的分子轨道表示式，并说明是顺磁性或反磁性。

【答案】的电子组态为

3．简述法拉第定律的文字表述和数学表达式，该定律在电化学中有何用处？

【答案】法拉第定律可表述为：①物质在电极的两相界面上发生化学变化的B物质的量与通入的电量成正比，质量m(B)还与B物质的摩尔质量成正比；②在若干电解池的串联线路中通入一定电量后，各电极上发生变化的物质的量都相等。用公式表示为

法拉第定律在任何温度和压力下均可无条件地使用，可用来计算电极上发生反应的物质的量和质量、通入的电量和电流效率等。

4．什么是毛细管压力？举若干生活中的现象加以说明。

【答案】在两片平板玻璃之间加少许水，将玻璃压在一起，试试能否将两片玻璃掰开。实践证明是很难将玻璃板掰开的，因为这时两块玻璃板之间存在负压，俗称毛细管压力。原因是水能润湿玻璃，在两块玻璃板之间形成曲率半径很小的凹形液面，在玻璃板的上下都是大气压力，而在两块玻璃板之间由水形成的凹形弯月面上有一个与大气压力方向相反的附加压力，使得缝中的压力比玻璃板上的大气压小，相当于在玻璃板之间有一定的真空度。不要小看这毛细压力，你用

再大的力气也是无法将玻璃掰开的。

用碱性较强的肥皂洗干净的潮湿头发或纤维之间也存在毛细压力，因为油脂被洗去后，水能完全润湿头发或纤维，使头发或纤维之间形成凹形液面，产生的毛细压力使它们靠得很紧，显得不松软，没有蓬松感。若用表面活性剂制成的洗涤剂，可以降低水的表面张力，减小了附加压力，也降低了毛细压力，能使头发松软美观，使纤维容易分开，有毛绒感。

有的布料用水洗涤后会缩水，但干洗后就不缩水，这也与毛细压力有关。能被水润湿的纤维在纺织或印染时会加一些表面活性质(俗称拉开粉)，做成布料后再浸入水中，由于水能润湿纤维，纤维之间形成的毛细管中的水呈凹形弯月面，产生的毛细压力会将纤维压紧，整个织品就会缩水变小，所以这种织品只能干洗，或制衣前要预先缩水。对于人造纤维，因为它不被水润湿，水在人造纤维上的接触角大于，纤维间形成的毛细管中的水呈凸面，没有毛细压力，所以人造纤维织品一般不会缩水。

用泥土填平的坑在下雨后一般会下陷，也与毛细压力有关。因为水能润湿泥土，被雨水浸湿的泥土粒子之间的水呈凹形弯月面，存在毛细压力，粒子被压紧，泥土的堆体积变小，坑就会下陷。同样道理，在筑公路用泥土堆路基时，要不断浇水，同时将路基夯实。新建的路基或房基，要经过一段风吹雨打的结构稳定期，以保证今后不再塌陷，其中毛细压力起了很大的作用。

5．因为，所以有人认为在下，的水变成的冰时dG=0。这个结论对吗?为什么？

【答案】这个结论是错误的。因为dG=-SdT+Vdp的适用条件为:封闭体系无非体积功的一切可逆过程以及封闭体系无非体积功的不可逆p、V、T变化(即过程中没有不可逆的相变化、化学变化)在下，水变成冰的过程是不可逆相变过程，所以不能应用dG=-SdT+VdP。因此，该结论是错误的。

6．简述电解质的加入引起憎液溶胶聚沉的原因。

【答案】电解质的加入，使介质中与胶粒带电相反的离子浓度加大，压缩扩散层，扩散层变薄，使电势在量值上变小，胶粒间斥力势能降低，当电解质浓度足够大时，就会使溶胶聚沉

7．题：56℃时水中能溶解对羟基苯甲酸(A),80℃时水中能溶解对羟基苯甲酸，问在70℃时100g水中能溶解多少克对羟基苯甲酸？

【答案】把溶解平衡看做化学平衡来处理：，溶解度。设在56℃到80℃范围内，反应焓为常数，则

，

即，，

即在70℃时100g水中能溶解7.673g对羟基苯甲酸。

8．时，将压力为的乙胺气引入一真空箱，其热分解方程为

测定反应进程中容器压力的增加值如下，求该反应的级数和速率系数。

【答案】反应物与产物在不同时刻量变化的关系式为

根据已知的不同时刻的变化值计算对应的反应物A的压力，数值如下：

以上p A随时间的变化值也没有明显表示出反应级数的特点，但从计量方程和时间间隔相等的最后三组数据(或前三组数据)看出，该反应是一级的可能性很大，则采用尝试法。

设反应为一级反应，将实验数据代入一级反应定积分式，看k是否基本为常数。

同理，计算得，，。速率系数k基本为一常数，

，该反应是一级反应。

一般动力学实验误差较大，不能要求k的值完全相同，基本一致就可以。

9．试举出实例说明统计热力学是将微观量与宏观量联系的桥梁。

【答案】由大量粒子构成的平衡系统，它的微观状态数是一个庞大的数值，而系统的熵S 的变化值是可以用可逆过程的热温商来计算的，是宏观物理量。统计热力学中的玻尔兹曼公式就巧妙地将微观量和宏观量S联系在一起，，揭示了熵函数是体现系统微观状态数的本质。