物化期末复习试题 - 图文

HBr 81 12.2 3682 N2 28 2.89 3353 Cl2 71 0.35 801

试问在同温同压下,哪种气体的摩尔平动熵最大?哪种气体的摩尔转动熵最大?哪种气体的振动基本频率最小?(Cl2、Cl2)

3.设有极大数量的三维平动子组成的宏观体系,运动于边长为a的正立方体容器中,体系的体积、粒子质量和温度有如下关系:h/8ma?0.1kT,试问处于能级?1?9h2/4ma2和

22?2?27h2/8ma2上粒子数目的比值是多少?(2.46)

4.在1000K下,HBr分子在v = 2, J = 5,电子在基态的数目与v =1, J =2,电子在基态的分子数目之比是多少?已知HBr分子的?v=3700K, ?r=12.1K。(0.0407)

5.某分子的两个能级是:ε1=6.1×10-21J,ε2=8.4×10-21J,相应的简并度为g1=3,g2=5。试求:(1)当T=300K;(2)T=3000K时,由此分子组成的体系中两个能级上粒子数之比是多少?(1.05, 0.634)

6.将N2在电弧中加热,从光谱中观察到处于振动第一激发态的分子数与基态分子数之比N?=1/ N?=0 = 0.26,已知N2的基本振动频率v=6.99×1013 s-1。试求:

(1)体系的温度;(2490K)

(2)计算振动能量在总能量(包括平动、转动、振动能)中所占的百分比?(31.45%) 7.设某理想气体A,分子的最低能级是非简并的,取分子的基态为能量零点,第一激发态能量为ε,简并度为2,忽略更高能级。

(1)写出A分子配分函数q的表达式;

(2)设ε=kT,求相邻两能级上粒子数之比;(0.7358)

(3)当T=298.15K时,若ε=kT,试计算1mol该气体的平均能量是多少?(1051Jmol-1) 8.若氩(Ar)可看作理想气体,相对分子量为40,取分子的基态(设其简并度为1)作为能量零点,第一激发态(设其简并度为2)与基态能量的差为ε,忽略更高能级。

(1)写出氩分子配分函数表达式;

(2)设ε=5kT,求在第一激发态能级上的分子数占总分子数的百分比;(1.33%) (3)计算1molAr在298.15K,1p?下的统计熵值,设Ar的核与电子的简并度均为1。(152.9JK-1mol-1)

9.钠原子气体(设为理想气体)凝聚成一表面膜。

(1)若钠原子在膜内可自由运动(即二维平动),试写出此凝聚过程的摩尔平动熵变的统计表达式;

(2)若钠原子在膜内不动,其凝聚过程的摩尔平动熵变的统计表达式又将如何?用Mr,V,A及T等字母表示所求结果。

10.已知CO2分子的4个简正振动频率分别是:v1=1337cm-1, v2=667cm-1, v3=667cm-1, v2=2349cm-1,试求CO2气体在198.15K时的标准摩尔振动熵?(24.233JK-1mol-1)

11.N2与CO的分子量非常相近,转动惯量的差别也极小,在298.15K时,两者的振动与电子运动均基本上处于最低能级,但是N2的标准摩尔熵为191.6J·K-1·mol-1,而CO却为197.6J ·K-1·mol-1,试分析产生差别的原因? 12.HBr分子的核间平均距离r=1.414×10-8cm,试求:

(1)HBr的转动特征温度?r;(12.2K)

(2)在298.15K时,HBr分子占据转动量子数J=1能级上的分子数在总分子数中所占百分比;(11.3%)

(3)在298.15K、1p?下,HBr理想气体的摩尔转动熵?(34.9JK-1mol-1)

13.试求NO(g)在298.15K, 1p?下的标准摩尔熵。已知: NO的?r=2.42K, ?v=2690K, 电子基

态与第一激发态的简并度均为2, 两能级之差为2.473×1021 J。(210.67J?K-1?mol-1) 14.某三原子分子气体AB2可看作理想气体,并设其各个运动自由度都服从经典的能量均分原理,已知γ=Cp/Cv=1.15,试判断AB2是否为线性分子?(是)

证明题

1.如果体系由A,B两种粒子理想混合,它们间没有相互作用,不考虑能级简并情形推导其Boltzmann分布。

2. 验证室温条件下,平动子能级上的最概然分布数远小于该能级的量子态数(简并度)。 3. 试证明对于独立子单组分系统最低能级?0零点规定不影响S值。

4. 验证晶体热容的爱因斯坦公式计算值在温度趋于0K时趋于0 J K-1 mol-1,在温度很高时趋于3R。

5.试推导重力场中的气体压力分布满足p?p0e?mgk/kT式,并指出推导过程引入了哪些近似。 6.某学生使用谐振子模型(基态设为能量零点)来讨论单原子气体的反应速率方程。他假设只有能量高于En(=nhv)的粒子才有可能反应,反应速率r与高能粒子数成正比,试导出该体系的反应速率方程。

一、 选择题

1、下列各式中,不属于纯液体表面张力定义式的是( )

??G???U???H???A?A、? B、 C、 D、???????

?A?A?A?A?S?T,p?S?T,V?S?S,p?S?T,V

2、下面关于?的物理意义中不正确的是( )

A、?是沿着与表面相切的方向,垂直作用于表面上单位长度线段上的紧缩力 B、?是恒温、恒压下可逆地增加单位表面积所需的非体积功

C、?是在一定的温度、压力下,单位表面积中的分子所具有的Gibbs函数值 D、?是恒温、恒压下增加单位表面积所引起的系统Gibbs函数的增量

**3、定温下,同一液体中形成两个大小不同的气泡的饱和蒸气压p大与p小间的关

系为( )

******A、p大 B、p大 C、p大 D、不能确定 ?p小?p小?p小

4、球形碳酸氢铵固体在一定温度下的真空容器中分解达平衡

NH4HCO3?NH3?H2O?CO2

若保持温度不变,指减小的颗粒度,该平衡将( )

A、向左移动 B、向右移动 C、不移动 D、不能确定

5、溶液的表面张力随着溶液浓度的增大一定( )

A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定

6、溶液的表面吸附量?只能( )

A、为正值 B、为负值 C、为零 D、不能确定

7、某物质在水溶液中发生负吸附,该溶液在干净的玻璃毛细管中的高度比纯水在该管中的高度( )

A、更高 B、更低 C、相同 D、不能确定

8、在吸附过程中,以下热力学量的变化正确的是( )

A、?G?0,?H?0,?S?0 B、?G?0,?H?0,?S?0 C、?G?0,?H?0,?S?0 D、?G?0,?H?0,?S?0

9、Langmuir等温吸附公式适用于( )

A、单分子层吸附 B、多分子层吸附

C、吸附达到平衡 D、吸附分子间无相互作用力

10、BET吸附等温式中Vm的物理意义是( )

A、平衡吸附量 B、铺满第一层的吸附量 C、饱和吸附量 D、无明确物理意义的常数

11、下面关于固体表面吸附热的讨论,正确的是( ) A、吸附热取值可以为正、也可以为负

B、两种吸附剂与吸附质之间,随着吸附过程的进行,覆盖度?越大,则吸附热的绝对值越小

C、物理吸附放出的热量大于化学吸附 D、吸附热的绝对值越大,吸附作用越弱

12、某溶液中溶质B的浓度为cB?表面??cB?体相?,表明( ) A、d?/dc?0,?B?0 B、d?/dc?0,?B?0 C、d?/dc?0,?B?0 D、d?/dc?0,?B?0

13、下面关于表面活性剂的讨论,不正确的是( ) A、表面活性剂是能显著地降低水的表面张力的物质

B、表面活性剂都是由亲水的极性基与憎水的非极性基组成

C、表面活性剂的浓度超过某一特定值后,将在溶液内部形成胶团 D、在水中加入表面活性剂时,吸附量??0

14、对Langmuir吸附等温式??A、只适用于单分子层吸附 B、p是吸附达到饱和时气相的压力

C、b是吸附系数,它的大小表示了吸附速率的快慢 D、对于一定的吸附系统,当温度升高时,b值下降

15、溶液的表面层对溶质发生吸附,当表面浓度小于本体浓度,则( ) A、称为正吸附,与纯溶剂相比,溶液的表面张力?降低 B、称为无吸附,与纯溶剂相比,溶液的表面张力?不变 C、称为负吸附,与纯溶剂相比,溶液的表面张力?升高

bp下列说法正确的是( ) 1?bp

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