物理化学简答题大全

一隔板将一刚性容器分为左、右两室，左室气体的压力大于右室气体的压力。现将隔板抽去，左、右室气体的压力达到平

衡。若以全部气体作为系统，则U、 Q、 W 为正？为负？或为零？

答：由于容器时刚性的，在不考虑存在其他善事作用下系统对环境所作的功W0 ；容器又是绝热的，系统和环境之间

没有能量交换，因此Q=0，依照热力学第必然律U = Q＋ W，系统的热力学能（热力学能）变化U = 0。

3. 若系统经以下变化过程，则Q、 W、 Q + W和U 各量可否完满确定？为什么？（1）使封闭系统由某一始态经过不同样途

径变到某一终态（2）若在绝热的条件下，使系统从某一始态变化到某一终态【答】（ 1）对一个物理化学过程的完满描述，

包括过程的始态、终态和过程所经历的详尽路子，因此不过给定过程的始、终态不能够完满地说明该过程。Q、 W 都是路子依赖（ path-dependent）量，其数值依赖于过程的始态、终态和详尽路子，只由于Q + W =U，只要过程始、终态确定，则U 确定，因此Q + W也确定。（2）在已经给定始、终态的状况下，又限制过程为绝热过程，Q = 0， Q 确定； W =U， W和 U 也确定。

4.试依照可逆过程的特点指出以下过程哪些是可逆过程？

（1）在室平易大气压力（ kPa ）下，水蒸发为同温同压的水蒸气；

（2）在 K 和大气压力（ kPa ）下，蒸发为同温同压的水蒸气；

（3）摩擦生热；

（4）用干电池使灯泡发光；

（5）水在冰点时凝固成同温同压的冰；

（6）在等温等压下将氮气和氧气混杂。

【答】（ 1）不是可逆过程。（一级）可逆相变过程应该是在可逆温度和压力下的相变过程，

题设条件与之不符，室温下的可逆压力应该小于kPa ，当室温为298 K 时，水的饱和蒸气压为3168 Pa 。（ 2）可能是

可逆过程。（ 3）不是可逆过程。摩擦生热是能量耗散过程。（4）不是可逆过程。无量小的电流不能够将灯泡点亮。

（5）

可能是可逆过程。 273 K 、1 atm 下水能够可逆地形成冰。（6）可能是可逆过程。经过范霍夫平衡箱能够实现可逆混杂。

7. 夏天打开室内正在运行中的电冰箱的门，若亲近门窗（设门窗及墙壁均不传热），可否使室内温度降低？为什么？不能够。

电冰箱属于热机，当电冰箱正常工作时，经过耗资电功，Q1 的热量从冰箱内被取出排放到室内，其值为Q2。依照能量守恒，有 Q 2=Q 1+W1；当打开电冰箱的门，两个热源（室内空气和冰箱内空气）联为一体，称为单一热源。以室内空气为

系统其热力学能变化： U =-Q 1+Q 2=Q 1+ (Q 1+W )= W上式表示室内空气的热力学能变化等于电源的电功值，因此空气

的温度高升。

2.当两个相的温度同样但压力不同样时，两个相能达到平衡吗？若是两相的压力同样而温

度不同样，两相能达到平衡吗？

【解】一般而言，当系统达到热力学平衡时，系统将同时满足热平衡、力平衡、相平衡和化学

平衡。详尽到相平衡，其条件是各物质在两相中的化学势同样。影响化学势的因素有温度和压力，达到相平衡时一般温度

和压力亦相等。若是温度同样，而压力不等同样有达到相平衡的可能，如浸透系统；同样地，在压力同样而温度不同样的

状况下，也应该有达到相平衡的可能性。

5.说明物系点和相点的差异，什么时候物系点和相点是一致的？

【解】物系点表示系统的组成，而相点表示系统相的组成。当系统是单相的时候，两者是重合的

7.如用二氧化碳超临界流体作萃取剂，最低的工作压力是多少？能在室温下进行此操作吗？

【解】二氧化碳的临界参数是Tc =C、pc = MPa ，因此最低压力是MPa 。因

为Tc = C 十分凑近典型的室温值25C，因此CO2超临界流体萃取能够在近室温下操作。

8. 在一高压容器中有足够量的水，向容器中充入氮气压力到10 MPa ，这时还能够

用

Clausius-

Clapeyron方程计算水的沸点吗？

【解】当压力达到10 MPa时，而水的临界压力为MPa ，几乎凑近一般，此时水的体积

不能够忽略，水蒸气也不能够视为理想气体，因此不能够用Clausius-Clapeyron方程计算水的沸点。10.氯仿和甲醇各 50 ％（质量百分数）的系统精馏后，能分别获取纯氯仿吗？

【解】氯仿和甲醇组成恒沸系统，恒沸组成为wCH3OH = ％，精馏能制得纯氯仿

13.请用萃取的原理说明冲刷玻璃仪器时，为什么用少很多次的方法？做萃取操作时，选择

萃取剂的原则是什么？

【解】多次萃取，使翠余相的组成（R1、R2、R3, ）中 A 的含量逐渐降低一致为零（R），若仅一次萃取，翠余相中的 A 的含量为有限值。

选择萃取剂的主要依照以下：（1）萃取剂的选择性要大。塔板数的多少，回流比的大小（它影响到塔径）也与它有亲近

的关系。（2）萃取剂对被分别组分的溶解度要大，这样塔板上的

液体才能形成均相，不会分层。（3）萃取剂的沸点应比被分别组分的沸点高的多，否则萃取剂易从塔顶挥发损失掉4、热牢固性、化学牢固性要好，无毒性，不腐化设备5、回收简单，价廉易得。

14.三组分系统相图中的连接线又称为结线，请问结线的含义是什么？结线和杠杆规则有联 1.

1、原电池和电解池有何不同样？

【答】原电池将化学能转变成电能，而电解池将电能转变成化学能。

2.电解质溶液的导电能力与哪些因素相关？

【答】电解质溶液导电能力与电解质的本性及浓度的相关。

3. 为什么定义电导率还要定义摩尔电导率？两者有什么关系？【答】由于电导率与浓度相关，两者之间的关系为m/c 。

4.电解质溶液的电导测定有何实质意义？

【答】测定电离度、溶度积等。、

5.如何实现化学能向电能的转变？

答】经过化学电源能够实现化学能向电能转变。

6.可逆电池的条件是什么？

【答】（ 1）电极反应可逆（2）电迁移过程可逆

7.如何书写电池表达式？

【答】（ 1）写出电极组成；（ 2）写出影响电池性能的各因素如物质的齐聚状态、浓度、压力等。

8.盐桥的作用是什么？选择盐桥时应注意什么问题？【答】“除掉”液体接界电势。选择盐桥时要注意：（1）扩散电解质不与电极物质反应；（ 2）扩散电解质的溶解度要足够大；（3）扩散电解质阴、阳离子的扩散能力周边。

9.单个电极的电极电势如何确定？

【答】单个电极的电极 - 溶液间电势差无法测定，可是能够确定单个电极的相对电势差。将电极与标准氢电极组成电池，

测定该电池的电动势即该电极的电极电势。若电极进行还原反应，电极电势取正当，若电极进行氧化反应，电极电势取负

值。标准氢电极‖待测电极

10.电池电动势的测量有何应用？测定 pH 等。

11.电极极化产生的原因是什么？

【答】电极产生极化的原因很简单，在于电极过程是很复杂的物理化学过程，各元过程的速率

不一致，从而产生所谓的极化现象。系吗？【解】结线是联系两平衡相的联线。结线两端平衡相组成间的关系由杠杆规则

表达。

2.有两个独立的化学反应，其活化能 Ea ， 1 > Ea， 2，温度对哪个反应的速率影响更大？若两个反应的指前因子相等，哪个

反应的速率常数更大？

【解】活化能大温度影响大。反应1 的速率常数更大

3.大多数化学反应的速率随温度的高升而增大，请用反应速率的碰撞理论讲解这一现象。

【解】温度对碰撞频率基本无影响，温度高升时，有效分数增大，因此速率随温度高升而增大。

4. Arrhenius公式中的 Ea 、碰撞理论中的Ec 和过渡态中的H ? 的物理意义是什么？他们可否与温度相关？

【解】 Ea 指活化能，一般用Tolman 的统计讲解说明其物理意义；Ec 指发生反应需战胜的最低能量；H ? 指过渡态

和反应物的能量差。 Ea 基本与温度没关， Ec 与温度没关，H ? 与温度相关。

5. 合成氨的反应是一个放热反应，降低反应温度有利于提高转变率，但实质生产中这一反应都是在高温高压和有催化剂存

在的条件下的进行的，为什么？【解】反应条件的选择的原因在于提高反应速率。

1、什么是表面 Gibbs 能？什么是表面张力？他们之间有什么异同和联系？【答】表面 Gibbs 能是表面积增加时，单位面

积 Gibbs 能的增加量，表面张力是单位长度上表面缩短力。对于液体而言，采用合适的单位时，两者数值同样

2. 分别从力和能量角度讲解为什么气泡和小液滴总是呈球形？【答】力：球形时达到力的平衡。能量：球形面积最小。

3. 两根水平放置的毛细管，管径粗细不同样。管中装有少量液体，a管中为润湿性的液体， b 管内为不润湿性液体。问：两

管内液体最后平衡地址在哪处？为什么？

【答】对于 a状况，设左侧细管的半径和弯液面的曲率半径分别为r1 、R1，右侧的分别r2 、R2，液体和玻璃间的接触

角为θ 1、θ 2，则左、右侧压力差分别为p左 =2σ /R1=2σ /r1cosθ1，p右 =2σ /R2=2σ /r2cos θ 2；r1 p右，故液体将向左侧搬动，高出粗细管的联系处后，直至完满搬动到细管处，此时右侧的管径

r 1r 2， p左p右，此时达到平衡。对于 b状况，同样解析，液体将完满搬动到粗管处。

4、在装有部分液体的毛细管中，将其一端小心加热时，问：a润湿性液体， b不润湿性液体，各向毛细管哪一端搬动？

为什么？答】对 a 状况p左 =2σ 1/R=2σ 1/r cos θ；p右 =2σ2/R=2σ2/r

cosθ，加热使得σ 2<σ1，因此p左< p

右，液体向左搬动。对于b状况，压力方向相反，p 左