物理化学面试常问简答题

1、1.一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、右室气体的压力到达平衡。假设以全部气体作为系统，那么DU、Q、W 为正？为负？或为零？答：因为容器时刚性的，在不考虑存在其他功德作用下系统对环境所作的功= 0 ；容器又是绝热的，系统和环境之间没有能量交换，因此Q=0，根据热力学第一定律DU = Q W，系统的热力学能热力学能变化DU = 0。3.假设系统经以下变化过程，那么 Q、W、Q + W 和U 各量是否完全确定？为什么？1使封闭系统由某一始态经过不同途径变到某一终态2假设在绝热的条件下，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整

2、描述，包括过程的始态、终态和过程所经历的具体途径，因此仅仅给定过程的始、终态不能完整地说明该过程。Q、W 都是途径依赖path-dependent量，其数值依赖于过程的始态、终态和具体途径，只因为 Q + W = DU，只要过程始、终态确定，那么DU 确定，因此 Q + W 也确定。2在已经给定始、终态的情况下，又限定过程为绝热过程，Q = 0，Q 确定；W = DU，W和DU 也确定。4.试根据可逆过程的特征指出以下过程哪些是可逆过程？ 1在室温和大气压力101.325 kPa下，水蒸发为同温同压的水蒸气；2在 373.15 K 和大气压力101.325 kPa下，蒸发为同温同压的水蒸气；3

3、摩擦生热；4用干电池使灯泡发光；5水在冰点时凝结成同温同压的冰；6在等温等压下将氮气和氧气混合。【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 101.325 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。无穷小的电流不能将灯泡点亮。5可能是可逆过程。273 K、1 atm 下水可以可逆地形成冰。6可能是可逆过程。通过范霍夫平衡箱可以实现可逆混合。7.夏天翻开室内正在运行中的电冰箱的门，假设紧密门窗设门窗及墙壁均不传热，能否使室内

4、温度降低？为什么？不能。电冰箱属于热机，当电冰箱正常工作时，通过消耗电功，Q1 的热量从冰箱内被取出排放到室内，其值为 Q2。根据能量守恒，有 Q 2=Q 1+W1；当翻开电冰箱的门，两个热源室内空气和冰箱内空气联 为一体，称为单一热源。以室内空气为体系其热力学能变化：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，因此空气的温度升高。2.当两个相的温度相同但压力不同时，两个相能到达平衡吗？如果两相的压力相同而温度不同，两相能到达平衡吗？【解】一般而言，当系统到达热力学平衡时，系统将同时满足热平衡、力平衡、相平衡和化学平衡。具体到相平衡，

5、其条件是各物质在两相中的化学势相同。影响化学势的因素有温度和压力，到达相平衡时一般温度和压力亦相等。如果温度相同，而压力不等同样有到达相平衡的可能，如渗透系统；同样地，在压力相同而温度不同的情况下，也应该有到达相平衡的可能性。5.说明物系点和相点的区别，什么时候物系点和相点是统一的？【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 = 31.26 C、pc = 7.2 MPa，因此最低压力是 7.2 MPa。因为 Tc = 31.26 C 十分接

6、近典型的室温值 25 C，因此 CO2 超临界流体萃取可以在近室温下操作。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？结线和杠杆规那么有联1. 1、原电池和电解池有何不同？ 【答】原电池将化学能转化为电能，而电解池将电能转化为化学能。 2.电解质溶液的导电能力与哪些因素有关？ 【答】电解质溶液导电能力与电解质的本性及浓度的有关。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】因为电导率与浓度有关，两者之间的关系为m/c 。4.电解质溶液的电导测定有何实际意义？【答】测定电离度、溶度积等。、5.如何实现化学能向电能的转化？ 答】通过化学电源可以实现化学能向电能

7、转化。 6. 可逆电池的条件是什么？【答】1电极反响可逆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聚集状态、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】“消除液体接界电势。选择盐桥时要注意：1扩散电解质不与电极物质反响；2扩散电解质的溶解度要足够大；3扩散电解质阴、阳离子的扩散能力相近。 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，但是可以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。假设电极进行复原反响，电极电势取正值，假设电极进

8、行氧化反响，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】结线是联结两平衡相的联线。结线两端平衡相组成间的关系由杠杆规那么表达。2.有两个独立的化学反响，其活化能 Ea，1 Ea，2，温度对哪个反响的速率影响更大？假设两个反响的指前因子相等，哪个反响的速率常数更大？【解】活化能大温度影响大。反响 1 的速率常数更大 3.大局部化学反响的速率随温度的升高而增大，请用反响速率的碰撞理论解释这一现象。【解

9、】温度对碰撞频率根本无影响，温度升高时，有效分数增大，所以速率随温度升高而增大。4. Arrhenius 公式中的 Ea、碰撞理论中的 Ec 和过渡态中的 DH 的物理意义是什么？他们是否与温度有关？【解】Ea 指活化能，一般用 Tolman 的统计解释说明其物理意义；Ec 指发生反响需克服的最低能量； DH 指过渡态和反响物的能量差。Ea 根本与温度无关，Ec 与温度无关， DH 与温度有关。5.合成氨的反响是一个放热反响，降低反响温度有利于提高转化率，但实际生产中这一反响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】反响条件的选择的原因在于提高反响速率。1、什么是外表 Gib

10、bs 能？什么是外表张力？他们之间有什么异同和联系？【答】外表Gibbs 能是外表积增加时，单位面积Gibbs 能的增加量，外表张力是单位长度上外表紧缩力。对于液体而言，采用适当的单位时，两者数值相同2.分别从力和能量角度解释为什么气泡和小液滴总是呈球形？【答】力：球形时到达力的平衡。能量：球形面积最小。能量：由拉普拉斯公式可以解释自由液滴为何总成球形：假设液滴为不规那么形状，那么会因液滴外表各处的曲率半径不同而试各处收到附加压力的大小与方向也各部相同，这些力最终使液滴成球形。3.两根水平放置的毛细管，管径粗细不同。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

11、最后平衡位置在何处？为什么？ 【答】对于 a 情形，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1、2，那么左、右侧压力差分别为 p左 =2/R1=2/r1 cos1=， p右 =2/R2=2/r2 cos2；r1p右 ，故液体将向左侧移动，越过粗细管的联结处后，直至完全移动到细管处，此时右侧的管径r1 = r2 ，Dp左 = Dp右 ，此时到达平衡。对于 b 情形，同样分析，液体将完全移动到粗管处。4、 在装有局部液体的毛细管中，将其一端小心加热时，问：a 润湿性液体，b 不润湿性液体，各向毛细管哪一端移动？为什么？答】对 a 情形p左

12、=21/R=21/r cos；p右=22/R=22/r cos，加热使得21，所以p左p右，液体向左移动。对于 b 情形，压力方向相反，p左p右 ，液体向右移动5、 毛细管现象的运用。如农民锄地，不但可以铲除杂草，还可以破坏土壤中的毛管，防止土壤中的水分眼毛细管上升到地表蒸发，起到保湿作用；棉布纤维的空隙，由于毛细作用而吸收汗水可以保持使用者的干爽舒适。6.什么是接触角？哪些因素决定接触角的大小？如何用接触角来判断固体外表的润湿状况？【答】当液体在固体外表处于平衡状态，从固-液界面经过液体到气-液界面的最小角度称为接触角。影响接触角的因素主要有两方面：1接触角滞后；2外表不洁。用接触角判断固体

13、外表润湿状况方法是：以 90为界，小于 90润湿，大于 90不润湿。7.纯液体和溶液各采用什么方法来降低外表能使体系稳定？【答】纯液体的主要方法是尽量使外表积最小，因此液体一般是球形。溶液除了改变外表积外，还可以调整气-液外表的组成，直接降低界面张力。 8.外表活性剂分子的结构有什么特点？他的结构特征和其降低外表张力的特性之间有什么联系？【答】外表活性剂分子具有双亲结构。双亲结果的外表活性剂分子排列在气-液界面上，以低界面张力外表活性剂-气体、和外表活性剂-溶液界面取代高界面张力的气-液界面，到达降低体系能量的目的，这就是外表活性剂降低外表张力的原理。 9.外表活性剂有很多重要作用。你用过哪些

14、外表活性剂？用外表物理化学的原理解释他们所起的作用。【答】比方洗涤剂就是常用的外表活性剂。洗涤剂的洗涤作用很复杂不是简单的几句话可以解释清楚的，但至少和润湿、增溶、起泡、乳化等有关。10. 固体外表的吸附现象可分为物理吸附和化学吸附，他们之间有何异同？【答】关键在于相互作用时力的性质有关，当发生电子的转移或共有时一般认为是化学吸附，否那么就是物理吸附。11. 使用 BET 公式测定固体比外表时，被测气体的相对压力要控制在 0.05 0.30 之间，这是为什么？【答】 p/p0 0.35时，由于吸附层数有限，计算值比实验值大。1.何为纳米材料？纳米材料有何特性？有哪些应用？【答】纳米材料是指纳米

15、粒子组成的材料，类有有纳米粉体、纳米膜材料、纳米晶体和纳米块等等。纳米材料的主要特性有：1小尺寸效应；2外表效应；3量子尺寸效应；4宏观量子隧道效应。 2.胶粒发生 Brown 运动的本质是什么？这对溶胶的稳定性有何影响？【答】Brown 运动是分子热运动的宏观表达。Brown 运动使系统浓度分布均匀，对抗聚沉，有利于系统的稳定。 3.有 A、B 两种透明液体，其中一种是真溶液，另一种是溶胶，问可用哪些方法鉴别？ 【答】观察 Tyndall 效应。4. 燃料油中常需要参加少量油溶性的电解质，为什么？【答】消除电动现象产生的电动势，防止隐患发生。5.试解释：1做豆腐时“点浆的原理是什么？哪几种盐

16、溶液可作为卤水？哪种盐溶液聚沉能力最强？2江河入海处，为什么常形成三角洲？3明矾为何能使混浊的水澄清？【答】1点浆是使蛋白质聚沉。常用的盐溶液有 CaSO4 和 MgCl2。2海水中富含电解质，使水中的胶质聚沉。3明矾中 Al3+水解形成 Al(OH)3 溶胶带正电，可以中和水中负电性胶质，从而使水质澄清。6.什么情况下大分子化合物对溶胶具有保护作用和絮凝作用，为什么？【答】少量足量 絮凝作用保护作用8.请举出向系统中参加惰性气体，提高化学反响产物收率的实例。【答】873 K 下，乙苯脱氢制备苯乙烯，平衡转化率为 38.9。当通入乙苯 ：水蒸气= 1 ：9 的原料气时，平衡转化率为 72.8。

17、1、 为什么热汤比热水温度高汤的沸点比水的高，我们知道液体到达沸点之后温度保持不变除非变成气态同样是沸汤与沸水，汤的沸点比水的高所以汤的温度高。与此类似的，表演油锅伸手，其实用的是醋，因为醋沸点很低，看起来沸腾很剧烈，但温度很低2、 下雪时为什么要在地上撒盐混合物的溶沸点比纯洁水的溶沸点低，更易液化溶化，在地上撒盐课形成溶液，使得溶液饱和蒸气压下降拉乌尔定律。使其熔点降低，并更易熔化。同样一些汽车防冻液也是此原理，降低液体的熔点，不易凝固4.去污原理去污一般包括三种1靠物质的吸附性，吸附小颗粒属于物理性质比方活性炭，明矾明矾溶于水，水解成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体吸附性大，该去污是可逆的；2强

18、氧化物质常用的洗衣粉，洗洁精，成分就是次氯酸钠或次氯酸钙，他们与二氧化碳反响生成次氯酸，具有强氧化性，可以去污，该去污不可逆；3运用某些物质与有颜色的物质反响生成无色物质如二氧化硫可是品红退色，干过程也是可逆的，假设加热退色后的溶液，溶液又恢复红色6. 天空是蓝色的原因？雾天行驶车辆必须用黄灯？1：由瑞利散色公式可知，散色强度与入射光波长的4次方程反比，波长越短，光散射越多。七色光中红橙黄绿蓝靛紫波长一次减小，所以云散射大多数蓝紫光，天空就先蓝色了。而波长较长的黄色光那么因被散射少而透过多。7、根据熵函数的物理意义，定性判断变化过程的熵变大于零或小于零 S气S液S固，物质从固态经液态到气态，系

19、统中大量分子有序性减少，分子运动的混乱程度依次增加，熵值增加；S高温S高压，当物质温度升高时，分子热运动增强，分子的有序性减少，混乱程度增加，熵值增加；S低压S高压，气体物质，降低压力那么体积增大，分子在增大的空间中运动，分子的有序性减少，混乱增加，熵值增加；Smix0，两种气体的扩散混合，混合前就其中某种气体而言，运动空间范围较小，混合后，其运动空间范围增大，因此混合后气体空间分布比拟无序，混乱程度增大，熵值增加。14、温度、压力和惰性气体对化学平衡移动的影响温度：对于rHm=0的反响，温度对K无影响；对于吸热反响(rHm0)，K随温度增加而增加；对于放热反响(rHm0)，K随温度增加而减小

20、压力：aA+dD=gG+hH，K=Kx(p/p)vv=(g+h)-(a+d)。当v0时，假设p增大，那么Kx减小，增加压力对体积变大的反响不利，平衡向左移；当v0时，假设p增大，那么Kx增大，增加压力对体积变小的反响有利，平衡向右移；当v=0时，假设p增大，那么Kx不变，即对平衡无影响惰性气体：(1)反响体系的总压恒定:当体系的总压恒定时,参加惰性气体会降低反响组分的压力,这种效应与降低反响体系的压力的效应是一样的,故可以用前面所介绍的结果对此作同样的分析.(2) 体系的体积恒定:此时参加惰性气体会使体系的总压升高,但对于体系中的反响组成而言,其分压之和并没有改变,故化学平衡不会移动.但当反响

21、体系为非理想气体时,在等容条件下参加惰性气体有可能改变分压组分的逸度系数,故体系的平衡也可能会移动.但在一般情况下,可以不考虑惰性气体的影响.15、三相点指的是三根曲线的交点，它严格规定了气固液三相平衡时的条件；冷冻枯燥是指在纸杯粉针注射剂时，先将盛有药物水溶液的敞口安瓿，用快速深度冷冻方法，短时间内全部凝结成冰，同时将系统压力降至冰的胞核蒸汽压一下，使冰升华除去溶剂，封口便得可长时间储存的粉针剂的枯燥方法17、精馏操作所以能提纯液相混合物的原因。在一般情况下液态混合物的蒸汽压可看组能遵守道尔顿定律的理想混合气体，那么pA=yAp,pB=yBp.代入pA=pAxA,pB=pBxB，得yA/xA

22、=pA/p yB/xB=pB/p。假设pApB，亦即纯液体A比B容易挥发，另因pAppB，得出yAxA,yBxB。这说明在相同温度下有较高蒸汽压的易挥发组分A，在气相中的浓度要大于在液相中的浓度，对于有较低蒸汽压的难挥发组分B在相反。18、药物配伍应注意的问题：两种固体药物的低共熔点如果接近室温或在室温以下，便不宜混在一起配方，以防形成糊状物或呈液态。19液体为什么能在毛细管内上升或下降呢?液体外表类似张紧的橡皮膜,如果液面是弯曲的,它就有变平的趋势.因此凹液面对下面的液体施以拉力，凸液面对下面的液体施以压力.浸润液体在毛细管中的液面是凹形的,它对下面的液体施加拉力,使液体沿着管壁上升,当向上

23、的拉力跟管内液柱所受的重力相等时,管内的液体停止上升，到达平衡.20、胶体是不是热力学稳定系？溶胶稳定的原因是什么？不是。动力稳定性，聚结稳定性，溶剂化的稳定作用21、洗衣粉洗衣服的去污作用洗衣粉的主要成分是外表活性剂。外表活性剂的去污作用与润湿、起泡、增溶和乳化作用密切相关。水中参加洗涤剂之后，洗涤剂中的憎水基团吸附在污物和固体外表，从而降低了污物与水及固体与水的界面张力，通过机械振动等方法使污物从固体外表脱落，洗涤剂分子在污物周围形成吸附膜而悬浮在溶液中的同时，也在洁净的固体外表形成吸附膜而防止污物重新沉积。解释用AgI人工降雨的原理及沸石原理。高空中没有灰尘，水蒸气可以到达相当高的过饱和

24、程度而不凝结成水。因此此时高空中的水蒸气压力相对于地面来说已经是过饱和的，但对将要形成的小水滴很难形成。用AgI是高空中形成凝聚核心，是凝聚核心初始曲率半径增大，使相应的饱和蒸汽压小于高空中已有的水汽压力，因此蒸汽会迅速凝结成水.类似的防止加热液体时的暴沸，课事先参加一些沸石、素烧瓷片等含有较大孔的多孔性物质，加热时这些孔中的气体可称为新相种子汽化核心，绕过了产生极微小旗袍的困难阶段，使液体的过热程度大大降低，从而防止了暴沸。解释：为什么在新生成的氢氧化铁沉淀中参加少量的稀三氯化铁溶液，沉淀会溶解？如再参加一定量的硫酸溶液，又会析出沉淀？在新生成的氢氧化铁沉淀中参加少量的稀三氯化铁溶液，氢氧化

25、铁固体外表优先吸附溶液中的三价铁离子而形成双电层结构的胶粒，使沉淀溶解为溶胶，这种现象称为胶溶作用。参加的三氯化铁是稳定剂。当再参加一定量的硫酸盐时，有较多的与胶粒带相反的硫酸根离子进入吸附层，双电层厚度变薄，致使溶胶聚沉。什么是胶体分散系统？根本特性?一种或几种物质分散到另一种时所形成的系统；分散性2、 在以KI和AgNO3为原料制备AgI溶胶时，或者使KI过量，或者使AgNO3过量，两种情况所制得的AgI溶胶的胶团结构有何不同？胶核吸附稳定离子有何规律？解： (AgI )m 胶核在KI过量作稳定剂时吸附I-离子，AgNO3过量时那么吸附Ag+离子。胶核吸附离子的规律是首先吸附使胶核不易溶解

26、的离子及水化作用较弱的负离子。3、 胶粒发生 Brown 运动的本质是什么？这对溶胶的稳定性有何影响？解：Brown 运动的实质是质点的运动。提高溶胶的稳定性。4、 Tydall 效应是由光的什么作用引起的？其强度与入射光波长有什么关系？粒子大小范围落在什么区间内可以观察到 Tydall 效应？为什么危险信号要用红灯显示？为什么早霞、晚霞的色彩特别鲜艳？解：Tydall 效应是由光的散射作用引起的，其强度与入射光的波长的四次方成反比。离子范围在 1-100nm 之间可以观察到 Tydall 效应。危险信号用红光的波长最长，因此其散射的强度最小，而早霞和晚霞是由于白光经过散射，其中兰色与紫色散射

27、作用最强，而透过的光那么呈橙红色。5、 电泳和电渗有何异同点？流动电势和沉降电势有何不同？这些现象有什么应用？解：电泳是在外加电场下，胶体离子在分散介质中作定向移动称为电泳。电渗是在外加电场下，分散介质会通过多空膜或极细的毛细管而移动，即固相不动而液相移动。电泳可以用来别离蛋白质。8、 大分子溶液和憎液溶胶有哪些异同点？对外加电解质的敏感程度有何不同？解：大分子溶液与溶胶的相同点：胶粒大小 1-100nm，不能通过半透膜。不同点：大分子是热力学稳定体系，而溶胶不是，大分子 Tydall 现象不明显，而溶胶明显。对于外加电解质，大分子溶液不敏感，大量电解质会盐析。而溶胶敏感，参加少量就会聚沉。9

28、、使用不同型号的墨水，为什么有时会使钢笔堵塞而写不出来？墨水是一种胶体，使用不同的墨水造成墨水成分的混合，破坏胶体的稳定性，出现沉淀，从而堵塞。重金属离子中毒的病人，为什么喝了牛奶可使病症减轻？牛奶也是一种胶体，它也可吸附重金属离子，从而可以使病症减轻。11、憎液溶胶是热力学上的不稳定系统的，但它能在相当长的时间内稳定存在，试解释原因？解：在制备溶胶时必须有稳定剂存在，另一方面，由于溶胶粒子小，Brown 运动剧烈，同时兼备聚沉稳定性和动力稳定性。所以可以在很长时间内稳定存在。 12、试从胶体化学的观点解释，在进行重量分析时为了使沉淀完全，通常要参加相当数量的电解质非反响物或将溶液适当加热。解：参加大量的电解质使胶体完全的聚沉下来，使沉淀完全，通过加热也可以破坏胶体的稳定，从而胶体完全的沉淀下来。 13、 何谓乳状液？有哪些类型？乳化剂为何能使乳状液稳定存在？通常鉴别乳状液的类型有哪些方法？其根据是什么？何谓破乳？何谓破乳剂？有哪些常用的破乳方法？解：乳状液是指两种液体所构成的分散体系，一种液体是水或水溶液，而另一种是与水互不相溶的有机液体。乳化剂使由机械分散的液