盛世清北十余年专注清北硕博辅导的经验来看，清华大学 837 - 物理化学考试向来以题型丰富、考查深入且紧密结合理论与实践而著称。2021 年的真题试卷更是充分体现了这一特点，它不仅涵盖了物理化学的多个核心知识点，还通过不同题型对考生的知识掌握程度、分析能力和计算能力进行了全面且细致的考察。对于备考清华化学工程与技术专业的考生而言，深入剖析这份真题，把握其命题规律和考查重点，无疑能为备考之路指明方向，提高复习效率。接下来，我们将对 2021 年清华大学 837 - 物理化学真题进行详细解读。

单选题深度剖析

单选题部分虽然只能记起一部分题目，但这些题目依然能反映出考试对基础知识的重视以及对知识灵活运用的考查。

理想气体绝热压缩做功问题：理想气体由相同的初始状态经绝热可逆压缩和绝热不可逆压缩到相同的体积，哪种途径需要做功更多。此题考查了绝热过程做功的特点。绝热可逆过程是理想化的过程，系统与外界无热量交换且始终处于平衡态，其做功效率更高。而绝热不可逆过程存在摩擦等不可逆因素，会有一部分能量以热的形式耗散。所以绝热可逆压缩需要做功更多，答案选 A。这提醒考生在复习热力学过程中，要深入理解可逆与不可逆过程的区别以及它们对做功和能量转换的影响。

铝热反应内能变化问题：一种铝热反应在完全绝热的刚性容器中进行，反应前后系统的内能变化。由于容器是刚性的，体积不变，系统与外界无热量交换（绝热），根据热力学第一定律，内能的变化只取决于系统与外界的功和热的交换。在此情况下，内能不变，答案选 C。这考查了考生对热力学第一定律的理解和应用，以及绝热和刚性容器这两个条件对系统内能的影响。

理想气体温度与分子平均速率关系问题：摩尔数不变的条件下将刚性容器中理想气体的热力学温度升至原来的两倍，气体分子运动的平均速率变化。根据分子动理论，气体分子运动的平均速率与温度的平方根成正比。当温度升至原来的两倍时，平均速率变为原来的√2 倍，答案选 C。这要求考生熟练掌握分子动理论中温度与分子平均速率的关系公式，并能灵活运用。

绝热过程 p - T 图线问题：

系统做绝热膨胀和绝热压缩至相同体积，绝热不可逆膨胀和绝热不可逆压缩对应的 p - T 图线。绝热不可逆过程由于存在不可逆因素，其 p - T 图线与可逆过程不同。通过分析绝热不可逆膨胀和压缩过程中压力和温度的变化关系，可以确定对应的图线。这考查了考生对绝热过程 p - T 图线的理解和绘制能力，以及对可逆与不可逆绝热过程差异的把握。

不可逆热机温熵图问题：

某种热机的工作循环类似于 Carnot 热机，但各步骤都是不可逆的，其循环过程的温熵图(T - S 线)。Carnot 热机是可逆热机，其温熵图是一个矩形。而不可逆热机由于存在熵增，其温熵图会偏离矩形的形状。这考查了考生对热机循环过程以及熵变的理解，以及如何根据热机的可逆性绘制温熵图。

反应速率与时间关系问题：某反应的速率常数已知，反应物 A 的初始浓度为具体数值，在均相恒容反应器中进行，当反应速率衰减为初始速率的 1/4 时，所需要的时间。这涉及到反应动力学中反应速率与时间的关系，需要根据反应级数和速率常数来计算。这考查了考生对反应动力学基本公式的掌握和应用能力，以及对不同反应级数下速率与时间关系的理解。

液体汽化热效应问题：A 液体通过两种方式汽化为同温同压下的 A 蒸汽，一种是直接汽化，热效应为 Qi；一种是先吸附在汽化膜上，再脱附成为蒸汽，热效应为 Q₂，比较 Q₁ 与 Q₂ 的大小。这涉及到物质状态变化过程中的能量变化，需要考虑吸附和脱附过程对热效应的影响。这考查了考生对物质汽化过程以及能量变化的理解，以及对不同汽化方式能量差异的分析能力。

液态水节流膨胀问题：120°C、300MPa 的液态水节流膨胀至 100kPa，液态水的状态变化。节流膨胀是一个等焓过程，需要考虑液态水在不同压力下的相态变化。这考查了考生对节流膨胀过程以及水的相图的理解，以及对液态水在不同条件下相态变化的判断能力。

绝热容器中物质混合问题：向盛有 1kg 水和 1kg 冰的绝热容器中加入 1kg 乙醇，冰的融化情况。需要考虑乙醇的加入对系统温度的影响，以及冰的熔点与系统温度的关系。这考查了考生对物质混合过程中的能量变化以及相变条件的理解，以及对不同物质混合后系统状态变化的判断能力。

钢瓶放气压力变化问题：钢瓶中装有液化气，拧开阀门，放气过程中压力变化。需要考虑液化气在放气过程中的汽化以及钢瓶内压力与气体量的关系。这考查了考生对气体状态变化以及压力与气体量关系的理解，以及对液化气放气过程中压力变化的分析能力。

蛋白质结构改变熵变问题：蛋白质结构的改变会失去活性，这一过程的熵变 ΔS。蛋白质结构改变通常会导致分子有序度的变化，从而影响熵变。这考查了考生对熵的概念以及蛋白质结构与熵变关系的理解，以及对生物分子结构变化过程中熵变的分析能力。

绝热稳定流反应器出口温度问题：绝热稳定流反应器中发生放热反应 A→B，P 为惰性物质，比较 A 与 P 不同投料比时出口的温度。需要考虑反应放热以及投料比对反应热和出口温度的影响。这考查了考生对化学反应热以及绝热反应过程中温度变化的理解，以及对不同投料比下反应热和出口温度关系的分析能力。

电极电势计算问题：已知 298K 和标准压力下，反应 Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu 的 φ⁰ = 0.34V，Cu⁺ + e⁻ → Cu 的 φ⁰ = 0.52V，求反应 Cu²⁺ + e⁻ → Cu⁺ 的 φ⁰。这涉及到电极电势的计算，需要根据已知反应的电极电势来推导目标反应的电极电势。这考查了考生对电极电势概念以及电极电势计算方法的掌握和应用能力。

气相平衡问题：a 容器内装有少量纯水，b 容器内装有大量的水 - 乙醇溶液(视作理想溶液)，用连通器将两个容器的气相相互连接，达到平衡后的情况。需要考虑理想溶液的性质以及气液平衡原理。这考查了考生对理想溶液以及气液平衡的理解，以及对不同容器气液平衡状态的分析能力。

Langmuir 吸附理论分压计算问题：某气体 A 在石墨烯上吸附，分压 40Pa 时 A 的覆盖度 θ = 0.0005，根据 Langmuir 理论，当 θ = 0.5 时 A 的分压。这涉及到 Langmuir 吸附理论的应用，需要根据吸附等温式来计算分压。这考查了考生对 Langmuir 吸附理论的理解和应用能力，以及对吸附等温式的掌握和运用能力。

分析题深度剖析

分析题部分要求考生对物理化学的基本理论和概念有深入的理解，并能够运用这些知识进行分析和论证。

Langmuir 吸附理论和 BET 吸附理论要点及比较：Langmuir 吸附理论假设吸附是单分子层的，吸附位点均匀分布且吸附和解吸是可逆的；BET 吸附理论则考虑了多分子层吸附，认为吸附质可以在已吸附的分子上继续吸附。两者的不同之处在于吸附层数的假设以及吸附等温式的形式。这考查了考生对两种吸附理论的理解和比较能力，以及对吸附理论在实际应用中的认识。

理想气体化学势表达式证明相关公式：由理想气体化学势的表达式出发，证明 pV = nRT 和 Cp - Cv = nR。这需要考生熟练掌握理想气体化学势的表达式以及热力学基本公式，通过合理的推导和数学运算来完成证明。这考查了考生对热力学公式的推导能力和对理想气体性质的理解。

热力学第二定律和 Le Chatelier 原理评价：简述热力学第二定律和 Le Chatelier 原理，并评价有人认为 Le Chatelier 与热力学第二定律等价的看法。热力学第二定律是关于能量转换方向和熵增的定律，而 Le Chatelier 原理是关于化学平衡移动的原理。两者虽然有一定的联系，但并不等价。这考查了考生对两个重要原理的理解和区分能力，以及对不同原理之间关系的分析能力。

滑冰刀刃厚度与摩擦的热力学分析：用热力学的观点分析，滑冰时为了减小摩擦，刀刃应该厚一些还是薄一些。需要考虑刀刃厚度对接触面积、压力分布以及摩擦生热的影响，从热力学的角度分析如何减小摩擦。这考查了考生运用热力学知识解决实际问题的能力，以及对摩擦现象的热力学分析方法。

相图分析及步冷曲线绘制：

对给定的相图进行分析，标明各区域的相态、相数、自由度，并画出 ab 两条虚线处的步冷曲线。这需要考生熟练掌握相图的分析方法和步冷曲线的绘制原理，能够根据相图的变化趋势准确绘制步冷曲线。这考查了考生对相图和步冷曲线的理解和应用能力。

计算题深度剖析

计算题部分重点考查考生的计算能力和对物理化学公式的运用能力。

乙苯脱氢制苯乙烯转化率计算：600℃时乙苯脱氢制苯乙烯的平衡常数 K⁰ = 0.178，在等温等压下反应，计算乙苯和水蒸气按不同投料比时的转化率，并比较原因。这涉及到化学平衡的计算，需要根据平衡常数和投料比来建立方程求解转化率。同时，要分析不同投料比对转化率的影响原因。这考查了考生对化学平衡计算方法的掌握和应用能力，以及对投料比与转化率关系的分析能力。

理想气体绝热膨胀过程热力学量计算：计算 300℃的 2mol 理想气体在 100kPa 的等外压下绝热膨胀至平衡过程的 Q、W、ΔU、ΔH。这需要考生熟练掌握理想气体状态方程、热力学第一定律以及绝热过程的性质，通过合理的计算步骤求出各个热力学量。这考查了考生对热力学基本公式和绝热过程的理解和计算能力。

完全不互溶液体蒸馏计算：a、b 两种液体完全不互溶，已知纯 a 和纯 b 的蒸气压、摩尔质量，计算气相中 b 物质的摩尔分数以及对 a、b 混合液体进行蒸馏时蒸出 1kg a 需要多少 kg 的 b。这涉及到完全不互溶液体的蒸气压和蒸馏计算，需要根据拉乌尔定律和蒸馏原理进行计算。这考查了考生对完全不互溶液体性质的理解和蒸馏计算方法的掌握能力。

连续反应浓度表达式推导：连续反应 A→I→P(两步的速率常数为 ki、k₂)，开始时反应器中只有 A，推导 P 物质的浓度随时间的表达式，并说明推导时所作的近似。这涉及到连续反应的动力学推导，需要根据反应速率方程建立微分方程，并通过合理的近似求解。这考查了考生对反应动力学推导方法的掌握和应用能力，以及对近似处理的理解。

结语

2021 年清华大学 837 - 物理化学真题全面且深入地考查了考生对物理化学知识的掌握程度、分析能力和计算能力。通过对这份真题的详细解读，我们可以看到考试不仅注重基础知识的考查，还强调知识的灵活运用和解决实际问题的能力。考生在备考过程中，要扎实掌握物理化学的基本概念、原理和公式，注重知识之间的联系和综合运用，通过大量的练习题和真题来提高自己的解题能力和应试水平。同时，要关注学科的前沿动态和实际应用，拓宽自己的知识面和视野。盛世清北希望广大考生能够从这份真题解读中汲取经验，制定科学合理的备考计划，在考试中取得优异的成绩，实现自己的考研梦想。