第八章第九章物理化学
第八章电解质溶液
4.在 298K 时，用 Ag∣ AgCl 为电极，电解KCl 的水溶液。通电前溶液中KCl 的质量分数为ω
（K Cl） =1.4941*10 -3 , 通电后在质量为 120.99g 的阴极部溶液中ω（ KCl） =1.9404*10 -3，串联在电路中的银库伦计有160.24mg 的 Ag(s) 沉积出来。试分别求K+和 Cl ˉ的迁移数。
解：通电后，阴极部含K+的物质的量为
n 终 ==-3
mol=3.149*10 mol
通电前后，阴极部水的量不变。则可设通电前阴极部溶液的质量为m,
通电前： m水 =m-m*ω（ KCl ） = m-m*1.9404*10 -3
通电后： m水 = m-m*ω（ KCl） =120.99-
-3
120.99*1.9404*10
则有： m-m*1.9404*10 -3 =120.99-120.99*1.9404*10-3
得： m =
故：通电前阴极部KCl 的质量为
m KCl= m*ω（ KCl） =*1.4941*10-3=0.1807g
（）
则通电前，阴极部含K+的物质的量为
n 始 ==mol= 2.424*10-3mol
通电前后，阴极部K+的物质的量的变化仅是由K+的迁入所引起的
由n 终= n 始 + n 迁- n 电得：
n 迁= n 终 - n 始 + n 电 = 3.149*10-3mol-2.424*10-3 mol+0 = 7.25*10-4 mol
由库伦计可得：
n 电 ==mol=1.485*10 -3 mol
所以 K+和 Cl -的迁移数分别为：
t(K +)===0.49
t(Cl-)= 1-0.49=0.51
6．以银为电极点解氰化银钾（KCN+AgCN）溶液时， Ag(s) 在阴极上析出。每通过1mol 电子的电荷量，阴极部失去 1.40mol的 Ag+和 0.80mol 的 CN-，得到 0.60mol的 K+。试求：
（1）氰化银钾络合物的化学表示式[Ag n(CN)m] z-中 n,m,z 的值。
（2）氰化银钾络合物中正负离子的迁移数。
解：（ 1）通电时，配离子移向阳极，每通过1mol 电子的电荷量，应有1mol Ag+在阴极还原
析出，据题意，则有（ 1.4-1.0）mol 的 Ag+与 CN-配合称负离子移向阳极，同时，阴极部失
去 0.8mol 的 CN-，所以 :
=故： n =1,m = 2,z =1
(2) 由题意可知：n 电 =1mol,n迁=0.6mol,故 :
t(K+)==0.6
-+
t[Ag(CN) 2] =1-t(K )=1-0.6=0.4
8.298K 时，在用界面移动法测定离子迁移数的迁移管中，首先注入一定浓度的某有色离子
溶液，然后在其上面小心的注入浓度为
的分界面。通入11.54 mA 的电流，历时0.01065 mol/dm 3的 HCl 水溶液，使其间形成一明显22 min ，界面移动了15cm。已知迁移管的内径为
1.0cm,试求H+的迁移数。
解： H+迁移的物质的量为：
n 迁= CV =C*(π r 2)*h=0.01065*103*3.1415*(0.5*10-2 ) 2*15*10-2 mol=1.255*10-4 mol 则， H+的迁移数为：t(H +)====0.795
11. 用实验测定不同浓度KCl 溶液的电导率的标准方法为
导池中分别盛以不同液体并测其电阻。当在 (1) 中盛 Hg(l):273.15K 时，在（ 1），（ 2）两个电时，测得电阻为0.99895 Ω [1 Ω是
273.15K 时，截面积为 1.0mm2,长为 1062.936mm的 Hg(l) 的电阻 ] 。当（ 1）和（ 2）中均盛以浓度约为 3mol/dm3 的 H2SO4溶液时，测得（ 2）的电阻为（ 1）的 0.107811 倍。若在（ 2）中盛以浓度为 1.0mol/dm3 的 KCl 溶液时，测得电阻为 17565Ω 。试求：
（ 1）电导池（ 1）的电导池常数。
（ 2）在 273.15K 时，该 KCl 溶液的电导率。
解：（ 1）由 R=ρ *Hg的电阻率ρ==
-7
Ω/m=9.408*10 Ω /m
则对于电导池（ 1）有： R=ρ=ρ *K cell(1) =9.408*10 -7Ω/m *K cell(1) =0.99895 Ω
得： K cell(1)=1.062*10 6m-1
(2) 由 K =κ *R 得且两电导池溶液相同则κ =κ
2
cell1
== ==
5-1
得K cell(2) =1.145*10 m
则，在 273.15K 时，该 KCl 溶液的电导率为
κ ==S/m=6.519 S/m
14. 在某电导池中先后充以浓度为0.001mol/dm3的 HCl,NaCl 和 NaNO, 分别测得电阻为468
3Ω， 1580Ω和 1650Ω 。已知 NaNO3溶液的摩尔电导率为-22-1
,
Λ m（ NaNO3）=1.21*10S﹒ m﹒ mol
设这些都是强电解质，其摩尔电导率不随浓度而变。试计算：（1）浓度为 0.001mol/dm 3的 NaNO3溶液的电导率。
(2)该电导池的常数 K cell。
(3) 此电导池如充以浓度为
-33HNO3溶液的摩尔
电
0.001mol ﹒ dm HNO溶液时的电阻及该
导率。
解：（ 1） NaNO溶液的电导率为：
3
-23-1-2-1
κ =Λ m（ NaNO） *c =1.21*10 *0.001*10S ﹒ m =1.21*10S﹒ m
3
(2) 电导池常数为：
K cell33-2*1650 m-1=19.97-1
= κ（ NaNO） * R（ NaNO） =1.21*10m
+-+-+-
）]-
(3) Λm（ HNO3）=Λ m(H )+ Λ m（ NO3）=[ Λ m(H)+ Λ m(Cl)]+[ Λ m（ Na ）+Λ m（ NO3
[ Λ m（ Na+） +Λ m(Cl- )]= Λ m（HCl） +Λm（ NaNO3） - Λ m（NaCl）其中：
Λ m（ HCl） ===
2-1
=4.27*10
-22-1 S ﹒ m﹒ mol S﹒ m﹒ mol
Λ m（ NaCl）===
2-1
=1.26*10
-22-1 S ﹒ m﹒ mol S﹒ m﹒ mol
故：Λ m（ HNO3） =Λ m（ HCl） +Λ m（ NaNO3） - Λ m（NaCl）
=4.27*10
-22-1
+1.21*10
-22-1
-1.26*10
-22-1 S ﹒ m﹒ mol S﹒ m﹒ mol S ﹒ m﹒ mol
=4.22*10
-22-1
S﹒ m﹒ mol
则 R（ HNO）====473 Ω3
15.298K 时测得 SrSO4饱和水溶液的电导率为κ（SrSO4）=1.482*10-2-1
S﹒ m , 该温度时水的电
2
=1.496*10-4-14
导率为κ（H O）S﹒ m ，试计算在该条件下SrSO 在水中的饱和溶液的浓度。解：由题可知：
κ（ SrSO4） =κ（溶液）- κ（ H2O）=（1.482*10-2
-1.496*10
-4-1-2-1
）S﹒ m =1.467*10S﹒ m
同时有：
-2-1 444） =1.467*10S ﹒ m
κ（ SrSO）=Λ m（SrSO） *c （ SrSO
其中：
2+2-
（ 59.46*10-4-4
Λ m（ SrSO4）=2Λ m（ SrSO4）=2[ Λ m（ Sr ）+Λ m（ SO4 ）]=2+79.8*10）
2-1
=2.785*10-22-1
S﹒ m﹒ mol S﹒ m﹒ mol
故： c（ SrSO4）==
-3-3 mol ﹒m =0.5268 mol ﹒ m
+-
18.根据如下数据，求 H2O（ l ）在 298K 时解离城 H 和 OH并达到平衡时的解离度和离子积常
Θ
, 已知 298K 时，纯水的电导率为κ（ H2O） =5.5*10-6-1∞+-2
数 K w S﹒ m，Λ m（ H ）=3.498*10S﹒
2-1∞--22-1
，水的密度为-3
m﹒mol，Λ m（ OH） =1.98*10S ﹒m﹒ mol997.09kg ﹒ m
解：纯水的无限稀释摩尔电导率为：
∞ （ H 2O ） ∞ + ∞ - -2
+1.98*10-2 2 -1
Λm =
Λ m （ H ） +Λ m （ OH ） =（ 3.498*10 ） S ﹒ m ﹒ mol
=5.478*10 -22
-1
S ﹒ m ﹒ mol
纯水的摩尔电导率为：
m
2
= =
2
﹒ mol -1 =9.94*10 -112﹒ mol -1
Λ （HO ）=
S ﹒ m
S ﹒ m
故水的解离度为：
а =
= =1.815*10
-9
K w Θ = ﹒ =
其中： c(H + - )=c(H 2O)﹒ а =
﹒ а =
*1.815*10 -9 3
)=c(OH
mol ﹒m
=1.004*10
-4
3
-7
3
mol ﹒m=1.004*10
mol ﹒ dm
Θ =
= （ 1.004*10 -7
2
-14
故： K
） =1.009*10 w
19. 在 298K 时，浓度为
3
2220Ω ，
0.01mol ﹒ dm 的 CH 3COOH 溶液在某电导池中测得其电阻为 已知该电导池常数为 K cell =36.7m -1 ，试求在该条件下 CH 3COOH 的解离度和解离平衡常数。
解：由 K =κ ﹒ R
得：
cell
κ （ HAc ） =
=
=1.65*10 -2 -1
S ﹒ m
则： Λm （HAc ） =
=
S ﹒ m 2﹒ mol -1 =1.65*10 -3 S ﹒ m 2﹒ mol -1
∞
∞
+
∞
-
） =（ 3.4982+0.409 ） *10 -2 2 -1
而： Λm （ HAc ） =Λ m （ H ）+Λ m （ Ac S ﹒ m ﹒ mol
=3.9072*10 -2
2
-1
S ﹒ m ﹒mol
故： а=
=
=0.0422
K а Θ = = = 1.86*10
-5
24. 分别计算下列各溶液的离子强度，设所有电解质的浓度均为
0.025mol ﹒ kg -1
(1)NaCl (2)MgCl2 (3)CuSO4 (4)LaCl3
(5)
NaCl 和 LaCl3 的混合溶液，浓度各为
0.025mol ﹒ kg -1
解： I= 2
Σ m B z B
(1) I= (0.025*12+0.025*(-1)2) mol﹒kg-1=0.025mol﹒kg-1
(2) I= (0.025*2 2+0.025*2*(-1)2) mol﹒kg-1=0.75 mol﹒kg-1
(3) I=（0.025*222
+0.025* （ -2 ）） mol ﹒kg -1
=0.10 mol ﹒kg-1
22-1-1
(4) I= （0.025*3 +0.025*3*(-1)） mol ﹒kg=0.15 mol ﹒ kg
(5) I=（0.025*12+0.025*32+0.025*4*（-1）2）mol﹒kg-1=0.175 mol﹒kg-1
25.分别计算下列两个溶液的离子平均质量摩尔浓度m± , 离子平均活度 a±以及电解质的活度
B mol﹒ kg-1
a ，浓度均为 0.01
(1)NaCl(γ
±=0.904)(2)K SO( γ
±
=0.715)
24
(3)CuSO4( γ± =0.444) (4)K3[Fe(CN) 6](γ±=0.571)
解： (1)m++--）1/ ν=（ 0.011*0.0111/2mol ﹒kg-1=0.01 mol﹒ kg-1±=（ mνmν）
a±==0.904*0.01=9.04*10-3
a B±)ν=(9.04*10-3)2=8.17*10-5
=(a
(2)m± =（ m+ν+ m-ν-）1/ν =(0.02 2*0.01 1) 1/3mol﹒ kg-1 =0.01587 mol ﹒ kg-1
a±==0.715*0.01587=1.135*10-2
a B=(a ± ) ν =(1.135*10-2 ) 3=1.462*10 -6
++--
）1/ ν
=(0.01
111/2
mol ﹒ kg
-1
=0.01 mol﹒ kg
-1
(3) m ± =（mνmν*0.01）
a±==0.01*0.444=4.44*10-3
a B±)ν=(4.44*10-32-5
=(a) =1.971*10
(4) m++--）1/ ν=(0.03311/4mol ﹒kg-1-2-1
±
=（mν m ν*0.01)=2.28*10mol﹒ kg a±==0.571*2.28*10-2 =1.302*10 -2
a B=(a±)ν=(1.302*10-2 )4=2.874*10-8
30.在 298K 时，醋酸 HAc 的解离平衡常数为 KΘ =1.8*10 -5，试计算在下列不同情况下醋酸在浓度为 1.0 mol ﹒kg-1时的解离度。
（1）设溶液是理想的，活度因子均为1；
（2）用 Debye-Hückel 极限公式计算出γ±的值，然后再计算解离度。设未解离的醋酸的活度因子均为 1.
解：（ 1）由 K Θ = =1.8*10 -5 ，因解离度很小故分母中的
а 可忽略不计
得： а =4.243*10 -3
（ 2） lg γ ± =-A ∣ z +z - ∣
B
-3
-1 m=am=4.243*10
mol ﹒kg
其中： I=
Σ mz =4.243*10 -3 mol ﹒ kg -1
B B
故： lg γ ±=-A ∣z+z- ∣ =-0.509 ∣1* （ -1 ）∣
=-0.03361
γ ± =0.926
K Θ = =
= = =1.8*10 -5
-3
а=4.58*10
第九章可逆电池的电动势及其应用
1. 写出下列电池中各电极的反应和电池反应 （ 1） Pt ∣ H 2(pH 2) ∣ HCl(a) ∣ Cl 2(pCl 2) ∣ Pt - : H 2（ pH 2）= 2H +（ a ） +2e- +
:Cl 2(pCl 2)+ 2e- =2Cl - (a)
电池反应： H 2（ pH 2） + Cl 2(pCl 2) =2 HCl(a)
（ 2） Pt ∣ H 2(pH 2) ∣ H +（ a H+）‖ Ag +(a Ag+) ∣ Ag(s) - : H 2（ pH 2）= 2H+ （ a H+） +2e-
+ :2
Ag +(a
Ag+
)+ 2e- = 2
Ag(s)
+
+
电池反应： H 2（ pH 2） +2 Ag (a Ag+
)=2H （ a H+） +2 Ag(s)
（ 3） Ag(s) ∣ AgI （ s ）∣ I - (a I- ) ‖Cl - (a Cl- ) ∣ AgCl （ s ）∣ Ag(s)
- : Ag(s)+ I - (a I- )= AgI （s ） + e-
+ :
AgCl （ s ） +e- = Cl - (a Cl- )+ Ag(s)
电池反应： AgCl （ s ） + I - (a I- )= AgI （ s ） + Cl - (a Cl- ) (4)Pb(s) ∣PbSO 4(s) ∣SO 4- (a SO4-) ‖ Cu 2+(a Cu2+) ∣ Cu(s) - : Pb(s)+
SO 4- (a SO4-)= PbSO 4(s)+2e-
+ : Cu2+(a Cu2+ )+2e- = Cu(s)
电池反应 : Pb(s)+ SO4 -
2+
)= PbSO (s)+ Cu(s)
(a
SO4- )+ Cu
(a
Cu2+
4
(5)Pt ∣ H 2(pH 2) ∣ NaOH(a)∣HgO(s) ∣ Hg(l) - : H 2
2
+
2
(pH
)+ 2OH(a)=2H
O(l)+2e-
+ : HgO(s)+ H 2O(l)+2e- = Hg(l)+2
+
OH(a) 电池反应 : H 2(pH 2)+ HgO(s)= Hg(l)+ H 2O(l) (6)Pt ∣ H 2(pH 2) ∣ H +(aq) ∣Sb 2O 3(s) ∣ Sb(s) - : 3H 2 2 +
（ aq ） +6e-
（ pH ） = 6H
+ : Sb
2
O 3(s)+ 6H +(aq)+6e- =2 Sb(s)+3 H2O(l)
电池反应 : 3H 2（ pH 2）+ Sb 2O 3(s)= 2 Sb(s)+3 H 2O(l)
(7)Pt ∣ Fe 3+（ a 1） , Fe 2+（a 2）‖ Ag +(a Ag+) ∣Ag(s)
- : Fe
2+
（ a 2）= Fe 3+（ a 1）+ e-
+ : Ag
+
(a
Ag+
)+ e- =
Ag(s)
电池反应 : Fe 2+（ a 2） + Ag+(a Ag+)= Fe
3+（ a 1） + Ag(s)
+
-
(8)Na(Hg)(a am )
∣ Na (a Na+) ‖ OH(a OH-) ∣HgO(s) ∣ Hg(l)
+
+ :
HgO(s)+ H 2O(l)+2e- = Hg(l)+2OH+( a OH-)
电池反应 : 2 Na(Hg)(a am )+ HgO(s)+ H2O(l)=
2Na+(a Na+)+3Hg(l)+2OH+(a
OH-
)
2. 试将下述化学反应设计成电池 (1 ） AgCl(s)= Ag (a )+Cl -(a
Cl- )
+
Ag+
- :Ag(s)= Ag +(a Ag+)+e-
+ :
AgCl(s)+e- = Ag(s)+ Cl - (a Cl- )
电池 : Ag(s) ∣ Ag +(a Ag+)
‖Cl - (a Cl- ) ∣ AgCl(s) ∣ Ag(s)
(2) AgCl （ s ） + I - (a I- )= AgI （ s ） + Cl - (a Cl- )
- : Ag(s)+ I-(a
I-
)= AgI （ s ）+ e-
+ : AgCl （ s ） +e- = Cl - (a Cl- )+ Ag(s)
电池： Ag(s) ∣ AgI （s ）∣ I - (a I- ) ‖Cl - (a Cl- ) ∣ AgCl （s ）∣ Ag(s)
(3) H 2(p H2)+ HgO(s)= Hg(l)+ H
2
O(l)
- : H
2（ p H2） = 2H +（ aH +
） +2e-
+ : HgO(s)+H
+
( a H+)=Hg(l)+H2O(l)
+
+
电池： Pt ∣H 2(p H2) ∣ H (a H ) ∣ HgO(s) ∣ Hg(l)
(4) Fe 2+（ a Fe2+） + Ag +(a Ag+)= Fe 3+（ a Fe3+）+ Ag(s)
- : Fe 2+
（ a Fe2+） = Fe 3+（ a Fe3+ ）+ e-
+ : Ag
(a )+ e- = Ag(s)
+ Ag+
电池： Pt ∣Fe3+（ Fe 3+） , Fe 2+（ a Fe2+）‖ Ag+(a Ag+ ) ∣Ag(s)
(5)2H 2(p H2)+O 2(p O2)=2H 2 O(l) - :2 H （ p ） = 4H （ a ）+4e-
2 H2 + H+
+ :4H
+
（ a ） + O(p )+4e- = 2H
2O(l)
H+
2 O2
电池： Pt ∣H 2（ p H2）∣ H+（ a H+）∣ O 2(p O2) ∣ Pt
（6） Cl 2(p Cl2 )+2I - (a I- )=I 2（ s ） +2Cl - (a Cl- ) - : 2I - (a I- )= I 2（ s ） +2e-
+ :
Cl 2(p Cl2 )+2e- =2Cl - (a Cl- )
电池： Pt ∣I 2（ s ）∣ 2Cl - (a Cl- ) ∣ Cl 2(p Cl2 ) ∣ Pt (7)H O(l) = H + (a )+OH - (a 0H- )
2
H+
- :2H
（ p
+
（ a
） +4e-
2
）= 4H
H2 H+
+ :2H 2O(l)+4e- =2 OH - (a OH-)+H 2（ pH2）
电池： Pt ∣H （ p ）∣ H （ a ）‖ OH(p ) ∣ H （p ）∣ Pt
2 H2 + H+ + OH+2H2
(8)Mg(s)+ O2(g)+ H 2O(l)=Mg(OH) 2(s)
- : Mg(s)+ OH - (a OH-
2
)= Mg(OH) (s)+2e-
+ :O
2
(p O2)+2 H 2O(l)+4e- = 4OH - (a OH-)
-
电池： Mg(s) ∣ Mg(OH)2(s) ‖ OH(a OH-) ∣ O 2(p 02) ∣ Pt (9)Pb(s)+HgO(s)=Hg(l)+PbO(s)
- : Pb(s)+ H 2
O(l)= PbO(s)+2 H + （a H+） +2e-
+ :
HgO(s)+ 2 H +（ a H+） +2e- = Hg(l)+ H2O(l)
电池： Pb(s) ∣ PbO(s) ∣ H +（ a H+）∣ HgO(s) ∣Hg(l)
(10)Sn (a )+TI (a TI3+ )= Sn (a )+ TI + (a TI+)
2+
Sn2+
3+
4+
Sn4+
- : Sn
2+
(a Sn2+)= Sn 4+(a Sn4+)+2e-
+ : TI 3+(a TI3+)+2e- = TI +(a TI+ )
电池： Pt ∣Sn (a ), Sn (a ) ‖ TI (a
TI3+ ), TI (a TI+
) ∣ Pt
2+
Sn2+
4+ Sn4+ 3+ +
8. 分别写出下列电池的电极反应， 电池反应， 列出电动势 E 的计算公式， 并计算电池的标准电动势 E Θ
。设活度因子均为 1，气体为理想气体， 所需的标准电极电动势从电极电势表中查阅。
（ 1） Pt ∣ H 2（p Θ ）∣ KOH(0.1mol ﹒ kg -1 ) ∣ O 2（ p Θ
）∣ Pt
- :2H
Θ
-
-1
)=4H 2O(l)+4e-
2
（ p ） +4OH(0.1mol ﹒ kg
+ 2 Θ 2 - -1 )
: O （p ） +2H O(l) +4e-=4OH (0.1mol ﹒ kg 电池反应： 2H 2（ p Θ ） + O 2（ p Θ
） = 2HO(l)
E=E Θ
-
ln
= E Θ—
ln= E Θ
E Θ
=Φ右 Θ
- Φ 左 Θ
=Φ Θ
O2/ OH- - ΦΘ
H2O/H2=0.40- （ -0.83 ） =1.23v
（ 2） Pt ∣ H 2（p Θ ）∣ H 2SO 4(0.01mol ﹒ kg -1 ) ∣O 2（ p Θ
）∣ Pt
- :2H 2（ p Θ） = 4H +(0.01mol ﹒kg -1 )+4e-
+ : O
2
（ p Θ） +4H +(0.01mol ﹒ kg -1 )+4e- = 2H2O(l)
电池反应： 2H 2（ p Θ
） + O 2（ p Θ
） = 2H 2O(l) E=E Θ
- ln
= E Θ
- ln
= E
Θ
E Θ=Φ右 Θ
- Φ 左Θ
=Φ
Θ
O2/ OH-
- ΦΘ
H+/ H2 =0.4-0=0.4v
- (a +
(3) Ag(s) ∣ AgI （s ）∣ I
I- ) ‖Ag (a ) ∣ Ag(s)
Ag+
- :
Ag(s)+ I - (a I- )= AgI （ s ）+ e-
+ : Ag +(a Ag+ )+ e- = Ag(s)
电池反应： I - (a I- )+ Ag +(a Ag+)= AgI （ s ）
E=E Θ
-
ln
Θ
Θ
Θ
Θ
Θ
E =Φ右 - Φ 左 =Φ
Ag+/ Ag -
Φ AgI / Ag =0.8-(-0.15)=0.95v
(4) Pt ∣ Sn 2+(a Sn2+), Sn 4+
(a Sn4+) ‖ TI 3+(a TI3+), TI +(a TI+ ) ∣ Pt
- : Sn
2+ Sn2+ 4+ Sn4+
(a )= Sn (a )+2e-
+ : TI 3+(a TI3+ )+2e- = TI +(a TI+ )
电池反应： Sn 2+(a Sn2+)+TI 3+ (a TI3+ )= Sn 4+(a Sn4+)+ TI +(a TI+) E=E Θ
-
ln
E Θ
=Φ右 Θ
- Φ 左 Θ
=Φ Θ
TI3+ / TI+ - Φ Θ
Sn4+/ Sn2+
(5)Hg(l) ∣ HgO(s) ∣ KOH(0.5mol ﹒ kg-1) ∣ K(Hg)(a am =1)
- : Hg(l)+2OH -
(0.5mol ﹒ kg -1 )= HgO(s)+H 2O(l)+2e-
+
: 2K +(0.5mol ﹒kg -1 )+2Hg(l)+2e- =2
K(Hg)(a am =1)
电池反应： Hg(l)+2KOH(0.5mol ﹒ kg -1 )+2Hg(l)= HgO(s)+H2O(l)+2K(Hg)(aam=1) E=E Θ
-
ln
= E Θ
-
ln
E Θ
=Φ右 Θ
- Φ 左 Θ
=Φ Θ
K+ / K(Hg) - Φ Θ
HgO / Hg/OH-
10.298K 时，已知如下三个电极的反应及标准还原电极电势，如将电极（ 1）与（ 3）和（ 2）
与（ 3）分别组成 自发电池 （设活度均为 1），请写出电池的书面表示式；写出电池反应式并
计算电池的标准电动势。
(1 ） Fe 2+(a Fe2+)+2e- =Fe(s)
Φ Θ
(Fe 2+/ Fe)= -0.440v
(2) AgCl(s)+e- =Ag(s)+Cl
-
(a Cl- ) ΦΘ
(Cl - /AgCl/Ag)= 0.2223v
(3)Cl 2
(p Θ
)+2e- =2Cl - （ a Cl- ） Φ Θ (Cl 2/ Cl - )=1.3583v
解：将（ 1）与（ 3）组成电池时：
Fe(s) ∣ FeCl 2（ a FeCl2=1）∣ Cl 2(p Θ
) ∣ Pt
电池反应为： Fe(s)+
2+
Fe2+
-
Cl-
）
Cl2(p Θ )= Fe （ a ） + 2Cl
（ a
Θ
Θ
Θ
Θ
Θ
=1.3583v- （ -0.440v
）=1.7983v
E =Φ
右 - Φ
左 =Φ
Cl2 / Cl-- Φ
Fe2+/ Fe
将（ 2）与（ 3）组成电池时：
Ag(s) ∣ AgCl(s) ∣ Cl-(a Cl- ) ∣ Cl 2(p Θ ) ∣ Pt 电池反应为： 2Ag(s)+ Cl 2(p Θ
)= 2AgCl(s)
E Θ
=Φ 右 Θ
- Φ 左 Θ
=Φ Θ
Cl2
/
Cl- -
Φ
Θ
Cl-/ AgCl/Ag
=1.3583v-0.2223v=1.1360v
12. 298K 时，已知如下电池的标准电动势
E Θ
=0.2680v ：
Pt
∣ H 2(p Θ
) ∣ HCl(0.08mol ﹒ kg -1 , γ ± =0.809) ∣ Hg 2Cl 2(s) ∣ Hg(l)
(1) 写出电极反应和电池反应 (2) 计算该电池的电动势
(3) 计算甘汞电极的标准电极电势
解：（ 1） -: H 2(p Θ
)=2 H +（ a H+） +2e-
+:
Hg 2Cl 2(s)+2e- = 2Hg(l)+2 Cl - (a Cl- )
电池反应： H 2(p Θ
)+ Hg 2Cl 2(s)= 2 HCl （ a HCl ） +2 Hg(l)
（ 2） E= E Θ
- ln
= E Θ
-
ln
= E Θ
- ln
=0.2680v-
ln
=0.4086v
(3)E Θ =Φ 右
Θ-Φ左
Θ=ΦΘ
Cl- / Hg2Cl2/Hg
- Φ Θ
H+/ H2 =Φ Θ
Cl-/ Hg2Cl2/Hg
-0=0.2680v
13. 试设计一个电池，使其中进行下述反应
Fe 2+
（ a Fe2+） +Ag +(a Ag+)=Ag(s)+Fe 3+(a Fe3+)
(1) 写出电池的表示式
(2) 计算上述电池反应在 298K ，反映进度为 1mol 时的标准平衡常数 K Θ
a
(3) 若将过量磨细的银粉加到浓度为0.05mol ﹒ kg-1 的 Fe （ NO3） 3 溶液中，求当
反应达平衡后， Ag+的浓度为多少？（设活度因子均等于1）
解：（ 1） Pt ∣ Fe 2+, Fe 3+‖ Ag +∣ Ag(s)
(2) E Θ = ln K Θa
E
Θ
Θ
- Φ Θ
=0.80v-0.77v=0.03v
=Φ
Fe3+/ Fe2+
Ag+/ Ag
ln Θ =
ln K
Θ
=0.03v
K
a
a
K
Θ
a
=2.987
(3)Fe 2+（a Fe2+） +Ag +(a Ag+)=Ag(s)+Fe 3+ (a Fe3+)
a
a 0.05-a
K Θ a = =2.987 a=0.0442mol
﹒ kg-1
21. 写出下列浓差电池的电池反应，并计算在 298K 时的电动势。（1）
Pt ∣ H 2(g,200kPa) ∣ H +(a H+) ∣ H 2(g,100kPa) ∣ Pt 解： - ： H 2(g,200kPa)= 2H +(a H+)+2e-
+
电池反应： H 2(g,200kPa)= H 2
(g,100kPa)
E= E Θ-
ln
=0-
ln
=0.00890v
(2) Pt ∣ H 2(p Θ) ∣ H +(a H+,1=0.01 ) ‖ H +(a H+,2=0.1 ) ∣ H 2(p Θ) ∣ Pt
解： - Θ )= 2H + )+2e-
： H (p
( a
2 H+,1=0.01
+ ： 2H +( a H+,2=0.1 )+2e- = H2(p
Θ
)
电池反应： 2H +( a H+,2=0.1 )= 2H +( a H+,1=0.01 )
E= E Θ-
ln
=0-
ln =0.0591v
（3） Pt ∣ Cl (g,100kPa) ∣ Cl -(a
Cl- ) ∣ Cl (g,200kPa) ∣ Pt
2
2
解： -
-
)= Cl (g,100kPa)+2e-
： 2Cl (a
Cl-
2
+ : Cl 2(g,200kPa)+2e- =2Cl - (a Cl- )
电池反应： Cl (g,200kPa) = Cl (g,100kPa)
2
2
E= E Θ-
ln
=0-
ln =0.00890v
(4) Pt ∣ Cl 2 (p Θ ) ∣ Cl - (a
Cl-,1=0.1
) ‖Cl -(a
Cl-,2=0.01
) ∣ Cl (p Θ ) ∣ Pt
2
解： - ： 2Cl - (a Cl-,1=0.1 )= Cl
2
(p Θ)+2e-
+ : Cl
2
(p Θ )+2e- =2 Cl - (a Cl-,2=0.01 )
电池反应： 2Cl - (a Cl-,1=0.1 ) =2 Cl - (a Cl-,2=0.01 )
E= E Θ
- ln
=0-
ln =0.0591v
(5)Zn(s) ∣Zn 2+(a Zn2+,1=0.004 ) ‖ Zn 2+(a Zn2+,2=0.002 ) ∣Zn(s) 解： - ： Zn(s)= Zn 2+(a Zn2+,1=0.004 )+2e-
+ : Zn 2+ (a Zn2+,2=0.002 )+2e- = Zn(s)
电池反应： Zn 2+(a Zn2+,2=0.002 )= Zn 2+ (a Zn2+,1=0.004 )
E= E Θ
- ln
=0-
ln =0.0207v
2-
(a 1=0.01)
2-
(a 2=0.001) ∣ PbSO4∣ Pb(s)
(6)Pb(s) ∣PbSO 4∣ SO 4 ‖ SO 4
解： - ： Pb(s)+ 2-
(a 1=0.01)= PbSO 4+2e-
SO 4
2-
(a 2=0.001)+
Pb(s)
+ : PbSO 4+2e-= SO 4
电池反应：
2-
2-
(a
=0.001)
SO
(a =0.01)= SO
2
4 1 4
E= E Θ
- ln
=0-
l n = 0.0296v
22.298K 时，有下述电池：
Ag(s) ∣ AgCl(s) ∣ KCl(0.5mol ﹒ kg -1 ) ∣ KCl(0.05mol ﹒ kg -1 ) ∣ AgCl(s) ∣ Ag(s)
已知该电池的实测电动势为
0.0536v ，在 0.5mol ﹒ kg -1 和 0.05mol ﹒ kg -1 的 KCl 溶液中， γ ±
值分别为 0.649 和 0.812 ，计算 Cl- 的迁移数。
解： - ： Ag(s)+ Cl - （ a Cl- , 1=o.5mol ﹒kg-1 ） = AgCl(s)+e-
+ : AgCl(s) +e- = Ag(s)+ Cl -
（ a ）
Cl-,2= o.05mol ﹒ kg-1
电池反应： Cl - （ a Cl-,1=o.5mol ﹒ kg-1
）= Cl - （a Cl-,2= o.05mol ﹒ kg-1 ）
电动势为： E=-
ln
=- ln
=-
ln =0.0534v
液接电势： E j =0.0536v-0.0534v=0.0002v
由液接电势公式： j
-
) ln
=(1-2t -
) ln =0.0002v
E =(1-2t 得到： t - = 0.498v
32. 在 298K 时，有电池
Θ ∣ Au （ s ） , 已知当 HI 浓度
Pt(s) ∣ H (p ) ∣ HI(m) ∣ AuI(s)
2
m=1.0*10 -4 mol ﹒kg -1 时， E=0.97v ；当 m=3.0mol ﹒ kg -1 时， E=0.41v ；电极 Au+∣ Au （s ）
的标准电极电势为 Φ Θ
（ Au+∣Au ） =1.68v 。试求： （1） HI 溶液浓度为 3.0 mol ﹒ kg-1 时的平均离子活度因子
γ ±
Θ
(2 ）AuI(s) 的活度积常数
K sp
解：（ 1） - ： H 2(p Θ )=2H +(a)+2e- -
Θ
+
-
电池反应： H 2(p )+2 AuI(s)= 2H （ a ） +2I (a)+ 2Au （ s ）
E=E
Θ
-
ln
=E Θ
-
ln
当m=1.0*10 -4 mol ﹒kg-1时，设γ±=1
则： E=EΘ -ln=0.97得到EΘ =0.4970
当m=3.0mol ﹒kg-1 时，
E=0.4970v-ln=0.41v
得到：γ± =1.818
（ 2）设计一个电池使得其电池反应为：AuI(s)+e- =Au
++I
- (a I- )
电池为： Au(s) ∣ Au+(a Au+) ∣ I - (a I- ) ∣AuI(s)∣Au（ s）
EΘ =ΦΘI-∣AuI(s)∣Au（s） -ΦΘAu+∣Au=0.4970v-1.68v=ln KΘsp =-1.1830v
KΘ sp=9.82*10-21
35.用电动势法测定丁酸的解离常数。在298K 时安排成如下电池：
Pt∣H (pΘ) ∣ HA(m),NaA(m ),NaCl(m ) ∣ AgCl(s)∣ Ag(s)
2123
其中 HA代表丁酸， NaA为丁酸钠。实验数据如下：
m1/(mol ﹒ kg-1)-1)-1)E/V
m/(mol ﹒ kg m/(mol ﹒ kg
23
0.007170.006870.007060.63387
0.012730.012200.012540.61922
0.015150.014530.014930.61501
试求反应 HA H++A-的平衡常数 KΘa，设活度因子均为1
解：当反应达到平衡时：HA=H++A -
m1-x x m2+x
Θ
(1)
则： K a=
对于电池：2Θ+（ x） +2e-
- ： H （ p） =2H
+ :2AgCl(s)+2e-=2Ag(s)+2Cl-3
(m )
电池反应： H2（pΘ） +AgCl(s)=Ag(s)+H +(x)+Cl - (m3)
电池电动势为： E=EΘ -ln= EΘ-ln(2)
其中： EΘ =Φ右Θ - Φ左Θ =ΦΘCl-/ AgCl/Ag- ΦΘH2/H+=0.2224v-0v=0.2224v
将 E 与 m 代入（ 2）可得 x, 再将 x 与 m,mΘ
代入（ 1）可得 K
a
312
分别代入，可得：
m1 /(mol﹒ kg-1 )m2/(mol ﹒ kg-1 )m3/(mol ﹒ kg-1 )E/V KΘa
0.007170.006870.007060.63387 1.5114*10 -5
0.012730.012200.012540.61922
-5 1.5022*10
0.015150.014530.014930.61501 1.4868*10 -5
求平均得： K Θ
a =1.5001*10 -5
37. 在 298K 时， 有下列两个电池：
（ 1） Ag(s) ∣ AgCl(s) ∣ HCl 乙醇溶液（ m 1）∣ H 2 (p Θ
) ∣ Pt ∣ H 2(p Θ
) ∣HCl 乙醇溶液（ m 2）∣ AgCl(s) ∣ Ag(s)
(2) Ag(s) ∣ AgCl(s) ∣ HCl 乙醇溶液（ m ）∣ HCl 乙醇溶液（ m ）∣ AgCl(s) ∣ Ag(s)
1
2
-2
-1
-3
-1
已知 HCl 乙醇溶液的浓度分别为： m=8.238*10 mol ﹒ kg
,m =8.224*10
mol ﹒ kg , 两电池电
1
2
动势分别为 E 1=0.0822v ， E2=0.0577v 。
试求：
（ 1） 在两种 HCl 乙醇溶液中离子平均活度因子的比值 γ±， 1/ γ ±， 2
+ 在 HCl 乙醇溶液中的迁移数
t H+
（2） H
+
-
的无限稀释离子摩尔电导率Λ
∞
+
) 和 Λ
∞ -
)的值。已知Λ∞
（3） H 和 Cl
m
(H m
(Cl
m
-3 2
-1
(HCl)=8.38*10
S ﹒ m ﹒ mol
解：（ 1）串联电池的总反应：
HCl(m1)=HCl(m2)
E1=- ln
则： ln
= - ln = -ln =-0.704
得： γ ±， 1/ γ ±， 2=0.495
（ 2）电池反应： Cl - (m 1)=Cl - (m 2)
因有液接电势存在 E 实测 =Ec+Ej= ln = ln = ln =0.0577v
t+ =0.702
2
-1
2
-1
(3) Λ ∞ m(H+)=t+ Λ∞ m(HCl)=0.702*8.38*10-3S ﹒ m ﹒ mol =0.00588 S ﹒ m ﹒ mol
Λ ∞ m(Cl-) =t+ Λ ∞ m(HCl)=(1-0.702) *8.38*10-3S 2
-1
2
-1
﹒ m ﹒mol =0.0025 S ﹒m ﹒ mol
物理化学习题及答案
物理化学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
物理化学期末复习 一、单项选择题 1. 涉及焓的下列说法中正确的是() (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 2. 下列三种胶体分散系统中，热力不稳定的系统是：() A.大分子溶胶 B.胶体电解质 C.溶胶 3. 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于() (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 4. 第一类永动机不能制造成功的原因是() (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功 5. 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有（） (A) W =0，Q <0，U <0 (B). W＞0，Q <0，U >0 (C) W <0，Q <0，U >0
(D). W <0，Q =0，U >0 6. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是（） (A) 化学平衡态就是化学反应的限度 (B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态 7. 封闭系统内的状态变化：（） A 如果系统的?S >0，则该变化过程自发 sys B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发 ，变化过程是否自发无法判断 C 仅从系统的?S sys 8. 固态的NH HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分 4 数、相数及自由度分别是（） A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 9. 在定压下，NaCl晶体，蔗糖晶体，与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C和条件自由度f'：（） A C=3，f'=1 B C=3，f'=2 C C=4，f'=2 D C=4，f'=3 10. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中（） (A) ΔS=0 (B) ΔG=0
天津大学《物理化学》第五版-习题及解答
天津大学《物理化学》第五版习题及解答 目录 第一章气体的pVT性质 (2) 第二章热力学第一定律 (6) 第三章热力学第二定律 (24) 第四章多组分系统热力学 (51) 第五章化学平衡 (66) 第六章相平衡 (76) 第七章电化学 (85) 第八章量子力学基础 (107) 第九章统计热力学初步 (111) 第十一章化学动力学 (118)
第一章气体的pVT性质
1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下 试推出理想气体的，与压力、温度的关系。 解：根据理想气体方程 1.5 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到100 °C，另一个球则维持0 °C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。 解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。 标准状态： 因此， 1.9 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。
（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。 （2）隔板抽取前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？ （3）隔板抽取后，混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）等温混合后 即在上述条件下混合，系统的压力认为。 （2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？ （3）根据分体积的定义 对于分压 1.11 室温下一高压釜内有常压的空气，为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如下：向釜内通氮气直到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。重复三次。求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。 解：分析：每次通氮气后至排气恢复至常压p，混合气体的摩尔分数不变。 设第一次充氮气前，系统中氧的摩尔分数为，充氮气后，系统中氧的摩尔分数为 ，则，。重复上面的过程，第n次充氮气后，系统的摩尔分数为 ， 因此 。 1.13 今有0 °C，40.530 kPa的N2气体，分别用理想气体状态方程及van der Waals方程计算其摩尔体积。实验值为。
第五版物理化学第二章习题答案
第二章热力学第一定律 1mol理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。解：理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式（2.2.3） W =－p ambΔV =－p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－ 1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,下全部凝结成液态水。求过程的功。假设：相对于水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 解: n = 1mol 恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体, 应用式（2.2.3） W =－p ambΔV =－p(V l-V g ) ≈ pVg = nRT = 在25℃及恒定压力下，电解1mol水(H2O,l)，求过程的体积功。
H2O(l) ＝ H2(g) + 1/2O2(g)解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式（2.2.3） W=－p ambΔV =－(p2V2-p1V1)≈－p2V2 =－n2RT=－ 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Q a=,Wa=－；而途径b的Q b=－。求W b. 解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故ΔU a= ΔU b 由热力学第一定律可得Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a－Q b = － 始态为25℃，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到 -28.47℃，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。
解：先确定系统的始、末 态 311106190200000 1529831485m ...P nRT V =××== 3210160100000 58 24431485m ...P nRT V V =××== = kJ .kJ )..(Q W U Δa a 85194225575=+=+=－ 对于途径b ，其功为 kJ .J ..V Δp W b 932706190101602000001－）－（－－=== 根据热力学第一定律 4mol 某理想气体，温度升高20℃, 求ΔH－ΔU 的值。 解：根据焓的定义
物理化学试题及答案
物理化学试题及答案 C. 易于液化 D. 不易液化 2006-2007学年度上期物理化学试题,B, 水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行4、如图，将CuSO4 电解，可以看作封闭体系的是( )。 A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 (可带计算器) C. 蓄电池和铜电极 一、判断题。判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“?”，错误的说得分 D. CuSO水溶液 4法后面打“×”。(每小题1分，共10分) 5、在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间( )。 1、温度一定的时候，气体的体积与压力的乘积等于常数。( ) A. 一定产生热交换 B. 一定不产生热交换 2、热力学过程中W的值应由具体过程决定 ( ) C. 不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关 3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。( ) 6、下列定义式中，表达正确的是( )。 4、处于标准状态的CO (g)，其标准燃烧热为零。( ) A. G=H，TS B. G=A，PV C. A=U，TS C. H=U—PV 5、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。 7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么( )。( )
A. Q > 0，W > 0，ΔU > 0 6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。( ) B. ΔQ = 0，W = 0，ΔU < 0 7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。( ) C. Q = 0，W = 0，ΔU = 0 8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。( ) D. Q < 0，W > 0，ΔU < 0 9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。( ) 8、ΔH =Q , 此式适用于下列哪个过程: ( )。 p10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。( ) 655A. 理想气体从10 Pa反抗恒外压10 Pa膨胀到10 Pa 5B. 0? , 10 Pa 下冰融化成水得分二、选择题。以下各题，只有一个正确选项，请将正确的选项填在相应位 置。(每小题3分，共45分) C. 电解 CuSO水溶液 4 54D. 气体从 (298 K, 10 Pa) 可逆变化到 (373 K, 10 Pa) 1. 一定压力下，当2 L理想气体从0?升温到273?时，其体积变为( )。 9、下述说法中，哪一种不正确:( )。 A. 5 L B. 4 L C. 6 L D. 1 L A. 焓是体系能与环境进行交换的能量 2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa，其中气体A的摩尔分数0.6，则气体B B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量的分压为( )。 C. 焓是体系状态函数 A. 100kPa B. 60kPa C. 40kPa D. 不确定 D. 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等 3、当实际气体的压缩因子Z 大于1的时候表明该气体( )。 10、凝固热在数值上与下列哪一种热相等:( )。 A. 易于压缩 B. 不易压缩 1
第八章第九章物理化学
第八章第九章物理 化学 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第八章电解质溶液 4.在298K时，用Ag∣AgCl为电极，电解KCl的水溶液。通电前溶液中KCl的质量分数为ω（KCl）=1.4941*10-3,通电后在质量为120.99g的阴极部溶液中ω（KCl）=1.9404*10-3，串联在电路中的银库伦计有160.24mg的Ag(s)沉积出来。试分别求K+和Clˉ的迁移数。 解：通电后，阴极部含K+的物质的量为 n终==mol=3.149*10-3mol 通电前后，阴极部水的量不变。则可设通电前阴极部溶液的质量为m, 通电前：m 水 =m-m*ω（KCl）= m-m*1.9404*10-3 通电后：m 水 = m-m*ω（KCl）=120.99-120.99*1.9404*10-3 则有：m-m*1.9404*10-3=120.99-120.99*1.9404*10-3 得：m = 故：通电前阴极部KCl的质量为 m（KCl）= m*ω（KCl）= *1.4941*10-3=0.1807g 则通电前，阴极部含K+的物质的量为 n始= = mol= 2.424*10-3 mol 通电前后，阴极部K+的物质的量的变化仅是由K+的迁入所引起的 由n 终= n 始 + n 迁 - n 电 得： n迁= n终- n始+ n电= 3.149*10-3mol-2.424*10-3 mol+0 = 7.25*10-4mol 由库伦计可得： n电= = mol=1.485*10-3mol 所以K+和Cl-的迁移数分别为： t(K+)= = =0.49 t(Cl-)= 1-0.49=0.51 6．以银为电极点解氰化银钾（KCN+AgCN）溶液时，Ag(s)在阴极上析出。每通过1mol电子的电荷量，阴极部失去1.40mol的Ag+和0.80mol的CN-，得到 0.60mol的K+。试求： （1）氰化银钾络合物的化学表示式[Ag n(CN)m]z-中n,m,z的值。 （2）氰化银钾络合物中正负离子的迁移数。 解：（1）通电时，配离子移向阳极，每通过1mol电子的电荷量，应有1mol Ag+在阴极还原析出，据题意，则有（1.4-1.0）mol的Ag+与CN-配合称负离子移向阳极，同时，阴极部失去0.8mol的CN-，所以: =故：n =1,m = 2,z =1 (2)由题意可知：n电=1mol,n迁=0.6mol,故:
(0129)《物理化学》网上作业题答案
（0129）《物理化学》网上作业题答案 1：第一次 2：第二次 3：第三次 4：第四次 5：第五次 6：第六次 7：第七次 1：[单选题] 已知下列反应的平衡常数：H 2(g) + S(s) = H 2 S(s) (1) K1 ； S(s)+O 2 (g)=SO 2 (2) K2 则反应：H 2(g)+SO 2 (g)=O 2 (g)+H 2 S(g) 的平衡常数为（） A:K1 + K2 ； B:K1 - K2 ； C:K1·K2 ； D:K1/K2 。 参考答案：D 2：[单选题]恒温下，在反应2NO2(g) = N2O4(g) 达到平衡后的体系中加入惰性气体，则A: 平衡向右移动； B:平衡向左移动； C: 条件不充分，无法判断； D: 平衡不移动。 参考答案：C 3：[单选题]某反应速率常数k = 2.31 ×10-2mol-1?dm3?s-1，反应起始浓度为1.0 mol?dm-3，则其反应半衰期为： A: 43.29 s ；
B:15 s ； C: 30 s ； D:21.65 s 。 参考答案：A 4：[单选题]下列叙述中错误的是： A:水的三相点的温度是273.15K，压力是610.62 Pa ； B:三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变； C:水的冰点温度是0℃(273.15K)，压力是101325 Pa ； D: 水的三相点f = 0，而冰点f = 1 。 参考答案：A 5：[单选题]盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是： A:天气太热； B:很少下雨； C:肥料不足； D:水分倒流。 参考答案：D 6：[单选题]下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大： A: 0.1M KCl水溶液； B:0.001M HCl水溶液； C:0.001M KOH水溶液； D: 0.001M KCl水溶液。 参考答案：B 7：[单选题]在某温度下，一密闭的刚性容器中的PCl5(g) 达到分解平衡，若往此容器中充入N2(g) 使体系压力增大二倍(此时体系仍可按理想气体处理)，则PCl5(g) 的离解度将：A:增大； B:减小；
物理化学(上)期末试题及参考答案
一、填空题（每小题2分，共20分） 1、热力学第零定律是指： 。 2、熵与热力学概率之间的函数关系式是。 3、补全热力学函数关系式：C P= (?S/?T)P 4、一定量的单原子理想气体定压下从T1变化到T2的熵变与定容下从T1变化到T2的熵变之比为： 5、化学势的表示式中，是偏摩尔量。 6、稀溶液的依数性包括、、和。 7、反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)，在298K时测得分解压为66.66Pa，则该温度下该反应的K pΘ= ；K p= 。 8、1atm压力下水和乙醇系统的最低恒沸混合物含乙醇质量分数为0.9557，现将含乙醇50%的乙醇水溶液进行分馏，最终得到的物质为。 9、水在101.3kPa时沸点为373K，汽化热为40.67 kJ/mol（设汽化热不随温度变化）；毕节学院的大气压约为85.5 kPa，则在毕节学院水的沸点为 K。 10、反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)已达平衡；保持总压不变，往系统中充入一定量的惰性气体，平衡移动方向为。 二、选择题（每小题2分，共30分） 1、下列属于化学热力学范畴的是（） （A）物质结构与性能的关系（B）化学反应速率 （C）化学变化的方向和限度（D）反应机理 2、下列关于热力学方法叙述正确的是（） （A）热力学研究所得的结论不适用于分子的个体行为 （B）热力学可以解决某条件下怎样把一个变化的可能性变为现实性的问题 （C）经典热力学详细讨论了物质的微观结构 （D）经典热力学常需计算一个变化所需要的时间 3、下列函数中为强度性质的是：（） (A) S (B) (?G/?p)T(C) (?U/?V)T (D) C V 4、一定量的纯理想气体，下列哪组量确定后，其他状态函数方有定值。（） （A）T （B）V （C）T、U （D）T、p
物理化学习题集及答案2
相平衡 一、选择题： 1. 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为 （ ） (A) Φ=2 (B) Φ=3 (C) Φ=4 2. 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正确 （ ） A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ==== 3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 4. 在密闭容器中有食盐饱和溶液，并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶，则系统的自由度是 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 5. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时，自由度应为 （ ） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 6. 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统，其自由度f 为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 7. NH 4Cl(s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3(g) （ ） (A) K =3, Φ=2, f =2 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2, f =1 8. 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存 （ ） (A) K =1, Φ=2, f =1 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =2, Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =1 9. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43.063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数为0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液： （ ） (A) 为理想液体混合物 (B) 对丙酮为负偏差 (C) 对丙酮为正偏差 (D) 无法确定 10. 苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物，当把5 mol 苯与5 mol 甲苯混合形成溶液，这时，与溶液相平衡的蒸汽中，苯(A)的摩尔分数是： （ ）
《物理化学》高等教育出版(第五版)第八章上课讲义
第八章化学动力学(2)练习题 一、判断题： 1．碰撞理论成功处之一，是从微观上揭示了质量作用定律的本质。 2．确切地说：“温度升高，分子碰撞次数增大，反应速度也增大”。 3．过渡状态理论成功之处，只要知道活化络合物的结构，就可以计算出速率常数k。4．选择一种催化剂，可以使Δr G m> 0的反应得以进行。 5．多相催化一般都在界面上进行。 6．光化学反应的初级阶段A + hv－→P的速率与反应物浓度无关。 7．酸碱催化的特征是反应中有酸或碱存在。 8．催化剂在反应前后所有性质都不改变。 9．按照光化当量定律，在整个光化学反应过程中，一个光子只能活化一个分子，因此只能使一个分子发生反应。 10.光化学反应可以使Δr G m> 0 的反应自发进行。 二、单选题： 1．微观可逆性原则不适用的反应是： (A) H2 + I2 = 2HI ； (B) Cl· + Cl· = Cl2； (C) 蔗糖 + H2O = C6H12O6(果糖) + C6H12O6(葡萄糖) ； (D) CH3COOC2H5 + OH－=CH3COO－+ C2H5OH 。 2．双分子气相反应A + B = D，其阈能为40 kJ·mol－1，有效碰撞分数是6 × 10－4，该反 应进行的温度是： (A) 649K ；(B) 921K ；(C) 268K ；(D) 1202K 。 3．双分子气相反应A + B = D，其阈能为50.0 kJ·mol－1，反应在400K时进行，该反 应的活化焓 ≠ ? m r H为： (A) 46.674 kJ·mol－1；(B) 48.337 kJ·mol－1； (C) 45.012 kJ·mol－1；(D) 43.349 kJ·mol－1。 4．关于阈能，下列说法中正确的是： (A) 阈能的概念只适用于基元反应； (B) 阈能值与温度有关； (C) 阈能是宏观量，实验值； (D) 阈能是活化分子相对平动能的平均值。 5．在碰撞理论中，碰撞直径d，碰撞参数b与反射角θ的理解，不正确的是：(A) 0 < b < d，分子发生碰撞；(B) 0 < θ < π，分子发生碰撞； (C) 若b = 0，则θ = 0 ；(D) 若b = 0，则θ = π。 6．由气体碰撞理论可知，分子碰撞次数： (A) 与温度无关；(B) 与温度成正比； (C) 与绝对温度成正比；(D) 与绝对温度的平方根成正比。 7．有关碰撞理论的叙述中，不正确的是： (A) 能说明质量作用定律只适用于基元反应； (B) 证明活化能与温度有关； (C) 可从理论上计算速率常数与活化能； (D) 解决分子碰撞频率的计算问题。
南京大学《物理化学》练习 第八章 可逆电池的电动势及其应用
第八章可逆电池的电动势及其应用 返回上一页 1. 试将下述化学反应设计成电池: (1) AgCl(s)=Ag+(aAg+)+Cl-(aCl-) (2) AgCl(s)+I-(aI-)=AgI(s)+Cl-(aCl-) (3) H2(pH2)+HgO(s)=Hg(l)+H2O(l) (4) Fe2+(aFe2+)+Ag+(aAg+)=Fe3+(aFe3+)+Ag(s) (5) H2(pH2)+1/2 O2(pO2)=H2O(l) (6) Cl2(pCl2)+2I-(aI-)=I2(s)+2Cl-(aCl-) 2. 298K时下述电池的E为1.228 V Pt,H2( )|H2SO4(0.01 mol/kg)|O2( ),Pt 已知H2O(l)的生成热为-286.1 kJ/mol.试求: (1) 该电池的温度系数. (2) 该电池在273 K时的电动势.该反应热在该温度区间内为常数.
3. 电池Zn(s)|ZnCl2(0.05 mol/kg)|AgCl(s)+Ag(s) 的电动势E ={1.015- 4.92×(T/K-298)}V.试计算在298 K当电池有2 mol 电子的电量输出时,电池反应的Δr G m, Δr H m, Δr S m和此过程的可逆热效应Q R. 4. 一个可逆电动势为1.07 V的原电池,在恒温槽中恒温至293 K.当此电池短路时(即直接发生化学反应,不作电功),有1000 C的电量通过.假定电池中发生的反应与可逆放电时的反应相同,试求以此电池和恒温槽都看作体系时总的熵变化.如果要分别求算恒温槽和电池的熵变化,还需何种数据? 5. 试为下述反应设计一电池 Cd(s)+I2(s)=Cd2+(aCd2+=1.0)+2I-(aI-=1.0) 求电池在298K时的 ,反应的和平衡常数 .如将反应写成 1/2 Cd(s)+1/2 I2(s)=1/2 Cd2+(aCd2+=1)+I-(a I-=1) 再计算, 和 ,以此了解反应方程式的写法对这些数值的影响. 6. 列式表示下列两组标准电极电势之间的关系.
物理化学期末考试习题及答案
期末练习题 1. 当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时,若采用不同的标准浓度, 则下列说法中正确的是： ( ) (A) 溶质的标准态化学势相同 (B) 溶质的化学势相同 (C) 溶质的活度系数相同 (D) 溶质的活度相同 2. 在298K 时，设液体A 和B 能形成理想的液态混合物，它们的蒸气形成理 想的气态混合物。 已知纯A 和纯B 的饱和蒸汽压分别为kPa p A 50=*，kPa p B 60=*， 如液相中40.0=A x ，则平衡的气相中B 的摩尔分数B y 的值为 （ ） （A ）0.25 (B) 0.40 (C) 0.50 (D) 0.64 3. 在一定温度和压力下,设纯的A(l)的化学势为*μ，其标准态化学势为θμ。 如在A 中加入另一液相B(l),形成理想的液态混合物，这时A(l)的化学势为 A μ，标准态化学势为θμA ， 则两种化学势之间的关系为 （ ） （A ）*μ=A μ，θμ=θ μA （B ）*μ＞A μ，θμ＜θμA （C ）*μ=A μ θμ＞θμA （D ）*μ＞A μ，θμ＝θμA 4. 在298K 时，已知①H 2(g)和②O 2(g)在水中的Henry 系数分别为 91,1012.7?=x k Pa, 92,1044.4?=x k Pa. 在相同的温度和压力下， 两者在水中的饱和溶解的量用摩尔分数表示分别为x 1和x 2，两者的关系为 （ ） （A ）x 1＞x 2 (B) 无法比较 (C) x 1=x 2 （D ）x 1＜x 2 5. 在恒温抽空的玻璃罩中，封入两杯液面相同的糖水（A ）和纯水（B ）。经 历若干时间后，两杯液面的高度将是： （ ） （A ）A 杯高于B 杯 （B ）A 杯等于B 杯
物理化学试题及答案
物理化学试题之一 一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内) 1. 下列公式中只适用于理想气体的是1. B A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT) C. ΔU=dT C m ,V T T 21? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么 2. C A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为3. C A. 1/ B. 1/2 C. (1/2 D. 1/1/2 4. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是 A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n ( ≠?μ? B. i j n ,V ,T i )n p (≠?? C. i j n ,p ,T i )n (≠?μ? D. i j n ,V ,S i )n U (≠?? 6. A 和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为, 纯液体B 的饱和蒸汽压为 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. C. D. 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变 A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D ( ) 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A =。现有一组成为x A =的AB 液体混合物，将其精馏可得到 A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. B
第五版物理化学第二章习题答案
第二章热力学第一定律 2、1 1mol理想气体在恒定压力下温度升高1℃,求过程中系统与环境交换的功。 解:理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式(2、2、3) W =－p ambΔV =－p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－8、314J 2、2 1mol水蒸气(H 2 O,g)在100℃,101、325kPa下全部凝结成液态水。求过程的功。假设:相对于水蒸气的体积,液态水的体积可以忽略不计。 解: n = 1mol 恒温恒压相变过程,水蒸气可瞧作理想气体, 应用式(2、2、 3) W =－p amb ΔV =－p(V l -V g ) ≈ pVg = nRT = 3、102kJ 2、3 在25℃及恒定压力下,电解1mol水(H2O,l),求过程的体积功。 H2O(l) ＝H2(g) + 1/2O2(g) 解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式(2、2、3) W=－p amb ΔV =－(p 2 V 2 -p 1 V 1 )≈－p 2 V 2 =－n 2 RT=－3、718kJ 2、4 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Q a=2、078kJ,Wa=－4、157kJ;而途径b的Q b=－0、692kJ。求W b、 解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故ΔU a= ΔU b 由热力学第一定律可得 Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a－Q b = －1、387kJ 2、5 始态为25℃,200 kPa的5 mol某理想气体,经途径a,b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到 -28、47℃,100 kPa,步骤的功;再恒容加热到压力200 kPa 的末态,步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。 解:先确定系统的始、末 态
物化第八章答案
第八章 量子力学基础 8.1 在一维势箱问题求解中，假定在箱内()0V x C =≠（C 为常数），是否对其解产生影响？怎样影响？ 解：当()0V x C =≠时，一维势箱粒子的Schr?dinger 方程为 ()()()()()()()()2 22222222d 2d d d '2d 2d x C x E x m x x x E C x E x m x m x ψψψψψψψ-+=∴-=-?-= 边界条件不变，因此Schr?dinger 方程的解为 ()22'21282πsin n n n E ma n x x a a ψ?=????????= ? ??????? 即()0V x C =≠不影响波函数，能级整体改变C : 222'E E C n ma C =+=+ 8.2 一质量为m ，在一维势箱0x a <<中运动的粒子，其量子态为 ()12 2π3π0.5sin 0.866sin x x x a a a ψ????????=+?? ? ? ????????? （1） （1） 该量子态是否为能量算符?H 的本征态？ （2） （2） 对该系统进行能量测量，其可能的结果及其所对应的概率为何？ （3） （3） 处于该量子态粒子能量的平均值为多少？ 解：对波函数的分析可知 ()()() ()()()()132221133220.50.8663??H , H 88x x x h h x x x x ma ma ψψψψψψψ=+== （1） （1） 由于 ()()()(){}(){}()13 222 1322???H 0.5H 0.866H 0.530.50.86688x x x h h x x E x ma ma ψψψψψψ=+=?+?≠ 因此，()x ψ不是能量算符?H 的本征态。
物理化学第五版课后习题答案
第七章 电化学 7－1．用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g ) 解：(1) m Cu ＝201560635462.F ???＝ g n Cu ＝201560 2F ??＝ mol (2) 2Cl n ＝2015602F ??＝ mol 2Cl V ＝00932830015 100 .R .??＝ dm 3 7－2．用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) ×10－2g 。通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有的银沉积。阳极区溶液质量为，其中含有Pb (NO 3) ，计算Pb 2+的迁移数。 解： M [Pb (NO 3) 2]＝ 考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝262501151166103312098(..)..--??－11513312098..＋01658 21078682 ..? ＝×10－3－×10－3＋×10－4 ＝×10－4 mol t ＋ (Pb 2+)＝ 4 4 36823107685310..--??＝ 考虑3NO -： n 迁＝n 后－n 前 ＝1151 3312098..－262501151166103312098(..)..--??＝×10－3 mol t －(3 NO -)＝4 4 40030107658310..--??＝ 7－3．用银电极电解AgNO 3溶液。通电一段时间后，阴极上有 g 的Ag 析出，阳极区溶液溶液质量为，其中含AgNO 3 g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有的AgNO 3。求Ag +和3NO -的迁移数。 解： 考虑Ag +： n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝3233760236739101698731(..)..--??－023********..＋0078 1078682 .. ＝×10－3－×10－3＋×10－4 ＝×10－4 mol
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物理化学习题作业答案 第一章热力学第一定律 一、问答题 1. 被划定的研究对象称为系统，不属于系统但与系统密切相关的部分称为环境。 2. 状态函数是描述平衡系统宏观性质的物理量。 3. 在环境压力恒定下，系统始、终态压力相同且等于环境压力的过程。 4. 系统中物质的所有能量的总和。 5. 第一类永动机是不可能造成的。 6. 因系统的体积变化而引起的系统与环境之间交换的功。 7. 可逆过程有三个特点：(1) 系统从始态到终态，过程是以无限接近平衡状态下进行的； (2) 在可逆过程中，系统做最大功，环境做最小功；(3) 沿与过程原来途径相反方向进 行，可使系统和环境完全恢复原来状态。 8. 可以忽略分子间的作用力和分子本身体积的气体。 9. 在标准压力和指定温度下，由最稳定的单质生成一摩尔物质的焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓。 10.不能。该情况相当于一个绝热系统中作电功，电机发热只能使室温升高。 二、判断题（正确打√，错误打×） 1. √ 2. √ 3. √ 4. × 5. × 6. × 7. × 8. √ 9. √10. √ 三、选择题（选1个答案） 1. A 2. D 3. B 4. D 5. A 6. C 7. A 8. D 9. C 10. A 四、填空题 1. 封闭 2. 封闭系统中不做非体积功的等压过程 3. 等于 4. 等于 5. 大于
6. 在标准压力和指定温度下，一摩尔物质完全燃烧的焓变 7. 小于 8. 小于 9. 强度性质 10.小于 五、计算题 1. -8.314J 2. （1）Q=0，W=0，△U=0，△H=0 （2）Q=2430J，W=-2430J，△U=0，△H=0 （3）Q=1548J，W=-1548J，△U=0，△H=0 3.Q=40.7kJ，W=-3.10kJ，△U=37.6kJ，△H=40.7kJ 4. 6 5.7kJ 5. 260.7 kJ·mol-1 第二章热力学第二定律 一、问答题 1.第二类永动机是不可能造成的。 2.由理想气体的等温可逆膨胀→绝热可逆膨胀→等温可逆压缩→绝热可逆压缩所组成的循环过程。 3.熵是系统混乱度的量度. 4.在孤立系统中的任何过程，或封闭系统中 的绝热过程: △S＞0 表示自发过程 △S=0 表示可逆过程 △S＜0 表示不可能发生的过程 5.在封闭系统中的等温等压非体积功 为零的过程: △G＜0 表示自发过程 △G=0 表示可逆过程 △G＞0 表示不可能发生的过程 6.在封闭系统中的等温等容非体积功 为零的过程:
第五版物理化学第二章习题答案
热力学第一定律第二章 ℃，求过程中系统与环境交换的功。1mol理想气体在恒定压力下温度升高12.1 n = 1mol解：理想气体 ）,应用式（2.2.3对于理想气体恒压过程) =－8.314J(nRT－p(V-V) = －-nRTW =－pΔV =11amb22 下全部凝结成液态水。求过程的功。假设：100℃,101.325kPa2.2 1mol水蒸气(HO,g)在2相对于水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。解: n = 1mol 水蒸气可看作理想气体, 应用式（2.2.3）恒温恒压相变过程, p(V-V) ≈ pVg = nRT = 3.102kJW =－pΔV =－g ambl 水(H，求过程的体积功。O,l)2.3 在25℃及恒定压力下，电解1mol21/2O(g) HO(l) ＝H(g) + 222解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式（2.2.3） W=－pΔV =－(pV-pV)≈－pV=－nRT=－3.718kJ 2222amb2 11 2.4 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的 Q=2.078kJ,Wa=－a4.157kJ；而途径b的Q=－0.692kJ。求W.bb 解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故ΔU = ΔU ba由热力学 第一定律可得 Qa + Wa = Q + W bb∴ W = Q + W －Q= －1.387kJ b baa
两不同途径到达相同的末℃，200 kPaba，的5 mol某理想气体，经途径 2.5 始态为25 ；再恒容加热到压力100 kPa，步骤的功a先经绝热膨胀到 -28.47℃，态。途经 的。途径b为恒压加热过程。求途径200 kPa的末态，步骤的热b及。 解：先确定系统的始、末 态 nRT15.8.314×298×513m==0.V0619=1200000P1nRT5×8.314×244.583 m1016==0=VV=.2P100000ΔU=W+Q=(－5.57+25.42)kJ=19.85kJ aa 对于途径b，其功为 W=－pΔV=－200000（0.1016－0.0619）J=－7.932kJ1b根据热力学第一定律 的值。ΔH－ΔU, 4mol2.6 某理想气体，温度升高20℃求解：根据焓的定义
《物理化学》学习辅导习题及答案
期末复习《物理化学》学习辅导材料之一 热力学 一、判断题： 1、在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的热力学能和焓也 不变。 ( ) 2、25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。（） 3、稳定态单质的Δf H mΘ(800K)=0 。 ( ) 4、d U=nC v,m d T公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。( ) 5、系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。 （） 6、若系统的所有宏观性质均不随时间而变，则该系统一定处于平衡态。（） } 7、隔离系统的热力学能是守恒的。 （） 8、隔离系统的熵是守恒的。 （） 9、一定量理想气体的熵只是温度的函数。（） 10、绝热过程都是定熵过程。（） 11、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。（） 12、系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达 不到此终态。 （） 13、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传到高温物体是不可能的。（） 14、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。 （） 15、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W’>G和G <0， 则此状态变化一定能发生。 （） 16、绝热不可逆膨胀过程中S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S <0。（） ！ 17、临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。( ) 18、可逆的化学反应就是可逆过程。( ) 19、Q和W不是体系的性质，与过程有关，所以Q + W也由过程决定。( ) 20、焓的定义式H = U + pV是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。( ) 21、焓的增加量H等于该过程中体系从环境吸收的热量。( ) 22、一个绝热过程Q = 0，但体系的T不一定为零。( ) 23、对于一定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。( )
《物理化学》高等教育出版(第五版)第八章
《物理化学》高等教育出版(第五版)第八章 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第八章化学动力学(2)练习题 一、判断题： 1．碰撞理论成功处之一，是从微观上揭示了质量作用定律的本质。 2．确切地说：“温度升高，分子碰撞次数增大，反应速度也增大”。 3．过渡状态理论成功之处，只要知道活化络合物的结构，就可以计算出速率常数k。4．选择一种催化剂，可以使Δr G m> 0的反应得以进行。 5．多相催化一般都在界面上进行。 6．光化学反应的初级阶段A + hv－→P的速率与反应物浓度无关。 7．酸碱催化的特征是反应中有酸或碱存在。 8．催化剂在反应前后所有性质都不改变。 9．按照光化当量定律，在整个光化学反应过程中，一个光子只能活化一个分子，因此只能使一个分子发生反应。 10.光化学反应可以使Δr G m> 0 的反应自发进行。 二、单选题： 1．微观可逆性原则不适用的反应是： (A) H2 + I2 = 2HI ； (B) Cl· + Cl· = Cl2； (C) 蔗糖 + H2O = C6H12O6(果糖) + C6H12O6(葡萄糖) ； (D) CH3COOC2H5 + OH－=CH3COO－+ C2H5OH 。 2．双分子气相反应A + B = D，其阈能为40 kJ·mol－1，有效碰撞分数是6 × 10－4，该反 应进行的温度是： (A) 649K ；(B) 921K ；(C) 268K ； (D) 1202K 。 3．双分子气相反应A + B = D，其阈能为50.0 kJ·mol－1，反应在400K时进行，该反 应的活化焓 ≠ ? m r H为： (A) 46.674 kJ·mol－1；(B) 48.337 kJ·mol－1； (C) 45.012 kJ·mol－1；(D) 43.349 kJ·mol－1。 4．关于阈能，下列说法中正确的是： (A) 阈能的概念只适用于基元反应； (B) 阈能值与温度有关； (C) 阈能是宏观量，实验值； (D) 阈能是活化分子相对平动能的平均值。 5．在碰撞理论中，碰撞直径d，碰撞参数b与反射角θ的理解，不正确的是： (A) 0 < b < d，分子发生碰撞；(B) 0 < θ < π，分子发生碰撞； (C) 若b = 0，则θ = 0 ；(D) 若b = 0，则θ = π。 6．由气体碰撞理论可知，分子碰撞次数： (A) 与温度无关；(B) 与温度成正比； (C) 与绝对温度成正比；(D) 与绝对温度的平方根成正比。
大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参考答案第8章
第八章电化学 一．基本要求 1．理解电化学中的一些基本概念，如原电池和电解池的异同点，电极的阴、阳、正、负的定义，离子导体的特点和Faraday 定律等。 2．掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要应用等。了解强电解质稀溶液中，离子平均活度因子、离子平均活度和平均质量摩尔浓度的定义，掌握离子强度的概念和离子平均活度因子的理论计算。 3．了解可逆电极的类型和正确书写电池的书面表达式，会熟练地写出电极反应、电池反应，会计算电极电势和电池的电动势。 4．掌握电动势测定的一些重要应用，如：计算热力学函数的变化值，计算电池反应的标准平衡常数，求难溶盐的活度积和水解离平衡常数，求电解质的离子平均活度因子和测定溶液的pH等。 5．了解电解过程中的极化作用和电极上发生反应的先后次序，具备一些金属腐蚀和防腐的基本知识，了解化学电源的基本类型和发展趋势。 二．把握学习要点的建议 在学习电化学时，既要用到热力学原理，又要用到动力学原理，这里偏重热力学原理在电化学中的应用，而动力学原理的应用讲得较少，仅在电极的极化和超电势方面用到一点。 电解质溶液与非电解质溶液不同，电解质溶液中有离子存在，而正、负离子总是同时存在，使溶液保持电中性，所以要引入离子的平均活度、平均活度因子和平均质量摩尔浓度等概念。影响离子平均活度因子的因素有浓度和离子电荷等因素，而且离子电荷的影响更大，所以要引进离子强度的概念和Debye-Hückel极限定律。 电解质离子在传递性质中最基本的是离子的电迁移率，它决定了离子的迁移数和离子的摩尔电导率等。在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上，需要了解电导测定的应用，要充分掌握电化学实用性的一面。 电化学在先行课中有的部分已学过，但要在电池的书面表示法、电极反应和电池反应的写法、电极电势的符号和电动势的计算方面进行规范，要全面采用国标所规定的符号，以便统一。会熟练地书写电极反应和电池反应是学好电化学的基础，以后在用Nernst方程计算电极电势和电池的电动势时才不会出错，才有可能利用正确的电动势的数值来计算其它物理量的变化值，如：计算热力学函数的变化值，电池反应的标准平衡常数，难溶盐的活度积，水的解离平衡常数和电解质的离子平均活度因子等。