物理化学第五版下册习题答案 .
第七章 电化学
7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A ，经过15min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2（g ）？
解：电极反应为：阴极：Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极： 2Cl - －2e - → Cl 2（g ） 则：z= 2 根据：Q = nzF =It
()22015
Cu 9.32610mol 296500
It n zF -?=
==?? 因此：m （Cu ）=n （Cu ）× M （Cu ）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为：n （Cu ）= n （Cl 2） pV （Cl 2）= n （Cl 2）RT
因此：3
223
Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010
n RT V
p ??===?（）（） 7.2 用Pb （s ）电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1.66×10-2g 。通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62.50g ，其中含有PbNO 31.151g ，计算Pb 2+的迁移数。
解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下： n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(1
2Pb 2+)
则：n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(1
2
Pb 2+)
n 电解(12
Pb 2+)= n 电解(Ag ) =
()()3Ag 0.1658
1.53710mol Ag 107.9
m M -==?
2
23162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 1
2331.22
n -+--??==??解前（）电
2311.151(Pb ) 6.95010mol 1
2331.22
n +-==??解后电
n 迁移(1
2
Pb 2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol
()
242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710
(Pb )2
n t n +
-+
-+?==?移解（）=迁电
解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然
阳极区溶液中3NO -
的总量的改变如下：
n 电解后(3NO -)= n 电解前(3NO -) + n 迁移(3NO -
)
则：n 迁移(3NO -)=n 电解后(3NO -)- n 电解前(3NO -
)
n 电解后(3NO -)=23
11.151(Pb ) 6.95010mol 12331.22
n
+-==??解后
电 n 电解前(3
NO -)=2
23162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 1
2331.22
n -+--??==??解前（）电
n 迁移(3NO -
) = 6.950×10-3-6.150×10-3 = 8.00×10-4mol
()
4
33
3
NO 8.010NO 0.5211.53710
n t n -
--
-?==?移解
（）=
迁电 则： t （Pb 2+）= 1 - t （3NO -
）= 1 – 0.521 = 0.479
7.3 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出0.078g 的Ag ，并知阳极区溶液中23.376g ，其中含AgNO 30.236g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g
AgNO 3。求Ag +和3NO -迁移数。
解法1：解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中Ag +的总量的改变如。
n 电解后(Ag +)= n 电解前(Ag +)+ n 电解(Ag +)- n 迁移(Ag +)
则：n 迁移(Ag +)= n 电解前(Ag +)+ n 电解(Ag +)- n 电解后(Ag +)
n 电解(Ag +
)=()()4Ag 0.0787.22910mol Ag 107.9
m M -==?
()3
323.3760.2367.3910(Ag
) 1.00710mol 169.87
n -+
--??=
=?解前电
30.236
(Ag ) 1.38910mol 169.87
n +-=
=?电解后 n 迁移(Ag +) = 1.007×10-3+7.229×10-4-1.389×10-3=3.403×10-4mol
()4
4
Ag 3.40310Ag 0.477.22910n t n +-+
-?==?移解
（）=
迁电 则：t （3NO -
）= 1 - t （Ag +）= 1 – 0.471 = 0.53
解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然
阳极区溶液中3NO -
的总量的改变如下：
n 电解后(3NO -)= n 电解前(3NO -) + n 迁移(3NO -
)
则：n 迁移(3NO -)=n 电解后(3NO -)- n 电解前(3NO -
)
n 电解后(3NO -)=30.236
(Ag ) 1.38910mol 169.87
n +-=
=?解后电
n 电解前(3
NO -)=()3
323.3760.2367.3910(Ag ) 1.00710mol 169.87
n -+
--??=
=?解前电
n 迁移(3NO -
) = 1.389×10-3-1.007×10-3 = 3.820×10-4mol
n 电解(Ag +)=
()()4Ag 0.078
7.22910mol Ag 107.9
m M -==?
()
433
4
NO 3.82010NO 0.537.22910
n t n -
--
-?==?移解
（）=
迁电 则： t （Ag +）= 1 - t （3NO -
）= 1 – 0.528 = 0.47
7.4 在一个细管中，于0.3327mol·dm -3的GdCl 3溶液的上面放入
0.073mol·dm -3的LiCl 溶液，使它们之间有一个明显的界面。令5.594mA 的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。3976s 以后，界面在管内向下移动的距离相当于1.002cm -3的溶液在管中所占的长度。计算在实验温度25℃下，GdCl 3溶液中的t （Gd 3+）和t （Cl -）。
解：此为用界面移动法测量离子迁移数。 1.002cm -3溶液中所含Gd 3+的物质的量为：
n （Gd 3+）= c V= 0.03327×1.002×10-3 = 3.3337×10-5mol
所以Gd 3+和Cl -的的迁移数分别为：
33533
(Ge )(Ge ) 3.333710396500
(Ge )0.4345.594103976
Q n zF t Q It ++-+
-???====?? t （Cl -）= 1 - t （Gd 3+）= 1 -0.434 = 0.566
7.5 已知25℃时0.02mol·dm -3KCl 溶液的电导率为0.2768S·m -1。一电导池中充以此溶液，在25℃时测得其电阻为453W 。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555 mol·dm -3的CaCl 2溶液，测得电阻为1050W 。计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。 解：（1）电导池系数为
cell
cell cell K K G K R R
κκ==
=即
则： K cell = 0.2768×453 = 125.4m -1 （2）CaCl 2溶液的电导率
1cell 125.4
0.1994S m 1050
K R κ-==?=
（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率
21
m 3
0.1194110.9830.02388S m mol 0.55510
c κΛ-??==?=?
7.6.已知25℃时()21m 4NH Cl 0.012625S m mol Λ∞
-=??，4
NH t +（）=0.4907。试计算()m 4NH Λ∞+及()m Cl Λ∞
-。
解：离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系
()()4
m 4321m
4
NH NH Cl 0.49070.012625
NH 6.19510S m mol 1
t ΛΛν+∞
∞+--+
?=
=
?=??（）
()()
()m 43
21m
Cl NH Cl 10.49070.012625Cl 6.43010
S m mol 1
t ΛΛν-∞
∞-
---
?-=
=
??=?（）
或 m m +m ΛνΛνΛ∞∞∞+-=+，，-
()m Cl Λ∞-=()m 4NH Cl Λ∞-()m 4NH Λ∞
+= 0.012625-6.195×10-3 = 6.430×10-3S·
m 2·mol -1 m
+
m
m
m
t t νΛνΛΛΛ∞
∞
+-+-∞
∞
==，，-
7.7 25℃将电导率为0.14S·m -1的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525W 。在同一电导池中装入0.1 mol·dm -3的NH 3·H 2O 溶液，测得电阻为2030W 。利用表7.3.2中的数据计算NH 3·H 2O 的解离度及解离常熟K 。
解：查表知NH 3·H 2O 无限稀释摩尔电导率为
()()()m 32m 4m NH H O NH OH ΛΛΛ∞∞+∞-=+?
= 73.5×10-4+198×10-4 =271.5×10-4S·m 2·mol -1
()()()()()
()()()()()()m 3232m 3232m 32cell 3232m 323232m 324NH H O NH H O NH H O NH H O NH H O NH H O (KCl (KCl NH H O NH H O NH H O NH H O NH H O 0.141525
0.110002030271.5100.01344
a c K G R c c R ΛκΛΛκΛΛ∞∞
∞∞
-====????=
????=????????））
()()(
)()()2225430.013440.1 1.83410110.013NH OH NH H O 441
K c c c c ca c a c c
+--?????????????====??--?
7.8 25 ℃时水的电导率为5.5×10-6 S·m -1，密度为997.0kg·m -2。H 2O 中存在下列平衡：H 2H ++ OH -，计算此时H 2O 的摩尔电导率、解离度和H +
的浓度。已知：Λm ∞(H +
) = 349.65×
10-4S·m 2·mol -1，Λm ∞(OH -) = 198.0×10-4S·m 2·mol -1。 解：22m 2222(H O)(H O)
(H O)(H O)(H O)/(H O)
k k c M Λρ=
=
6
11213
5.5109.9310S m mol 997.0910/18
---?==????
()()()()()
()m 2m 2+m 2m m 11
2
1
9
421
H O H O =H O H +OH 9.92910S m mol =
1.81310
3.49.65+198.010S m mol ΛΛαΛΛΛ∞∞∞------=
???=????
97322997
(H )(H O)/(H O) 1.81310 1.00410mol md 18
c ca M a ρ+---===
??=?? 7.9已知25 ℃时水的离子积K w =1.008×10-14，NaOH 、HCl 和NaCl 的m Λ∞
分
别等于0.024811 S·m 2·mol -1，0.042616 S·m 2·mol -1和0.0212545 S·m 2·mol -1。
（1）求25℃时纯水的电导率；
（2）利用该纯水配制AgBr 饱和水溶液，测得溶液的电导率κ（溶液）= 1.664×10-5 S·m -1，求AgBr （s ）在纯水中的溶解度。
已知：Λm ∞（Ag +
）= 61.9×
10-4S·m 2·mol -1，Λm ∞（Br -）=78.1×10-4S·m 2·mol -1。 解：（1）水的无限稀释摩尔电导率为
()()()()
m 2m m m 2
1
H O OH -=0.042616+0.024811-0.012645=0.HCl Na NaCl 054777S m mol
ΛΛΛΛ∞∞∞∞
-??=+
纯水的电导率 2
w
w (OH )(H )c c ca K ca K c c c c -+??
=?== ???
，即：
()()
()()
m 2m m 22
2H O H O H O =
H O =
c a ΛΛΛκ∞
， 即有：
()()
2m 23-61
H O H O 1100.054777 5.50010S m κΛ∞
-==????=
（2）κ（溶液）=κ（AgBr ）+κ（H 2O ） 即：κ（AgBr ）=κ（溶液）-κ（H 2O ）
=1.664×10-5 – 5.500×10-6 = 1.114×10-5 S·m -1
()()()()
m m m m -4-4-221
+-=61.910+78.110=1.4010S m mo AgBr AgBr Ag Br l ΛΛΛΛ∞∞
∞-≈??=+???
()()
()()5
43
2
m m 1.11AgBr AgBr AgBr AgBr 410=
7.95710mol m 1.4010
c c
κΛκΛ----?=?=??， 即= 7.10 应用德拜-休克尔极限公式计算25℃时0.002mol·kg -1CaCl 2溶液中γ（Ca 2+）、γ（Cl -）和γ±。
解：离子强度
()B
2122
B 110.00220.00m 2210.006kg
22ol I b z -?
?==?+??-=???∑ 根据： +lg =-lg =-i i Az Az z γγ±
即有：222lg Ca =-Ca =0.6995γ
γ++??（）0.5092；（） ()2
--lg Cl =--1Cl =0.9132γγ?（）0.509；（）
+lg =-0.50920.07885=0.8340Az z γγ±-±=-??-=-；
7.11 现有25℃时，0.01mol·kg -1BaCl 2溶液。计算溶液的离子强度I 以及BaCl 2的平均离子活度因子γ±和平均离子活度。
解：离子强度
()B
2122
B 110.0120.01m 210.03kg 22ol I b z -??==?+??-=???∑
根据： +lg =-2-1=0.6663Az z γγ±±??；
()()1/3
2120.010.02 1.58710kg mol b b b ν
νν+-
-±+--==?=??
21.587100.66630.010571
b a b γ-±±±?==?=
7.12 25℃时碘酸钡Ba(IO 4)2在纯水中的溶解度为5.46×10-4mol·dm -3。假定可以应用德拜-休克尔极限公式，试计算该盐在0.01 mol·dm -3中CaCl 2溶液中的溶解度。
解：先利用25 ℃时碘酸钡Ba(IO 4)2在纯水中的溶解度求该温度下其溶度积。 由于是稀溶液可近似看作b B ≈c B ，因此，离子强度为
()B
2242-4
3B 111 5.46102 5.461021 1.63810kg 22mol I b z ---??==??+???-=????∑
+lg =-2-1=0.9095Az z γγ±-
±??；
()()3
3
-42233
-100sp 4 5.4610=Ba IO 4=40.9095=4.898101b K a a b γ+-±?????=??? ? ????? 设在0.01 mol·dm -3中CaCl 2溶液中Ba(IO 4)2的溶解度为，则 ()()B
1222
B 110.0120.0121+630.01+kg 22mol I b z b b -??=
=?+??-=??
?∑
+lg =-2-1Az z γ±-
??
()(
)3
223sp 4=Ba IO 4b b
K a a b b γγ+-±±
??== ???
；
-4
4.96610=
b b
b γγ±±
?= 整理得到
lg =-1.7632γ±采用迭代法求解该方程得γ±=0.6563
所以在0.01 mol·dm -3中CaCl 2溶液中Ba(IO 4)2的溶解度为
-4
-414.966101
==7.56610kg 0.6563
mol b b γ-±??=??
c B ≈b B = 7.566×10-4mol·dm -3
7.13 电池Pt|H 2（101.325kPa ）|HCl （0.10 mol·kg -1）|Hg 2Cl 2（s ）|Hg 电动势E 与温度T 的关系为：
2
36=0.0694+1.88110-2.910V K K E T T --??
?? ???
（1）写出电池反应；
（2）计算25 ℃时该反应的Δr G m 、Δr S m 、Δr H m 以及电池恒温可逆放电F 时该反应过程的Q r 。
（3）若反应在电池外在同样条件恒压进行，计算系统与环境交换的热。 解：（1）电池反应为 ()()()()22211
H g +Hg Cl s =Hg l +HCl aq 22
（2）25 ℃时
()2
36=0.0694+1.88110298.15-2.910298.15=0.3724V E --????
3641
=1.88110-2 2.910298.15 1.51710V K p
dE dT ----??????=?? ?
?? 因此，Δr G m = -zEF = -1×96500×0.3724 = -35.94 kJ·mol -1
4-11r 196500 1.5171014.64J mol K p
dE S zF dT --???==???=?? ???
Δr H m =Δr G m +T Δr S m = -35.94 + 14.64×298.15×10-3 = -31.57 kJ·mol -1
Q r,m = T Δr S m = 4.36 kJ·mol -1
（3）Q p ,m =Δr H m = -31.57 kJ·mol -1
7.14 25 ℃时，电池Zn|ZnCl 2（0.555 mol·kg -1）|AgCl （s ）|Ag 的电动势E = 1.015V 。已知E （Zn 2+|Zn ）=-0.7620V ，E （Cl -|AgCl|Ag ）=0.2222V ，电池电动势的温度系数为：
41
=-4.0210V K p
dE dT --???? ?
?? （1）写出电池反应；
（2）计算反应的标准平衡常数K ； （3）计算电池反应的可逆热Q r,m ；
（4）求溶液中ZnCl 2的平均离子活度因子γ±。
解：（1）电池反应为
Zn （s ）+ 2AgCl （s ）= Zn 2+ + 2Cl - + 2Ag （s ）
（2）r m =-ln G RT K zE F ?=- 即：()20.22220.762096500ln 76.638.314298.15
zE F K
RT ?--?????===?
K = 1.90×1033
（3）r,m r m =p
dE Q T S zFT dT ???= ?
??
()4-1296500 4.0210298.1523.13kJ mol -=??-??=-?
（4）()()3
2230ln Zn Cl ln 4b RT RT E E a a E zF zF b γ+-±
??=-=- ???
()3
38.314298.150.55551.0150.22220.7620ln 42965001γ±???=--- ????
γ± = 0.5099
7.15 甲烷燃烧过程可设计成燃料电池，当电解质微酸性溶液时，电极反应和电池反应分别为：
阳极：CH 4（g ）+ 2H 2O （l ）= CO 2（g ）+ 8H + + 8e - 阴极：2 O 2（g ）+ 8H + + 8e - = 2H 2O （l ）
电池反应： CH 4（g ）+ 2 O 2（g ）= CO 2（g ）+ 2H 2O （l ）
已知，25℃时有关物质的标准摩尔生成吉布斯函数f m G ?为：
物质
CH 4（g ） CO 2（g ） H 2O （l ） 1f m /kJ mol G -??
-50.72
-394.359
-237.129
计算25℃时该电池的标准电动势。
解：()r m B f m B
B G G ν?=?∑
()()()()()()f m 2f m 2f m 4f m 21
CO g +2H O l -CH g -2O g =-394.359+2-237.129--50.72=-817.897kJ mol G G G G -=??????，，，，
因为：r m G zE F ?=-
3
r m 817.89710=-==1.0595V 896500
G E zF ??? 7.16写出下列各电池的电池反应。应用表7.7.1的数据计算25 ℃时各电池的电动势、各电池反应的摩尔Gibbs 函数变及标准平衡常数，并指明的电池反应能否自发进行。
（1）Pt|H 2（100kPa ）|HCl （a =0.8）|Cl 2（100kPa ）| Pt （2）Zn| Zn Cl 2（a =0.6）|AgCl （s ）|Ag
（3）Cd| Cd 2+（a =0.01）‖Cl -（a =0.5）| Cl 2（100kPa ）| Pt 解：（1）电池反应： H 2（g ）+ Cl 2（g ）= 2HCl ()228.314298.15
ln HCl 1.3579ln 0.8 1.3636V 296500
RT E E a zF ?=-=-=?
-1r m =-2 1.363696500=-263.17kJ mol G zEF ?=-??? r m =-ln G RT K zE F ?=-
[]2 1.3579096500
ln 105.7268.314298.15
zE F K
RT ?-?=
==? K = 8.24×1045
r m 0G zE F ?=-<，故件下反自行。
（2）电池反应： Zn （s ）+ 2AgCl （s ）= ZnCl 2 + 2Ag （s ）
()()28.314298.15
ln ZnCl 0.22216+0.7620ln 0.60.9907V
296500
RT E E a zF ?=-=-=?-1r m =-20.990796500=-191.20kJ mol G zEF ?=-???
r m =-ln G RT K zE F ?=-
()20.22213-0.762096500ln 76.6268.314298.15
zE F K RT ?-?????=
==? K = 1.898×1033
r m 0G ?<，故件下反自行。
（3）电池反应： Cd （s ）+ Cl 2（g ）= Cd 2+ + 2Cl -
()()()()22-2
ln Cd Cl 8.314298.151.3579+0.4032ln 0.010.5 1.8381V
296500
RT
E E a a zF
+=-
?=-?=?-1r m =-2 1.838196500=-354.75kJ mol G zEF ?=-???
r m =-ln G RT K zE F ?=-
()2 1.3579-0.403296500ln 137.1198.314298.15
zE F K
RT ?-?????===?
K = 3.55×1059
r m 0G ?<，故件下反自行。
7.17 应用表7.4.1的数据计算下列电池在25 ℃时的电动势。 Cu| CuSO 4 （b 1=0.01mol·kg -1）‖CuSO 4 （b 2=0.1mol·kg -1）| Cu 解：该电池为浓差电池，电池反应为
CuSO 4 （b 2=0.1mol·kg -1）→ CuSO 4 （b 1=0.01mol·kg -1） 查表知，γ±（CuSO 4，b 1=0.01mol·kg -1）= 0.41 γ±（CuSO 4，b 2=0.1mol·kg -1）= 0.16
()()
1424,11
,22
CuSO ln
CuSO 8.314298.150.410.01
ln
ln 0.01749V
2965000.160.10
a RT E E zF a
b RT b b zF b
γγ±±=-
??=-
=-
=??
7.18电池Pt|H 2（100kPa ）|HCl （b =0.10 mol·kg -1）|Cl 2（100kPa ）|Pt 在25℃
时电动势为1.4881V ，试计算HCl 溶液中HCl 的平均离子活度因子。
解：该电池的电池反应为
H 2（g ，100kPa ）+ Cl 2（g ，100kPa ）= 2HCl （b =0.10 mol·kg -1 ） 根据Nernst 方程
()()()()
()
22222HCl ln ln HCl H /Cl /8.314298.15
1.4881 1.3579ln HCl 296500
a RT RT
E E E a z
F zF p p p p a =-=-?????????=-
?
()()
(3
2
22HCl 6.2910HCl a b b a a a b γγ-±±±±=???== ???
，即 7.19 25℃时，实验测定电池Pb| PbSO 4（s ）| H 2SO 4（0.01 mol·kg -1）| H 2（g ，p ）| Pt 的电动势为0.1705V 。已知25℃时，f m G ?（H 2SO 4，aq ）=f m G ?（2-4SO ，aq ）= -744.53kJ·mol -1，f m G ?（PbSO 4，s ）=
-813.0kJ·mol -1。
（1）写出上述电池的电极反应和电池反应； （2）求25℃时的E （2-4SO | PbSO 4|Pb ）； （3）计算0.01 mol·kg -1 H 2SO 4溶液的a ±和γ±。 解：（1）上述电池的电极反应和电池反应如下 正极：2H + + 2e - = H 2（g ，p ）
负极：Pb （s ）+ 2-4SO - 2e - = PbSO 4（s ）
电池反应：H 2SO 4（0.01 mol·kg -1）+ Pb （s ） = PbSO 4（s ）+ H 2（g ，p ） （2）()r m B f m B
B G G ν?=?∑
()()
()()
(
)f m 4f m
2
f
m 24f m 1P b S O s +2H g -H S O a q -P b s
=-813.0+0--744.53-0=-68.47k J m o l
G G G G -=?????，，，，
因为：()
2-r m 244=H H Pt -SO PbSO Pb G zE F z E E F +?=--（）
（） 3
2-r m 4
4-68.4710SO
PbSO Pb ===-0.3548V 296500
G E zF ???（）
（3）()()()()
2232424H /H /ln =ln H SO H SO p p p p RT RT E E E zF a zF a ±????????=--
(){}[]()
324100/1008.314298.150.17050--0.3548ln 296500H SO a ±?=-
?
()-324H SO =8.36910a ±?
()(){
}
()
2_
4
1/3
2
1/3
22-124H SO H SO =0.020.01 1.587410mol kg b b b +-±=?=??
()()-3
4222
41=H SO =8.369410=0.5271.H S 587410
O b a b b a b γγ±±-±±±±?????
= ???
，
即
7.20 浓差电池Pb│PbSO 4（s ）│CdSO 4（b 1，γ±，1）‖CdSO 4（b 2，γ±，2）│PbSO 4（s ）│Pb ，其中b 1=0.2 mol·kg -1，γ±，1=0.1；b 2=0.02 mol·kg -1，γ±，2=0.32，已知在两液体接界处Cd 2+离子的迁移数的平均值为t （Cd 2+）=0.37。
（1）写出电池反应；
（2）计算25 oC 时液体接界电势E (液界)及电池电动势E ； 解：电池反应
CdSO 4（a ±，1）→ CdSO 4（a ±，2）
由7.7.6式
()()1
2
=ln a RT E t t zF a ±+-±-，，液界
,213,1
,2,20.20.02=0.10.02=0.32 6.41011
b b a a b b γγ±±-±±±±=?
==?=?，1，； ()()3
3
8.314298.150.02=0.370.63ln 3.80510296500 6.410
E --?-?=???液界V 电池电动势
()()()1112223
+=
ln +ln =2ln 8.314298.150.02
=20.37ln 0.010******** 6.410
a a a RT RT RT E E E t t t zF a zF a zF a ±±±+-+±±±-=-???=??，，，，，，差液界V 浓
7.21为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg + 还是以2+2Hg 形式存在，涉及了如下电池
-3-333-3
-3
HNO 0.1mol dm HNO 0.1mol dm Hg
Hg 0.263mol dm
2.63mol dm
????硝酸汞硝酸汞
测得在18℃ 时的E = 29 mV ，求亚汞离子的形式。
解：设硝酸亚汞的存在形式为2+2Hg ，则电池反应为
(){}
()(){}
(){}
()(){}
313232232232323123222NO NO Hg NO Hg NO 2NO NO Hg NO Hg NO a a a a --
--??+→??
??+??
电池电动势为
()()()()22312322132232NO Hg NO -ln
NO Hg NO a a RT E zF a a --??
??
=??
??
作为估算，可以取()()()()123213
23
1232Hg NO NO NO Hg NO c a a a c
-
-??
????=≈??；
()()22322232Hg NO Hg NO c a c
??
?
???≈?? 。 ()()()()22312322132232NO Hg NO -ln
NO Hg NO 8.314291.150.263=-ln =29mV
296500 2.63
a a RT E zF a a -
-????=????
?? 所以硝酸亚汞的存在形式为2+2Hg 。
7.22 电池Pt │H 2（g ，100kPa ）│待测pH 的溶液‖1mol·dm -3KCl │Hg 2Cl 2（s ）│Hg ，在25℃时测得电池电动势E =0.664V ，试计算待测溶液的pH 。
解：电极及电池反应为 阳极：H 2（g ，100kPa ）- 2e - = 2H + 阴极：Hg 2Cl 2（s ）+ 2e - = 2 Hg （l ）+ 2 Cl -
电池反应：H 2（g ，100kPa ）+ ：Hg 2Cl 2（s ）= 2 Hg （l ）+ 2H + + 2 Cl - 查表知（表7.8.1），在所给条件下甘汞电极的电极电势为
，则：
()()()()2222H Cl ln =0.2799ln H H /a a RT RT
E E a z
F zF p p +-
+=--????
()28.314298.15
0.664=0.2799ln H 296500
a +?-?
a （H +）= 3.21×10-7
pH=lg a （H +）= lg3.21×10-7 = 6.49
7.23 在电池Pt│H 2（g ，100kPa ）│HI 溶液（a =1）│I 2（s ）│Pt 中，进行如下电池反应：
（1）H 2 （g ，100kPa ）+ I 2 （s
（a =1）
（2）
12H 2（g ，p ） + 1
2
I 2（s HI （aq,a =1）
应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的E 、r m G ?和K 。
解：（1）电池反应为H
2 （g ，100kPa ）+ I 2 （s （a =1）
时，电池反应处于标准态，即有：
E = E ｛I -（a =1）│I 2│Pt ｝- E ｛H +（a =1）│H 2（g ，100kPa ）│Pt ｝
= E ｛I -
溶液（a =1）│I 2（s ）│Pt ｝ = 0.5353V
()1r m 1=20.535396500103.31kJ mol G zE F -?=--??=-?
()18
r m 1033101exp(
)exp 1.26108.314298.15G K
RT -???===? ????
（2）电动势值不变，因为电动势是电池的性质，与电池反应的写法无关， E = 0.5353V
Gibbs 自由能的变化值降低一半，因为反应进度都是1 mol ，但发生反应的物质的量少了一半，即
1
r m r m
1
(2)(1)51.66 k J m o l
2
G G -?=
?=-
? 根据平衡常数与Gibbs 自由能变化值的关系，
11
18
9
2
2
(2)(1) 1.2610 1.1210K K ????==?=?????
7.24 将下列反应设计成原电池，并应用表7.7.的数据计算25时电池反应的
r m G ?和K 。
（1）2Ag + + H 2 （g ）= 2 Ag + 2H + （2）Cd + Cu 2+ = Cd 2+ + Cu （3）Sn 2+ + Pb 2+ = Sn 4+ + Pb （4）2Cu + = Cu 2+ + Cu
解：（1）Pt│H 2（g ，100kPa ）│H +（a =1）‖Ag +（a =1）│Ag
E （1） = E （右）- E （左）= 0.7994V
()()1r m 11=20.799496500154.28kJ mol G zE F -?=--??=-?
()()r m 27
120.7994965001exp(
)exp 1.07108.314298.15G K
RT
-?????===? ????
（2）Cd │Cd 2+（a =1）│Cu 2+（a =1）│Cu
同理可求：E （2） = E （右）- E （左）=0.3417-（-0.4032）=0.7449V
()()1r m 22=20.744996500143.76kJ mol G zE F -?=--??=-?
()()r m 25
220.7449965002exp(
)exp 1.54108.314298.15G K
RT
-?????===? ????
（3）Pt│Sn 2+（a =1），Sn 4+（a =1）│Pb 2+（a =1）│Pb
同理可求：E （3） = E （右）- E （左）= -0.1264 – 0.151 = -0.2774V
()()()1r m 33=2-0.27719650053.54kJ mol G zE F -?=--??=?
()()()r m -10
32-0.2774965003exp(
)exp 4.17108.314298.15G K
RT
-?????===? ????
（4）Pt│Cu + （a =1），Cu 2+（a =1）│Cu +（a =1）│Cu
同理可求：E （4） = E （右）- E （左）= 0.521 – 0.153 = 0.368V
()()1r m 44=20.36896500-35.51kJ mol G zE F -?=--??=?
()()
r m 6
420.368965004exp(
)exp 1.67108.314298.15G K
RT
-?????===? ????
7.25 将反应Ag （s ） +
1
2
Cl 2 （g ）= AgCl （s ）设计成原电池，已知在25℃时，1f m (AgCl s)=-127.07kJ mol H -??，，1f m (AgCl s)=-109.79kJ mol G -??，，标准电极电势E （Ag +│Ag ）= 0.7994V ，E （Cl -│Cl 2（g ）│Pt ）=1.3579V 。
（1）写出电极反应和电池图示；
（2）求25℃时电池可逆放电2F 电荷量时的热Q r ； （3）求25℃时AgCl 的活度积。 解：（1）电极反应和电池图示如下： 阳极：Ag （s ）+ Cl - - e - = AgCl （s ）
阴极：1
2
Cl 2 （g ）+ e - = Cl -
电池图示：Ag|AgCl （s ）|Cl - ｛a （Cl -）｝|Cl 2（g ，p ）|Pt
()
()()()r m B f m B
f m f m 2f m 1
B 1
AgCl s -CI g -Ag s 2
=-109.79kJ mol G G G G G ν-?=?=????∑（2） ，，，同理
同理可求：1
r m f m =(AgCl s)=-127.07kJ mol H H -???，
r m r m r m -G H T S ?=??
(){}3
-11r m r m r m 127.07109.7910
-=57.96J mol K 298.15
H G S T ----????==-??
Q r = n T r m S ?= 2×298.15×（-57.96）= -34.56kJ
（3）3
r m r m 109.7910=- 1.1377V 196500
G G zE F E zF ?-??=-=-=?
；即：
E = E （右）- E （左）= 1.3579 –
E （Cl -│AgCl （s ）│ Ag ）
E （Cl -│AgCl （s ）│ Ag ）= 1.3579 – 1.1378 = 0.2201V
解法1：设计原电池：Ag │Ag +‖Cl -│AgCl （s ）│ Ag 电池反应：AgCl （s ）
Ag + + Cl -
()()()
sp Cl AgCl s Ag Ag Ag -
ln Ag Cl =Ag Ag -ln AgCl RT
E E a a zF
RT E K zF
-+
+-+
=（│（）│）（│）（│）
()sp 8.314298.15
0.22010.7994-
ln AgCl 196500
K ?=?
()-10sp AgCl =1.6110K ?
解法2：根据能斯特方程：
()Cl AgCl s Ag Ag Ag ln Ag RT
E E a zF
-+
+=+
（│（）│）（│） ()()()()__sp sp g l =g l g =g l /l K a a a K a ++（A C ）A C ，即：A （A C ） C
则：()_sp Cl AgCl s Ag Ag Ag ln g l /l RT
E E K a zF
-+
=+
（│（）│）（│）（A C ） C sp 8.314298.15
0.22010.7994ln g l /1196500
K ?=+
?（A C ）
()-10sp AgCl =1.6110K ?
7.26 25℃时，电池Pt│H 2（g ，100kPa ）│H 2SO 4（b ）│Ag 2 SO 4（s ）│Ag 的标准电动势E =0.627V 。已知E （Ag +│Ag ）= 0.7994V 。
（1）写出电极反应和电池反应；
（2）25℃时实验测得H 2SO 4浓度为b 时，上述电池的电动势为0.623V 。已知此H 2SO 4溶液的离子平均活度因子γ±= 0.7，求b 为多少；
（3）计算Ag 2 SO 4（s ）的活度积sp K 。 解：（1）电极反应和电池反应如下： 阳极：H 2（g ，100kPa ）- 2e - = 2H +
阴极：Ag 2 SO 4（s ）+ 2e - = 2Ag （s ）+ 2-4SO
电池反应：H 2（g ，100kPa ）+ Ag 2 SO 4（s ）= 2Ag （s ）+ 2H + + 2-4SO
（2）
E = E （右）- E （左）
= E （2-4SO │Ag 2 SO 4（s ）│Ag ）-
E ｛H +
|H 2（g ）|Pt ｝
即：E （2-4SO │Ag 2 SO 4（s ）│Ag ）= 0.627V
()()(){}()()()22224422H SO H SO ln ln =-ln H /H /a a a a RT RT E E E E zF zF p p p p +-+-
=--????????
（右）（左） ()(
)3
2
234
H SO =b a a a b b γ+
-±±
±±??
== ???
且
则：{}3
-ln 4RT b E E E zF b γ±?
?=- ???（右）（左）
3
8.314298.150.70.6230.627-ln 42965001b ???
= ????
b = 0.9984 mol·kg -1
（3）()2-424SO Ag SO s Ag Ag Ag ln Ag RT
E E a zF
+
+=+（│（）│）
（│） ()()()()22-2-sp 244Ag SO =g SO g =Ag SO /SO K a a a K a ++（）A ，即：A （）
2-424sp SO Ag SO s Ag Ag Ag Ag RT E E zF
+=+（│（）│）
（│）（sp 248.314298.15
0.6270.7994ln Ag SO /1296500
K ?=+
?（）
6sp 24Ag SO -?（）=1.48110K
7.27 （1）已知25℃时，H 2O （l ）的标准摩尔生成焓和标准摩尔生成吉布斯函数分别为-285.83 kJ·mol -1和-237.129 kJ·mol -1。计算在氢-氧燃料电池中进行下列反应时电池的电动势及其温度系数，
()()()2221
H g 100kPa +O g 100kPa H O l 2
=，，
（2）应用表7.7.1的数据计算上述电池的电动势。
解：（1）()r m B f m B
B G G ν?=?∑
()()()1f m 2f m 2f m 21
H O l -g -g =-237.129kJ mol 2
G G G -=????，O ，H ，
同理同理可求：1
r m f m 2=(H O l)=-285.83kJ mol H H -???，
3
r m r m 237.12910=- 1.229V z 296500G G zE F E F ?-??=-=-=?
，即： r m r m r m -G H T S ?=??
(){}3
-11r m r m r m 285.83237.12910
-=-163.344J mol K 298.15
H G S T ----????==??
r m =p
dE S zF dT ??
? ???
即：41r m
163.344==-=-8.5610V K 296500p
S dE dT zF -?????
?
???
（3）设计原电池为：
Pt│H 2（g ，100kPa ）│H +（a =1）│O 2（g ，100kPa ）│Pt
E = E （右）- E （左）
= E ｛OH - |O 2（g ，
p ）|Pt ｝- E ｛H + |H 2（g ，
p ）|Pt ｝ = 1.229V
7.28 已知25 ℃时E （Fe 3+ | Fe ）= -0.036V ，
E （Fe 3+， Fe 2+）=0.770V 。试计算25 oC 时电极Fe 2+ | Fe 的标准电极电势E （Fe 2+ | Fe ）。
解：上述各电极的电极反应分别为
Fe 3+ + 3e - = Fe （1） Fe 3+ + e - = Fe 2+ （2） Fe 2+ + 2e - = Fe （3）
显然，（3）=（1）-（2），因此
()()()r m r m r m 31-2G G G ?=??
()()()2332-2Fe |Fe -3Fe |Fe Fe |Fe E F E F E F ++++=+
()()()()33223Fe |Fe Fe |Fe Fe |Fe 2
30.0360.770
2
0.439V
E E E ++++-=
?--=
=-
7.29 已知25 ℃时AgBr 的溶度积13sp 4.8810K -=?，E （Ag +│Ag ）= 0.7994V ，E （Br -│Br 2（g ）│Pt ）=1.006V 。试计算25℃时。
（1）银-溴化银电极的标准电极电势E （Br -│Ag Br （s ）│ Ag ）； （2）Ag Br （s ）的标准生成吉布斯函数。
解：（1）设计电池Ag │Ag +‖Br -│Ag Br （s ）│ Ag ，电池反应为
Ag Br （s
Ag + + Br -
根据Nernst 方程
()sp =Br Ag Br s Ag -Ag Ag -
ln Ag Br RT
E E E K F
-+
（│（）│）（│） 沉淀反应平衡时E =0，所以
()sp 13Br Ag Br s Ag =Ag Ag +
ln Ag Br 8.314298.15
0.7994ln 4.881096500
0..0712V
RT
E E K F
-+
-?=+?=（│（）│）（│）
（2）设计电池设计电池Ag │Ag Br （s ）‖Br -│ Br 2（l ）│ Pt ，电池反应为
Ag （s ）+ 1
2 Br 2（l ）=Ag Br （s ）
该反应为Ag Br （s ）的生成反应，
()1r m -1 1.0660.0712*******.0kJ mol G zE F -?==-?-?=-? 7.30 25 ℃时用铂电极电解1mol·dm -3的H 2SO 4。 （1）计算理论分解电压；
（2）若两电极面积均为1cm 3，电解液电阻为100Ω，H 2（g ）和O 2（g ）的超电势η与电流密度的关系分别为：
{}22
H g 0.4720.118lg
V
A cm J
η-=+?（）
物理化学上册的答案-第五版上册
第一章 气体pVT 性质 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。 解：先求容器的容积33) (0000.1001 0000.100000.250000.1252 cm cm V l O H ==-=ρ
物理化学第五版课后习题答案
第五章 化学平衡 5－1．在某恒定的温度和压力下，取n 0﹦1mol 的A (g )进行如下化学反应：A (g ) B (g ) 若0B μ﹦0 A μ，试证明，当反应进度ξ﹦0.5mol 时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A ，B 间达到化学平衡。 解： 设反应进度ξ为变量 A (g ) B (g ) t ﹦0 n A , 0﹦n 0 0 ξ0﹦0 t ﹦t 平 n A n B ξ ξ﹦ B B n ν n B ﹦νB ξ，n A ﹦n 0－n B ﹦n 0－νB ξ，n ﹦n A ＋n B ﹦n 0 气体的组成为：y A ﹦ A n n ﹦00 B n n νξ-﹦01n ξ-，y B ﹦B n n ﹦0 n ξ 各气体的分压为：p A ﹦py A ﹦0 (1)p n ξ - ，p B ﹦py B ﹦ p n ξ 各气体的化学势与ξ的关系为：0 000ln ln (1)A A A A p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0 000ln ln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+? 由 G ＝n A μA ＋n B μB ＝(n A 0A μ＋n B 0 B μ)＋00ln (1)A p n RT p n ξ-＋0 ln B p n RT p n ξ ? ＝[n 0－ξ0A μ＋ξ0 B μ]＋n 00ln p RT p ＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0 ln RT n ξ ξ 因为 0B μ﹦0A μ，则G ＝n 0(0 A μ＋0ln p RT p )＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0 ln RT n ξ ξ ,0()ln T p G RT n ξξξ?=?- 20,20()()T p n RT G n ξξξ?=-?-＜0 令 ,( )0T p G ξ?=? 011n ξξξξ ==-- ξ﹦0.5 此时系统的G 值最小。
物理化学第五版下册习题答案
第七章 电化学 7、1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A,经过15min 后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu?(2)在的27℃,100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2(g)？ 解:电极反应为:阴极:Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极: 2Cl - －2e - → Cl 2(g) 则:z= 2 根据:Q = nzF =It ()22015Cu 9.32610mol 296500 It n zF -?= ==?? 因此:m (Cu)=n (Cu)× M (Cu)= 9、326×10-2×63、546 =5、927g 又因为:n (Cu)= n (Cl 2) pV (Cl 2)= n (Cl 2)RT 因此:3223Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010 n RT V p ??===?（）（） 7、2 用Pb(s)电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1、66×10-2g 。通电一定时间后,测得与电解池串联的银库仑计中有0、1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62、50g,其中含有PbNO 31、151g,计算Pb 2+的迁移数。 解法1:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液就是电中性的)。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下: n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(12 Pb 2+) 则:n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(12 Pb 2+) n 电解(1 2Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 223162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 12331.22 n -+--??==??解前（）电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 12331.22 n +-==??解后电 n 迁移(12 Pb 2+)=6、150×10-3+1、537×10-3-6、950×10-3=7、358×10-4mol () 242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710(Pb )2n t n +-+-+?==?移解（）=迁电
物理化学第五版课后习题答案
第十章界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答：(1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”，根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG＜0，而ΔS＜0，由ΔG=ΔH－TΔS，得 ΔH＜0，即反应为放热反应。
10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N×3243r π N ＝3 132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ?＝ (A 2－A 1)＝4·( N 2 2 r －21 r )＝4 ·(3 12 r r －21r ) ＝4× ×(339 (110)110 --??－10－6) ＝5.9062 J 10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。已知时水的表面张力为58.91×10－3 N ·m －1 (1) 水中存在的半径为0.1μm 的小气泡；kPa (2) 空气中存在的半径为0.1μm 的小液滴； (3) 空气中存在的半径为0.1μm 的小气泡； 解：(1) Δp ＝2r γ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (2) Δp ＝2r γ ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (3) Δp ＝4r γ＝36 458.91100.110--???＝2.356×103 kPa 10－4 在293.15K 时，将直径为0.1nm 的玻璃毛细管插入乙醇中。问需要在管内加多大的压力才能防止液面上升？若不加压力，平衡后毛细管内液面的高度为多少？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3×10－3 N ·m －1，密度为789.4 kg ·m －3，重力加速度为9.8 m ·s －2。设乙醇能很好地润湿玻璃。
《物理化学(第五版)》下册试题
一. 选 择 题（每小题2分，共40分，请将答案填入下表。） 1. 气体分子的平动能为22/3 94h mV （式中m 为分子的质量，V 为容器的体积，h 是Planck 常数），则其能级的简并度为（ ）。 (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 6 2．水溶液中H +和OH -的电迁移率特别大，其原因是（ ）。 (A) 发生电子传导 (B) 发生质子传导 (C) 离子荷质比大 (D) 离子水化半径小 3.下列电解质溶液的浓度都为0.01mol·kg -1，离子平均活度因子最小的是（ ）。 (A) ZnSO 4 (B) CaCl 2 (C) KCl (D) LaCl 2 4.下列电池中能测定AgCl 的溶度积K sp 的是（ ）。 (A) Ag|AgCl(s)|KCl(aq)|I 2 (B) Ag|Ag +||Cl －|AgCl(s)|Ag (C) Ag|Ag +||Cl －|Cl 2|Pt (D) Ag|AgCl|Pt 5．将金属插入含该金属离子的溶液中，由于金属的溶解或溶液中金属离子在金属表面上沉积，可能使金属表面带上某种电荷，产生界面电势。若已知Zn│ZnSO 4电极的标准电极电势为－0.763V ，则金属锌表面上所带的电荷一定是（ ）。 (A) 正电荷 (B) 负电荷 (C) 不带电荷，因为溶液始终是电中性的 (D) 无法判断，正电荷和负电荷都有可能 6．用对消法测定电池的电动势时，下列电池中可作为标准电池的是（ ）。 (A)丹尼尔电池 (B)伏打电池 (C)韦斯登电池 (D)伽法尼电池 7.某一电池反应，若算得其电池电动势为负值时，表示此电池反应是 （ ）。 (A) 正向进行 (B) 逆向进行 (C) 不可能进行 (D) 反应方向不确定
物理化学上册的答案_第五版上册
气体pVT 性质 1. 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每 小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33714.015 .273314.81016101325444--?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。 解：先求容器的容积33)(0000.1001 0000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρ n=m/M=pV/RT 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态（f ）时 ??? ? ??+=???? ??+=+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 1-6 0℃时氯甲烷（CH 3Cl ）气体的密度ρ随压力的变化如下。试作ρ/p —p 图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。 解：将数据处理如下： P/kPa 101.325 67.550 50.663 33.775 25.331 (ρ/p)/ （g ·dm -3·kPa ） 0.02277 0.02260 0.02250 0.02242 0.02237 作(ρ/p)对p 图 当p →0时，(ρ/p)=0.02225，则氯甲烷的相对分子质量为 1-7 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的200 cm 3容器中，直至压力达101.325kPa ，测得容器中混合气体的质量为0.3879g 。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。 解：设A 为乙烷，B 为丁烷。 B A B B A A y y mol g M y M y n m M 123.580694.30 867.46008315 .03897.01+=?==+==- （1） 1=+B A y y （2） 联立方程（1）与（2）求解得401.0,599.0==B B y y
物理化学第五版课后习题答案讲课讲稿
物理化学第五版课后 习题答案
第十章界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答： (1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”，根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG＜0，而ΔS＜0，由ΔG=ΔH－TΔS，得 ΔH＜0，即反应为放热反应。
10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3 132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ? ＝γ(A 2－A 1)＝4πγ·( N 22 r －21 r )＝4πγ·(3 12 r r －21r ) ＝4π×0.47×(339 (110)110 --??－10－6 ) ＝5.9062 J 10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。已知时水的表面张力为58.91×10－3 N ·m －1 (1) 水中存在的半径为0.1μm 的小气泡；kPa (2) 空气中存在的半径为0.1μm 的小液滴； (3) 空气中存在的半径为0.1μm 的小气泡； 解：(1) Δp ＝2r γ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (2) Δp ＝2r γ ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (3) Δp ＝4r γ ＝36 458.91100.110--???＝2.356×103 kPa 10－4 在293.15K 时，将直径为0.1nm 的玻璃毛细管插入乙醇中。问需要在管内加多大的压力才能防止液面上升？若不加压力，平衡后毛细管内液面的高度为多少？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3×10－3 N ·m －1，密度为789.4 kg ·m －3，重力加速度为9.8 m ·s －2。设乙醇能很好地润湿玻璃。
【物理化学上册完整习题答案】第五版 高等教育出版社
第一章 气体pVT 性质 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。
第五版物理化学第四章习题答案
第四章多组分系统热力学 4.1有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。此溶液中B的浓度为c B，质量摩尔浓度为b B，此溶液的密度为。以M A，M B分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B的摩尔分数x B表示时，试导出x B与c B，x B与b B之间的关系。 解：根据各组成表示的定义 4.2D-果糖溶于水（A）中形成的某溶液，质量分数，此溶液在20 C时的密度。求：此溶液中D-果糖的（1）摩尔分数；（2）浓度；（3）质量摩尔浓度。 解：质量分数的定义为
4.3在25 C，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度b B 介于和之间时，溶液的总体积 。求： （1）把水（A）和醋酸（B）的偏摩尔体积分别表示成b B的函数关系。 （2）时水和醋酸的偏摩尔体积。 解：根据定义 当时
4.460 C时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa，乙醇的饱和蒸气压是47.0 kPa。二者可形成理想液态混合物。若混合物的组成为二者的质量分数各50 %，求60 C时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。 解：质量分数与摩尔分数的关系为 求得甲醇的摩尔分数为 根据Raoult定律 4.580 C是纯苯的蒸气压为100 kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80 C时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。 解：根据Raoult定律
4.6在18 C，气体压力101.352 kPa下，1 dm3的水中能溶解O 2 0.045 g， 能溶解N 2 0.02 g。现将 1 dm3被202.65 kPa空气所饱和了的水溶液加热至沸腾， 赶出所溶解的O 2和N 2 ，并干燥之，求此干燥气体在101.325 kPa，18 C下的 体积及其组成。设空气为理想气体混合物。其组成体积分数为：， 解：显然问题的关键是求出O 2和N 2 的Henry常数。 18 C，气体压力101.352 kPa下，O 2和N 2 的质量摩尔浓度分别 为 这里假定了溶有气体的水的密度为（无限稀溶液）。 根据Henry定律， 1 dm3被202.65 kPa空气所饱和了的水溶液中O 2和N 2 的质量摩 尔浓度分 别为
物理化学第五版答案
物理化学第五版答案 内容介绍本书是在第四版的基础上，遵照教育部高等学校化学与化工学科教学指导委员会2004年通过的“化学专业和应用化学专业化学教学基本内容”进行了适当的调整和增删。全书重点阐述了物理化学的基本概念和基本理论，同时考虑到不同读者的需要也适当介绍了一些与学科发展趋势有关的前沿内容。各章附有扩展阅读的参考文献和书目，拓宽了教材的深度和广度。为便于读者巩同所学到的知识，提高解题能力，同时也为了便于自学，书中编入了较多的例题，每章末分别有复习题和习题，供读者练习之用。全书采用以国际单位制(SI)单位为基础的“中华人民共和国法定计量单位”和国家标准(GB 3100～3102 93)所规定的符号。全书分上、下两册，共14章。上册内容包括：气体，热力学第一定律，热力学第二定律，多组分系统热力学，相平衡，化学平衡和统计热力学基础。下册内容包括：电解质溶液，可逆电池电动势的测定和应用，电解和极化，化学动力学基础，表面化学和胶体分散系统等。即将与本书配套出版的有：学习与解题指导书，多媒体电子教案，多媒体网络课程等，形成一套新型的立体 《物理化学》为教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材。1999年出版的《物理化学》第四版,内容大致与国际趋势接轨。本版则是一个精要版,是在第四版的基础上修订而成。它并不降低基本要求,而是从实际出发,进一步取其精华,提高质量,篇幅比第四版减少约三分
之一。全书仍分为5篇共18章。平衡篇包括物质的pVT关系和热性质、化学热力学、相平衡和化学平衡。速率篇包括传递现象和化学动力学。结构篇有量子力学基础、化学键和分子间力的理论,以及波谱原理。统计篇有独立子系统和相倚子系统的统计热力学,以及速率理论。... [显示全部]
物理化学上册的答案第五版上册
第一章 333气体pVT 性质 1-1物质的体膨胀系数V α及等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ及压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。
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 ???＝5.527 g n Cu ＝201560 2F ??＝0.09328 mol (2) 2Cl n ＝2015602F ??＝0.09328 mol 2Cl V ＝00932830015 100 .R .??＝2.328 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) 21.66×10－2g 。通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区溶液质量为62.50g ，其中含有Pb (NO 3) 21.151g ，计算Pb 2+的迁移数。 解： M [Pb (NO 3) 2]＝331.2098 考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝262501151166103312098(..)..--??－11513312098..＋01658 21078682 ..? ＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 mol t ＋(Pb 2+ )＝4 4 36823107685310..--??＝0.4791 考虑3NO -： n 迁＝n 后－n 前 ＝1151 3312098 ..－262501151166103312098(..)..--??＝4.0030×10－3 mol t －(3 NO -)＝4 4 40030107658310..--??＝0.5209 7－3．用银电极电解AgNO 3溶液。通电一段时间后，阴极上有0.078 g 的Ag 析出，阳极区溶液溶液质量为23.376g ，其中含AgNO 3 0.236 g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 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********..＋00781078682 .. ＝1.007×10－ 3－1.3893×10－ 3＋7.231×10－ 4
大学物理化学下册(第五版傅献彩)知识点分析归纳 (1)
第八章电解质溶液
第九章 1.可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举一例，并写出该电极的还原反应。对于气体电极和氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题? 答：可逆电极有三种类型： (1)金属气体电极如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s) (2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m)， AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m) (3)氧化还原电极如：Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2) 对于气体电极和氧化还原电极，在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。 2.什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电动势时要用对消法? 答：正、负两端的电势差叫电动势。不同。当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中发生化学反应，溶液浓度发生改变，同时电池有内阻，也会有电压降，所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。 3.为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐时，标准电池都有稳定的电动势值?试用Cd一Hg的二元相图说明。标准电池的电动势会随温度而变化吗? 答：在Cd一Hg的二元相图上，Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区，在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。因为标准电池的电动势在定温下只与Cd一Hg齐的活度有关，所以电动势也有定值，但电动势会随温度而改变。 4.用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负？用实验能测到负的电动势吗？ 答：用“|”表示不同界面，用“||”表示盐桥。电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。 不能测到负电势。5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测
物理化学第五版课后习题答案
第十章 界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答： (1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”， 根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG ＜0，而ΔS ＜0，由ΔG =ΔH －T ΔS ，得 ΔH ＜0，即反应为放热反应。 10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ? ＝γ(A 2－A 1)＝4πγ·( N 22 r －21 r )＝4πγ·(3 12 r r －21r )
天津大学第五版-刘俊吉-物理化学课后习题答案(全)
第一章 气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，
物理化学上册的答案_第五版上册
气体pVT 性质 1. 11物质得体膨胀系数与等温压缩系数得定义如下: 试导出理想气体得、与压力、温度得关系？ 解:对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 12 气柜内有121、6kPa 、27℃得氯乙烯(C 2H 3Cl)气体300m 3,若以每小时90kg 得流量输往使用车间,试问贮存得气体能用多少小时？ 解:设氯乙烯为理想气体,气柜内氯乙烯得物质得量为 每小时90kg 得流量折合p 摩尔数为 n/v=(14618、623÷1441、153)=10、144小时 13 0℃、101、325kPa 得条件常称为气体得标准状况。试求甲烷在标准状况下得密度。 解:33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 14 一抽成真空得球形容器,质量为25、0000g 。充以4℃水之后,总质量为125、0000g 。若改用充以25℃、13、33kPa 得某碳氢化合物气体,则总质量为25、0163g 。试估算该气体得摩尔质量。 解:先求容器得容积 n=m/M=pV/RT
mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 15 两个体积均为V 得玻璃球泡之间用细管连接,泡内密封着标准状况条件下得空气。若将其中一个球加热到100℃,另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积,试求该容器内空气得压力。 解:方法一:在题目所给出得条件下,气体得量不变。并且设玻璃泡得体积不随温度而变化,则始态为 终态(f)时 16 0℃时氯甲烷(CH 3Cl)气体得密度ρ随压力得变化如下。试作ρ/p —p 图,用外推法求氯甲烷得相对分子质量。 解:将数据处理如下: P/kPa 101、 325 67、550 50、 663 33、775 25、331 (ρ /p)/(g ·dm 3·kPa) 0、 02277 0、02260 0、 02250 0、02242 0、02237 作(ρ/p)对p 图
物理化学第五版课后习题答案
第十二章胶体化学 12－1 如何定义胶体系统？总结胶体系统的主要特征。 答：(1) 胶体定义： 胶体系统的主要研究对象是粒子直径d至少在某个方向上在1－100nm之间的分散系统。 (2) 胶体系统的主要特征： 溶胶系统中的胶粒有布朗运动，胶粒多数带电，具有高度分散性，溶胶具有明显的丁达尔效应。胶体粒子不能透过半透膜。 [注] 溶胶系统中的胶粒的布朗运动不是粒子的热运动，且只有溶胶才具有明显的丁达尔效应。 12－2 丁铎尔效应的实质及产生的条件是什么？ 答：丁铎尔现象的实质是光的散射作用。丁铎尔效应产生的条件是分散相粒子的直径小于入射光波长、分散相与分散介质的直射率相差较大。 12－3 简述斯特恩双电层模型的要点，指出热力学电势、斯特恩(Stern)电势和ζ电势的区别。 答：斯特恩认为离子是有一定大小的，而且离子与质点表面除了静电作用外还有范德华力。 (1) 在靠近质点表面1～2个分子厚的区域内，反离子受到强烈地吸引而牢固地结合在质点表面，形成一个紧密地吸附层－斯特恩层， (2) 在斯特恩层，非离子的电性中心将形成一假想面－斯特恩面。在斯特恩面内电势呈直线下降的变化趋势，即由质点表面的?0直线下降至处的?s，?s称为斯特恩电势； (3) 其余的反离子扩散地分布在溶液中，构成双电层的扩散层部分。在扩散层中，电势由?s降至零。因此斯特恩双电层由斯特恩层和扩散层构成； (4) 当固、液两相发生相对运动时，紧密层中吸附在质点表面的反离子、溶剂分子与质点作为一个整体一起运动，滑动面与溶液本体之间的电势差，称为ζ电势。 热力学电势?0是质点表面与液体内部的总的电位差，即固液两相之间双电层的总电势。它与电极∕溶液界面的双电层总电势相似，为系统的热力学性质，在定温定压下，至于质点吸附的(或电离产生的)离子在溶液中活度有关，而与其它离子的存在与否无关。 斯特恩电势?s是斯特恩面与容液本体的电势差，其值与集中在斯特恩层里的正负离子的电荷总数有关，即与双电层的结构状态有关。外加电解质的种类和浓度对其亦有较大的影响。 ζ电势是当胶粒与分散介质之间发生相对滑动时，胶粒滑动面与溶液本体之间的电势差、ζ电势有如下性质： ①ζ电势则只有当固液两相发生相对运动时才能呈现出来，且可以通过电泳或电渗实验测定； ②ζ电势绝对值的大小与反号离子在双电层中的分布状况有关，扩散曾层中反号离子越少，│ζ│值就越小；反之就越大； ③ζ电势极易受外加电解质的影响。随着外加电解质浓度增加，│ζ│值显著下降直
第五版物理化学第一章习题答案
第一章气体的pVT关系 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 1.2 气柜内贮有121.6 kPa，27℃的氯乙烯（C2H3Cl）气体300 m3，若以每小时90 kg的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：假设气柜内所贮存的气体可全部送往使用车间。 1.3 0℃，101.325kPa的条件常称为气体的标准状况，试求甲烷在标准状况下的密度？解：将甲烷(M w=16g/mol)看成理想气体：PV=nRT , PV =mRT/ M w 甲烷在标准状况下的密度为=m/V= PM w/RT =101.325?16/8.314?273.15(kg/m3) =0.714 kg/m3 1.4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g充以4℃水之后，总质量为125.0000g。若改充以25℃，13.33 kPa的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g。试估算该气体的摩尔质量。水的密度1g·cm3计算。 解：球形容器的体积为V=（125-25）g/1 g.cm-3=100 cm3 将某碳氢化合物看成理想气体：PV=nRT , PV =mRT/ M w M w= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)?8.314?300.15/(13330?100?10-6) M w =30.51(g/mol)
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℃，另一个球则维持 0℃，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， 1.6 0℃时氯甲烷（CH 3Cl ）气体的密度ρ随压力的变化如下。试作p p -ρ 图，用外推法求 氯甲烷的相对分子质量。
物理化学傅献彩下册第五版课后习题答案
物理化学傅献彩下册第五版课后习题答案 第九章可逆电池的电动势及其应用 1.写出下列电池申各电极的反应和电池反应. ⑴Pt] H2(如)| HCKa) ICfc 伽)1 Ph ⑵Pt I H(P H2) I H十(亦)|| Ag+g )iAg(s)( (3)Ag(s) | AgKs) I r (m> I Cl^ Cflo- )! AgCUQI Ag(ah (4)Pb(s) |PbSO4(s>ISOJ- ) || Crf+(心+)|Cu? ⑸Ft IH,〔见)| NaOH(^) \ HgO(s) | HgtD ；(€)Pt|Hj(^)|H+(aq)|SbiQ t(s)|Sb(s)v (7｝Pi|Fe3+(ai)t Fe z+(G2)|| Ag+也屮｝ | A飢小(8)Na(Hg)(a^)|Na^(^+)l| 0^(^- 解：d)负极H’(p吗)—2H+Sf )+2h 正极Ct (pcu > + 2e~ —2Cr ) 电池反应Hi(卫％｝+CU如—2HCl(aq). H3(M I2)一2H+(a H+ )十2厂正极2Ag^ (心>+2e_—2Ag(s) 电池反应 H；( pH2)+ 2A fi*(o^)—2Ag(5)+2H+(fl H* 1 (3〉负极Ag(s)+P (ar )― Agl(s)+e- 正极Afi€l(s) + ^― A H QI+CI—(他-)
电池反应AgCKB)+ r< ar >—Agl(s)+ cr (财- (4)负极Fb(Q + SOT a错- )一-PbS(^