物理化学选做作业复习资料中南大学
纸质作业答案
一、术语解释
节流膨胀：在绝热条件下，流体的恒焓膨胀过程。多数流体经节流膨胀(多数情况下的流体是始态为液体，末态为气体)后温度下降，产生制冷效应。
可逆过程：在一系列无限接近平衡的条件下进行的过程。沿可逆过程途径进行一次来回变化，不会给体系和环境留下任何痕迹，即体系和环境都可回到始态。
反应进度：用来表示化学反应进行程度的量，一般记为ξ，ξ = (n B,t - n B,0 )/νB ，式中n B,0为反应开始(ξ = 0)时体系中物质B 的物质的量(摩尔数)，n B,t 为反应进行到t 时刻(ξ)时体系中物质B 的物质的量(摩尔数)，νB 为反应方程式形为0 = ΣνB B 时，物质B 的化学计量系数。ξ值与选用体系中的哪种物质的量的变化来进行计算无关，但与化学反应计量式的写法有关。 热容：在不发生相变和化学变化的前提下，体系在经历某一过程时，与环境所交换的热与由此引起的温度变化值之比称为体系的热容。若过程为恒压过程，则所得热容称为恒压热容，过程为恒容过程，则所得热容称为恒容热容。
反应热效应：也称反应热，是指在只做体积功和始末态温度相等的条件下，完成化学反应过程中体系与环境所交换的热。热效应有为恒(等)压热效应和恒(等)容热效应之分，恒(等)压热效应Q p =ΔH ，恒(等)容热效应Q V =ΔU 。对应不同类型的反应，反应热也可分为生成热、燃烧热、溶解热、稀释热等。
熵判据：在隔离体系中，ΔS 隔离 = ΔS 体系 + ΔS 环境 ≥ 0，若ΔS 隔离 = 0，则体系达到平衡，若ΔS 隔离 > 0，则体系中发生的变化为自发（动）过程。
熵增原理：在绝热或隔离体系中发生任何变化，体系的熵总是增加或不变，而不会减少，即ΔS ≥ 0。对绝热体系而言，ΔS 绝热 > 0时，体系中发生的变化为不可逆过程，ΔS 绝热 = 0时，体系中发生的变化为可逆过程。
化学势：溶液中组元i 的偏摩尔吉布斯自由能称为组元i 的化学势。其定义式为：
i
j i j i j i j ,,i ,,i ,,i ,,i i i ≠≠≠≠???? ????=???? ????=???? ????=???? ????==j j j j n V S n p S n V T n p T n U n H n A n G G μ 稀溶液依数性：稀溶液中溶剂的蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高和渗透压是值只与一定量溶液中溶质的质点数有关，而与溶质的本性无关，这四个性质统称为稀溶液的依数性。 标准平衡常数：反应体系达到平衡，且各物质均处于标准状态时的反应平衡常数，其定义式
为：K Θ = exp( - Δr G m Θ/RT )，K Θ
只是温度的函数。
自由度：相平衡体系中，那些可以独立改变而又不破坏原有平衡的强度变量（性质）。 恒沸混合物：在产生最大正（或负）偏差体系的温度-组成图上出现的最低（或高）点处，气相线与液相线相切，此点处液态溶液沸腾，且液相组成=气相组成，故沸腾温度恒定，处于该点的多组元物质体系称为恒沸混合物。
活化能：只有活化分子发生碰撞化学反应才能发生，反应物中的普通分子（能量不够高）必须吸收能量才能称为活化分子。在基元反应中，这种由普通分子转变成活化分子所需吸收的最少能称为活化能，记为E a 。其与反应的速率常数k 及反应温度T 之间的关系为： 2a
d ln d RT
E T k 基元反应：化学反应中的反应物分子一般是经过若干个不可分割的反应步骤才能得到最终的产物，单个的这种反应步骤称为基元反应。或者说由反应物粒子直接碰撞发生反应的步骤称为基元反应。
离子迁移数：当电流通过电解质溶液时，溶液中某离子定向迁移所传输的电量与通过溶液的总电量之比称为该离子的迁移数。离子迁移数与离子的运动速度有关，当电解质溶液浓度和温度对离子迁移数产生影响。
电池电动势：在通过电池的电流趋近于零的条件下，电池两电极之间的电势差。
电极极化：当有电流通过电极时，电极电势偏离平衡（可逆）电极电势的现象称为电极极化。电极极化产生的原因一般可分为电阻极化、浓差极化和电化学极化三种。
附加压力：弯曲表面上表面张力的合力在表面垂直方向上的分量不为零，对弯曲表面产生额外的压力，使弯曲表面内外所受压力不相等，这种情况下弯曲表面内外所受压力差称为弯曲表面上的附加压力。其值与表面张力值及弯曲表面的曲率有关：p s = σ[(1/r 1) + (1/ r 2)]
聚沉：憎液溶胶中的微粒相互聚结，颗粒增大，进而发生沉淀的现象。向憎液溶胶中加入电解质或少量有机大分子、加热、搅拌等，都可以促进胶体的聚沉。
表面活性剂：加入少量就能显著降低溶液表面张力的物质称为表面活性剂。
二、简答题
1. 对理想气体来说有ΔU T = 0，因此，若将水蒸气视为理想气体，则水蒸发成水蒸汽时体系的ΔU T = 0。此说法正确否？为什么？
答：说法不正确，因为水的蒸发过程体系始态是液态水，不是理想气体，因此对理想气体才成立的结论ΔU T = 0是不适用的。
2. 理想气体向真空膨胀是恒温过程，其ΔS可通过设计一个在相同始末态下的恒温可逆过程来计算。理想气体向真空膨胀又是绝热过程，那么其ΔS是否还可通过设计一个在相同始末态下的绝热可逆过程来计算呢？为什么？
答：不可以。因为理想气体向真空膨胀是绝热不可逆过程，它与绝热可逆膨胀过程不可能达到同一末态。
3. 是否任何溶质的加入都能使溶液的沸点升高？为什么？
答：加入的溶质若是非挥发性的，则一定使溶液的沸点升高；若加入的溶质若是挥发性的，且挥发度比溶剂更易高，即在一定温度下有x溶剂(l) > x溶剂(g)，则溶液的沸点将会下降。
4. 若反应SO2+ 0.5O2→SO3在温度为T的容器内达到平衡后，通入不参与反应的惰性气体，会不会影响标准平衡常数K pΘ的值和平衡产量？设气体均为理想气体。
答：加入惰性气体虽然能改变体系的压力，但并不能改变标准平衡常数K pΘ的值，因为K pΘ只是温度的函数；但因为反应的∑νB≠0，所以加入惰性气体将会影响平衡产量。
5. 在确定温度、压力条件下，过饱和氯化钠水溶液的自由度为多少？，向该体系中加入氯化钠固体是否会影响其溶解度？为什么？
答：该体系的组元数C = 2，相数Φ = 2，而温度、压力均确定了，则体系的自由度f = 0。所以，此时向该体系中加入氯化钠固体不会影响其溶解度。
6. 化学反应的级数和反应的分子数有什么区别和联系？
答：化学反应的级数是反应速率方程中各物浓度项的幂指数之和，可以为正数、负数、整数或分数；反应的分子数是基元反应中反应物分子化学计量数之和。对基元反应来说，反应级数与反应分子数是一致的；对复合反应来说，两者无任何关系，因为复合反应没有反应分子数一说。
7. 采用铂电极分别电解浓度为0.5mol·L-1的硫酸水溶液和电解为1.0mol·L-1的氢氧化钠水溶液，在相同的温度下该两电解过程的理论分解电压是否相同？为什么？
答：是相同的。因为该两电解过程所对应的电解反应是相同的，都是H2O === H2 + 0.5O2，所以理论分解电压相同，这也说明电解水产生氢和氧的理论分解电压与溶液的pH值无关。
8. 在进行重量分析实验时，为尽可能使沉淀完全，通常加入大量电解质（非沉淀剂），或进行适当地加热处理，为什么？试从胶体体系的观点加以解释。
答：因为沉淀过程难免因颗粒太小而形成胶体，加入大量电解质（非沉淀剂）就可以促使这部分胶体颗粒聚沉，而适当加热可加快胶体颗粒的热运动，增加胶粒的碰撞频率，从而促进胶粒聚沉。即两种处理方法都有利于沉淀完全。
三、分析题
1. 如图所示，有一个气缸，带有无质量、无摩擦的理想活塞。
活塞下内装有气体，活塞上为真空。气缸的筒壁内侧装有几多
个排列得几乎无限紧密的销卡。设自下而上地逐个拔除销卡时， 活塞将无限缓慢地上移，气体将无限缓慢地膨胀。试分析该过
程是否可逆。 解：过程不可逆。该过程虽然无限缓慢，但过程的推动力是气体对活塞的压力p ，而阻力为零，即过程的推动力和阻力并不是相差无限小；膨胀过程体系对环境做功W 膨= 0，膨胀完成后，若要将体系恢复到原状态，环境必须对体系做功W 压≠0，即有永久性的变化。
2. 理想气体恒温膨胀做功时ΔU T = 0，故Q = -W ，即体系所吸收的热全部转化为功。试讨论该结论与热力学第二定律的开尔文说法是否有矛盾。
解：不矛盾。因为开尔文说法是“不能从单一热源吸热使之全部转化为功而不引起其他变化”，本题中理想气体恒温膨胀做功时，虽然是将所吸收的热全部转化为功了，但体系的体积也发生了变化。
3. 有人说：体积是体系的容量性质，因此溶液中物质B 的偏摩尔体积就相当于1mol 物质B 在该溶液中所占有的体积。试分析此说法正确与否。 解：这种说不正确。虽然体积是体系的容量性质，具有加和性，但根据偏摩尔体积的定义式
B
D ,,B B ≠???? ????=n p T n V V 可知，偏摩尔体积是指在一定的温度、压力和浓度条件下，1mol 物质B 对体系体积的贡献，若这种贡献为负值，则加入物质B 会使体系体积减小。所以不能将物质B 的偏摩尔体积理解成1mol 的B 物质在该溶液中所占有的体积，而只能理解为对体系体积大小的贡献作用。
4. 等温、等容条件下反应2NO 2 === N 2O 4达到平衡。当向该恒容反应器内再通入N 2O 4时，关于该反应的移动方向有以下两种不同的分析，试讨论两种分析的正确性。
⑴ 因为反应条件是等温、等容，所以增加N 2O 4后，体系中N 2O 4浓度增大，因此反应会逆
向移动。
⑵ 因为反应条件是等温、等容，所以增加N 2O 4后，体系的压强增大，且反应方程式左边气体系数和大于右边，故反应正向移动。
解：第⑴种分析是正确的。因为增加N 2O 4后，虽然体系的压强增大，但标准平衡常数K p Θ的值并不改变，但此时J p Θ>K p Θ，故反应会逆向移动。
5. 在一定压力下，A 、B 二组元的气-液平衡相图具有最低恒沸点，试分析该相图上最低恒沸点的自由度数等于多少。
解：恒沸点处相数Φ = 2，且气相组成与液相组成相等x A = y A ，二元体系物种数N = 2，故组元数C = 2 – 1 = 1。所以，在一定压力下，f *= 1 – 2 + 1 = 0。
6. 气相反应2A →A 2为二级反应，速率常数为k 2；实验测得反应起始压力为p i ，反应到t 时刻的总压为p ，试证明t
p p p p p k )2()(2i i i 2--=。 解：根据反应式得 2A ——→ A 2
t = 0 p i 0
t = t p A 0.5(p i - p A )
所以，t 时刻有p = p A + 0.5(p i - p A ) = 0.5(p i + p A )，或 p A = 2p - p i
又因为反应为二级反应，所以有k 2t = (p A )-1 - (p i )-1 =(2p - p i )-1 - (p i )-1，将此式整理后得：
t
p p p p p k )2()(2i i i 2--= 7. 极限摩尔电导率是无限稀释时电解质溶液的摩尔电导率。请阐述你对定义中溶液的“无限稀释”和“摩尔电导率”这两个概念的理解，说明此时溶液的摩尔电导率应为多少？ 解：虽然极限摩尔电导率要求溶液无限稀释，但同时要求溶液含有1mol 的电解质，因此可以理解此时溶液的体积为无限之大。那么，在无限稀释的条件下，尽管溶液中含有1mol 的电解质，但离子之间的相互作用已可以忽略，因此，此时电解质的摩尔电导率将达到最大值，溶液的电导率趋向于纯溶剂的电导率。
8. 有体积分别为100L(A)和10L(B)、内盛同种气体分别为100mg 和10mg 的容器各一个。向两容器中分别加入1g 活性炭，试分析比较在相同温度下，两容器中气体被吸附量的大小。 解：此时吸附剂均为1g 活性炭，则在一定温度下的吸附量就只取决于吸附质的压力。在未加入活性炭时，设气体为理想气体，则A 容器中气体压力为p A = n A RT /V A ，B 容器中气体压
力为p B = n B RT /V B ，由于V A =10V B ，n A =10n B ，所以两容器中气体压力相等p A = p B ；加入活性炭后，设A 容器中气体被吸附量为x /g ，B 容器中气体被吸附量为y /g ，则达到吸附平衡时有：p A = (100 -x ) RT /MV A ，p B = (10 -y ) RT /MV B ，即(100 -x ) RT /MV A = (10 -y ) RT /MV B ，由此可导出x = 10 y ，即A 容器中气体被吸附的量大于B 容器中气体被吸附的量。
四、计算题
1. 在298.15K 、101325 Pa 下，1 mol H 2与0.5 mol O 2生成1 mol H 2O （ｌ），放热285.90 kJ 。
设Ｈ2及Ｏ2在此条件下均为理想气体，求U ?。若此反应在相同的始、末态的条件下改在原电池中进行，做电功为187.82 kJ ，求U ?、Q 及W 。
解： (1) 反应为： H 2(g) + 0.5O 2(g) === H 2O(l) (恒温恒压)
?H = -285.9 kJ
若忽略H 2O(l)的体积，则
U ?= ?H - (?n )RT ， ?n = -1.5 所以：U ?= -282.18 kJ
(2) U ?不变
总功：W = 电功 + 体积功 = (-187.82 )+1.5RT = -184.1 kJ
Q =U ?- W = (-282.18) +184.1= - 98.1 kJ
2．试计算下列反应在298.15 K 下，m ,p Q 与m ,V Q 的差值。
⑴ CH 4(ｇ)＋2O 2(g) ==== CO 2(ｇ)＋2H 2O(g)；
⑵ CO 2(g)＋C （石墨） ==== 2CO(g)；
⑶ Fe 2O 3(s)＋2C(s) ==== 2Fe(s)＋3CO(g) 。
解：⑴ ∵n ?= (1+2) - (1+2) = 0 故Q p ,m -Q V ,m = 0
⑵ n ?=2-1=1 Q p ,m -Q V ,m = RT n ?= 8.314×298.15×1=2478.82 J = 2.48 kJ ⑶ n ?=3-0=3, 故Q p ,m -Q V ,m = RT n ? =8.314×298.15×3 = 7436.46J = 7.44 kJ
3． 已知无水CuSO 4 在水中溶解时放热66.107 kJ·mol -1，而CuSO 4·5H 2O 溶解时吸热11.506
kJ·mol -1，求CuSO 4＋5H 2O ==== CuSO 4·5H 2O 的热效应。
解：可设计如下的过程：
CuSO 4 CuSO4·5H 2O +5H 2O ΔH -1
可见：ΔH +ΔH 2=ΔH 1
故： ΔH = (-66.107)-11.506=-77.613 kJ ·mol -1
4．将1 mol O 2由298.15 K ，p Θ的压强下经恒温可逆压缩增至压强为607950 Pa 的末态， 试求W 、Q 、ΔU 、ΔH 、ΔG 、ΔA 、ΔS 体，ΔS 外及ΔS 隔。如改为恒外压 (607950 Pa) 压缩至同一末态，上述各热力学量又为多少?
解：(1) 将O 2视为理想气体，因是恒温可逆压缩，故U ?=H ?=0
-4.44kJ J 4441607950101325ln 15.298314.81ln 21r =-=???==-=p p nRT W Q G ?=H ?-T S ?= - Q r = 4.44 kJ
?A =U ?-T S ?= - Q r = 4.44 kJ
S ?体= Q r / T = （-4441）÷298.15= -14.9 J ·K -1
S ?外= -Q r / T = 4441÷298.15= 14.9 J ·K -1
S ?隔= S ?体+S ?外= 0
(2) 因恒外压压缩，则
kJ
394.12J 123941013251607950115.298314.860795012
-=-=??
? ??-??=???? ??-?=?=-=p RT p RT p V p W Q 外 S ?外= -Q /T =12394÷298.15 = 41.57 J·
K -1 S ?隔=S ?体+S ?外= （-14.9） + 41.57 = 26.67 J
G ?，?A ，U ?，H ?及S ?均与(1)同。
5．已知298.15 K 及Θ
p 下，金刚石及石墨的摩尔熵分别为2.448 J ·K -1及5.711 J ·K -1；它们燃烧时分别放热为 395 409 J ·mol -1及393 514 J ·mol -1；它们的密度分别为3 513 kg ·m -3和2 260 kg ·m -3，并且密度与压强无关。试计算：(1)在298.15 K 、Θp 下，1 mol 石墨转变成金刚石的G ?，指出何种晶型稳定；(2)在298.15 K 时，使石墨转变成金刚石，最少需
加多大的压强。
解：(1) 求298.15K ，Θ
p 下 C(石墨) →C(金) 的Θ?m r G -1
m r m ol J 1895)395409()393514(?=---=?ΘH
0m ol J 86.2867)711.5448.2(15.2981895-1m r m r m r >?=-?-=?-?=?ΘΘΘS T H G 可见在298.15K 及Θ
p 下，石墨比金刚石稳定。
(2) 求最少需加的压强：设至少需加的压强为p 2，则
?=?+?=?Θ20020d )(m r )(m r p p p p p V G G ∴ ??=?-2
02d )(m r p p p p V G Θ-==??-???
? ??-=p p p 3.14832Pa 151301587510)101325(226001.12351301.1286.2867232
6． 在298.15 K ， NaCl 水溶液的体积V 与NaCl 的质量摩尔浓度m 的关系式如下：
V ＝（1.001 4＋0.016 62m ＋1.77×10-3m 3/2＋1.2×10-4m 2）dm 3
试计算1 mol ·kg -1 的NaCl 溶液中NaCl 和H 2O 的偏摩尔体积。
解： M H 2O = 18.015×10-3 kg·mol -1
按含1kg 水的NaCl 溶液计算，则n 2 = m
n 1= n H 2O =1/（18.015×10-3）= 55.501 mol
2V =（m v ??/）T ·ρ = 0.01662 ＋ 2.655×10-3m 1/2 ＋2.4×10-4m
= 0.019515 dm 3·mol –1
∵ V = n 11V ＋n 22V
∴ 1V =（V - n 22V ）/n 1
=（1.0014＋0.01662＋1.77×10-3+1.2×10-4－0.019515）/55.509
= 0.018022 dm 3·mol –1
7．将12.2 g 苯甲酸溶于100 g 乙醇中，乙醇溶液沸点比乙醇升高1.13 K ；将12.2 g 苯甲酸溶于100 g 苯中，沸点升高1.36 K 。计算苯甲酸在两种溶剂中的摩尔质量，并估计其分子状
态。已知乙醇和苯的沸点升高常数分别为1.20 K ·mol -1·kg 和2.62 k ·mol -1·kg 。 解： M C 7H 602 = 122.12×10-3 kg ·mol -1，
∵ △T b = K b ·m B ； m B = W B /（M B W A ）
苯甲酸在乙醇中的摩尔质量：
33
b B b B 106.1291.013.1102.1220.1--?=???=?=A W T W K M kg ·mol -1 这说明在乙醇中苯甲酸绝大部分呈单分子状态存在。
同理，苯甲酸在苯中的摩尔质量为：
33
b B b B 100.2351
.013.1102.1262.2''--?=???=?=A W T W K M kg ·mol -1 此值约为129的两倍，说明在苯中苯甲酸是双分子状态存在。
8．三氯甲烷(A)和丙酮(B)形成的溶液，液相组成为 B x ＝0.713时，在301.35 K 下总蒸气压为29.39 kPa ，蒸气中B y =0.818。已知在该温度时，纯三氯甲烷的蒸气压为29.57 kPa ，试求溶液中三氯甲烷的活度和活度系数。
解： y A = 1-y B = 0.182
p A =p 总? y A = 29.39×0.182 = 5.349 kPa
所以：a A = p A / p A * = 5.349/29.57 = 0.181
x A =1-x B = 0.287
630.0287
.0181.0A A A ===
x a γ 9．已知298 K 时气相异构化反应，正戊烷 === 异戊烷的Θp K ＝13.24。液态正戊烷和异戊烷的蒸气压与温度的关系可分别用下列二式表示：
正戊烷：)/lg(Θp p ＝ 5.977 1－
411065-T 异戊烷：)/lg(Θp p ＝ 5.914 6－401020
-T
式中Ｔ为绝对温度，p 的单位为千帕(kPa)。
假定形成的液态溶液为理想溶液，计算298 K 时液相异构反应的K x 。
解： ΘΘ=?=--=p p p p 0975.688331.141
29810659771.5lg **正正 ΘΘ=?=--=p p p p 4348.919611.140
29810209146.5lg **异异 已知气相平衡 24.13//===ΘΘΘ正异正异p p p p p p K p
，根据拉乌尔定律i i i x p p *=得： 液相平衡 8607.94348.910975.6824.13//****=?=?===Θ
ΘΘp p p p K p p p p x x K p x 异正正正异异正异
10．303.01 K 时甲酸甲酯在85%的碱性水溶液中水解，其速率常数为4.53 mol -1·L·s -1。
(1) 若酯和碱的初始浓度均为1×10-3mol·L -1，试求半衰期。
(2 )若两种浓度，一种减半，另一种加倍，试求量少者消耗一半所需的时间为多少。
解：(1) 甲酸甲酯的水解反应为二级反应，且当酯和碱的初始浓度相等时，其速率方程可化
为纯二级反应速率方程形式：2A A d d kc t c r =-
= 故：s 8.22010153.4113
0A,2/1=??==-kc t (2) 且当酯和碱的初始浓度不相等时为混二级反应，
将反应简写为： A + B → 产物
设t = 0时： 2×10-3 0.5×10-3 0
即：c A,0 = 2×10-3 mol·L -1，c B,0 = 0.5×10-3 mol·L -1，
则动力学方程为：
???
?????+-=B A A,0B,0B,0A,0ln ln 1c c c c c c kt 对B ：当c B = 0.5c B,0时，必有：c A =1.75×10-3 mol·L -1，
所以对B 而言：
s 4.821025.01075.1ln 102105.0ln )105.0102(53.415.0ln ln )(13333330B,A 0A,0B,0B,0A,2/1=????????+???-??=
???
?????+-=------c c c c c c k t
11．试将下列化学反应设计成原电池，并写出其电动势的Nernst 公式表达式
（1）Zn(s) + H 2SO 4(a 1) === ZnSO 4(a 2) + H 2(p H 2)；
（2）Ni(s) + H 2O ==== NiO(s) + H 2(p H 2)
（3）H 2(p H 2) + O 2(p O 2) ==== H 2O(l)；
（4）H 2(p H 2) + HgO(s) ==== Hg(l) + H 2O(l)
解：（1） 负极 Zn(s) -2e → Zn 2+(a 2)
正极 2H +(a 1) + 2e → H 2(P H2)
电池反应 Zn(s) +2H +(a 1) ==== Zn 2+(a 2)+ H 2(p H 2) 电池符号 Zn(s) | ZnSO 4(a 2) || H 2SO 4(a 1) | H 2(p H 2),Pt
Nernst 公式表达式 1
H 2)/(ln 22a p p a F RT E E ΘΘ-=
(2) 负极 Ni(s) + 2OH -→NiO(s) + H 2O +2e
正极 2H 2O + 2e →H 2(p H 2) +2OH -
电极反应 Ni(s) + H 2O ==== NiO(s) + H 2(p H 2)
电池符号 Ni(s),NiO(s) | KOH(稀) | H 2(p H 2), Pt
Nernst 公式表达式 ΘΘ-
=p
p F RT E E 2H ln 2
（3） 负极 H 2(p H 2) + 2OH - → 2H 2O + 2e
正极 2H 2O +2e → 2OH - + O 2(p O 2) 电池反应 H 2(p H 2) + O 2(p O 2) ==== H 2O(l)
电池符号 Pt,H 2(p H 2) | NaOH(稀) | O 2(p O 2),Pt
Nernst 公式表达式 2/1H H 2
/3)()(ln 222p p p F RT E E ΘΘ
-=
(4) 负极 H 2(p H 2) + 2OH -
→2H 2O +2e
正极 HgO(s) + H 2O +2e → Hg(l) +2OH -
电池反应 H 2(p H 2) + HgO(s) ==== Hg(l) + H 2O(l) 电池符号 Pt ,H 2(p H 2) | KOH(稀) | HgO(s),Hg(l) Nernst 公式表达式 2H ln 2p p F RT E E ΘΘ-=
12．1 g 活性炭吸附CO 2气体，在303 K 吸附平衡压强为79.99 kPa ，在273 K 时吸附平衡压强为23.06 kPa ，求1 g 活性炭吸附0.04 L 标准状态的CO 2气体的吸附热(设吸附热为常数)。 解：把吸附当相平衡看待，应用克－克公式有：
???? ??-?=12
1211ln T T R H p p 吸 ∴ -1122121mol J 2851306.2399.79ln 303273303273314.8ln ?-=-??=-=?p p T T T RT H 吸 故，吸附0.04mol 的吸附热 = J 514
.2204.0)28513(2CO -=?
-=??n H 吸
13．试计算下列平衡体系的自由度数： (1) 298.15 K 、101 325Pa 下固体NaCl 与其水溶液平衡；
(2) I 2(s) ? I 2(g)；
(3) NaCl(s)与含有HCl 的NaCl 饱和溶液。 解：(1) K = 2, R = 0, b = 0, φ= 2
∴ C = K -R -b = 2, 又T , p 已指定
∴ f = C -φ + n = 2- 2 + 0 = 0
(2) K =1, R = 0, b = 0, φ=2
∴ C = K -R -b =1- 0- 0 =1
则 f = C -φ + n = 1- 2 + 2 = 1
(3) K =3, R = 0, b = 0, φ=2
则C = K-R-b =3–0–0 = 3
∴f = C -φ+ n =3- 2 + 2 = 3
中南大学物化课后习题标准答案-10章-电极过程
第10章电极过程 1．用间接方法求得298.15K H 2＋?O 2 ==== H 2O （l ） ＝－236.65 kJ ·mol -1 试问298.15K 时，非常稀的硫酸溶液的分解电压是多少?设用的是可逆电极，并 （答案：1.226V ） 解： ∵ = - zFE Θ ∴ U 分 = E 理 = E Θ= 2．298.15K 时低电流密度电解稀硫酸水溶液，用银作两极的电极材料，和用光滑铂作两极材料，试分别确定其分解电压(已知在银电极上ηH2＝0.87 ，ηO2＝0.96V ，在光滑铂电极上ηH2＝0.09，ηO2＝0.45V 。并设稀硫酸水溶液中a H2O ＝1)。 （答案：3.059V ；1.769V ） 解： 电解稀硫酸水溶液，就是电解水，其理论（可逆）分解电压为1.229， 考虑极化作用，则其实际分解电压 = 理论（可逆）分解电压 + ∑超电压，故， 用Ag 作电极： U 分 = 1.229 ＋ 0.87 ＋ 0.96 = 3.059 V 用Pt 作电极： U 分 = 1.229 ＋ 0.09 ＋ 0.45 = 1.769 V 3．某溶液中含10-2mol ·dm -3 CdSO 4，10-2mol ·dm -3 ZnSO4和0.5mol ·dm -3H 2SO 4，把该溶液放在两个铂电极之间，用低电流密度进行电解，同时均匀搅拌，
①哪一种金属将首先沉积在阴极上? ②当另一种金属开始沉积时，溶液中先析出的哪一种金属所剩余的浓 度为多少? （答案：6.65×10-15 mol·dm-3） 解：（1） 在此溶液中，，，而查表知： ， ∴一定有：，故金属Cd先析出。 （2）在金属锌析出时Cd2+的浓度应满足关系： (-0.4026) + 0.02958 lg c Cd2+ = (-0.7628) + 0.0296lg（0.01） 解得：c Cd2+ = 6.65×10-15 mol·dm-3 4．电解某溶液在阴极上有Zn沉积，H 在Zn上的超电压为0.72V，欲使溶液中 2 气，溶液的pH值最小应控制为多Zn2+的浓度降到10-4mol·dm-3，阴极仍不析出H 2 少?（答案：2.7） 解：当c Zn2+= 1.0×10-4mol·dm-3时，有 时，有E H+/H2 = (-0.05916)×pH-0.72 析出H 2
中南大学物化课后习题答案 11章 表面化学与胶体化学
第11章表面化学与胶体化学 1．在293 K时，把半径为1×10st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="True" HasSpace="False" SourceValue="3" UnitName="m">-3m的水滴分散成半径为1×10-6m的小水滴，比表面增加多少倍?表面吉布斯自由能增加多少?环境至少需做功多少?已知293 K时 。 （答案：9.15×10-4 J） 解：一滴大水滴可分散成N个小水滴： 小水滴的面积为：，大水滴的面积为：4π 面积增加倍数为： 2．在298 K时，1,2—二硝基苯(NB)在水中所形成的饱和溶液的浓度为5.9×10-3mol·L-1，计算直径为1×10-8m的NB微球在水中的溶解度。已知298 K时NB／水的表面张力为25.7 mN·m-1，NB 的密度为1 566 kg·m-3。 （答案：2.625×10-3 mol·dm-3） 解：根据开尔文公式：，将数值代入，得： 3．373 K时，水的表面张力为58.9 mN·m-1，密度为958.4 kg·m-3，在373 K时直径为
1×10-7m的气泡内的水蒸气压为多少?在101.325 kPa外压下，能否从373 K的水中蒸发出直径为1×10-7m的气泡? （答案：99.89kPa） 解：气泡为凹面，且r = 0.5×10-7m 因p r p外，故不能蒸发出直径为1×10-7m的气泡。 4．水蒸气骤冷会发生过饱和现象。在夏天的乌云中，用干冰微粒撒于乌云中使气温骤降至293 K，此时水气的过饱和度(p／pｓ)达4，已知293 K时， ρ(H2O)＝997 kg·m-3。求算：(1)开始形成雨滴的半径；(2)每一滴雨中所含的水分子数。 （答案：7.8×10-10 m，66个） 解：（1）据开尔文公式得： (2) 设雨滴为球形，则一个雨滴的体积为： 雨滴中的水分子数为： （个） 5．已知293 K时，，，。试判断水能否在汞表面上铺展开来?
中南大学物理化学A下册
中南大学考试试卷 2011 -- 2012学年下学期时间110分钟(2012.5.6) 物理化学课程32学时2学分考试形式：闭卷 专业年级：化工、应化、制药、粉体、材化等2010级 总分100分，占总评成绩70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、单选题（每题2分，共26分） 1. 实验测得某二级反应速率常数，正确的是（） （A）k=5.0s-1（B）k=5.0 dm6·s-1·mol-2（C）k=5.0 s-1·mol-1（D）k=5.0 dm3·s-1·mol-1 2. 加催化剂可使化学反应的下列物理量中哪个改变（） （A）反应热(B) 平衡常数(C) 反应熵变(D) 速率常数 3. 对下列电解质溶液，其中摩尔电导率最大的是（） (A) 0.001 mol·kg-1 KCl (B) 0.001 mol·kg-1 KOH (C) 0.001 mol·kg-1 HCl (D) 0.1 mol·kg-1 KCl 4. 浓度为0.1mol·kg-1的MgCl2水溶液，其离子强度为( ) (A) 0.1mol·kg－1(B) 0.15mol·kg-1(C) 0.2mol·kg－1，(D) 0.3mol·kg-1。 5. 对下列电解质溶液，其中平均活度系数最大的是（） （A）0.01 mol·kg-1KCl （B）0.01 mol·kg-1CaCl2（C）0.01 mol·kg-1LaCl3（D）0.001 mol·kg-1KCl 6. 用补偿法测定可逆电池的电动势时，是为了( ) (A) 消除电极上的副反应；(B) 减小标准电池的损耗； (C) 在可逆情况下测定电池的电动势；(D) 简便易行。 7. 恒温恒压下可逆电池放电过程（）
中南大学表面物理化学化学试题-答案
中南大学研究生考试试卷 2009— 2010学年二学期期末考试试题时间110分钟 表面物理化学化学课程32学时2.0学分考试形式：开卷 专业班级：姓名学号 卷面总分100分，占总评成绩 70 %，卷面得分 一、选择题(每小题2分，共20分) 1.液体表面最基本的特性是（ A ） A.倾向于收缩 B.倾向于铺展 C.形成单分子吸附层 2.若将液体与毛细管壁间的接触角近似看作0°，则液体在毛细管中的液面可以看作（ C ） A.凹型 B.凸型 C.球面 3.下列方程均为计算液a/液b界面张力γab的经验公式，其中Fowkes公式为（ C ） A.γab =γa -γb B.γab =γa + γb -2（γaγb）1/2 C.γab =γa + γb -2（γa dγb d）1/2 4.吊片法测定液体表面张力时，要求尽可能采用表面粗糙的吊片材料，其目的是（ A ） A.改善液体对吊片的润湿使θ接近于0° B. 改善液体对吊片的润湿使θ接近于90° C.改善液体对吊片的润湿使θ接近于180° 5.溶液中溶剂记为1、溶质记为2，则吸附量Γ2(1)的含义为（ C ） A.单位面积表面相与含有相等总分子数的溶液相比较，溶质的过剩量 B.单位面积表面相与含有等量溶质的溶液相比较，溶剂的过剩量 C.单位面积表面相与含有等量溶剂的溶液相比较，溶质的过剩量 6.C12H25SO4Na（1）、C14H29SO4Na（2）、C16H33SO4Na（3）三种物质在水表面吸附达到饱和状态时，三种物质分子在表面所占面积a m存在下列关系（ B ） A. a m,1> a m,2> a m,3 B. a m,1≈a m,2≈a m,3 C. a m,1< a m,2< a m,3 7.苯在水面上先迅速展开后又自动收缩成为小液滴漂浮在水面上，用于描述苯液滴形状的表化专业术语是（ C ） A.二维液膜 B.多分子层 C.透镜 8.下列说法中不正确的是（ C ） A.任何液面都存在表面张力 B.平面液体没有附加压力 C.弯曲液面的表面张力方向合力指向曲率中心 D.弯曲液面的附加压力指向曲率中心 9.运用过滤手段进行溶胶净化的目的是（ B ） A.除掉反应过程中过量的副产物 B.除掉过量的电解质 C.除掉溶胶体系中的粗离子 10.对于胶体体系下列说法正确的是（ B ） A.电解质引发胶体体系聚沉的主要原因是使扩散层变厚 B.低浓度的聚合物可以使胶体体系发生聚沉，而高浓度的聚合物却可以使胶体体系稳定 C.胶体体系属于热力学多相体系，由于界面自由能显著，所以无论采取何种措施都不可 能获得相对稳定的胶体溶液 二、填空题(每小题2分，共20分) 1.液-固润湿过程有_沾湿_ ,_ 浸湿_ , _铺展_ . 2.固体自溶液中吸附时，极性吸附剂易于从非极性溶液中吸附__极性_____物质，而非极 性吸附剂易于从极性溶液中吸附__非极性____物质。
中南大学矿物加工学期末试题
中南大学中南大学（（本科本科））期终统考试卷期终统考试卷 课程名称课程名称：： 考试时间考试时间：： 一、名词解释名词解释（（每小题2分，共20分） 1. 矿物 2. 接触角 3. 富集比 4. 筛分分析 5. 自由沉降 6. 抑制剂 7. 等电点 8. 粉碎比 9. 回收率 10. 梯度匹配 二、填空填空（（每空1分，共20分） 1．资源加工学是根据物理、化学原理，通过 、 、 、 、 等技术对 、 、 及非矿物资源进行加工，获得其中有用物质的科学技术。 2．决定物料加工工艺的基本参数包括了 、 、 、和工艺产品的研究。 3．在不同的行业中粉碎作业的目的是不同的，但在矿物加工行业中，被加工的物料的有用组分和非有用组分或有用组分之间都是紧密连生在一起的，而用物理选矿方法要将有用组分和非有用组分分离成单独的精矿，首先必须使连生在一起的有用组分和非有用组分解离；同时，由于各种矿物分选方法对物料的分离粒度上限、下限有一定范围，因此矿物加工过程中，粉碎的物料粒度应尽可能的不低于选矿方法所能回收的粒度下限，不“过粉碎”。即既要求 ，又 ，粒度适合分离要求。这是矿物加工中的重要因素。 4．重选方法对物料进行分选的难易程度可简易地用待分离物料的密度差判定， 即： 。 5．要在磁场中有效分选磁性较强同磁性较弱的颗粒物料，必要的(但不是充分的)条件是： 。
6．电选机使用的电场有 , 和。 7．矿物溶解离子对捕收剂作用的影响包括：和。 8．水力分级中介质的三种运动形式为：垂直上升介质流、水平介质流、。 每小题 题5分，共40分） （每小 三、简答题 简答题（ 1. 简述资源加工学学科体系包括的四大学科领域。 2. 说明矿物磁性的分类及其分选特点。 3. 矿物表面电荷是由哪些因素引起的？ 4. 物料机械粉碎过程中，粉碎机械对物料的施力方式有哪些？ 5. 固体颗粒表面润湿性的度量有哪些参数？与浮选过程有何关系？ 6. 分析颗粒在电选机中的瞬时荷电量、最大荷电量及剩余荷电量及其对电选过程的意义。 7. 简述半胶束吸附及其在浮选中的应用。 8. 简述三个粉碎功耗理论的基本内容。 （每小题10分，共20分） 计算与分析题（ 四、计算与分析题 1．什么是总筛分效率，什么是部分筛分效率；如某一单层筛按原料计的生产能力为10吨/小时，该原料粒度为－20～＋0mm，其中－12＋0mm粒级含量为68%，－6＋0mm粒级含量为38%，当用筛孔为12mm 的筛网筛分后，筛上产物中－12mm粒级含量为8%，－6mm粒级含量为1%，分别求－12＋0mm粒级、－6＋0mm的筛分效率。 2．已知针铁矿的pHpzc=6.7，计算pH=3和pH=9时针铁矿表面电位大小，并说明表面电性质，根据表面电性质浮选针铁矿时，应如何选择捕收剂和控制矿浆条件才能较好的实现针铁矿的浮选回收。当石英与针铁矿浮选分离时，矿浆的pH值应确定为多少最好，并选择什么样的捕收剂。（已知石英的PZC＝1.8）。
中南大学物化考试卷3
中南大学考试试卷03 一、单选题（每题2分，共24分） 1. 1 mol 理想气体，从始态(p，V，T ) 出发，分别进行⑴恒温可逆膨胀和⑵绝热可逆膨胀过程，若两过程所达到的末态体积相同，则两过程体积功的关系是（）（A）| W⑴| = | W⑵| （B）| W⑴| > | W⑵| （C）| W⑴| < | W⑵| （D）无法确定 2. 在T 和pΘ下，C (石墨) + O2(g) === CO2(g) 的反应热为△r H mΘ(T)。下列说法中不正确的是 （）（A）△r H mΘ(T)是CO2(g) 在温度T 下的标准生成焓（B）△r H mΘ(T) = △r U mΘ(T) （C）△r H mΘ(T)是C (石墨) 在温度T 下的标准燃烧焓（D）△r H mΘ(T) > △r U mΘ(T) 3. 在确定的T 、p下，无论用什么手段进行一个A + B === C 的反应，若反应的△r H m > 0，则该反应的反应热（）（A）大于零（B）小于零（C）视反应手段而定（D）等于零 4. 某单组分体系的V m(l) > V m(s)，当体系的压力升高时，其熔点将（）（A）升高（B）降低（C）不变（D）不确定 5. 使用热力学判据△G T,p,W’=0 < 0 判别某过程方向时，下标p 所表示的是（）（A）体系中每一组分的分压（B）体系的总压（C）外压（D）标压pΘ 6.下列针对偏摩尔量的描述，不正确的是( ) （A）偏摩尔量是体系某种容量性质的一种偏微分 （B）偏摩尔量是体系的强度性质，状态函数 （C）体系的偏摩尔量可正、可负、亦可为零 （D）体系中某组分的偏摩尔Gibbs自由能就是该组分的化学势 7. 恒温恒压下由纯组分形成理想溶液，下列各量中为零的是（）（A）Δmix G（B）Δmix S（C）Δmix H（D）Δmix A 8. 关于溶液中某组分的活度及活度系数，不正确的是（）（A）活度相当于是校正浓度，但无量纲 （B）活度及活度系数的大小与参考态的选择有关 （C）理想溶液中各组分的活度系数皆为1 （D）活度及活度系数的大小与标准态的选择有关
中南大学机电工程学院导师资料-毛大恒
毛大恒 2008-10-1023:41 1、基本情况 学科、专业名称学科：机械设计及理论专业：材料成形与控制 姓名毛大恒性别男出生年 月 1946.12 政治面 貌 中共党 员 民族汉 职务教授专业技术职 务及定职时 间 教授，1996.7 任硕士生指 导教师时间 1992.7 最后学历、学位及毕业学校、毕业时间国内1970.07毕业于中南矿冶学院国外 在国内外学术 团体及学术刊物担任职务情况1、教育部铝合金强流变技术与装备工程研究中心主任 2、湖南省铝加工工程技术研究中心副主任 2、主要研究方向、意义及特色 主要研究方向名称1.材料成形理论与工艺2.摩擦润滑理论与润滑剂制备技术 主要研究方向的意义： 连续铸轧法是二十世纪七十年代开发的短流程工艺。它具有投资省、髙节能、生产成本低等特点，已成为铝热带坯的主要生产方式之一。21世纪初国内外学者尝试将连续铸轧技术引入到镁合金板带制备中，并获得初步成功。电磁铸轧和快速铸轧是中南大学机电工程学院针对普通连续铸轧存在的不足而开创的新技术，其成功研究将为提高铝、镁合金带坯质量、降低生产成本带来突破性进展，并得到国家的高度重视和大力支持。材料制备技术的发展和设备的强化运行对润滑剂提出了越来越苛刻的要求，我国在高性能润滑剂的研制和生产上与世界先进水平尚有较大差距，高性能的润滑剂基本上被国外产品所垄断。课题组对金属塑性加工和设备高速、高温、重载运行下的摩擦润滑机理进行了深入研究，为高性能润滑剂的研制打下了良好的基础，开发了系列金属塑性加工多功能助剂和高性能二硫化钨润滑脂，其产品畅销国内，并出口到欧、美各国。该研究对打破国外垄断、提高自主创新能力具有十分重要的意义。 主要研究方向的特色： 1、通过在常规铸轧环境中输入多频组合电磁场能量，揭示铝、镁熔体[铸—轧]流变行为中由此出现的新机制和规律，完善和发展铝、镁合金连续铸轧理论。 2、突破传统铸轧的工艺规律，实现高效制备铝、镁合金带坯的技术突破。 3、对亚微米WS 2 在高温润滑剂中的分布状态、抗氧化性、以及抗摩、减磨机理进行深入研究，开发新一代高效润滑剂。
物理化学选做作业复习资料中南大学
纸质作业答案 一、术语解释 节流膨胀：在绝热条件下，流体的恒焓膨胀过程。多数流体经节流膨胀(多数情况下的流体是始态为液体，末态为气体)后温度下降，产生制冷效应。 可逆过程：在一系列无限接近平衡的条件下进行的过程。沿可逆过程途径进行一次来回变化，不会给体系和环境留下任何痕迹，即体系和环境都可回到始态。 反应进度：用来表示化学反应进行程度的量，一般记为ξ，ξ = (n B,t - n B,0 )/νB ，式中n B,0为反应开始(ξ = 0)时体系中物质B 的物质的量(摩尔数)，n B,t 为反应进行到t 时刻(ξ)时体系中物质B 的物质的量(摩尔数)，νB 为反应方程式形为0 = ΣνB B 时，物质B 的化学计量系数。ξ值与选用体系中的哪种物质的量的变化来进行计算无关，但与化学反应计量式的写法有关。 热容：在不发生相变和化学变化的前提下，体系在经历某一过程时，与环境所交换的热与由此引起的温度变化值之比称为体系的热容。若过程为恒压过程，则所得热容称为恒压热容，过程为恒容过程，则所得热容称为恒容热容。 反应热效应：也称反应热，是指在只做体积功和始末态温度相等的条件下，完成化学反应过程中体系与环境所交换的热。热效应有为恒(等)压热效应和恒(等)容热效应之分，恒(等)压热效应Q p =ΔH ，恒(等)容热效应Q V =ΔU 。对应不同类型的反应，反应热也可分为生成热、燃烧热、溶解热、稀释热等。 熵判据：在隔离体系中，ΔS 隔离 = ΔS 体系 + ΔS 环境 ≥ 0，若ΔS 隔离 = 0，则体系达到平衡，若ΔS 隔离 > 0，则体系中发生的变化为自发（动）过程。 熵增原理：在绝热或隔离体系中发生任何变化，体系的熵总是增加或不变，而不会减少，即ΔS ≥ 0。对绝热体系而言，ΔS 绝热 > 0时，体系中发生的变化为不可逆过程，ΔS 绝热 = 0时，体系中发生的变化为可逆过程。 化学势：溶液中组元i 的偏摩尔吉布斯自由能称为组元i 的化学势。其定义式为： i j i j i j i j ,,i ,,i ,,i ,,i i i ≠≠≠≠???? ????=???? ????=???? ????=???? ????==j j j j n V S n p S n V T n p T n U n H n A n G G μ 稀溶液依数性：稀溶液中溶剂的蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高和渗透压是值只与一定量溶液中溶质的质点数有关，而与溶质的本性无关，这四个性质统称为稀溶液的依数性。 标准平衡常数：反应体系达到平衡，且各物质均处于标准状态时的反应平衡常数，其定义式
中南大学物化课后习题答案-8--章-电解质溶液
第8章电解质溶液1.用氧化数法配平下列反应式： As 2S 3 (s)+HNO 3 (浓)→H 3 AsO 4 + H 2 SO 4 + NO 2 + H 2 O FeS 2(s) + O 2 →Fe 2 O 3 (s) + SO 2 Cr 2O 3 (s) + Na 2 O 2 (s)→Na 2 CrO 4 (s) + Na 2 O(s) S + H 2SO 4 (浓)→SO 2 + H 2 O 2.用铂电极电解氯化铜CuCl 2 溶液，通过的电流为st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="20" UnitName="a">20A，经过15分钟后，在阴极上能析出多少克铜?在阳极上能析出多少dm3的300.15K，101.325kPa的氯气? （答案：2.297 dm3） 解：（1）在阴极 Cu2+＋ 2e → Cu 析出铜 (2) 在阳极 2Cl-→Cl 2 (g) + 2e 析出氯 3.一电导池中装入0.02mol·dm-3的KCl水溶液，298.15K时测得其电阻为453Ω。已知298.15K0.02mol·dm-3溶液的电导率为0.2768S·m-1。在同一电导池中 装入同样体积的浓度为0.55g·dm-3的CaCl 2 溶液，测得电阻为1050Ω。计算电 导池常数、该CaCl 2溶液的电导率和摩尔电导率Λ m (1/2CaCl 2 )。（答案：125.4 m-1， 0.1194 S·m-1，0.02388 S·m2·mol-1）
解：（1）电导池常数G （2）CaCl 2 的电导率 (3) 摩尔电导率 4.在298K，H+ 和HCO- 3 的离子极限摩尔电导率λH+ =3.4982×10-2S·m2·mol-1，λ HCO - 3 = 4.45×10-3S·m2·mol-1。在同温度下测得0.0275mol·dm-3H 2 CO 3 溶液的电导 率κ=3.86×10-3S·m-1，求H2CO3离解为H + 和HCO-3的离解度。（答案：α= 3.56×10-3） 解： 5.已知291K时NaCl ，NaOH及NH 4 Cl的极限摩尔电导率λ分别为1.086×10-2， 2.172×10-2及1.298×10-2S·m2·mol-1，291K时0.1及0.01mol·dm-3NH 3·H 2 O的 摩尔电导率λm分别为3.09和9.62S·cm2·mol-1，利用上述实测数据求0.1及 0.01mol·dm-3NH 3·H 2 O的离解常数K。（答案：K = 1.7×10-5）
中南大学2010物理化学(下)考试
中南大学考试试卷 2009 2010 学年二学期时间100分钟 物理化学（下）课程32学时2学分考试形式：闭卷 专业年级：粉体、材化、应化、化工、制药、无机、矿物08级总分100 分，占总评成绩 70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、单选题（每题2分，共20分） 1. 反应 2A — B + C 由多个基元反应所构成，且速率方程具有幂函数形式。对该反应，下列说法中正确的是（） （A）单分子反应（B）双分子反应（C）二级反应（D）n级反应 2. 两个一级平行反应：⑴和⑵，已知反应⑴的活化能E1大于反应⑵的活化能E2，以下哪一种措施不能改变获得B 和C的比例？（） （A）提高反应温度（B）延长反应时间（C）加入适当的催化剂（D）降低反应温度3. 下列针对催化反应的描述，不正确的是( ) （A）催化剂能改变反应的途径（B）催化剂能改变反应的速率
（C）催化剂能改变反应的理论产率（D）反应后催化剂的量不会改变 4. 在298K下，含有下列离子的无限稀释的溶液中，离子摩尔电导率最大的是（） （A）3+（B）2+（C）（D）5. 在下列因素中，与电解质溶液中离子淌度无关的是（） （A）压强（B）温度（C）电场强度（D）溶液浓度 6. 与参与电极反应某组分活度无关的是（） （A）电极电势（B）标准电极电势（C）液接电势（D）超电势 7. 下列与极化现象无关的物理量是（） （A）分解电压（B）理论分解电压（C）析出电势（D）极限扩散电流 8. 一般不会产生吸附现象的界面是（） （A）固-液界面（B）固-气界面（C）固-固界面（D）液-气界面
9. 胶体的(丁铎尔）效应产生原因是（） （A）光折射（B）光散射（C）光吸收（D）光激发 10.溶胶的电学性质是由于胶粒带电所致，下列现象中不属于溶胶电学性质的是（） （A）布朗运动（B）电泳（C）电渗（D）沉降电势 二、填空题（每题2分，共20分） 1. 强电解质溶液的摩尔电导率随浓度增加而。(填“增加”，“减小”或“不变”) 2. 浓度为0.1·1的溶液中，和的离子迁移数的关系为t t。(填“>”，“<”或“=”) 3. 电极极化的结果是使阳极的电极电势更，阴极的电极电势更。(填“正”或“负”) 4. 表面活性剂是能使水的表面张力的物质。 5. 按表面张力的大小顺序排列下面四种液体：汞，苯，蒸馏水，食盐水。表面张力从大到小顺序排列为：。 6. 298K下，有如下两个反应均为(s) + 2+(a2) 2 (a1) 的电池： ⑴ (s) | (a1) (a1), 2+(a2) | ，， ⑵ (s) | 2+(a2) (a1), 2+(a2) | ，，
物化实验题-中南大学
中南大学考试试卷 2008 -- 2009 学年 1 学期时间110分钟 2008 年12 月27 日物理化学实验课程 24 学时 1 学分考试形式：闭卷 专业年级：冶金、环境、教化07 总分100分，占总评成绩30 % 共80题，每题4分，任选25题。每题四个答案，其中只有一个是最合适的。请用“ ”圈出最合适的答案。下笔慎重，涂改答案算0分。 热化学实验 1、用数字贝克曼温度计测量温差时，为什么要选择温差按钮？ ①、方便②、精确③、区别于温度④、担心温差太大 2、使用数字压力计时，在系统里外压力相等时采零是因为2 ①、绝对真空难得到②、要依靠外压计算系统压力 ③、环境压力不稳定④、要求系统压力精确 3、测量水的饱和蒸汽压时，如果系统里外压力相等且为一个大气压时测得水的沸点高于100度，可能的原因是 ①、温度计不准或水中含有杂质②、系统漏气 ③、加热系统出了毛病④、冷却系统出了故障 4、饱和蒸汽压实验使用冷却水的目的是 ①、给系统降温②、怕液体过热 ③、怕损坏仪器④、维持系统压力和水的数量恒定与保护压力计 5、偏摩尔体积实验不使用容量瓶而使用比重瓶是因为3 ①、容量瓶太大②、比重瓶更方便③、比重瓶更精确④、容量瓶带刻度 6、偏摩尔体积实验中配制NaCl水溶液时用来量水的量筒其精度明显与比重瓶和天平不匹配，为什么？1 ①、因为水的数量最终靠天平称量②、水的数量大，不必精确 ③、量筒精度低一点对最终结果影响不大④、量筒带来的误差在实验过程中会被抵消 7、偏摩尔体积实验中恒温槽温度应 ①、比室温略高②、和室温相等③、至少比室温高5度④、比室温稍低 8、如果比重瓶瓶塞中液柱未到顶端，其原因是1 ①、比重瓶漏液或溶液不够②、溶液表面张力太小 ③、溶液表面张力太大④、瓶塞孔径太小 9、对于燃烧热测定，环境是指 ①、外筒以外②、氧弹以外③、内筒以外④、坩埚以外 10、燃烧热测定装置中内筒为什么内外表面抛光？ ①、防止生锈②、美观③、防止粘水④、防止热辐射 11、燃烧热测定装置内筒底部为什么要用三个塑料柱支撑？ ①、透气②、防止热传导③、防止内筒和外筒底部接触④、防止导电
中南大学物化课后习题标准答案-9--章-可逆原电池
第9章可逆原电池 1．写出下列原电池中各电极反应、电池反应及E ① (101325Pa)｜KOH(a)｜O2(101325Pa),Pt ② Pt,H 2 ③ ④ 解：(1) 负极 Pb(s)+(a) → PbSO 4(s)+2e 正极 Cu2+() + 2e →Cu(s) (a) + Cu2+ (a Cu2+) ==== PbSO4(s)+Cu(s) 电池反应 Pb(s)+SO 4 ( pΘ ) -2e → 2H+ (a H+) (2) 负极 H 2 ( pΘ ) + H2O +2e → 2OH -(a OH -) 正极 O 2 (pΘ) + 电池反应 H 2 O2(pΘ) → H2O(l) (3) 负极 3H (p H2) - 6e → 6H+(aq) 2
正极 Sb 2O 3 (s) + 6e + 6H+(aq) → 2Sb(s) +3H 2 O(l) 电池反应 Sb 2 O 3 +3H 2 (p H2) → 2Sb(s) + 3H2O(l) (4) 负极 Ag(s) + I -(a I -) → AgI(s) + e 正极 AgCl(s) + e → Ag(s) + Cl - (a Cl-) 电池反应 Agl(s) + I-(a I -) → Ag(s) + Cl - (a Cl-) 2 （1）Zn(s) + H 2SO 4 (a1) === ZnSO4(a2) + H2(p H2)； （2）Ni(s) + H 2O ==== NiO(s) + H 2 (p H2) （3）H 2 (p H2) + O2(p O2) ==== H2O(l)； （4）H 2 (p H2) + HgO(s) ==== Hg(l) + H2O(l) 解：（1）负极 Zn(s) -2e → Zn2+(a2) 正极 2H+(a1) + 2e → H2(P H2) 电池反应 Zn(s) +2H+(a1) ==== Zn2+(a2)+ H2(p H2) 电池符号 Zn(s) | ZnSO 4 (a2) || H2SO4(a1) | H2(p H2),Pt
中南大学粉冶院无机非材料期末复习
中南大学粉冶院无机非材料期末复习 1、举例说明无机非金属材料如何引领科技进步。 2、从化学键说明无机非金属材料的物理特性。 3、硅酸盐晶体结构的类型有几种?各类型的典型矿物有哪些, 4、粘土的化学组成与矿物组成,粘土的工艺性能包括哪些, 5、长石、粘土、石英在无机材料生产中的作用, 6、二氧化锆、石英的晶体结构转变有何特点,如何在实际生产中加以应用? 7、如何理解原料粉碎球磨过程中的机械力化学行为和助磨剂的助磨机理, 8、先进无机材料粉末的制备方法有哪些, 、原料为什么要进行预处理, 9 10、简述陶瓷的显微结构的内容及其分析方法 11、无机材料烧结过程的主要传质机理 12、什么是晶界,晶界的特点有哪些,什么是晶界工程, 13、什么是二次再结晶,在工艺上如何防止, 14、固相烧结和液相烧结的机理 15、简述普通陶瓷烧成过程的主要物理化学变化。烧成制度制定的依据有哪些, 16、针对高熔点难烧结材料如TiB2、ZrB2等，根据所学内容，在不影响高温 性能前提下，设计一可行的制备工艺。 17、阐述水泥熟料的煅烧过程及发生的主要物理化学变化
18、阐述硅酸三钙的水化及其硬化过程。 19、阐述硅酸二钙的水化及其硬化过程。 20、侵蚀硅酸盐水泥的环境介质有哪些,有哪些侵蚀方式, 1、举例说明无机非金属材料如何引领科技进步。 航空航天材料 利用无机材料的耐高温、高强度、耐磨和比刚度大等特性，用作航天飞机的外层蒙皮材料(耐热、隔热)、耐高温烧蚀材料、热保护处理、卫星表面温控涂层、火箭喉衬材料、透波与吸波材料等 2、从化学键说明无机非金属材料的物理特性。
3、硅酸盐晶体结构的类型有几种?各类型的典型矿物有哪些,
物理化学——期末考试复习资料中南大学
《物理化学》课程复习资料 一、单项选择题： 1.对隔离体系而言，以下说法正确的是 [ A.体系的热力学能守恒，焓不一定守恒 ] 2.经下列过程后，体系热力学能变化不为零(ΔU ≠0)的是 [ D.纯液体的真空蒸发过程 ] 3.下列关于理想溶液的混合热力学性质正确的是 [ C.Δmix S > 0，Δmix G < 0 ] 4.理想气体恒压膨胀，其熵值如何变化？ [ B.增加 ] 5.在下列热力学函数中，可以用于判断过程自动与否的是 [ C.ΔG T, ] 6.若反应2H 2(g) + O 2(g) ==== 2H 2O(g) 的热效应为△r H m ，则 [ B.Δf H m [H 2O(g)] = 0.5Δr H m ] 7.已知反应H 2(g) + 0.5O 2(g) == H 2O (g)在298K 、p Θ下的反应焓变为)K 298(m r Θ?H ，下列说法中不正确的是 [ B.)K 298(m r Θ?H H 2(g) 的标准摩尔燃烧焓 ] 8.某化学反应在298K 时的标准Gibbs 自由能变化为负值，则该温度时反应的标准平衡常数K Θ值将[B.K Θ>1] 9.合成氨反应 N 2（g ）+ 3H 2（g ）== 2NH 3（g ）达平衡后加入惰性气体，保持体系温度和总压不变（气体为 理想气体），则有 [ C.平衡左移，K p Θ 不变 ] 10.在一定的温度T 和压力p 下，反应3O 2(g) ? 2O 3(g)的以组元分压表示的平衡常数K p 与以组元物质的量 分数表示的平衡常数K y 之比为 [ D.p -1 ] 11.在373K 、 p Θ下，水的化学势为μl ，水蒸气的化学势为μg ，则 [ A.μl = μg ] 12.在α、β两相中均含有物质A 和B ，A 和B 在α相中的化学势分别为μA(α)和μB(α)，A 和B 在β相中的化学势分别为μA(β)和μB(β)，当两相达到平衡时应有 [ B.μB(α) = μB(β) ] 13.FeCl 3和H 2O 能形成FeCl 3·2H 2O 、FeCl 3·6H 2O 、2FeCl 3·5H 2O 和2FeCl 3·7H 2O 四种水合物，该体系的组元数和在恒压下最多可能平衡共存的相数为 [ B.C = 2，Φ= 4 ] 14.下列关于杠杆规则适用对象的说法中，不正确的是 [ B.适用于二组元体系的任何相区 ] 15.对(基)元反应A +2B → P 而言，其反应速率方程可以用不同反应物浓度对时间的变化率来表示，即有2B A A A d d c c k t c =-,2B A B B d d c c k t c =-和2B A P P d d c c k t c =三种形式,则k A ，k B 和k P 三者之间的关系为[ C.k A =0.5k B =k P ] 16.标准氢电极是指 [ C.Pt ，H 2（p H 2=p Θ ）| H +（a = 1） ] 17.在298K 时，测得浓度为0.1和0.01 mol·kg -1的HCl 溶液构成浓差电池的液接电势为E j(1)；若溶液浓度相同，而换用KCl 溶液，则其液接电势为E j(2)。两液接电势的关系为 [ A.E j(1) ＞ E j(2) ] 18.电极电势的改变可以改变电极反应速率，其直接原因是改变了 [ A.反应活化能 ] 19.在相同的温度及压力下,把一定体积的水分散成许多小水滴,经这一变化过程以下性质保持不变的是[ B.表面张力 ] 20.已知肥皂液的表面张力为0.025N·m -1，若球形肥皂泡的直径为1×10-2m ，则该球形肥皂泡所受的附加压强为 [ D.20 Pa ] 21.298K 时，苯蒸气在石墨上的吸附符合兰缪尔吸附等温式，在苯蒸气压为40Pa 时，覆盖度θ = 0.05；当θ = 0.5时，苯的蒸气压为 [ B.760 Pa ] 22.关于物理吸附与化学吸附，下面说法中不正确的是 [ B.物理吸附有选择性，化学吸附无选择性] 23.在一定量的以KCl 为稳定剂的AgCl 溶胶中加入电解质使其聚沉，同浓度下列电解质溶液的用量由小到大的顺序正确的是 [ A.AlCl 3＜ZnSO 4＜KCl ] 24.在碱性溶液中用HCHO 还原HAuCl 4制备Au 溶胶，其主要反应为：HAuCl 4+5NaOH→NaAuO 2+4NaCl+3H 2O 2NaAuO 2+3HCHO+NaOH→2Au+3HCOONa+2H 2O 若Au 溶胶以AuO 2-为稳定剂，则Au 溶胶的结构式为 [ D.[(Au)m ·x AuO 2-·(x – y ) Na +] y -·y Na + ]
中南大学粉冶院无机非材料期末复习
1、举例说明无机非金属材料如何引领科技进步 2、从化学键说明无机非金属材料的物理特性。 3、硅酸盐晶体结构的类型有几种各类型的典型矿物有哪些 4、粘土的化学组成与矿物组成粘土的工艺性能包括哪些 5、长石、粘土、石英在无机材料生产中的作用 6、二氧化锆、石英的晶体结构转变有何特点如何在实际生产中加以应用 7、如何理解原料粉碎球磨过程中的机械力化学行为和助磨剂的助磨机理 8、先进无机材料粉末的制备方法有哪些 9、原料为什么要进行预处理 10、简述陶瓷的显微结构的内容及其分析方法 11、无机材料烧结过程的主要传质机理 12、什么是晶界晶界的特点有哪些什么是晶界工程 13、什么是二次再结晶在工艺上如何防止 14、固相烧结和液相烧结的机理 15、简述普通陶瓷烧成过程的主要物理化学变化。烧成制度制定的依据有哪些 16、针对高熔点难烧结材料如TiB2 、ZrB2 等，根据所学内容，在不影响高温性能前提下，设计一可行的制备工艺。 17、阐述水泥熟料的煅烧过程及发生的主要物理化学变化 18、阐述硅酸三钙的水化及其硬化过程。 19、阐述硅酸二钙的水化及其硬化过程。 20、侵蚀硅酸盐水泥的环境介质有哪些有哪些侵蚀方式
1、举例说明无机非金属材料如何引领科技进步。 航空航天材料利用无机材料的耐高温、高强度、耐磨和比刚度大等特性，用作航天飞机的外层蒙皮材料（耐热、隔热）、耐高温烧蚀材料、热保护处理、卫星表面温控涂层、火箭喉衬材料、透波与吸波材料等 2、从化学键说明无机非金属材料的物理特性。 3、硅酸盐晶体结构的类型有几种各类型的典型矿物有哪些 4、粘土的化学组成与矿物组成粘土的工艺性能包括哪些 化学组成：SiO2、AI2O3和结晶水，少量碱金属氧化物（K20、Na2Q，碱土金属氧化物 （CaO MgQ，着色氧化物（Fe2Q3 TiQ2）矿物组成三大类别： 高岭石、叶腊石、蒙脱石 可塑性结合性：粘土结合瘠性料形成可塑泥料并具有一定干坯强度的能力。触变性：粘土浆料或泥团受到振动或搅拌时，粘度降低而流动性增加，静置后泥料变稠。 触变性可用厚化度来表示，指泥浆放置30 min 和30 s 后相对粘度之比。收缩性 烧结特性：烧结温度（收缩率最大的温度）与软化温度间的区域为烧结范围。 5、长石、粘土、石英在无机材料生产中的作用 长石的作用： 1.在高温下熔融，形成粘稠的玻璃体，是坯料中碱金属氧化物的主要来源，能降低陶瓷坯体组分的熔化温度，利于成瓷和降低烧成温度。 2.熔融后的长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒；液相中AI2O 3 和SiO2 互相作用，促进莫来石的形成和长大，提高瓷体的机械强度和化学稳定性。 3.长石熔体能填充坯体孔隙，减少气孔率，增大致密度，提高坯体机械强 度，改善透光性能及电学性能。 4.作为瘠性原料，提高坯体渗水性，提高干燥速度，减少坯体的干燥收缩和变形。
中南大学《物理化学》网上(课程)作业一及参考答案
(一) 单选题 1. 下列物理量中，不属于体系性质的是（）。 (A)-pdV (B) (C) (D) 参考答案： (B) 2. 在恒压恒温条件下，溶剂A与溶质B形成一定浓度的溶液，若采用不同的浓度表达 形式表示溶液中A和B的浓度，则（）。 (A)溶液中A和B的活度不变 (B) 溶液中A和B的参考态化学势值不变 (C) 溶液中A和B的活度系数不变 (D) 溶液中A和B的化学势值不变 参考答案： (D) 3. 在298K下，A和B两种气体单独在某一溶剂中溶解时均遵守Henry定律，Henry常 数分别为kA和kB，且已知，则当A和B压力（平衡时的）相同时，在一定量的该溶剂中溶解的关系为（）。 (A)A的量 大于B 的量 (B) A的量 小于B 的量 (C) A的量 等于B 的量 (D) A的量与 B的量无 法比较 参考答案：(B)
4. 当5mol的H2（g）与4mol的Cl2（g）混合，最后生成2mol的HCl（g）。若以下式 为基本单元： (A) 1mol (B) 2mol (C) 4mol (D) 5mol 参考答案： (A) 5. 凡是孤立系统中进行的变化，其的值一定是（）。 (A) (B) (C) (D) 参考答案： (D) 6. 封闭系统中，若某过程的A=WR，应满足的条件是（）。 (A)等温、 可逆过 程 (B) 等容、 可逆过 程 (C) 等温等 压、可逆 过程 (D) 等温等 容、可逆 过程 参考答案： (A) 7. 某纯物质体系的，当压力升高时其熔点将（）。 (A)升高(B) 降低(C) 不变(D) 不确定参考答案：
(A) 8. 在温度T时，纯液体A的饱和蒸气压为，化学势为，并且已知在下的凝固点为，当A中溶入少量与A不形成固态溶液的溶质而形成为稀溶液时，上述三物理量分别为，则（）。 (A) (B) (C) (D) 参考答案： (D) 9. 定义偏摩尔量时规定的条件是（）。 (A)等温等压 (B) 等熵等压 (C) 等温，溶液浓度不变 (D) 等温等压，溶液浓度不变 参考答案： (D) 10. 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) 水分从植物 向土壤倒流 参考答案：
中南大学粉冶院无机非材料期末复习
1、举例说明无机非金属材料如何引领科技进步。 2、从化学键说明无机非金属材料的物理特性。 3、硅酸盐晶体结构的类型有几种各类型的典型矿物有哪些 4、粘土的化学组成与矿物组成粘土的工艺性能包括哪些 5、长石、粘土、石英在无机材料生产中的作用 6、二氧化锆、石英的晶体结构转变有何特点如何在实际生产中加以应用 7、如何理解原料粉碎球磨过程中的机械力化学行为和助磨剂的助磨机理 8、先进无机材料粉末的制备方法有哪些 9、原料为什么要进行预处理 10、简述陶瓷的显微结构的内容及其分析方法 11、无机材料烧结过程的主要传质机理 12、什么是晶界晶界的特点有哪些什么是晶界工程 13、什么是二次再结晶在工艺上如何防止 14、固相烧结和液相烧结的机理 15、简述普通陶瓷烧成过程的主要物理化学变化。烧成制度制定的依据有哪些 16、针对高熔点难烧结材料如TiB2、ZrB2等，根据所学内容，在不影响高温性能前提下，设计一可行的制备工艺。 17、阐述水泥熟料的煅烧过程及发生的主要物理化学变化 18、阐述硅酸三钙的水化及其硬化过程。 19、阐述硅酸二钙的水化及其硬化过程。 20、侵蚀硅酸盐水泥的环境介质有哪些有哪些侵蚀方式
1、举例说明无机非金属材料如何引领科技进步。 航空航天材料 利用无机材料的耐高温、高强度、耐磨和比刚度大等特性，用作航天飞机的外层蒙皮材料（耐热、隔热）、耐高温烧蚀材料、热保护处理、卫星表面温控涂层、火箭喉衬材料、透波与吸波材料等 2、从化学键说明无机非金属材料的物理特性。 3、硅酸盐晶体结构的类型有几种各类型的典型矿物有哪些 4、粘土的化学组成与矿物组成粘土的工艺性能包括哪些 化学组成：SiO2、Al2O3和结晶水，少量碱金属氧化物（K2O 、Na2O），碱土金属氧化物（CaO、MgO），着色氧化物（Fe2O3、TiO2） 矿物组成三大类别： 高岭石、叶腊石、蒙脱石 可塑性 结合性：粘土结合瘠性料形成可塑泥料并具有一定干坯强度的能力。 触变性：粘土浆料或泥团受到振动或搅拌时，粘度降低而流动性增加，静置后泥料变稠。触变性可用厚化度来表示，指泥浆放置30 min和30 s后相对粘度之比。 收缩性 烧结特性：烧结温度（收缩率最大的温度）与软化温度间的区域为烧结范围。 5、长石、粘土、石英在无机材料生产中的作用 长石的作用： 1. 在高温下熔融，形成粘稠的玻璃体，是坯料中碱金属氧化物的主要来源，能降低陶瓷坯体组分的熔化温度，利于成瓷和降低烧成温度。 2. 熔融后的长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒；液相中Al2O 3和SiO2互相作用，促进莫来石的形成和长大，提高瓷体的机械强度和化学稳定性。 3. 长石熔体能填充坯体孔隙，减少气孔率，增大致密度，提高坯体机械强度，改善透光性能及电学性能。