物理化学选做作业 答案——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：
可见：ΔH +ΔH 2=ΔH 1
故： ΔH = (-66.107)-11.506=-77.613 kJ ·mol -1
= -11.506 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
-4.44k J J 4441607950
101325ln 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 ，Θp 下 C(石墨) →C(金) 的Θ?m r G
-1m r mol J 1895)395409()393514(?=---=?ΘH
0mol J 86.2867)711.5448.2(15.2981895-1m r m r m r >?=-?-=?-?=?ΘΘΘS T H G
可见在298.15K 及Θp 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 6－40
1020-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//****=?=?===ΘΘΘp 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 8.22010
153.41130A,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 Θ
Θ
-=
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
中南大学模电试题(卷)与答案解析-成考类
中南大学 模拟电子技术试卷（第1套） 一、一、填空题（20分，每空1分） 1．双极型三极管是控制器件，当其工作在放大区时发射结需要加偏置，集电结需要加偏置。场效应管是控制器件。 2．在有源滤波器中，运算放大器工作在区；在滞回比较器中，运算放大器工作在区。 3．在三极管多级放大电路中，已知A u1＝20，A u2＝－10，A u3＝1，则可知其接法分别为：A u1是放大器，A u2是放大器，A u3是放大器。 4．在双端输入、单端输出的差动放大电路中，发射极R e公共电阻对信号的放大作用无影响，对信号具有抑制作用。差动放大器的共模抑制比K CMR ＝。 5．设某一阶有源滤波电路的电压放大倍数为200 1 200 f j A + = & ，则此滤波器为滤波器，其通带放大倍数为，截止频率为。 6．如图所示的功率放大电路处于类工作状态；其静态损耗为；电路的最大输出功率为；每个晶体管的管耗为最大输出功率的 倍。 二、基本题：（每题5分，共25分） 1．如图所示电路中D为理想元件，已知u i = 5sinωt V ，试对应u i画出u o的波形图。
2．测得电路中NPN型硅管的各级电位如图所示。试分析管子的工作状态（截止、饱和、放大）。 3．已知BJT管子两个电极的电流如图所示。求另一电极的电流，说明管子的类型（NPN 或PNP）并在圆圈中画出管子。 4．如图所示电路中，反馈元件R7构成级间负反馈，其组态为； 其作用是使输入电阻、放大电路的通频带变。 三、如图所示电路中，β＝100， Ω = ' 100 b b r，试计算：(15分) 1．放大电路的静态工作点；（6分）
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（）
中南大学物理化学考试试卷 和答案
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 界面化学课程 32 学时 2.0 学分考试形式：开卷 专业班级：矿物加工工工程姓名学号 095611057 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26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（ B） 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（ C） 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
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?
模电模拟试卷及答案
模拟电子技术基础试卷及答案 一、填空（18分） 1．二极管最主要的特性是 单向导电性 。 3．差分放大电路中，若u I1=100μV ，u I 2 =80μV 则差模输入电压u Id = 20μV ；共模输入电压 u Ic =90 μV 。 4．在信号处理电路中，当有用信号频率低于10 Hz 时，可选用 低通 滤波器；有用信号频率高于10 kHz 时，可选用 高通 滤波器；希望抑制50 Hz 的交流电源干扰时，可选用 带阻 滤波器；有用信号频率为某一固定频率，可选用 带通 滤波器。 6．乙类功率放大电路中，功放晶体管静态电流I CQ 0 、静态时的电源功耗P DC = 0 。这类功放的能量转换效率在理想情况下，可达到 78.5% ，但这种功放有 交越 失真。 二、选择正确答案填空（20分） 1．在某放大电路中，测的三极管三个电极的静态电位分别为0 V ，-10 V ，-9.3 V ，则这只三极管是（ A ）。 A ．NPN 型硅管 B.NPN 型锗管 C.PNP 型硅管 D.PNP 型锗管 2．某场效应管的转移特性如图所示，该管为（ D ）。 A ．P 沟道增强型MOS 管 B 、P 沟道结型场效应管 C 、N 沟道增强型MOS 管 D 、N 沟道耗尽型MOS 管 3．通用型集成运放的输入级采用差动放大电路，这是因为它的（ C ）。 A ．输入电阻高 B.输出电阻低 C.共模抑制比大 D.电压放大倍数大 6.RC 桥式正弦波振荡电路由两部分电路组成,即RC 串并联选频网络和（ D ）。 A. 基本共射放大电路 B.基本共集放大电路 C.反相比例运算电路 D.同相比例运算电路 7.已知某电路输入电压和输出电压的波形如图所示,该电路可能是（ A ）。 A.积分运算电路 B.微分运算电路 C.过零比较器 D.滞回比较器 8．与甲类功率放大方式相比，乙类互补对称功放的主要优点是( C )。 a ．不用输出变压器 b ．不用输出端大电容 c ．效率高 d ．无交越失真 9．稳压二极管稳压时，其工作在( C )，发光二极管发光时，其工作在( A )。 a ．正向导通区 b ．反向截止区 c ．反向击穿区 三、放大电路如下图所示，已知：V CC 12V ，R S 10k Ω，R B1 120k Ω， R B2 39k Ω，R C 3.9k Ω ， R E 2.1k Ω， R L 3.9k Ω ， r bb’ Ω，电流放大系数β50，电路中电容容量足够 大，要求： 1．求静态值I BQ ，I CQ 和U CEQ (设U BEQ 0.6V )； 0 i D /mA -4 u GS /V 5 + u O _ u s R B R s +V CC V C + R C R i O t u I t u o 4题图 7题图 R L
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
中南大学模电试卷及答案
中 南 大 学 模拟电子技术试卷（第1套） 一、一、填空题（20分，每空1分） 1．双极型三极管是 控制器件，当其工作在放大区时发射结需要加 偏置，集电结需要加 偏置。场效应管是 控制器件。 2． 在有源滤波器中，运算放大器工作在 区；在滞回比较器中，运算放大器工作在 区。 3． 在三极管多级放大电路中，已知A u1＝20，A u2＝－10，A u3＝1，则可知其接法分别为：A u1是 放大器，A u2是 放大器，A u3是 放大器。 4． 在双端输入、单端输出的差动放大电路中，发射极R e 公共电阻对 信号的放大作用无影响，对 信号具有抑制作用。差动放大器的共模抑制比K CMR ＝ 。 5． 设某一阶有源滤波电路的电压放大倍数为 2001200f j A += ，则此滤波器为 滤波器， 其通带放大倍数为 ，截止频率为 。 6． 如图所示的功率放大电路处于 类工作状态；其静态损耗为 ；电路的最大输出功率为 ；每个晶体管的管耗为最大输出功率的 倍。 二、基本题：（每题5分，共25分） 1．如图所示电路中D 为理想元件，已知u i = 5sin ωt V ，试对应u i 画出u o 的波形图。
2．测得电路中NPN型硅管的各级电位如图所示。试分析管子的工作状态（截止、饱和、放大）。 3．已知BJT管子两个电极的电流如图所示。求另一电极的电流，说明管子的类型（NPN 或PNP）并在圆圈中画出管子。 4．如图所示电路中，反馈元件R7构成级间负反馈，其组态为； 其作用是使输入电阻、放大电路的通频带变。 三、如图所示电路中，β＝100， Ω = ' 100 b b r，试计算：(15分) 1．放大电路的静态工作点；（6分） 2．画出放大电路的微变等效电路；（3分） 3．求电压放大倍数A u、输入电阻R i和输出电阻R o；（6分）
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
物化实验试卷
中南大学考试试卷（A-D卷） 2008 --2009 学年一学期 物理化学实验研究方法课程24学时1学分考试形式：闭 卷 专业年级：冶金、环境类07级总分100分，占总评成绩50 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 考试内容分为笔试（30分钟）和操作考试（2.5小时），备有8套试题，学生抽签选择。此处列举4套示例。 A卷试题和参考答案 一、单项选择(每小题2分，共20分) 1. “阴极极化曲线的测定”实验所测的是哪一种超电势？ (A) 氢电极的电阻超电势(B) 氢电极的浓差超电势 (C)氢电极的活化超电势(D) 氧电极的活化超电势 2. 在乙酸乙酯皂化反应实验中, 若CH3COOC2H5和NaOH溶液的浓度均为0.010 mol·dm-3, 等体积混合后, 则反应终止时体系的电导率可用下列哪种溶液的电导值代替 (A)0.010 mol·dm-3 NaOH (B) 0.005 mol·dm-3 NaOH (C)0.005 mol·dm-3 CH3COOH (D) 0.005 mol·dm-3 CH3COONa 3. 在Fe(OH)3溶胶的纯化过程中, 不能透过半透膜的物质是： (A) Fe3+(B) Cl-(C) Fe(OH)3(D) H2O 4. 福庭式气压计的读数校正不包含以下哪一种校正 (A) 温度校正(B) 重力加速度校正(C)仪器校正(D)露茎校正 5.电导率仪在用来测量电导率之前, 必须进行： (A) 零点校正(B) 满刻度校正(C) 定电导池常数(D) 以上三种都需要 6. 在氧弹实验中, 若测得?c H m= -5140.7 kJ·mol-1, ?|?H|最大=25.47 kJ·mol-1, 则实验结果的正确表示应为： (A) ?c H m= -5140.7 kJ·mol-1(B) ?c H m= -5140.7±25.47 kJ·mol-1 (C) ?c H m= -(5.1407±0.02547)×103 kJ·mol-1(D) ?c H m= -5140.7±25.5 kJ·mol-1 7. 在测定纯水的饱和蒸气压的实验中, 我们是通过测定不同外压下纯水的沸点来进行的, 这种测定饱和蒸气压的方法是属于： (A) 静态法(B) 饱和气流法(C)动态法(D) 流动法 8. 用差热分析仪测定固体样品的相变温度，选用哪种物质做基准物较合适： (A) 无水氯化钙(B)三氧化二铝(C) 苯甲酸(D) 水杨酸 9. 测量溶液的电导时, 应使用：
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）
中南大学无机化学实验预习题
一、是非判断题： 1.粗氯化钠必须用称量纸称量。（非） 2.溶解粗氯化钠时，加入的20ml蒸馏水需要很精确。（非） 3.用玻璃棒搅拌溶解氯化钠时，玻璃棒不应该碰撞烧杯内壁。（是） 4.可以把粗氯化钠溶液配制成饱和溶液。（非） 5.粗氯化钠溶液中含有不溶性杂质和可溶性杂质，必须先将不溶性杂质过滤除去。（是） 6.可以用无毒的CaCl2代替毒性很大的BaCl2除SO42- 。( 非) 7.BaSO4刚沉淀完全就应该立刻过滤。（非） 8.待过滤的溶液都应该冷却至室温再过滤。（非） 9.除去SO42-、Mg2+、Ca2+、K+离子的先后顺序可以倒置过来。（非） 10.氯化钠溶液在蒸发结晶过程中可以不搅拌，直到蒸干为止。（非） 实验五硫酸铝的制备 一、是非判断题： 1. NH4HCO3的作用是为了调节溶液pH值，以便生成Al(OH)3沉淀。( 是) 2. Al2(SO4)3的结晶水合物只有Al2(SO4)3·18H2O一种。( 非) 3. 在生成Al(OH)3 的过程中要加热煮沸并不断搅拌。( 是) 4. 硫酸铝加热至赤热分解成SO3和Al2O3。( 是) 5. 停止减压过滤时，操作不当会导致自来水溢入吸滤瓶内。( 是) 二、选择填空题： 1．在Al3+溶液中加入茜素的氨溶液，生成（ A ）色沉淀。 A．红色B．白色C．蓝色D．黑色 2．Al2(SO4)3易与碱金属M I（除Li以外）的硫酸盐结合成（B ）。 A．配合物B．矾C．混合物 3．在蒸发皿中制备硫酸铝晶体时，加热浓缩至溶液体积为原来的（A ）左右,在空气中缓慢冷却结晶。A．1/2 B．1/3 C．2/3 D．2/5 4．硫酸铝可作净水剂，是因为与水作用所得的（B ）具有很强的吸附性能。 A．结晶水合物B．氢氧化铝C．Al2(SO4)3胶体 5．下面Al3+形成的配合物中，哪一个是错误的。（D） A．[AlF6]3- B．[Al(C2O4)3]3- C．[Al(EDTA)]- D．[AlBr6]3-
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
中南大学模电第二章作业答案解析
2.分别改正下图所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波信号。要求保留电路原 （a）静态时，发射结正偏，集电结反偏，-VCC改为+VCC (b) 没有RB发射结会烧坏，集电结不能反偏 （c）没有RB1当ui=0时发射结两端电压为零，VBB反过来。 （d）没有RB在交流通路中，VBB短路，交流信号加不进来。 3.放大电路及三极管输出特性如下图所示。 ①在输出特性曲线上画出直流负载线。如要求I CQ=2mA，确定此时的静态工作点，并确 定此时的R b的值； ②利用图解法分别求出R L=∞和R L=3kΩ时的最大不失真输出电压U om（有效值）； ③若R b调至150kΩ且i B的交流分量i b（t）=20sinωt(μA)，画出i C和u CE的波形图，这时出现什么失真？
解：（1）直流负载线 12 ,.4,0====-=Ce C c ce C c CC ce U O I I U R I V U 作负载线得：I CQ =40μA Ω =≈+=k R U R I V b CE b B CC 30004 .012 （2）R L =∞直流负载线与交流负载线重合Uom=6/1.414=4.23V R L =3K ?,R L //R C =1.5 K ? 当 U CEQ +1.5*I CQ =9 ,Uom=1.5*I CQ/1.414=2.12V
(3) 当RB=150K ?时，IBQ=80Ma 4.电路如图P2.7所示，晶体管的β=80 ，'100bb r =Ω。分别计算L R =∞和3L R k =Ω时的Q 点、u A 、i R 和o R 。 解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、be r 均相等，它们分别为：
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
中南大学电工学习题册习题答案 (1)
1 习题1——直流电路 1、 解1： 结点a ：I 1+I 2=I 3 回路1：R 1I 1–R 2I 2+U S2–U S1=0 回路2：R 2I 2+ R 3I 3–U S2=0 图1 习题1的图 联立求解，得：I 1= –0.2A ，I 2= 1.6A ，I 3= 1.4A U s1起负载作用，其功率P 1= U s1 I 1= –2.4W U s2起电源作用，其功率P 2= U s2 I 2=24W 2、 解2：I 1 、I 2 、I 3 、I 4如图所示。 结点a ：I 1+I +I 2=0 结点b ：I 1+I =I 3+I 4 回路1：4I –8I 1=0 回路2：5I 2+9–4I 4–4I =0 回路3：2I 3=4I 4 图2 习题2的图 联立求解，得： I = 2/3A ，I 1= 1/3A ，I 2= –1A ，I 3= 2/3A ，I 4= 1/3A
3Ω 6 V 3Ω 1Ω 5Ω I 1 + - I 1a I 1b 3、 解3：①电压源单独作用时， I 1= –(I 1a + I 1b )= –(1+1) = –2A ②电流源单独作用时， I 2= –(I 2a + I 2b )= –(–1+3) = –2A 由叠加定理，I = I 1+ I 2= –4A 电压源单独作用 电流源单独作用 4、 图4 习题4的图 解4：①当开关在位置1时，电流源I S 单独作用时，毫安表读数I=K 1I S = 40mA ； ②当开关在位置2时，电流源I S 和电压源U S1同时作用，利用叠加定理有： I=K 1I S +K 2U S1 代入数据有：-60=40+ 10K 2 解得: K 2= -10 ③当开关在位置3时，电流源I S 和电压源U S2同时作用， U S1 I 1 S 2 3 U S2 R 5 + - - + U S2 I S R 4 R 3 R 2 R 1 A 3Ω 6 A 3Ω 1Ω 5Ω I 2 I 2a I 2b
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 + ]
中南大学模电试卷及答案分解
1 + j A 中 南 大 学 模拟电子技术试卷（第 1 套） 一、一、填空题（20 分，每空 1 分） 1．双极型三极管是 控制器件，当其工作在放大区时发射结需要加 偏置，集电结需要加 偏置。场效应管是 控制器件。 2． 在有源滤波器中，运算放大器工作在 区；在滞回比较器中，运算放大器工 作在 区。 3． 在三极管多级放大电路中，已知 A u1＝20，A u2＝－10，A u3＝1，则可知其接法分别为： A u1 是 放大器，A u2 是 放大器，A u3 是 放大器。 4． 在双端输入、单端输出的差动放大电路中，发射极 R e 公共电阻对 信号 的放大作用无影响，对 信号具有抑制作用。差动放大器的共模抑制比 K CMR ＝ 。 5． 设某一阶有源滤波电路的电压放大倍数为 &= 200 f 200 ，则此滤波器为 滤波器， 其通带放大倍数为 ，截止频率为 。 6． 如图所示的功率放大电路处于 类工作状态；其静态损耗为 ；电路的 最大输出功率为 ；每个晶体管的管耗为最大输出功率的 倍。 二、基本题：（每题 5 分，共 25 分） 1．如图所示电路中 D 为理想元件，已知 u i = 5sin ωt V ，试对应 u i 画出 u o 的波形图。
2．测得电路中NPN型硅管的各级电位如图所示。试分析管子的工作状态（截止、饱和、放大）。 3．已知BJT管子两个电极的电流如图所示。求另一电极的电流，说明管子的类型（NPN 或PNP）并在圆圈中画出管子。 4．如图所示电路中，反馈元件R7构成级间负反馈，其组态为； 其作用是使输入电阻、放大电路的通频带变。 三、如图所示电路中，β＝100，r bb'=100Ω，试计算：(15分) 1．放大电路的静态工作点；（6分） 2．画出放大电路的微变等效电路；（3分） 3．求电压放大倍数A u、输入电阻R i和输出电阻R o；（6分）
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：