物理化学第7章-电化学参考答案
第7章 电化学 习题解答
1. 将两个银电极插入AgNO 3溶液，通以0.2 A 电流共30 min ，试求阴极上析出Ag 的质量。
解：根据B
ItM m zF
=
得 Ag Ag 0.23060107.87
g 0.4025 g 196500
ItM m zF
???=
=
=?
2. 以1930 C 的电量通过CuSO 4溶液，在阴极有0.009 mol 的Cu 沉积出来，问阴极产生的H 2的物质的量为多少？ 解：电极反应方程式为： 阴极 2Cu
2e Cu(s)+
-+→
阳极 222H O(l)H (g)2OH 2e --
→++
在阴极析出0.009 mol 的Cu ，通过的电荷量为:
Cu Q (0.009296500) C 1737 C nzF ==??=
根据法拉第定律，析出H 2的物质的量为
2H Cu 19301737
mol 0.001 mol 296500
Q Q Q n zF
zF --=
=
==? 3. 电解食盐水溶液制取NaOH ，通电一段时间后，得到含NaOH 1 mol/dm 3
的溶液0.6 dm 3
，
同时在与之串联的铜库仑计上析出30.4 g 铜，试问制备NaOH 的电流效率是多少？ 解：根据铜库仑计中析出Cu(s)的质量可以计算通过的电荷量。 Cu Cu 30.4
mol 0.957 mol 11
63.5
2
m n M =
==?电 理论上NaOH 的产量也应该是0.957 mol 。而实际所得NaOH 的产量为
(1.0×0.6) mol = 0.6 mol
所以电流效率为实际产量与理论产量之比，即
0.6
100%62.7%0.957
η=
?=
4. 如果在10×10 cm 2
的薄铜片两面镀上0.005 cm 厚的Ni 层[镀液用Ni(NO 3)2]，假定镀层能均匀分布，用2.0 A 的电流强度得到上述厚度的镍层时需通电多长时间？设电流效率为
96.0%。已知金属的密度为8.9 g/cm 3
，Ni(s)的摩尔质量为58.69 g/mol 。 解：电极反应为：
2+Ni (aq)2e Ni(s)-+=
镀层中含Ni(s)的质量为：
(10×10 ×2×0.005 ×8.9) g =8.9 g
按缩写电极反应，析出8.9 g Ni(s)的反应进度为：
8.9
mol 0.152 mol 58.69
ξ=
=
理论用电荷量为：
4(2965000.152) C 2.910 C Q zF ξ==??=?
实际用电荷量为：442.910
C 3.010 C 0.96Q
?==?（实际） 通电时间为：44() 3.010
s 1.510 s 4.2 h 2.0
Q t I ?=
==?≈实际 5. 用银作电极来电解AgNO 3水溶液，通电一定时间后阴极上有0.078 g 的Ag(s)析出。经分
析知道阳极部含有AgNO 3 0.236 g ，水21.14 g 。已知原来所用的溶液的浓度为每g 水中溶
有AgNO 3 0.00739 g ，试求Ag +和NO 3-的迁移数。
解：在计算离子迁移数时，首先要了解阳极部该离子浓度的变化情况。以Ag +
为例，在阳极
部Ag +是迁移出去的，但作为阴极的银电极发生氧化反应会使Ag +
得浓度增加，
Ag (s) → Ag + + e - 根据阳极部Ag +的物质的量变化情况和通入的电荷量，就能计算出Ag +
的迁移数。
从相对原子质量表算得AgNO 3的摩尔质量为169.9 g·mol -1
，Ag 的摩尔质量为107.9 g·mol -1
。通入的电荷的物质的量为
40.078
mol 7.22910 mol 107.9
n -=
=?电
通电前后在阳极部Ag +
的浓度变化情况为（假设通电前后阳极部的水量不变）
30.00739 23.14
mol 1.00710 mol 169.9 n -?=
=?前
30.236 mol 1.38910 mol 169.9
n -==?后
Ag +
迁移的物质的量为
+
+3
3444
Ag NO Ag [(1.007 1.3890.7229)10] mol 3.40910 mol 3.40910 0.477.22910
110.470.53
n n n n n t n t t -----=-+=-+?=??===?=-=-=迁后前电迁电
如果要先计算3NO -
的迁移数，则在阳极部3NO -
是迁入的，但在电极上不发生反应，所以通电前后在阳极部3NO -的浓度变化为
3
34NO [(1.007 1.389)10] mol= 3.8210 mol n n n ---=-=-?-?后前迁，
负值表示阳极部3NO -
的浓度是下降的，是迁出的量，计算时取其绝对值，或将
3
3
4NO 44NO 3.8210 mol
3.8210 0.537.22910
n n n n t n --
---=-=??===?后前迁，迁电
显然结果是相同的。
6. 298 K 时，在某电导池中充以0.0100 mol/dm 3
KCl 溶液，测得其电阻为112.3 Ω。若改充以同浓度的溶液X ，测得其电阻为2148 Ω，试计算 (1) 此电导池的电导常数； (2) 溶液X 的电导率； (3) 溶液X 的摩尔电导率。
解：从表7.3查得：298 K 时，0.0100 mol/dm 3
KCl 溶液的电导率为0.14091
m S -?。
1cell 0.1409112.315.82 m K R κ-==?=
则298 K 时0.0100 mol/dm 3
X 溶液的电导率和摩尔电导率分别为：
131cell 3
21421
m 3
1115.82 S m 7.36510 S m 2148
7.36510 S m mol 7.36510 S m mol
0.010010K R c κκ-------=
=??=???Λ==??=???? 7. 用外推法得到下列强电解质溶液298 K 时的极限摩尔电导率分别为：
2
m 4(NH Cl) = 0.01499 S m /mol λ∞? 2
m (NaOH) = 0.02487 S m /mol λ∞? 2
m (NaCl) = 0.01265 S m /mol λ∞?
试计算NH 3?H 2O 的m 32(NH H O)λ∞
g 。 解：根据离子独立运动定律得：
+
3
2
4
+++
4
4m,NH H O m,NH m,OH
m,NH m,Cl m,Na m,OH m,Cl m,Na m,NH Cl
m,NaOH m,NaCl 21 (0.014990.024870.01265) S m mol 0λλλλλλλλλλλλ-
---∞∞∞?∞∞∞∞∞∞
∞∞∞-=+=+++--=+-=+-??=21
.02721 S m mol -??
8. 在298 K 时，一电导池中充以0.01 mol/dm 3
KCl ，测出的电阻值为484.0 Ω；在同一电导池中充以不同浓度的NaCl ，测得下表所列数据。
c / mol ·dm -3 0.0005 0.0010 0.0020 0.0050 R / Ω
10910
5494
2772
1128.9
(1) 求算各浓度时NaCl 的摩尔电导率； (2) 以λm 对c 1/2
作图，用外推法求出m λ∞
。
解：查得298 K 时，0.01 mol/dm 3 KCl 溶液的电导率к = 0.1409 S·m -1
。
(1) 由-1cell 68.18 m K G R κκ===和m cell ()c K Rc κΛ==计算得不同浓度时的m Λ列于下表：
312
2
mol dm -?
0.02236 0.03162 0.04472 0.07071 2-1S m mol Λ??
0.01249
0.01241
0.01229
0.01208
(2) 以m Λ
(本书中的图解法求斜率和截距，均采用计算机处理)，外推至c =
0，得2-1
m 0.01268 S m mol ∞Λ=??。
9. 298 K 时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入电导池，测得电阻为525 Ω；在该电导
池中装入0.1 mol/dm 3的NH 3·H 2O 溶液，测出电阻为2030 Ω，已知此时水的电导率为2 ×10-4
S/m ，试求：
(1) 该NH 3·H 2O 的电离度和电离平衡常数； (2) 若该电导池内充以水，电阻为多少？ 解：利用标准KCl 溶液的电导率计算电导池常数，然后用这个电导池常数计算溶液的电导率、摩尔电导率，以及纯水的电阻值。利用无限稀释的离子摩尔电导率表值计算NH 3·H 2O 的溶液的无限稀释摩尔电导率，这就可以计算NH 3·H 2O 溶液的解离度。
(1) 11
cell KCl (0.141525) m 74.025 m K R κ--=?=?=
3
2
121cell NH H O 74.025
S m 3.64610 S m 2030
K R κ---?=
=?=?? 3
2
322NH H O
21421m,NH H O 3.64610
S m mol 3.64610 S m mol 100
c
κ-?---??Λ=
=??=???
324
m,NH H O m,NH m,OH 221221
[(0.734 1.980)10] S m mol 2.71410 S m mol
+-
∞∞∞
?----Λ=Λ+Λ=+???=???
32324m,NH H O 2
2
m,NH H O
3.65010 1.344102.71410
α-?-∞-?Λ?=
==?Λ? 222
52
0.1(1.34410) 1.811011 1.34410
a c K αα---??===?--? (2) 22
1515cell
H O 4
H O
74.099
S 3.70510 S 3.70510 2.010
K R κ---=
=
=?=?Ω? 10. 在298 K 时，浓度为0.01 mol/dm 3
的CH 3COOH 溶液在某电导池中测得电阻为2 220 Ω，
已知该电导池常数为36.7 m -1
，试求在该条件下CH 3COOH 的电离度和电离平衡常数。 解：CH 3COOH(即HAc)是弱酸，它的无限稀释摩尔电导率可以查阅离子的无限稀释摩尔电导率来求算。
+221
m,HAc m,H m,Ac 221
(3.49820.409)10 S m mol
3.907210 S m mol
-∞∞∞----Λ=Λ+Λ=+???=???
HAc HAc
m,HAc HAc HAc 213213
1
136.7
(
) S m mol 1.65310 S m mol 0.0110 2220
k k c c R
---Λ=
=?=???=????
3m,HAc 2m,HAc
1.65310
0.04233.907210
α-∞-Λ?=
==Λ? 32
235
0.01(1.65310)3.907210(39.072 1.653)10 1.86910c K ----??=
??-?=? 或用化学平衡中的方法：
e HAc H Ac 0 0 0 (1) t c t t c c c ααα
+-+==-? 225/(0.0423)0.01 1.8710110.0423
c c c K αα-?===?--
11. 291 K 时，纯水的电导率为3.8×10-6
S/m 。当H 2O 离解成H +
和OH -
并达到平衡，求该温
度下，H 2O 的摩尔电导率、离解度和H +
的浓度。
解：H 2O(l)的无限稀释摩尔电导率可以查阅离子的无限稀释摩尔电导率求算，H 2O(l)的摩尔电导率可以从电导率计算，两者相比就是H 2O(l)的解离度。
+2221
m H O m H m OH 221
(3.4982 1.980)10 S m mol
5.478210 S m mol
-∞∞∞----Λ=Λ+Λ=+???=???,,,
291 K 时，H 2O(l)的浓度为
2
22H O
-34-3
H O 3
H O
998.6 mol m 5.541610 mol m 18.0210
c M ρ-=
=
?=??? 2
226H O
211121
m,H O 4
H O
3.810 =
= S m mol 6.85710 S m mol 5.541610
c κ----?Λ??=???? 2211m,H O 92m,H O
6.85710
=
==1.252105.478210
α--∞-Λ??Λ? H +
的浓度有两种算法：
(a) +24
9
3
H O H (5.541610 1.25210) mol m c c α--=?=????
53836.93810 mol m 6.93810 mol dm ----=??=??
(b) 2
+261
H O
221
H m,H O
3.810 S m 5.478210 S m mol
c κ--∞--??=
=Λ??? 53836.93710 mol m 6.93710 mol dm ----=??=??
H +
的浓度相当于解离的水的浓度。
12. 291 K 时，测得CaF 2饱和水溶液及配制该溶液的纯水之电导率分别为3.86×10-3
和
1.5×10-4
S/m 。已知在291 K 时，无限稀释溶液中下列物质的摩尔电导率为：
-22m 2(CaCl ) = 2.33410 S m /mol ∞Λ?g ；-22
m (NaCl) = 1.08910 S m /mol ∞Λ?g ；-32m (NaF) = 9.0210 S m /mol ∞Λ?g
，求291 K 时CaF 2的溶度积。 解：根据题给条件：к(饱和溶液) = к(盐) + к(H 2O)。
к(CaF 2)=3.86×10-3-1.5×10-4=3.71×10-3 S·m -1
微溶盐的溶解度很小，盐又是强电解质，所以其饱和溶液的摩尔电导率可近似等于
m ∞Λ(盐)：
m 2m 2m m 23221221
(CaF )(CaCl )2(NaF)2(NaCl)
(2.3341029.0210-21.08910) S m mol 1.9610 S m mol ∞∞∞∞
------Λ=Λ+Λ-Λ=?+??????=??? 33
2-2
m 3-43
()
3.7110(CaF )= mol m ()1.9610
0.189 mol m 1.8910 mol dm c κ--∞--?=?Λ?=?=??盐盐
溶度积：
22
3
sp 211
(Ca )(F )[]4[(CaF )] 2.7110c c K c c c c
+--===? 13. 298 K 时测得SrSO 4饱和水溶液的电导率为 1.482×10-2
S/m ，该温度时水的电导率为
1.5×10-4
S/m 。试计算在该条件下SrSO 4在水中的溶解度。
解：由于SrSO 4是难溶盐，饱和溶液的浓度很小，它的摩尔电导率接近于无限稀释的摩尔电导率，可以查阅离子的无限稀释摩尔电导率来求算。由于离子浓度小，水解离的离子对电导率的贡献就不能忽略，SrSO 4的电导率应等于饱和溶液的电导率减去水的电导率。
2+22+
244
4
m,SrSO 1
1
m,Sr m,SO m,Sr m,SO 2
2
321221
2()
[2(5.9467.98)10] S m mol 2.78510 S m mol --
∞∞∞∞
∞----Λ=Λ+Λ=Λ+Λ=?+???=??? 4
2
241
SrSO H O 21
(1.48210 1.49610) S m 1.46710 S m
κκκ-----=-=?-??=??溶液
4
44
2SrSO
3
SrSO 2
m,SrSO 3323
1.46710
mol m 2.78510
0.5628 mol m 0.5628183.62 g m 9.66710 g dm c κ--∞-----?=
=?Λ?=?=??=?? 14. 画出下列电导滴定的示意图。
(1) 用NaOH 滴定C 6H 5OH ； (2) 用NaOH 滴定HCl ； (3) 用AgNO 3滴定K 2CrO 4； (4) 用BaCl 2滴定Tl 2SO 4。
解：以电导或电导率为纵坐标，滴定体积为横坐标作图。作示意图的一般规律是：若开始的未知液是弱电解质，电导很小，则起点很低。若未知液是强电解质，则起点很高。随着另一作为滴定剂的电解质的加入，根据电导的变化，画出曲线走向。当滴定剂过量，电导会发生突变，此转变点所对应的即为滴定终点。
15. 计算下列溶液的离子平均质量摩尔浓度m ±和离子平均活度a ±：
电解质
K 3Fe(CN)6 CdCl 2 H 2SO 4 m / mol ·kg -1
0.010 0.100 0.050 γ±
0.571
0.219
0.397
解：
物质 1()v v v
v v +-+-
? 11()/mol kg v v v
m v v m +--±+
-
=?? /a m m γ±±±
=
K 3Fe(CN)6
34
(3) 2.28=
0.0228 0.0130
NaOH V
κ
6 NaOH
V
κ
O (1) 用 N aOH 滴定 C H 5
OH
(2) 用 N aOH 滴定 H Cl
O
κ
2BaCl V
(3) 用 A gNO 3 滴定 K 2
CrO 4 O
(4) 用 B aCl 滴定 T l SO 4
κ
O 3AgNO V
CdCl 2 23
(2) 1.59= 0.159 0.0348 H 2SO 4
23
(2) 1.59=
0.0794
0.0315
16. 分别求算m = 1 mol/kg 时的KNO 3、K 2SO 4和K 4Fe(CN)6溶液的离子强度。 解：KNO 3：2
1111(1111)mol kg 1 mol kg 22i i
I m z --=
=?+??=?∑ K 2SO 4：211
1(2112)mol kg 3 mol kg 2
I --=?+??=?
K 4Fe(CN)6：211
1(4114)mol kg 10 mol kg 2
I --=?+??=?
17. 应用德拜-休克尔极限公式，(1) 计算298 K 时0.002 mol/kg CaCl 2和0.002 mol/kg ZnSO 4
混合溶液中Zn 2+
的活度系数； (2) 计算298 K 时0.001 mol/kg K 3Fe(CN)6的离子平均活度系数。 解：(1) 211
0.014 mol kg 2
i i I m z -=
=?∑ 1
12
2
1.172 mol kg A -=?
2ln (Zn ) 1.1720.5547Az γ+=-=-?=-
2(Zn )0.574γ+
=
(2) 211
0.006 mol kg 2
i i I m z -=
=?∑
ln 0.2723Az z γ±+=-=- 0.762γ±=
18. 298 K 时，AgBrO 3的活度积为5.77×10-5
，试用极限公式计算AgBrO 3在(1) 纯水中；(2)
0.01 mol/kg KBrO 3中的溶解度。 解：(1) 33AgBrO Ag BrO +-
+?
25
sp 3(Ag )(BrO ) 5.7710K a a a +
--±=?==?
3
7.59610a -±=?
要计算AgBrO 3在水中的溶解度，须先计算AgBrO 3在水中的平均活度系数γ±。在计算离子强度时，假设m γ±±≈： 2311
7.59610mol kg 2
i i I m z --=
=??∑
根据德拜-
休克尔极限公式：ln 0.102γ±=-=-
0.903γ±= 31317.59610()mol kg 8.4110mol kg 0.903
a m
m m γ----±±±
?==
=?=??
溶解度： 3138.4110mol kg 2g dm mc
c m
---≈
=??=? (2) 在0.01 mol/kg KBrO 3溶液中的γ±不同于在纯水中的γ±，须重新计算。先假设
1γ±=，求出(Ag )m +，然后求出I ，再通过德拜极限公式计算求出γ±，最后求出精确的
(Ag )m +。
5sp (Ag )0.01(Ag )
5.7710m m K m m
++-+?=≈?
解得：31
(Ag ) 4.09410mol kg m +--=??
21111
(0.0110.0140910.004091) mol kg 0.0141 mol kg 22
i i I m z --=
=?+?+??=?∑
exp(0.870γ±=-=
5
sp 522
(Ag )0.01(Ag ) 5.77107.62100.870
K m m m m γ++--±+??===? 则 25(Ag )(Ag )()0.017.62100m m m m ++-+?-?=
解得： 313(Ag ) 5.0610mol kg 1.2g dm m c
c m
+---≈=??=?
严格说来，德拜-休克尔极限公式只适用于离子强度小于0.01的稀溶液，(2)中溶液的离子强度已经超过范围，因此，求得的γ±只能是近似值。本题结果说明了离子强度对微溶盐的影响。
19. 298 K 时AgCl 的溶度积K sp = 1.71×10-10
，试求在饱和水溶液中，AgCl 的离子平均活度及离子平均活度系数各为多少。 解： 2
sp (
)c K c
=
53
1.3110mol dm c --=??
ln 4.242γ±=-=-
0.996γ±= 550.996 1.3110 1.3010m a m
γ--±
±±
==??=? 20. 试写出下列电极分别作为电池正极和负极时的电极反应：
(1) Cu(s)/Cu 2+
(2) (Pt)I 2(s)/I - (3) Hg-Hg 2Cl 2(s)/Cl -
(4) Ag-Ag 2O(s)/H 2O, OH - (5) Sb-Sb 2O 3(s)/H 2O, H +
(6) 2-44Ba-BaSO (s)/SO (7) 3+2-+
27(Pt)/Cr , Cr O , H
(8) Na(Hg x )/Na + (9) (Pt)O 2(g)/H + (10) (Pt)H 2(g)/OH -
解：(1) 正极：2Cu
2e Cu(s)+
-+→ 负极：2Cu(s)Cu 2e +-→+
(2) 正极：2I (s)2e 2I --+→ 负极：22I I (s)2e --
→+ (3) 正极： 22Hg Cl (s)2e 2Hg 2Cl --
+→+ 负极： 222Hg 2Cl Hg Cl (s)2e --
+→+
(4) 正极： 22Ag O(s)2e H O(l)2Ag(s)2OH --
++→+ 负极： 222Ag(s)2OH Ag O(s)2e H O(l)--
+→++ (5) 正极： +232Sb O (s)6H 6e 2Sb(s)3H O(l)-
++→+ 负极： +2232Sb(s)3H O(l)Sb O (s)6H 6e -
+→++
(6) 正极： 244BaSO 2e Ba SO --+→+ 负极：244Ba SO BaSO 2e --
+→+ (7) 正极： 2+3+
272Cr O 14H 8e 2Cr 7H O(l)--++→+
负极： 3+
2+2272Cr
7H O(l)Cr O 14H 8e -
-+→++
(8) 正极： +Na e Hg Na(Hg )x x -++→ 负极：+Na(Hg )Na e Hg x x -
→++ (9) 正极： +22O (g)4H 4e 2H O(l)-++→ 负极：+222H O(l)O (g)4H 4e -
→++
(10) 正极： 222H O(l)4e H (g)2OH --
+→+
负极：22H (g)2OH 2H O(l)4e --
+→+
21. 写出下列电池所对应的化学反应
（1） (Pt)H 2(g)|HCl(m )|Cl 2(g)(Pt) （2） Ag-AgCl(s)|CuCl 2(m )|Cu(s)
（3） Cd(s)|Cd 2+
(m 1)||HCl(m 2)|H 2(g)|(Pt) （4） Cd(s)|CdI 2(m 1)|AgI(s)-Ag(s)
（5） Pb-PbSO 4(s)|K 2SO 4(m 1)||KCl(m 2)|PbCl 2(s)-Pb(s) （6） Ag-AgCl(s)|KCl(m )|Hg 2Cl 2(s)-Hg(l)
（7） Pt(s)|Fe 3+,Fe 2+||Hg 22+
|Hg(l)
（8） Hg(l)-Hg 2Cl 2(s)|KCl(m 1)||HCl(m 2)|Cl 2(g)(Pt) （9） Sn(s)|SnSO 4(m 1)||H 2SO 4(m 2)|H 2(g)(Pt) （10） (Pt)H 2(g)|NaOH(m )|HgO(s)-Hg(l) 解：22(1) H (g)Cl (g)2HCl()m +→
2(2) 2Ag(s)CuCl ()Cu(s)2AgCl(s)m +→+ 2212(3) Cd(s)2H ()Cd ()H (g)m m +++→+
21(4) Cd(s)2AgI(s)CdI ()2Ag(s)m +→+
24124
2(5) SO ()PbCl (s)PbSO 2Cl ()m m --
+→+ 22(6) 2Ag(s)Hg Cl (s)2AgCl(s)2Hg(l)+→+
2+2+3+2(7) 2Fe Hg 2Fe
2Hg(l)+→+ 21222(8) 2Hg(l)Cl (g)2Cl ()2Cl ()Hg Cl (s)m m --++→+
222+4124212(9) Sn(s)SO ()H (g)SO ()Sn ()2H ()m m m m --+++→++
22(10) H (g)HgO(s)Hg(l)H O(l)+→+
22. 试将下列化学反应设计成电池：
(1) Zn(s) + H 2SO 4(aq) → ZnSO 4(aq) + H 2(g) (2) Pb(s) + 2HCl(aq) → PbCl 2 + H 2(g) (3) H 2(g) + I 2(g) → 2HI(aq)
(4) Fe 2+ + Ag + → Fe 3+
+ Ag(s)
(5) Pb(s) + HgSO 4(s) → PbSO 4(s) + 2Hg(l)
(6) AgCl(s) + I - → AgI(s) + Cl -
(7) 1/2H 2(g) + AgCl(s) → Ag(s) + HCl(aq)
(8) Ag + + I - → AgI(s) (9) 2Br - + Cl 2(g) → Br 2(l) + 2Cl - (10) Ni(s) + H 2O(l) → NiO(s) + H 2(g)
解：4242(1) Zn(s)ZnSO (aq)H SO (aq)H (g,Pt)
22(2) Pb-PbCl (s)HCl(aq)H (g,Pt) 22(3) (Pt)H HI(aq)I (s,Pt) 2+
+
3+(4) Pt Fe ,Fe Ag Ag(s)
42424(5) Pb-PbSO (s)H SO (m)Hg SO -Hg(l) (6) Ag-AgI(s)I Cl AgCl-Ag(s)-
-
2(7) (Pt)H (g)HCl(aq)AgCl-Ag(s) (8) Ag-AgI(s)I Ag Ag(s)-
+
22(9) (Pt)Br (l)Br Cl Cl (g,Pt)-
-
2(10) Ni-NiO(s)OH H (g,Pt)-
23. 电池Zn(s)|ZnCl 2(0.05 mol/kg)|AgCl(s)-Ag(s)的电动势E = {1.015-4.92×10-4
(T /K-298)} V 。试计算在298 K 时，当电池有2 mol 电子的电量输出时，电池反应Δr G m ，Δr S m ，Δr H m 及可逆放电时的热效应Q r 。 解：因为已指定电池有2 mol 电子的电荷量输出时的热力学函数变化值，如没有指定，一定要写出电池反应，计算电池反应对应的、当反应进度为1 mol 时的热力学函数的变化值。在298 K 时，电池的电动势和它的温度系数为
4/V 1.015 4.9210(298298) 1.015E -=-?-=
414.9210 V K p
E T --???=-?? ???? 11r m (2 1.015 96500) kJ mol 195.90 kJ mol G zE
F --?=-=-???=-?
411
r m p 11
[296500 ( 4.9210 )] J mol K
94.96 J mol K E S zF T -----????==??-??? ????=-?? r m r m r m
1
1
[195.90 298 (94.96 )] kJ mol 224.20 kJ mol
H G T S --?=?+?=-+?-?=-?
11r r m [298 (94.96 )] kJ mol 28.30 kJ mol Q T S --=?=?-?=-?
24. 298 K 时下述电池的E 为1.228 V ，
Pt, H 2(p )|H 2SO 4(0.01 mol/kg)|O 2(p ), Pt
第七章电化学答案(最新整理)
第七章 电化学 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：⑴在阴极上能析出多少质量的Cu ？⑵在阳极上能析出多少体积的27℃、100kPa 下的Cl 2(g) ? 解：⑴ 阴极反应：Cu 2++2e -=Cu 阳极反应：2Cl -=Cl 2+2e - 电解反应：Cu 2++2Cl -= Cu + Cl 2 溶液中通过的电量为： Q=I·t = 20A×15×60s=18000C 由法拉第定律和反应进度知： (Cu)(Cu)/(Cu)(Cu)(Cu) Q n m M zF ξνν?===(Cu)(Cu)1800064g/mol (Cu) 5.969g 296485.309C/mol Q M C m zF ν???∴===? ⑵ 22(Cl )(Cl ) n ξν?= 222(Cl )(Cl )0(Cl )0.0933mol n n νξ?=-=?=
2 30.09338.314300.15dm 100 nRT V p ??∴== = 2.328dm 3 7.3用银电极电解AgNO 3水溶液。通电一段时间后，阴极上有0.078g 的Ag(s)析出，阳极区溶液质量23.376g ，其中含AgNO 3 0.236g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求t(Ag +)和t(NO 3-)。 解：方法一： t +=阳离子迁出阳极区的物质的量发生电极反应的物质的量 电解后阳极区溶液质量23.376g ，其中含AgNO 3 0.236g ，设电解前后水量不变，则电解前阳极区 AgNO 3的量为：=0.1710g 37.39(23.3760.236)(AgNO )1000 m g ?-=电解过程阳极反应为：Ag = Ag ++e -产生的Ag +溶入阳极区。因此迁出阳极区的Ag +的物质的量为：n n n n =-迁出电电应 +解前解后反
最新物理化学(上)期末试题及参考答案
一、填空题（每小题2分，共20分） 1、热力学第零定律是指： 。 2、熵与热力学概率之间的函数关系式是。 3、补全热力学函数关系式：C P= (?S/?T)P 4、一定量的单原子理想气体定压下从T1变化到T2的熵变与定容下从T1变化到T2的熵变之比为： 5、化学势的表示式中，是偏摩尔量。 6、稀溶液的依数性包括、、和。 7、反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)，在298K时测得分解压为66.66Pa，则该温度下该反应的K pΘ= ；K p= 。 8、1atm压力下水和乙醇系统的最低恒沸混合物含乙醇质量分数为0.9557，现将含乙醇50%的乙醇水溶液进行分馏，最终得到的物质为。 9、水在101.3kPa时沸点为373K，汽化热为40.67 kJ/mol（设汽化热不随温度变化）；毕节学院的大气压约为85.5 kPa，则在毕节学院水的沸点为K。 10、反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)已达平衡；保持总压不变，往系统中充入一定量的惰性气体，平衡移动方向为。 二、选择题（每小题2分，共30分） 1、下列属于化学热力学范畴的是（） （A）物质结构与性能的关系（B）化学反应速率 （C）化学变化的方向和限度（D）反应机理 2、下列关于热力学方法叙述正确的是（） （A）热力学研究所得的结论不适用于分子的个体行为 （B）热力学可以解决某条件下怎样把一个变化的可能性变为现实性的问题 （C）经典热力学详细讨论了物质的微观结构 （D）经典热力学常需计算一个变化所需要的时间 3、下列函数中为强度性质的是：（） (A) S (B) (?G/?p)T(C) (?U/?V)T(D) C V 4、一定量的纯理想气体，下列哪组量确定后，其他状态函数方有定值。（） （A）T （B）V （C）T、U （D）T、p 5、对一化学反应，若知其△C p,m= ∑νB C p, m, B > 0，则该反应的（）
最新物理化学第七章课后答案完整版
第七章电化学 7.1用铂电极电解溶液。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?(2) 在的27 ?C，100 kPa下的？ 解：电极反应为 电极反应的反应进度为 因此： 7.2在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。当电路中通电1 h后，在氢电量计中收集到19 ?C、99.19 kPa的；在银电量计中沉积。用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。 解：两个电量计的阴极反应分别为 电量计中电极反应的反应进度为 对银电量计
对氢电量计 7.3用银电极电解溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出的，并知阴极区溶液中的总量减少了。求溶液中的和。 解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差： 7.4用银电极电解水溶液。电解前每溶液中含。阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成，其反应可表示 为 总反应为 通电一定时间后，测得银电量计中沉积了，并测知阳极区溶液重，其中含。试计算溶液中的和。 解：先计算是方便的。注意到电解前后阳极区中水的量不变，量的改变为
该量由两部分组成（1）与阳极溶解的生成，（2）从阴极迁移到阳极 7.5用铜电极电解水溶液。电解前每溶液中含。通电一定时间后，测得银电量计中析出，并测知阳极区溶液重，其中含 。试计算溶液中的和。 解：同7.4。电解前后量的改变 从铜电极溶解的的量为 从阳极区迁移出去的的量为 因此，
7.6在一个细管中，于的溶液的上面放入的溶液，使它们之间有一个明显的界面。令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。以后，界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。计算在实验温度25 ?C下，溶液中的和。 解：此为用界面移动法测量离子迁移数 7.7已知25 ?C时溶液的电导率为。一电导池中充以此溶液，在25 ?C时测得其电阻为。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为的溶液，测得电阻为。计算（1）电导池系数；（2）溶液的电导率；（3）溶液的摩尔电导率。 解：（1）电导池系数为 （2）溶液的电导率 （3）溶液的摩尔电导率
物理化学第二章习题
第二章热力学第一定律习题 一、选择题 1. 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经(1) 等温压缩，(2) 绝热压缩到具有相同压力的终态，以H1，H2分别表示两个终态的焓值，则有：( ) (A) H1> H2(B) H1= H2 (C) H1< H2(D) 无法比较 2. 下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是：( ) (A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程 (B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 (C) 273.15 K，pθ下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 3. 非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个错误?（） (A) Q=0 (B) W=0 (C) ΔU=0 (D) ΔH=0 4. 已知：Zn(s)+(1/2)O2??→ZnO Δr H m=351.5 kJ·mol-1 Hg(l)+(1/2)O2??→HgO Δr H m= 90.8 kJ·mol-1 因此Zn+HgO??→ZnO+Hg 的Δr H m是：( ) (A) 442.2 kJ·mol-1(B) 260.7 kJ·mol-1 (C) -62.3 kJ·mol-1(D) -442.2 kJ·mol-1 5. 在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱,将冰箱门打开,并接通电源使其工作,过一段时间之后,室内的平均气温将如何变化? ( ) (A) 升高(B) 降低 (C) 不变(D) 不一定 6. 对于理想气体的热力学能有下述四种理解： (1) 状态一定，热力学能也一定 (2) 对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的 (3) 对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值 (4) 状态改变时，热力学能一定跟着改变 其中正确的是：( ) (A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3) 7. 按下列路线循环一周，哪种情况是系统对环境做功：( ) 8. 在一定T，p下,汽化焓Δvap H,熔化焓Δfus H和升华焓Δsub H的关系为：( ) (A) Δsub H＞Δvap H(B) Δsub H＞Δfus H (C) Δsub H=Δvap H+Δfus H(D) Δvap H＞Δsub H 上述各式中,哪一个错误?
电化学思考课后答案第七章#试题
思考题 1. 研究氢电极过程和氧电极过程有什么实际意义？ 答：在电化学研究和电化学测试中，标准氢电极的电极电位是公认的电极电位基准；氯碱工业，燃料电池，电镀，电解，金属腐蚀等过程都与氢电极和氧电极的反应过程有密切关系，有些会带来危害，有些会带来好处。因此，为了合理地应用氢电极和氧电极过程为人类服务，有必要对氢电极过程和氧电极过程进入深入的研究。 2. 为什么氢电极和氧电极的反应历程在不同条件下会有较大差别？ 答：氢电极和氧电极的反应历程非常复杂，在电极过程中，存在各种中间步骤和中间产物，一旦反应条件发生改变，反应就会发生变化，控制步骤也可能发生变化，产物也因此不同。 所以氢电极和氧电极的反应历程在不同条件下，会有较大差别。 3. 析氢过程的反应机理有哪几种理论？试推导出它们的动力学公 式，并说明它们各自适用范围。 答：迟缓放电机理、迟缓复合机理、电化学脱附机理 迟缓放电机理动力学公式推导： 迟缓放电机理认为电化学步骤是整个电极过程的控制步骤，于是可以认为电化学极化方程式适用于氢离子的放电还原过程。当0c j j ?时，可直接得到 0ln ln H c RT RT j j aF aF h =-+
或 02.32.3l g l g H c RT RT j j aF aF h =-+ 一般情况下a =0.5，将a 的树脂代入上式，则有 02.32 2.32lg lg H c RT RT j j F F h 创=-+ 若令 02.32lg 2.32RT j a F RT b F ′-=′= 则原式变为 lg H c a b j h =+ 迟缓复合机理： 假定复合脱附步骤是控制步骤，吸附氢的表面覆盖度按照下式比较缓慢地随过电位而变化： 0=exp MA MA H F RT b q q h 骣÷?÷?÷ ?桫 则有 2.3lg 2H c RT C j F h b =+ 同理，假定氢原子的表面覆盖度很大，以至于可以认为 1MA q ?，若将其代入电化学脱附的反应速度式，经过取对数整理得：（电化学脱附机理） 2.3lg H c RT C j aF h =+ 迟缓放电机理是在汞电极上进行的，所得结论对汞电极上的 析氢反应完全适用。对于吸附氢原子表面覆盖度小的高过电位金属也适用。迟缓复合机理和电化学脱附机理只适用于对氢原子有较强吸附能力的低过电位金属和中过电位金属。
物理化学上册试卷一答案
一、选择填空题：（每小题3分） 1、在一个抽空的容器中放入过量的NH 4HCO 3 固体并通入少量NH 3 （g），加热时发生下述反应 并达到平衡： NH 4HCO 3 (s)→NH 3 （g）+CO 2 (g)+H 2 O(g) 该系统的独立组分数为 1 ，自由度数为 1 。 2、（ C ）理想气体自由膨胀是自发过程，因为 A、ΔU S，V <0 B、ΔG T，P <0 C、ΔS隔离>0 D、ΔA T，V <0 3、在（ D ）的情况下，封闭系统的熵变可用式子ΔS=ΔH/T计算。 A、等温； B、等温、等压； C、等温、等压且W’=0； D、等温、等压W’=0、可逆。 4、在恒温、恒压且非体积功W’=0 的条件下，才可使用ΔG≤0来判断一个过程是否可逆。 5、已知气相反应C 6H 6 (g)+3H 2 (g)==C 6 H 12 （g）373K时的Δ r H m =-192.43kJ.mol-1。当反应达平 衡时，可采用下列哪组条件，使平衡向右移动-------------------（ C ）A、升温与加压； B、升温与减压； C、降温与加压； D、降温与减压。 6、克—克方程可用于-------------------------------------------（ A ） A、固—气及液—气两相平衡 B、固—液两相平衡 C、固—固两相平衡 D、固体晶形转变 7、已知298.15k时，反应2H 2(g)+O 2 (g)→2H 2 O(g)的K o(298.15k)=1.17×1080，△ H m o(298.15k)= -488KJ.mol-1,假设此反应的△Cp=0，则k o=1.29×1020时，所对应的反应温度为 998K 。 8、在指定温度下，若A、B两液体形成理想液体混合物，且纯A的饱和蒸气压P A *大于纯B 的饱和蒸气压P B *，则----------------------------------------（ C ） A、y A < x A B、 y A = x A C、 y A > x A D、无法确定 9、在一定的T、P下，若物质A在α相和β相中的化学势满足＞，则A在两相 间的迁移方向是从α相迁移到β相中；若A在两相中达到平衡，则 = 。 10、填写下列公式的应用条件： ① ΔA=Wˊ恒温、恒容且可逆情况下； ② dG= -SdT+Vdp 系统在可逆下； ③ ΔG=ΔH-TΔS 恒温下。 二、判断题：（对的划“√”，错的划“×”）8% 1、若一个化学反应的Δ r H m o>0,则此反应在任何条件下进行时，都是吸热的。 （×） 2、公式ΔG=nRTlnP 2/P 1 适用于封闭系统、W’=0的理想气体等温过程。（×） 3、当理想气体的状态改变时，其内能一定改变。（×） 4、一个气相反应，只要反应温度不变，无论在高压或低压下进行，k o的值不会变化。 （√） 三、简要回答下列问题：16% 1、何谓系统的广度性质，并举出3个例子。 参考答案：具有加和性的系统热力学性质，称为系统的广度性质。如系统的焓、内能、体积等。 2、能否用市售的60o烈性酒精，经多次蒸馏后，得到无水乙醇？ 参考答案：不行。因为市售的60o烈性酒精，乙醇含量低于共沸组成，经多次蒸馏后，达到共沸组成而得不到无水乙醇。
《简明物理化学》第二章答案
1. 2mol 298K ，5dm 3的He(g)，经过下列可逆变化： （1） 等温压缩到体积为原来的一半； （2） 再等容冷却到初始的压力。 求此过程的Q W U H S ???、、、和。已知=),(,g He C m p ?K -1?mol -1。 解：体系变化过程可表示为 W=W 1+W 2=nRTln 1 2V V +0=2××298×=-3435(J) Q=Q 1+Q 2=W 1+ΔU 2=-3435+n m v C ,ΔT=-3435+n m v C ,(298-298/2) ; =-3435+(-3716)=-7151(J) ΔU=ΔU 1+ΔU 2=ΔU 2=-3716(J) 2. ΔS=ΔS 1+ΔS 2=nRln 12V V +? 21,T T m v T dT nC =2××+2××1-?K J 理想气体从40℃冷却到20℃， 同时体积从250dm 3 变化到50dm 3。已知该气体的m p C ,=?K -1?mol -1，求S ?。 解：假设体系发生如下两个可逆变化过程 250dm 3 等温 50dm 3 等容 50dm 3 40℃ ΔS 1 40℃ ΔS 2 20℃ ΔS=ΔS 1+ΔS 2=nRln 12V V +? 21,T T m v T dT nC =10Rln 250 50 +10×4015.2732015.273++ =(1-?K J ) 》 3. 2mol 某理想气体(m p C ,= J ?K -1?mol -1)在绝热条件下由,膨胀到，求该过程的 Q W U H S ???、、、和。 解： 绝热 膨胀 ∵m p C ,=11--??mol K J ∴ m v C ,=1 -?K J 且Q=0 ΔU= ? 2 1 ,T T m v dT nC =2×× W=-ΔU=2930(J) 等温压缩 等容冷却
物理化学第七章 电化学习题及解答
第七章 电化学习题及解答 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27℃，100 kPa 下，阳极析出多少Cl 2？ 解：电极反应为 阴极：Cu 2+ + 2e - = Cu 阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2 电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF) 因此： m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = 63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928g V Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 3 2. 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1.15g 的Ag ，并知阴极区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。 解： 解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中Ag +的总量的改变D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差： D m Ag = m Ag - m’Ag m’Ag = m Ag - D m Ag t (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474 t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.526 3. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。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K Cell 为 K Cell = k R = 0.2768×453 =125.4 m -1 （2）CaCl 2溶液的电导率 k = K Cell /R = 125.4/1050 = 0.1194 S/m （3）CaCl 2溶液的摩尔电导率 Λm = k/C = 110.983×0.1194/(0.555×1000)= 0.02388 S·m 2 ·mol - 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液，测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 解：查表知NH 4OH 无限稀释摩尔电导率为 ∞Λm (NH 4OH)=∞Λm (NH 4+)+∞ Λm (OH -) =73.4×10-4+198.0×10-4 =271.4 ×10-4S·m 2 ·mol - 因此， α = ∞ΛΛm m O H)(NH O H)(NH 44= O H) (NH O H)l)/cR(NH k(KCl)R(KC 4m 4Λ∞
物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案
第二章 热力学第二定律练习题 一、判断题（说法正确否）： 1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。 2．不可逆过程一定是自发过程。 3．熵增加的过程一定是自发过程。 4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0，绝热不可逆压缩过程的?S < 0。 5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。 6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。 7．平衡态熵最大。 8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。 9．理想气体经等温膨胀后，由于?U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗? 10．自发过程的熵变?S > 0。 11．相变过程的熵变可由 T H S ?= ?计算。 12．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。 13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。 14．冰在0℃，p 下转变为液态水，其熵变 T H S ?= ?>0，所以该过程为自发过程。 15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。 16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。 17．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。 18．系统由V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。 19．过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得?G = 0。 20．理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以 -p d V = 0，此过程温度不变，?U = 0，代入热力学基本方程d U = T d S - p d V ，因而可得d S = 0，为恒熵过程。 21．是非题： ⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？ ⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？ ⑶ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？ ⑷ 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。 ⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V 1变到V 2，能否用公式： ???? ??=?12 ln V V R S 计算该过程的熵变？ 22．在100℃、p 时，1mol 水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成 100℃、p 的水蒸气，试计算此过程的?S 、?S (环)。 23． ? ??? ??=?12ln V V R S 的适用条件是什么？ 24．指出下列各过程中，物系的?U 、?H 、?S 、?A 、?G 中何者为零？ ⑴ 理想气体自由膨胀过程； ⑵ 实际气体节流膨胀过程； ⑶ 理想气体由(p 1,T 1)状态绝热可逆变化到(p 2,T 2)状态； ⑷ H 2和Cl 2在刚性绝热的容器中反应生成HCl ； ⑸ 0℃、p 时，水结成冰的相变过程； ⑹ 理想气体卡诺循环。 25．a mol A 与b mol B 的理想气体，分别处于(T ,V ,p A )与(T ,V ,p B )的状态，等温等容混合为 (T ,V ,p )状态，那么?U 、?H 、?S 、?A 、?G 何者大于零，小于零，等于零？ 26．一个刚性密闭绝热箱中，装有H 2与Cl 2混合气体，温度为298K ，今用光引发，使其
第7章电化学练习题练习题及答案
第七章电化学练习题 一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画× 1、设ZnCl 2水溶液的质量摩尔浓度为b ，离子平均活度因子为 ± γ，则离子平均活度θγαb b B ±=34。（ ） 2、298K 时，相同浓度（均为0.01mol.kg -1）的KCl 、CaCl 2和LaCl 3三种电解质水溶液，离子平均活度因子最大的是LaCl 3。（ ） 3、0.05mol.kg -1 BaCl 2水溶液，其离子强度I=0.03mol.kg -1。（ ） 4、实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。（ ） 5、对于一切强电解质溶液—I Z AZ -+-=±γln 均适用。（ ） 6、电解质溶液与非电解质溶液的重要区别是电解质溶液含有由电解质离解成的正负离子。（ ） 7、电解质溶液可以不偏离理想稀溶液的强电解质溶液。（ ） 8、离子迁移数 t ++t -<1。（ ） 9、离子独立移动定律只适用于无限稀的强电解质溶液。（ ） 10、无限稀薄时，KCl 、HCl 和NaCl 三种溶液在相同温度、相 同浓度、相同单位电场强度下，三种溶液中的Cl －迁移数 相同。（ ） 11、在一定的温度和较小的浓度情况下，增大弱电解质溶液的
浓度，则该弱电解质的电导率增加，摩尔电导率减少。（ ） 12、用Λm 对C 作图外推的方法，可以求得HAC 的无限稀释之摩尔电导。（ ） 13、恒电位法采用三电极体系。（ ） 14、对于电池()() ()() s Ag b AgNO b NO Ag s Ag 2313，b 较小的一端为 负极。（ ） 15、一个化学反应进行时，10220--=?mol KJ G m r ..，如将该化学反应安排在电池中进行，则需要环境对系统做功。（ ） 16、原电池在恒温、恒压可逆的条件下放电时，0=?G 。（ ） 17、有能斯特公式算得电池的E 为负值，表示此电池反应的方向是朝正向进行的。（ ） 18、电池()()()()s Ag s AgCl kg mol Cl Zn s Zn 01002012.,..,=±-γ其反应为 ()()()()010*******.,..,=+→+±-γkg mol ZnCl s Ag s Zn s AgCl ， 所以其电动势的计算公式为 ()010020222..ln ln ?-=-=F RT E F RT E E ZnCl θθα。（ ） 19、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。（ ） 20、电池反应的E 与指定电池反应计量方程式的书写无关，而 电池反应的热力学函数m r G ?等则与指定电池反应计量方 程式的书写有关。（ ） 21、锌、银两金属片同时插入HCl 水溶液中，所构成的电池是可逆电池。（ ）
物理化学第七章课后题答案
7.13 电池电动势与温度 的关系为 263)/(109.2/10881.10694.0/K T K T V E --?-?+= （1）写出电极反应和电池反应； （2）计算25℃时该反应的Θ Θ Θ ???m r m r m r H S G ,,以及电池恒温可逆放电时该反应 过程的。 （3）若反应在电池外在相同温度下恒压进行，计算系统与环境交换的热。 解：（1）电极反应为 阳极 +-→-H e H 22 1 阴极 --+→+Cl Hg e Cl Hg 222 1 电池反应为 （2）25 ℃时 {} V V E 3724.015.298109.215.19810881.10694.0263=??-??+=-- 1416310517.115.298108.510881.1)( -----??=???-?=??K V K V T E
因此， 1193.35)3724.0309.964851(--?-=???-=-=?mol kJ mol kJ zEF G m r 1111464.1410157.1309.964851-----??=?????=??=?K mol J K mol J T E zF S m r 11357.3164.1415.2981093.35--?-=??+?-=?+?=?mol kJ mol kJ S T G H m r m r m r 11,365.479.1615.298--?=??=?=mol kJ mol kJ S T Q m r m r （3）1,57.31-?-=?=mol kJ H Q m r m p 7.14 25℃时，电池AgCl s AgCl kg mol ZnCl Zn )()555.0(1-?电动势E=1.015V ，已知，,7620.0)(2V Zn Zn E -=+ΘV Ag AgCl Cl E 2222.0)(=-Θ，电池电动势的温度系数141002.4)( --??-=??K V T E p （1）写出电池反应； （2）计算电池的标准平衡常数； （3）计算电池反应的可逆热； （4）求溶液中2ZnCl 的标准粒子活度因子。 解：（2）ΘΘ Θ= -k F RT E E ln z 左右可以得到331088.1?=Θk （3）P m r m r T E TzF S T Q )( ,??=?=得到 =m r Q ,-23.131-?mol kJ （4）3 3 2)(4)(Θ ±± ==b b r a ZnCl a
物理化学傅献彩上册习题答案
第二章 热力学第一定律 思考题.：1. 一封闭系统，当始终态确定后：（a ）当经历一个绝热过程，则功为定值；（b ）若经历一个等容过程，则Q 有定值：（c ）若经历一个等温过程，则热力学能有定值：（d ）若经历一个多方过程，则热和功的和有定值。 解释：始终态确定时，则状态函数的变化值可以确定，非状态函数则不是确定的。但是热力学能U 和焓没有绝对值，只有相对值，比较的主要是变化量。 2. 从同一始态A 出发，经历三种不同途径到达不同的终态： （1）经等温可逆过程从A→B；（2）经绝热可逆过程从A→C；（3）经绝热不可逆过程从A→D。 试问： （a ）若使终态的体积相同，D 点应位于BC 虚线的什么位置，为什么？ （b ）若使终态的压力相同，D 点应位于BC 虚线的什么位置，为什么，参见图 12p p (a) (b) 图 2.16 解释： 从同一始态出发经一绝热可逆膨胀过程和一经绝热不可逆膨胀过程，当到达相同的 终态体积V 2或相同的终态压力p 2时，绝热可逆过程比绝热不可逆过程作功大，又因为W （绝热）=C V （T 2-T 1），所以T 2（绝热不可逆）大于T 2（绝热可逆），在V 2相同时，p=nRT/V,则p 2（绝热不可逆）大于 p 2（绝热可逆）。在终态p 2相同时，V =nRT/p ，V 2（绝热不可逆）大于 V 2（绝热可逆）。 不可逆过程与等温可逆过程相比较：由于等温可逆过程温度不变，绝热膨胀温度下降，所以T 2（等温可逆）大于T 2（绝热不可逆）；在V 2相同时， p 2（等温可逆）大于 p 2（绝热不可逆）。在p 2相同时，V 2（等温可逆）大于 V 2（绝热不可逆）。 综上所述，从同一始态出发经三种不同过程， 当V 2相同时，D 点在B 、C 之间，p 2（等温可逆）＞p 2（绝热不可逆）＞ p 2（绝热可逆）当p 2相同时，D 点在B 、C 之间，V 2（等温可逆）＞ V 2（绝热不可逆）＞V 2（绝热可逆）。 总结可知：主要切入点在温度T 上，绝热不可逆做功最小。
物理化学上册习题答案
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、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=（÷）=小时 1-3 0℃、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。充以4℃水之后，总质量为。若改用充以25℃、的某碳氢化合物气体，则总质量为。试估算该气体的摩尔质量。 解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 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
第五版物理化学第二章习题答案
第二章热力学第一定律 1mol理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。解：理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式（2.2.3） W =－p ambΔV =－p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－ 1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,下全部凝结成液态水。求过程的功。假设：相对于水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 解: n = 1mol 恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体, 应用式（2.2.3） W =－p ambΔV =－p(V l-V g ) ≈ pVg = nRT = 在25℃及恒定压力下，电解1mol水(H2O,l)，求过程的体积功。
H2O(l) ＝ H2(g) + 1/2O2(g)解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式（2.2.3） W=－p ambΔV =－(p2V2-p1V1)≈－p2V2 =－n2RT=－ 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Q a=,Wa=－；而途径b的Q b=－。求W b. 解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故ΔU a= ΔU b 由热力学第一定律可得Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a－Q b = － 始态为25℃，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到 -28.47℃，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。
解：先确定系统的始、末 态 311106190200000 1529831485m ...P nRT V =××== 3210160100000 58 24431485m ...P nRT V V =××== = kJ .kJ )..(Q W U Δa a 85194225575=+=+=－ 对于途径b ，其功为 kJ .J ..V Δp W b 932706190101602000001－）－（－－=== 根据热力学第一定律 4mol 某理想气体，温度升高20℃, 求ΔH－ΔU 的值。 解：根据焓的定义
物理化学第二章课后答案完整版.docx
第二章热力学第一定律 1mol 理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。 解：理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式（ 2.2.3） W =－ p amb V －=p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－ 1mol 水蒸气 (H2O,g)在 100℃,下全部凝结成液态水。求过程的功。假设：相对于水蒸气的体 积，液态水的体积可以忽略不计。 解: n = 1mol 恒温恒压相变过程 ,水蒸气可看作理想气体 , 应用式（ 2.2.3） W =－ p amb V =－p(V l -V g ) ≈ pVg = nRT = 在25℃及恒定压力下，电解 1mol 水(H2O,l)，求过程的体积功。 H2O(l)＝ H2(g) + 1/2O2(g) 解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式（ 2.2.3） W=－p amb V =－ (p2V2-p1V1)≈－ p2V2 =－n2RT=－ 若途径 a 的 Q a=,Wa=－；而途径 b 的Q b=系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。 －。求 W b. 解 :热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关 ,故ΔU a=ΔU b 由热力学第一定律可得Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a－Q b = －
始态为 25℃，200 kPa 的 5 mol 某理想气体，经途径 a ，b 两不同途径到达相同的末态。途 经 a 先经绝热膨胀到 -28.47℃， 100 kPa ，步骤的功 ；再恒容加热到压力 200 kPa 的末态，步骤的热 。途径 b 为恒压加热过程。求途径 b 的 及 。 解：先确定系统的始、末态 V 1 = nRT 1 =5 ×8.314 ×298.15 3 P 1 = 0.0619 m 200000 V 2 = V = nRT = 5 ×8.314 ×244.58 = 0.1016 m 3 P 100000 U = W a + Q a = (－5.57 + 25.42 )kJ = 19.85kJ 对于途径 b ，其功为 W b = － p 1 V = －200000（0.1016－0.0619） J = －7.932kJ 根据热力学第一定律 4mol 某理想气体，温度升高 20℃ , 求 ΔH－ΔU 的值。 解：根据焓的定义 -3 水 (H 2 在 ℃ 下：（ ）压力从 增 已知水在 25℃ 的密度 ρ =997.04kg ·m。求 1mol 100kPa O,l) 25 1 加至 200kPa 时的 H;（2）压力从 100kPa 增加至 1Mpa 时的 ΔH。假设水的密度不随压力改 变，在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关。 -3 -3 -1 解 : 已知 ρ= 997.04kg ·m H2O = × 10 kg mol · M
1 电化学小测 带答案
姓名 学号 第七章 电化学小测题 一、选择题 1、科尔劳乌施定律)1(c ΛΛm m β-=∞ 适用于（D ） A 、弱电解质 B 、强电解质 C 、无限稀释溶液 D 、强电解质稀溶液 2、在质量摩尔浓度为b 的MgSO 4中，MgSO 4的活度a 为（A ） A 、22θ)/(±γb b B 、22θ)/(2±γb b C 、33θ)/(4±γb b D 、4 4θ)/(8±γb b 3、某电池的电池反应可写成: ⑴H 2 (g)+ 2 1 O 2 (g)→ H 2O(l) ⑵2H 2 (g)+ O 2 (g)→ 2H 2O(l) 相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E 1，E 2和K 1，K 2表示，则 (C) A 、E 1=E 2 K 1=K 2 B 、E 1≠E 2 K 1=K 2 C 、E 1=E 2 K 1≠K 2 D 、E 1≠E 2 K 1≠K 2 4、下列电池中，电动势E 与Cl -的浓度无关的是（A 、D ） A 、Ag|AgCl(s)|KCl(aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt B 、Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt C 、Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| AgCl(s) |Ag D 、Ag|AgCl(s) |KCl(aq)|Hg 2Cl 2 (s)|Hg 5、电池在恒温恒压及可逆条件下放电，则系统与环境间的热交换 Q r 值是（B ） A 、Δr H m B 、T Δr S m C 、Δr H m T Δr S m D 、0 6、在电池Pt| H 2 (g, p θ)| HCl （1mol·kg -1）||CuSO 4（ mol·kg -1）|Cu 的阴极中加入下面四种溶液，使电池电动势增大的是（A ） A 、 mol·kg -1CuSO 4 B 、 mol·kg -1Na 2SO 4 C 、 mol·kg -1Na 2S D 、 mol·k g -1氨水 7、298K 时，下列两电极反应的标准电极电势为： Fe 3+ + 3e -→ Fe E θ(Fe 3+/Fe)=
物理化学试题及答案
物理化学试题之一 一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号) 1. 下列公式中只适用于理想气体的是1. B A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT) C. ΔU= dT C m ,V T T 21? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么 2. C A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为3. C A. 1/6.443 B. (6.443)1/2 C. (1/6.443)2 D. 1/(6.443)1/2 4. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是 A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n ( ≠?μ? B. i j n ,V ,T i )n p (≠?? C. i j n ,p ,T i )n (≠?μ? D. i j n ,V ,S i )n U (≠?? 6. A 和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？ A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D ( ) 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A =0.7。现有一组成为x A =0.5的AB 液体混合物，将其精馏可得到 A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. B
物理化学第7章-电化学参考答案
第7章 电化学 习题解答 1. 将两个银电极插入AgNO 3溶液，通以0.2 A 电流共30 min ，试求阴极上析出Ag 的质量。 解：根据B ItM m zF = 得 Ag Ag 0.23060107.87 g 0.4025 g 196500 ItM m zF ???= = =? 2. 以1930 C 的电量通过CuSO 4溶液，在阴极有0.009 mol 的Cu 沉积出来，问阴极产生的H 2的物质的量为多少？ 解：电极反应方程式为： 阴极 2Cu 2e Cu(s)+ -+→ 阳极 222H O(l)H (g)2OH 2e -- →++ 在阴极析出0.009 mol 的Cu ，通过的电荷量为: Cu Q (0.009296500) C 1737 C nzF ==??= 根据法拉第定律，析出H 2的物质的量为 2H Cu 19301737 mol 0.001 mol 296500 Q Q Q n zF zF --= = ==? 3. 电解食盐水溶液制取NaOH ，通电一段时间后，得到含NaOH 1 mol/dm 3 的溶液0.6 dm 3 ， 同时在与之串联的铜库仑计上析出30.4 g 铜，试问制备NaOH 的电流效率是多少？ 解：根据铜库仑计中析出Cu(s)的质量可以计算通过的电荷量。 Cu Cu 30.4 mol 0.957 mol 11 63.5 2 m n M = ==?电 理论上NaOH 的产量也应该是0.957 mol 。而实际所得NaOH 的产量为 (1.0×0.6) mol = 0.6 mol 所以电流效率为实际产量与理论产量之比，即 0.6 100%62.7%0.957 η= ?= 4. 如果在10×10 cm 2 的薄铜片两面镀上0.005 cm 厚的Ni 层[镀液用Ni(NO 3)2]，假定镀层能均匀分布，用2.0 A 的电流强度得到上述厚度的镍层时需通电多长时间？设电流效率为 96.0%。已知金属的密度为8.9 g/cm 3 ，Ni(s)的摩尔质量为58.69 g/mol 。 解：电极反应为： 2+Ni (aq)2e Ni(s)-+= 镀层中含Ni(s)的质量为：