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..＋0165821078682
..?
＝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
＝3.408×10－4mol
t ＋(Ag +
)＝44
340810723110
..--??＝0.4713 t －(3NO -
)＝0.5287 考虑3
NO -
： n 迁＝n 后－n 前＝0236
1698731
..－3233760236739101698731(..)..--??
＝1.3893×10－3－1.007×10－3 ＝3.823×10－4 mol
t －(3
NO -)＝4
4
382310723110
..--??＝0.5287 t ＋(Ag +)＝0.4713 7－4．在一个细管中，于0.03327mol ·dm －3的GdCl 3溶液的上面放入0.073 mol ·dm －3的LiCl 溶液，使它们之间有一个明显的界面。令5.594mA 的电流自上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直保持清晰。3976s 以后，界面在管内向下移动的距离相当于1.002 cm 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： t (Gd 3+
)＝VczF It
＝331.002100.033273965005.594103976--??????＝0.4339
t (Cl －)＝0.5661
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453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为 0.555mol ·dm －3
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) K cell ＝κ×R ＝0.2768×453＝125.39 m －1
(2) κ(CaCl 2)＝cell K R ＝12539
1050
.＝0.1194 S ·m －1
(3) Λm (CaCl 2)＝c
κ
＝0119411098405551000...??＝0.02388 S ·m 2·mol －1
7－6．已知25℃时m ∞Λ(NH 4Cl )＝0.012625 S ·m 2·mol －1，t (4NH +)＝0.4907。试计算m ∞Λ(4NH +
)
及m
∞Λ(Cl －)。 解： m ∞Λ(4NH +
)＝0.4907×0.012625＝6.195×10
－3 S ·m 2·mol －1 m ∞Λ(4NH +
)＝0.5093×0.012625＝6.430×10
－3 S ·m 2·mol －1 7－7． 25℃时将电导率为0.141S ·m －1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 · dm －3的NH 3·H 2O ，测得电阻为2030Ω。利用表7.3.2中的数据计算NH 3·H 2O 的解离度α及解离常数0K 。
解： κ(NH 3·H 2O )＝
32KCl
NH H O
(KCl )R R κ?＝
0141525
2030
.?＝0.03647S ·m －1
Λm (NH 3·H 2O )＝c
κ
＝30036471001..-?＝3.647 ×10－4 S ·m 2·mol －1
m ∞Λ(NH 3·H 2O )＝(73.5＋198)×10－4＝271.5×10－4 S ·m 2·mol －1
α＝
3.647
271.5
m m ∞
Λ=Λ＝0.01343 0
K ＝20
(1)c c αα-＝20.013430.110.01343
?-＝1.828×10－5 (03
1c mol dm -=?) ＝1.828×10－8 (031c mol m -=?)
7－8．25℃时纯水的电导率为5.5 ×10－6 S ·m 2·mol －1，密度为997.0 kg ·m －3。H 2O 中存在下列平衡：H 2
O H ＋＋O H － ，计算此时H 2O 的摩尔电导率、解离度和H ＋的浓度。
解： c (H 2O)＝997.0
0.0180152
M ρ=
＝55342.2 mol ·m －3 Λm ＝6
5.51055342.2
c κ
-?=＝9.938×10－11 S ·m 2·mol －1
m ∞Λ(H 2O )＝(2.4811＋4.2616－1.2645)×10－2＝5.4782×10
－2
S ·m 2·mol －1 α＝112
9.938105.478210
m m -∞-Λ?=Λ?＝1.814×10－9
c (H ＋)＝αc (H 2O)＝1.814×10－9×55342.2＝1.004×10－4 mol ·m －3
＝1.004×10－7 mol ·d m －3
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0.024811S ·m 2·mol －1、0.042616 S ·m 2·mol －1和0.012645 S ·m 2·mol －1。 (1) 求25℃时纯水的电导率；
(2) 利用该纯水配置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。
解： (1) K w ＝H OH c c +-? c ＝1
2w K ×103＝1.004×10－4 mol ·m －3
m ∞Λ(H 2O )＝(2.4811＋4.2616－1.2645)×10－2＝5.4782×10
－2
S ·m 2·mol －1 κ(H 2O )＝5.4872×10－2×1.004×10－4＝5.500×10－6 S ·m －1
(2) m ∞Λ(AgBr )＝(61.92＋78.4)×10－4＝140.32×10
－4
S ·m 2·mol －1 c ＝m κ∞Λ＝564166410550101403210...---?-??＝54
1114101403210
..--??＝7.939×10－4 mol ·m －3
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 ＋)、γ(Cl
－
)和γ± 解： I ＝
1
2
×(0.002×22＋0.004×12) ＝0.006 mol ·kg －1 lg γ(Ca ＋)＝－0.509×22×0.006＝－0.1577 γ(Ca ＋)＝0.6955 lg γ(Cl －)＝－0.509×12×0.006＝－0.03943 γ(Ca ＋)＝0.9132 lg γ±＝－0.509×2×1×0.006＝－0.07885
γ(Ca ＋)＝0.8340
7－11．现有25℃、0.01 mol ·kg －1的BaCl 2水溶液。计算溶液的离子强度I 以及BaCl 2的平均活度因子γ±和平均活度a ±。
解：(1) I ＝1
2
×(0.01×22＋0.02×12) ＝0.03 mol ·kg －1
lg
±
＝－0. 509×2×1×003.＝－0.1763
±
＝0.6663
b ±＝34b ＝340.01?＝0.01587 mol ·kg －1 a ±＝0.6663×0.01587=0.01057
7－12．25℃时碘酸钡Ba (IO 4)2在纯水中的溶解度为5.46×10－4 mol ·d m －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 ·d m －3CaCl 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
I 0＝12
×(5.46×10－4×22＋1.092×10－3×12) ＝1.683×10－3 mol ·kg －1 lg
±
＝－0. 509×2×1×3168310.-?＝－0.04102
±
＝0.9095
K sp ＝43
300
(
)b b
γ±＝4×0.90953×(5.46×10－4)3＝4.898×10－10
设在0.01 mol ·d m －3CaCl 2溶液中Ba (IO 4)2的溶解度为b ，则
I ＝12
×(0.01×22＋0.02×12＋b ×22＋2b ×12)＝0.03＋3 b
lg
±
＝－0. 509×2×10033.b +001.b +
K sp ＝4330()b b γ±
b 034sp K b γ±10034.898104b γ-±?＝
404.96610b γ-±
?
整理得到：lg
±
＝－ 1.763240
496610001.b .γ-±
?+
采用迭代法求解该方程得 ±＝0.6563
所以在0.01 mol ·d m －3CaCl 2溶液中Ba (IO 4)2的溶解度为：
b ＝40
4.966100.6563
b -?＝7.566×10－4 mol ·kg －1
7－13．电池Pt │H 2(101.325kPa ) │HCl (0.1 mol ·kg －1)│Hg 2Cl 2(s )│Hg 在电动势E 与温度T 的关系为
E ∕V ＝0.0694＋1.881×10－3 T ∕K －2.9×10－6 (T ∕K )2
(1) 写出电极反应和电池反应；
(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时该反应过程的Q r , m ； (3) 若反应在电池外在同样温度下恒压进行，计算系统与环境交换的热。
解：(1) 阳极反应：1
2H 2(g ) H ＋＋e
阴极反应：1
2Hg 2Cl 2(s )＋e Hg (l )＋Cl －
电池反应：12H 2(g )＋1
2
Hg 2Cl 2(s ) Hg (l )＋H ＋＋Cl －
(2) 25℃时 E ＝0.0694＋1.881×10－3×298.15－2.9×10－6×298.152
＝0.0694＋0.5608－0.2578 ＝0.3724 V
Δr G m ＝－1F ×0.3724＝－35.93kJ ·mol －1＝－2F ×0.9647＝－71.86 kJ ·mol
－1
Δr S m ＝－1F ×1.74×10－4＝14.64 J ·K －1·mol －1
＝－2F ×1.74×10－4＝29.28J ·K －1·mol －1
Δr H m ＝－35.93＋298.15×14.64×10－3＝－35.93＋4.365＝－31.57 kJ ·mol
－1
＝－71.86＋298.15×29.28×10－3＝－71.86＋8.729＝－63.14
kJ ·mol －1
Q r ＝298.15×14.64＝4.365kJ ·mol －1＝298.15×29.28＝8.729 kJ ·mol －1
(3) Q p ＝Δr H m ＝－31.57 kJ ·mol －1 (＝－63.14 kJ ·mol －1 z ＝2 )
7－14．25℃时，电池Zn │ZnCl 2(0.555 mol ·kg －1)│AgCl (s )│Ag 在电动势E ＝1.015 V 。已知0E (Zn 2＋│Zn )＝－0.7620V ，0E (Cl －│AgCl │Ag )＝0.2222V ，电池电动势的温度系数
(
)p E
T
??=－4.02×10－4 V ·K －1。
(1) 写出电池反应；
(2) 计算反应的标准平衡常数0K ； (3) 计算电池反应过程可逆热Q r , m ； (4) 求溶液中ZnCl 2的平均离子活度因子
±
。
解：(1) 电池反应 Zn (s)＋2AgCl (s ) 2Ag (s )＋ZnCl 2(0.555 mol ·kg －1)
(2) 0E ＝0.2222＋0.7620＝0.9842 V
ln 0K ＝
0.98422298.15
F
R ??＝76.6295 0K ＝1.904×1033
(3) Δr S m ＝－2F ×4.02×10－3＝－77.59 J ·K －1·mol －1
Q r ＝－298.15×77.59＝－23.132 kJ ·mol －1 (4) E ＝0E －
3
2()ln 2ZnCl RT a F ±＝0.9842－0.02569×32
ln 2()ZnCl a ±＝1.015 ln 2()ZnCl a ±＝－0.7993 2()ZnCl a ±＝0.4496
2()ZnCl b ±34×0.555＝0.8810 mol ·kg －1 2()ZnCl γ±＝0.5103
7－15．甲烷燃烧过程可设计成燃料电池，当电解质为酸性溶液时，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 2O 2(g )＋8H ＋
＋8e
－
4H 2O (l )
电池反应 CH 4(g )＋2O 2(g ) CO 2(g )＋2H 2O (l )
已知，25℃时时有关物质的标准摩尔生成吉布斯函数0
f m G ?为：
物 质
CH 4(g ) CO 2(g ) H 2O (l ) 0
f m
G ?∕kJ ·mol －1 －50.72
－394.359
－237.129
计算25℃时时该电池反应的标准电动势。
解： 0
r m G ?＝2×(－237.129)＋(－394.359)－(－50.72)＝－817.897 kJ ·mol －1
E ＝
3
817.897104F
?＝2.119V 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 (g , 100kPa ) │HCl ｛a (HCl )＝0.8｝│Cl 2(g ,100kPa )│Pt (2) Zn │ZnCl 2｛a (ZnCl 2)＝0.6｝│AgCl (s )│Ag
(3) Cd │Cd 2＋｛a (Cd 2＋)＝0.01｝┇┇Cl －｛a (Cl －)＝0.5｝│Cl 2(g , 100kPa ) │Pt
解：(1) 电池反应： H 2 (g ,0p )＋Cl 2 (g ,0p ) 2HCl
0E ＝1.3579V 0
r m
G ?＝－2F ×1.3579＝－262.035 kJ ·mol －1 E ＝1.3579－0.05916×lg (0.8)＝1.3579＋0.005733＝1.3636 V Δr G m ＝－2F ×1.3636＝－263.13 kJ ·mol －1
ln 0K ＝262035
29815
.R .?＝105.7096 0K ＝8.111×1045
(2) 电池反应： Zn (s )＋2AgCl (s ) ZnCl 2＋2Ag (s )
E ＝0.2222＋0.7620＝0.9842 V 0
r m G ?＝－2F ×0.9842＝－189.922 kJ ·mol
－1
E ＝0.9842－
0.05916
2
×lg (0.6)＝0.9842＋0.006562＝0.9908V Δr G m ＝－2F ×0.9908＝－191.20 kJ ·mol －1
ln 0K ＝189922
29815
R .?＝76.6178 0K ＝1.882×1033 (z ＝1 4.339×1016)
(3) 电池反应： Cd (s )＋Cl 2 (g ,0p ) Cd 2＋(2Cd a +)＋Cl －(Cl a -)
0E ＝1.3579＋0.4032＝1.7611V 0
r m
G ?＝－2F ×1.7611＝－339.841 kJ ·mol －
1
E ＝1.7611－
005916
2
.lg (0.01×0.52)＝1.7611＋0.0769＝1.8381 V Δr G m ＝－2F ×1.8381＝－354.70 kJ ·mol －1
ln 0K ＝339841
29815
R .?＝137.0979 0K ＝3.474×1059
7－17．应用表7.4.1的数据计算25℃时下列电池的电动势。
Cu │CuSO 4(b 1＝0.01kg ·mol －1)┇┇CuSO 4(b 1＝0.1kg ·mol －1)│Cu
解： 电池反应：Cu 2＋ (b 2＝0. 1kg ·mol －1) Cu 2＋(b 1＝0.01kg ·mol －1)
,1γ±＝0.41 ,2γ±＝0.16
E ＝
0059162.lg 0.160.1
0.410.01
??＝0.01749 V 7－18．25℃时，实验测定电池Pt │H 2 (g , 100kPa )│HCl (b ＝0.1kg ·mol －1)│Cl 2(g ,100kPa )│Pt 的电动势为1.4881 V 。计算HCl 溶液中的HCl 平均离子活度因子。 解：电池反应： H 2(g )＋Cl 2(g ) 2HCl (b ＝0.1kg ·mol －1)
E ＝1.3579－2×0.05916 lg (0. 1
±
)
±)＝
1357914881
2005916
..
.
-
?
＝－1.1004 ln(0.01±)＝－2.5342
lg(0. 1
±
＝0.7936
7－19．电池Pb │PbSO 4(s ) │H 2SO 4(b ＝0.01kg ·mol －1)│H 2(g ,0p )│Pt 的电动势为0.5391V 。
已知25℃时，0f m G ?(H 2SO 4, aq )＝0f m G ?(24SO -, aq )＝－744.53kJ ·mol －1，0
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0E (24SO -
│PbSO 4│Pb )；
(3) 计算0.01kg ·mol －1 H 2SO 4溶液的a ±和γ±。
解：(1) 阳极反应：Pb ＋24SO -(b ＝0.01kg ·mol －1) PbSO 4(s )＋2e
阴极反应：2H ＋(b ＝0.02kg ·mol －1)＋2e H 2 (g , 0p )
电池反应：Pb (s )＋H 2SO 4(b ＝0.01kg ·mol －1) PbSO 4(s )＋H 2 (g , 0p )
(2) 电极反应： PbSO 4(s )＋2e Pb ＋24SO -
r m G ?＝－744.53＋813.0＝68.47 kJ ·mol －1
E (24
SO -│PbSO 4│Pb )＝－
3
68.47102F
?＝－0.3548 V (3) 0.5391＝0.3548－
30.05916
2
?×lg 24()a H SO ± lg 24()a H SO ±＝－2.0769 24()a H SO ±＝8.378×10－3
24()b H SO ±34×0.01＝0.01587 mol ·kg －1 γ±＝0.5278
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＝0.2mol ·kg －1，γ±,1＝0.1；b 2＝0.02mol ·kg －1，γ±,2＝0.32。已知在两液体接界处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℃时液体接界电势E (液接)及电池电动势E 。
解：(1) 24SO -(b 1,γ±,1) 24SO -(b 2,γ±,2)
(2) E (无)＝
0.059160.10.2
lg 20.320.02
??＝0.01464 V E (液接界)＝(t ＋－t －)
,1
,2
lg
a RT F a ±±＝(0.37－0.63)×0.01464＝3.806
物理化学课后答案
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 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
物理化学课后习题及答案(天津大学)第五版
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，
物理化学课后习题答案
四．概念题参考答案 1．在温度、容积恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，这时A 的分压 和分体积分别是A p 和A V 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ，问A p 和A V 的 变化为 ( ) (A) A p 和A V 都变大 (B) A p 和A V 都变小 (C) A p 不变，A V 变小 (D) A p 变小，A V 不变 答：(C)。这种情况符合Dalton 分压定律，而不符合Amagat 分体积定律。 2．在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的 物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ，容器中的总压为p 。试 判断下列公式中哪个是正确的 ( ) (A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+ (C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT = 答：(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件，所 以只有(A)的计算式是正确的。其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。 3． 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==?。 有一氢气钢瓶，在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ?，这时氢气的状态为 （ ） (A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定 答：(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值，所以是处在超临界 区域，这时仍为气相，或称为超临界流体。在这样高的温度下，无论加多大压力， 都不能使氢气液化。 4．在一个绝热的真空容器中，灌满373 K 和压力为 kPa 的纯水，不留一点 空隙，这时水的饱和蒸汽压 （ ） （A ）等于零 （B ）大于 kPa （C ）小于 kPa （D ）等于 kPa 答：（D ）。饱和蒸气压是物质的本性，与是否留有空间无关，只要温度定了， 其饱和蒸气压就有定值，查化学数据表就能得到，与水所处的环境没有关系。
关于物理化学课后习题答案
关于物理化学课后习题 答案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
第一章两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100 C，另一个球则维持 0 C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。 解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。 标准状态： 因此， 如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。 H2 3dm3 P(H2） T N2 1dm3 P(N2) T （1） 两种气体混合后的压力； （2）计算混合气体中H2和N2的分压力； （3）计算混合气体中H2和N2的分体积。 第二章 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，下全部凝结成液态水，求过程的功。假 设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 1mol某理想气体与27℃，的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态， 在恒容升温至℃，。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=*mol-1 *K-1。 容积为 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 C，4 mol的Ar(g)及150 C，2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度
t及过程的。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为 及，且假设均不随温度而变。 解：图示如下 假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计 则该过程可看作恒容过程，因此 假设气体可看作理想气体，，则 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓 ΔfusHm=*mol-1 *K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l）在100 C的摩尔蒸发焓。水和水蒸气已知水（H 2 在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm （H2O,g）=*mol-1 *K-1。求在25C时水的摩尔蒸发焓。 应用附录中有关物资的热化学数据，计算 25 C时反应 的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25 C的标准摩尔生成焓数据；
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
物理化学类课后习题答案大全
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物化课后答案(1)
第六章相平衡 6.1指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。 （1）I2(s)与其蒸气成平衡； （2）CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡； （3）NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡； （4）取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。 （5）I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。 解：（1）C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. （2）C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1. （3）C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. （4）C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2. （5）C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2. 6.2已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90 C时的饱和蒸气压分别为= 和。两者可形成理想液态混合物。今有系
统组成为的甲苯-苯混合物5 mol ，在90 C 下成气-液两相平衡， 若气相组成为 求： （1） 平衡时液相组成 及系统的压力p 。 （2） 平衡时气、液两相的物质的量 解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从Raoult 定律，因此 （2）系统代表点 ，根据杠杆原理 6.3 单组分系统的相图示意如右图。 试用相律分析途中各点、线、面的相 平衡关系及自由度。
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 )
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]
物化习题答案
第一篇化学热力学 第一章热力学基本定律. 1-1 0.1kg C6H6(l)在，沸点353.35K下蒸发，已知(C6H6) =30.80 kJ mol-1。试计算此过程Q，W，ΔU和ΔH值。 解：等温等压相变。n/mol =100/78 , ΔH = Q = n = 39.5 kJ , W= - nRT = -3.77 kJ , ΔU =Q+W=35.7 kJ 1-2 设一礼堂的体积是1000m3，室温是290K，气压为p?，今欲将温度升至300K，需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体，并已知其C p,m为29.29 J K-1·mol-1。) 解：理想气体等压升温（n变）。Q=nC p,m△T=(1000p?)/(8.314×290)×C p,m△T＝1.2×107J 1-3 2 mol单原子理想气体，由600K，1.0MPa对抗恒外压绝热膨胀到。计算该过程的Q、W、ΔU和ΔH。(Cp ,m=2.5 R) 解：理想气体绝热不可逆膨胀Q＝0 。ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1), 因V2= nRT2/ p2, V1= nRT1/ p1，求出T2=384K。 ΔU＝W＝nCV,m(T2-T1)＝-5.39kJ ，ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-8.98 kJ 1-4 在298.15K，6×101.3kPa压力下，1 mol单原子理想气体进行绝热膨胀，最后压力为p?， 若为；(1)可逆膨胀(2)对抗恒外压膨胀，求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度；气体对外界所作的功；气体的热力学能变化及焓变。(已知C p,m=2.5 R)。 解：(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3 , 过程方程p11-γT1γ= p21-γT2γ, T2=145.6 K , ΔU＝W＝nC V,m(T2-T1)＝-1.9 kJ , ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-3.17kJ (2)对抗恒外压膨胀,利用ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1) ，求出T2=198.8K。同理，ΔU＝W＝-1.24kJ，ΔH＝-2.07kJ。 1-5 1 mol水在100℃，p?下变成同温同压下的水蒸气(视水蒸气为理想气体)，然后等温可 ?H m(H2O , 373.15K,p?)= 40.67kJ mol-1。逆膨胀到p?，计算全过程的ΔU，ΔH。已知g l 解：过程为等温等压可逆相变＋理想气体等温可逆膨胀，对后一步ΔU，ΔH均为零。 ΔH＝Hm= 40.67kJ ，ΔU=ΔH –Δ(pV) = 37.57kJ 1-6 某高压容器中含有未知气体，可能是氮气或氩气。在29K时取出一样品，从5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度下降21K。能否判断容器中是何种气体?(若设单原子气体的C V,m=1.5R，双原子气体的C V,m=2.5R) 解：绝热可逆膨胀: T2=277 K , 过程方程T1V1γ-1= T2V2γ-1, 求出γ=7/5 , 容器中是N2. 1-7 1mol单原子理想气体(C V,m=1.5R )，温度为273K，体积为22.4dm3，经由A途径变化到温度为546K、体积仍为22.4dm3；再经由B途径变化到温度为546K、体积为44.8dm3；最后经由C途径使系统回到其初态。试求出：(1)各状态下的气体压力；(2)系统经由各途径时的Q，W，ΔU，ΔH值；(3)该循环过程的Q, W，ΔU，ΔH。 解：A途径: 等容升温，B途径等温膨胀，C途径等压降温。 (1) p1= , p2=2 , p3= (2) 理想气体: ΔU＝nCV,mΔT, ΔH＝nCp,mΔT . A途径, W=0, Q=ΔU ,所以Q,W,ΔU,ΔH分别等于3.40 kJ , 0 , 3.40 kJ , 5.67 kJ B途径,ΔU＝ΔH=0,Q=-W,所以Q,W,ΔU,ΔH分别等于3.15 kJ , -3.15 kJ , 0 , 0 ;
物理化学第三章课后答案完整版
第三章热力学第二定律 3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求 （1）热机效率； （2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热 。 解：卡诺热机的效率为 根据定义 3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求： （1）热机效率； （2）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出 （2） 3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求 （1）热机效率； （2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。 解：（1）
(2) 3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺 热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修 斯说法。 证： （反证法） 设 r ir ηη> 不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源 放热 ，对环境作功 则 逆向卡诺热机从环境得功 从低温热源 吸热 向高温热源 放热 则 若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热 不可逆热机从高温热源吸收的热 相等，即 总的结果是：得自单一低温热源的热 ，变成了环境作功 ，违背了热 力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给 低温热源，求此过程。 解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程 3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。求下列三种 情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。 （1）可逆热机效率。 （2）不可逆热机效率。 （3）不可逆热机效率。 解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义 因此，上面三种过程的总熵变分别为。 3.7 已知水的比定压热容。今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加 热成100 ℃的水，求过程的。 （1）系统与100℃的热源接触。 （2）系统先与55℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 （3）系统先与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此
物化实验课后答案
实验一燃烧热的测定 1. 在氧弹里加10mL蒸馏水起什么作用答：在燃烧过程中，当氧弹内存在微量空气时，N2的氧化会产生热效应。在一般的实验中，可以忽略不计；在精确的实验中，这部分热效应应予校正，方法如下：用·dm-3 NaOH 溶液滴定洗涤氧弹内壁的蒸馏水，每毫升mol·dm-3 NaOH溶液相当于J(放热)。 2. （1）本实验中，那些为体系那些为环境（2）实验过程中有无热损耗，（3）如何降低热损耗 答：（1）氧弹中的样品、燃烧丝、棉线和蒸馏水为体系，其它为环境。 （2）实验过程中有热损耗：内桶水温与环境温差过大，内桶盖有缝隙会散热，搅拌时搅拌器摩擦内筒内壁使热容易向外辐射。 （3）降低热损耗的方法：调节内筒水温比外筒水温低℃，内桶盖盖严，避免搅拌器摩擦内筒内壁，实验完毕，将内筒洗净擦干，这样保证内筒表面光亮，从而降低热损耗。 3. 在环境恒温式量热计中，为什么内筒水温要比外筒的低低多少合适 在环境恒温式量热计中，点火后，系统燃烧放热，内筒水温度升高℃，如果点火前内筒水温比外筒水温低1℃，样品燃烧放热最终内筒水温
比外筒水温高1℃，整个燃烧过程的平均温度和外筒温度基本相同，所以内筒水温要比外筒水温低℃较合适。 4 固体样品为什么要压成片状萘和苯甲酸的用量是如何确定的 提示：压成片状有利于样品充分燃烧；萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大，量太多不能充分燃烧，可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。 5 试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些 提示：压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着；压片太松、氧气不足会造成燃不尽。 6 试分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些本实验成功的关键因素是什么 提示：能否保证样品充分燃烧、系统和环境间的热交换是影响本实验结果的主要因素。本实验成功的关键：药品的量合适，压片松紧合适，雷诺温度校正。 实验二十（1）液体饱和蒸气压的测定预习思考题 一、思考题： 1. 真空泵在开关之前为什么要先通大气
冶物化课后习题标准答案
P188 下册 1．试计算高炉中炉气的2CO 为16%的区域内。总压为126656.25Pa 时，石灰石的分解温度和沸腾温度。 32CaO CaO CO =+0170577144.19G T ?=- 28908 lg 7.53CO P T =- + ① 开始分解2'16%126656.20.1620265CO P P Pa =?=?=总 2 2'20265 0.2101325 CO CO P P P θ ∴= = = 1082.5T K = ② 沸腾时：2 'CO P P =总2 2' 1.25CO CO P P P θ == 1198.4T K = 2．根据氧势图，求23Fe O 分解在大气中分解的开始温度和沸腾温度，并与23Fe O 分解压的热力学计算值进行比较。 2 2' 0.21O O P P P θ = =2' 0.21101325O P Pa =? 连接“O ”与2'0.687 10O P -=点，T=1380℃ 沸腾2 0110O P == T=1460℃ 计算：2334264Fe O Fe O O =+0586770340.20G T ?=- 230645.5 lg 17.77O P T =- + 开始分解：T 开=1338℃ 沸腾：T 沸=1451℃ 3．把4510kg -?的碳酸钙放在体积为31.510-?3m 真空容器内，加热到800℃，问有多少kg 的碳酸钙未能分解而残留下来。 32CaO CaO CO =+0170577144.19G T ?=- T=800℃（1073K ）28908 lg 7.53CO P T =- +
20.169CO P = 2'0.169101.32517124CO P Pa Pa ∴=?= 按理想气体处理，分解的2CO 量 PV nRT =3 17124 1.5100.002888.3141073 PV n mol RT -???===? 则分解的3CaO 摩尔数为0.00288n mol = 100/0.002880.288m g mol mol g =?= 3330.5100.288100.21210m kg ---?=?-?=? 5． 用空气／水汽＝3(体以比)的混合气体去燃烧固体碳。试计算总压为51.0132510?Pa, 温度为1127℃时煤气的组成。(提示：初始态中(/)O H n n ??初=（1+20.213)/2) 设碳过剩下，平衡气相中气体为2222CO CO H H O N ++++ 独立反应：22C CO CO +=2 2 1CO CO P K P =01169008177.19G T ?=- 222()CO H CO H O g +=+222 2CO H O H CO P P K P P = 023449329.83G T ?=- 927℃（1200K ）：11690817.19120l n 3.78.314120K -+? = = ? 143. 41K = 23449329.831200 ln 0.138.3141200 K -+?==?2 1.14K = 又空气与水汽的体积比为3，101.325P Pa =总，T=927℃ (/)O H n n ??初=（1+20.213)/2=2.26/2 ① 分压总和方程：22221CO CO H H O N p p p p p ++++= ② 平衡常数方程：2 2 1CO CO P K P =22 1/CO CO P P K ?= 2222CO H O H CO P P K P P = 22222 1221H O H O CO H CO CO CO P P P K P P P K K P ?=??= ③ 元素的原子摩尔量比恒定方程：2222O O H O H O O n n n p p == +?∑２i 初 初初初初n ＋２（3） p
物理化学第四版课后答案
第一章气体的pVT性质 1.1物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下 试推出理想气体的，与压力、温度的关系。 解：根据理想气体方程 1.5两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到100 ?C，另一个球则维持0 ?C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。 解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。 标准状态：
因此， 1.9 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。 （1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计， 试 求两种气体混合后的压力。 （2）隔板抽取前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？ （3）隔板抽取后，混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干？ 解：（1）等温混合后
即在上述条件下混合，系统的压力认为。 （2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？ （3）根据分体积的定义 对于分压 1.11 室温下一高压釜内有常压的空气，为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如下：向釜内通氮气直到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。重复三次。求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。 解：分析：每次通氮气后至排气恢复至常压p，混合气体的摩尔分数不变。 设第一次充氮气前，系统中氧的摩尔分数为，充氮气后，系统中氧的摩尔分数为，则，。重复上面的过程，第n次充氮气后，系统的摩尔分数为 ，
因此 。 1.13 今有0 ?C，40.530 kPa的N2气体，分别用理想气体状态方程及van der Waals 方程计算其摩尔体积。实验值为。 解：用理想气体状态方程计算 气（附录七） 用van der Waals计算，查表得知，对于N 2 ，用MatLab fzero函数求得该方程的解为 也可以用直接迭代法，，取初值 ，迭代十次结果 1.16 25 ?C时饱和了水蒸气的湿乙炔气体（即该混合气体中水蒸气分压力为同温度下水的饱和蒸气压）总压力为138.7 kPa，于恒定总压下冷却到10 ?C，使
物理化学 习题答案
《物理化学》作业习题 物理化学教研组解 2009，7
第一章 热力学第一定律与热化学 1. 一隔板将一刚性决热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。现将隔板抽去左、右气体的压力达到平衡。若以全部气体作为体系，则ΔU 、Q 、W 为正？为负？或为零？ 解：0===?W Q U 2. 试证明1mol 理想气体在衡压下升温1K 时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R 。 证明：R T nR V V p W =?=-=)(12 3. 已知冰和水的密度分别为：0.92×103kg·m -3，现有1mol 的水发生如下变化： (1) 在100o C ，101.325kPa 下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体； (2) 在0 o C 、101.325kPa 下变为冰。 试求上述过程体系所作的体积功。 解：(1) )(m 1096.110 92.01018363 3 --???＝＝冰V )(m 1096.110 0.110183 63 3--???＝＝水V )(10101.3373314.81)(3J nRT V V p W e ?=??===冰水－ (2) )(16.0)108.11096.1(101325)(55J V V p W e =?-??=-=--水冰 4. 若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。 (1) Q 、W 、Q －W 、ΔU 是否已经完全确定。 (2) 若在绝热条件下，使体系从某一始态变化到某一终态，则(1)中的各量是否已完全确定？为什么？ 解：(1) Q －W 与ΔU 完全确定。 (2) Q 、W 、Q －W 及ΔU 均确定。 5. 1mol 理想气体从100o C 、0.025m 3 经过下述四个过程变为100o C 、0.1m 3： (1) 恒温可逆膨胀； (2) 向真空膨胀； (3) 恒外压为终态压力下膨胀； (4) 恒温下先以恒外压等于气体体积为0.05m 3时的压力膨胀至0.05 m 3，再以恒外压等于终态压力下膨胀至0.1m 3。 求诸过程体系所做的体积功。 解：(1))(4299025 .01.0ln 314.81ln 12J V V nRT W =??==
最新天津大学第五版-刘俊吉-物理化学课后习题答案(全)
物理化学上册习题解（天津大学第五版） 1 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 1 T 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 .300314.8300106.1213=???== 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：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，