天津大学物理化学第五版(下)答案
第七章 电化学
7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A ，经过15min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2（g ）？
解：电极反应为：阴极：Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极： 2Cl - －2e - → Cl 2（g ） 则：z= 2 根据：Q = nzF =It
()22015
Cu 9.32610mol 296500
It n zF -?=
==?? 因此：m （Cu ）=n （Cu ）× M （Cu ）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为：n （Cu ）= n （Cl 2） pV （Cl 2）= n （Cl 2）RT
因此：3
223
Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010
n RT V p ??=
==?（）（） 7.2 用Pb （s ）电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1.66×10-2g 。通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62.50g ，其中含有PbNO 31.151g ，计算Pb 2+的迁移数。
解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下： n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(1
2Pb 2+)
则：n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(1
2
Pb 2+)
n 电解(12
Pb 2+)= n 电解(Ag ) =
()()3Ag 0.1658
1.53710mol Ag 107.9
m M -==?
2
23162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 1
2331.22
n -+--??==??解前（）电
2311.151(Pb ) 6.95010mol 1
2331.22
n +-==??解后电
n 迁移(1
2
Pb 2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol
()
242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710
(Pb )2
n t n +
-+
-+?==?移解（）=迁电
解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然
阳极区溶液中3NO -
的总量的改变如下：
n 电解后(3NO -)= n 电解前(3NO -) + n 迁移(3NO -
)
则：n 迁移(3NO -)=n 电解后(3NO -)- n 电解前(3NO -
)
n 电解后(3NO -)=23
11.151(Pb ) 6.95010mol 12331.22
n
+-==??解后
电 n 电解前(3
NO -)=2
23162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 1
2331.22
n -+--??=
=??解前（）电 n 迁移(3NO -
) = 6.950×10-3-6.150×10-3 = 8.00×10-4mol
()
433
3
NO 8.010NO 0.5211.53710
n t n -
--
-?==?移解
（）=
迁电 则： t （Pb 2+）= 1 - t （3NO -
）= 1 – 0.521 = 0.479
7.3 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出0.078g 的Ag ，并知阳极区溶液中23.376g ，其中含AgNO 30.236g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g
AgNO 3。求Ag +和3NO -迁移数。
解法1：解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中Ag +的总量的改变如。
n 电解后(Ag +)= n 电解前(Ag +)+ n 电解(Ag +)- n 迁移(Ag +)
则：n 迁移(Ag +)= n 电解前(Ag +)+ n 电解(Ag +)- n 电解后(Ag +)
n 电解(Ag +
)=()()4Ag 0.0787.22910mol Ag 107.9
m M -==?
()3
323.3760.2367.3910(Ag
) 1.00710mol 169.87
n -+
--??=
=?解前电
30.236
() 1.38910169.87
n +-=
=?Ag mol 电解后 n 迁移(Ag +) = 1.007×10-3+7.229×10-4-1.389×10-3=3.403×10-4mol
()4
4
Ag 3.40310Ag 0.477.22910n t n +-+
-?==?移解
（）=
迁电 则：t （3NO -
）= 1 - t （Ag +）= 1 – 0.471 = 0.53
解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然
阳极区溶液中3NO -
的总量的改变如下：
n 电解后(3NO -)= n 电解前(3NO -) + n 迁移(3NO -
)
则：n 迁移(3NO -)=n 电解后(3NO -)- n 电解前(3NO -
)
n 电解后(3NO -)=30.236
(Ag ) 1.38910mol 169.87
n +-=
=?解后电
n 电解前(3
NO -)=()3
323.3760.2367.3910(Ag ) 1.00710mol 169.87
n -+
--??=
=?解前电
n 迁移(3NO -
) = 1.389×10-3-1.007×10-3 = 3.820×10-4mol
n 电解(Ag +)=
()()4Ag 0.078
7.22910mol Ag 107.9
m M -==?
()
433
4
NO 3.82010NO 0.537.22910
n t n -
--
-?==?移解
（）=
迁电 则： t （Ag +）= 1 - t （3NO -
）= 1 – 0.528 = 0.47
7.4 在一个细管中，于0.3327mol·dm -3的GdCl 3溶液的上面放入0.073mol·dm -3的LiCl 溶液，使它们之间有一个明显的界面。令5.594mA 的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。3976s 以后，界面在管内向下移动的距离相当于1.002cm -3的溶液在管中所占的长度。计算在实验温度25℃下，GdCl 3溶液中的t （Gd 3+）和t （Cl -）。
解：此为用界面移动法测量离子迁移数。 1.002cm -3溶液中所含Gd 3+的物质的量为：
n （Gd 3+）= c V= 0.03327×1.002×10-3 = 3.3337×10-5mol
所以Gd 3+和Cl -的的迁移数分别为：
33533(Ge )(Ge ) 3.333710396500
(Ge )0.4345.594103976
Q n zF t Q It ++-+
-???====??
t （Cl -）= 1 - t （Gd 3+）= 1 -0.434 = 0.566
7.5 已知25℃时0.02mol·dm -3KCl 溶液的电导率为0.2768S·m -1。一电导池中充以此溶液，在25℃时测得其电阻为453W 。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555 mol·dm -3的CaCl 2溶液，测得电阻为1050W 。计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。 解：（1）电导池系数为
cell
cell cell K K G K R R
κκ==
=即
则： K cell = 0.2768×453 = 125.4m -1 （2）CaCl 2溶液的电导率
1cell 125.4
0.1994S m 1050
K R κ-==?=
（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率
21
m 3
0.1194110.9830.02388S m mol 0.55510
c κΛ-??==?=?
7.6.已知25℃时()21m 4NH Cl 0.012625S m mol Λ∞
-=??，4
NH t +（）=0.4907。试计算()m 4NH Λ∞+及()m Cl Λ∞
-。
解：离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系
()()4
m 4321m
4
NH NH Cl 0.49070.012625
NH 6.19510S m mol 1
t ΛΛν+∞
∞+--+
?=
=
?=??（）
()()
()m 43
21m
Cl NH Cl 10.49070.012625Cl 6.43010
S m mol 1
t ΛΛν-∞
∞-
---
?-=
=
??=?（）
或 m m +m
ΛνΛνΛ∞∞∞
+-=+，，-
()m Cl Λ∞-=()m 4NH Cl Λ∞-()m 4NH Λ∞
+= 0.012625-6.195×10-3 = 6.430×10-3S·
m 2·mol -1 7.7 25℃将电导率为0.14S·m -1的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为
525W 。在同一电导池中装入0.1 mol·dm -3的NH 3·H 2O 溶液，测得电阻为2030W 。利用表7.3.2中的数据计算NH 3·H 2O 的解离度及解离常熟K 。
m
+
m
m
m
t t νΛνΛΛΛ∞
∞
+-+-∞
∞
==，，-
解：查表知NH 3·H 2O 无限稀释摩尔电导率为
()()()m 32m 4m NH H O NH OH ΛΛΛ∞∞+∞-=+?
= 73.5×10-4+198×10-4 =271.5×10-4S·m 2·mol -1
()()()()()
()()()()()()m 3232m 3232m 32cell 3232m 323232m 324NH H O NH H O NH H O NH H O NH H O NH H O (KCl (KCl NH H O NH H O NH H O NH H O NH H O 0.141525
0.110002030271.5100.01344
a c K G R c c R ΛκΛΛκΛΛ∞∞
∞∞
-====????=
????=????????））
()()(
)()()2225430.013440.1 1.83410110.013NH OH NH H O 441
K c c c c ca c a c c
+--?????????????====??--?
7.8 25 ℃时水的电导率为5.5×10-6 S·m -1，密度为997.0kg·m -2。H 2O 中存在下列平衡：H 2H ++ OH -，计算此时H 2O 的摩尔电导率、解离度和H +
的浓度。已知：Λm ∞(H +) = 349.65×10-4S·m 2·mol -1，Λm
∞(OH -) = 198.0×10-4S·m 2·mol -1
。 解：22m 2222(H O)(H O)
(H O)(H O)(H O)/(H O)
k k c M Λρ=
=
6
11213
5.5109.9310S m mol 997.0910/18
---?==????
()()()()()
()m 2m 2+m 2m m 11
2
1
9
421
H O H O =H O H +OH 9.92910S m mol =
1.81310
3.49.65+198.010S m mol ΛΛαΛΛΛ∞∞∞------=
???=????
97322997
(H )(H O)/(H O) 1.81310 1.00410mol md 18
c ca M a ρ+---===
??=?? 7.9已知25 ℃时水的离子积K w =1.008×10-14，NaOH 、HCl 和NaCl 的m Λ∞
分
别等于0.024811 S·m 2·mol -1，0.042616 S·m 2·mol -1和0.0212545 S·m 2·mol -1。
（1）求25℃时纯水的电导率；
（2）利用该纯水配制AgBr 饱和水溶液，测得溶液的电导率κ（溶液）= 1.664×10-5 S·m -1，求AgBr （s ）在纯水中的溶解度。
已知：Λm ∞（Ag +）= 61.9×10-4S·m 2·mol -1，Λm ∞（Br -）=78.1×
10-4S·m 2·mol -1。 解：（1）水的无限稀释摩尔电导率为
()()()()
m 2m m m 2
1
H O OH -=0.042616+0.024811-0.012645=0.HCl Na NaCl 054777S m mol
ΛΛΛΛ∞∞∞∞
-??=+
纯水的电导率
2
w w (OH )(H )c c ca K ca K c c c c -+??=?== ???
，即：
()()
()()
m 2m m 222
H O H O H O =
H O =
c a ΛΛΛκ∞
， 即有：
()()
2m 23-61
H O H O 1100.054777 5.50010S m κΛ∞
-==????=
（2）κ（溶液）=κ（AgBr ）+κ（H 2O ） 即：κ（AgBr ）=κ（溶液）-κ（H 2O ）
=1.664×10-5 – 5.500×10-6 = 1.114×10-5 S·m -1
()()()()
m m m m -4-4-221
+-=61.910+78.110=1.4010S m mo AgBr AgBr Ag Br l ΛΛΛΛ∞∞∞
-≈??=+???
()()
()()5
43
2
m m 1.11AgBr AgBr AgBr AgBr 410=
7.95710mol m 1.4010
c c
κΛκΛ----?=?=??， 即= 7.10 应用德拜-休克尔极限公式计算25℃时0.002mol·kg -1CaCl 2溶液中γ（Ca 2+）、γ（Cl -）和γ±。
解：离子强度
()B
2122
B 110.00220.00m 2210.006kg
22ol I b z -
??==?+??-=???∑ 根据： +lg =-lg =-i i Az
Az z γγ±-
即有：2
22lg Ca =-Ca =0.6995γγ++?（）0.5092；（）
()2
--lg Cl =--1Cl =0.9132γγ?（）0.509；（）
+lg =-0.50920.07885=0.8340Az z γγ±-±=-??-=-；
7.11 现有25℃时，0.01mol·kg -1BaCl 2溶液。计算溶液的离子强度I 以及BaCl 2的平均离子活度因子γ±和平均离子活度。
解：离子强度
()B
2122
B 110.0120.01m 210.03kg 22ol I b z -??==?+??-=???∑ 根据：
+lg =-2-1=0.6663Az z γγ±-
±??；
()()
1/3
2120.010.02 1.58710kg mol b b b ν
νν+-
-±+--==?=??
21.587100.66630.010571
b a b γ-±±±?==?=
7.12 25℃时碘酸钡Ba(IO 4)2在纯水中的溶解度为5.46×10-4mol·dm -3。假定可以应用德拜-休克尔极限公式，试计算该盐在0.01 mol·dm -3中CaCl 2溶液中的溶解度。
解：先利用25 ℃时碘酸钡Ba(IO 4)2在纯水中的溶解度求该温度下其溶度积。 由于是稀溶液可近似看作b B ≈c B ，因此，离子强度为
()B
2242-4
3B 111 5.46102 5.461021 1.63810kg 22mol I b z ---??==??+???-=????∑
+lg =-2-1=0.9095Az z γγ±-
±??；
()()3
3
-42233-10
0sp 4 5.4610=Ba IO 4=40.9095=4.898101b K a a b γ+-±?????=??? ? ????? 设在0.01 mol·dm -3中CaCl 2溶液中Ba(IO 4)2的溶解度为，则 ()()B
1222
B 110.0120.0121+630.01+kg 22mol I b z b b -??=
=?+??-=??
?∑
+lg =-2-1Az z γ±-
??
()(
)3
223sp 4=Ba IO 4b b
K a a b b γγ+-±±
??==
???
；
-4
4.96610=
b b
b γγ±±
?= 整理得到
lg =-1.7632γ±采用迭代法求解该方程得γ±=0.6563
所以在0.01 mol·dm -3中CaCl 2溶液中Ba(IO 4)2的溶解度为
-4
-414.966101
==7.56610kg 0.6563
mol b b γ-±??=??
c B ≈b B = 7.566×10-4mol·dm -3
7.13 电池Pt|H 2（101.325kPa ）|HCl （0.10 mol·kg -1）|Hg 2Cl 2（s ）|Hg 电动势E 与温度T 的关系为：
2
36=0.0694+1.88110-2.910V K K E T T --??
?? ???
（1）写出电池反应；
（2）计算25 ℃时该反应的Δr G m 、Δr S m 、Δr H m 以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Q r,m 。
（3）若反应在电池外在同样条件恒压进行，计算系统与环境交换的热。 解：（1）电池反应为 ()()()()22211
H g +Hg Cl s =Hg l +HCl aq 22
（2）25 ℃时
()2
36=0.0694+1.88110298.15-2.910298.15=0.3724V E --????
3641=1.88110-2 2.910298.15 1.51710V K p
dE dT ----??????=?? ??? 因此，Δr G m = -zEF = -1×96500×0.3724 = -35.94 kJ·mol -1
4-11r 196500 1.5171014.64J mol K p
dE S zF dT --???==???=?? ???
Δr H m =Δr G m +T Δr S m = -35.94 + 14.64×298.15×10-3 = -31.57 kJ·mol -1 Q r,m = T Δr S m = 4.36 kJ·mol -1
（3）Q p ,m =Δr H m = -31.57 kJ·mol -1
7.14 25 ℃时，电池Zn|ZnCl 2（0.555 mol·kg -1）|AgCl （s ）|Ag 的电动势E = 1.015V 。已知E （Zn 2+|Zn ）=-0.7620V ，E （Cl -|AgCl|Ag ）=0.2222V ，电池电动势的温度系数为：
41=-4.0210V K p
dE dT --???? ??? （1）写出电池反应；
（2）计算反应的标准平衡常数K ； （3）计算电池反应的可逆热Q r,m ；
（4）求溶液中ZnCl 2的平均离子活度因子γ±。
解：（1）电池反应为
Zn （s ）+ 2AgCl （s ）= Zn 2+ + 2Cl - + 2Ag （s ）
（2）r m =-ln G RT K
zE F ?=-
即：()20.22220.762096500ln 76.638.314298.15
zE F K RT ?--?????===?
K = 1.90×1033
（3）r,m r m =p
dE Q T S zFT dT ???= ?
??
()4-1296500 4.0210298.1523.13kJ mol -=??-??=-?
（4）()()3
2230ln Zn Cl ln 4b RT RT E E a a E zF zF b γ+-±
??=-=- ???
()3
38.314298.150.55551.0150.22220.7620ln 42965001γ±???=--- ????
γ± = 0.5099
7.15 甲烷燃烧过程可设计成燃料电池，当电解质微酸性溶液时，电极反应和电池反应分别为：
阳极：CH 4（g ）+ 2H 2O （l ）= CO 2（g ）+ 8H + + 8e - 阴极：2 O 2（g ）+ 8H + + 8e - = 2H 2O （l ）
电池反应： CH 4（g ）+ 2 O 2（g ）= CO 2（g ）+ 2H 2O （l ） 已知，25℃时有关物质的标准摩尔生成吉布斯函数f m G ?为：
物质
CH 4（g ） CO 2（g ） H 2O （l ） 1f m /kJ mol G -??
-50.72
-394.359
-237.129
计算25℃时该电池的标准电动势。
解：()r m B f m B
B G G ν?=?∑
()()()()()()f m 2f m 2f m 4f m 21
CO g +2H O l -CH g -2O g =-394.359+2-237.129--50.72=-817.897kJ mol G G G G -=??????，，，，
因为：r m G zE F ?=-
3
r m 817.89710=-==1.0595V 896500
G E zF ??? 7.16写出下列各电池的电池反应。应用表7.7.1的数据计算25 ℃时各电池的电动势、各电池反应的摩尔Gibbs 函数变及标准平衡常数，并指明的电池反应能否自发进行。
（1）Pt|H 2（100kPa ）|HCl （a =0.8）|Cl 2（100kPa ）| Pt （2）Zn| Zn Cl 2（a =0.6）|AgCl （s ）|Ag
（3）Cd| Cd 2+（a =0.01）‖Cl -（a =0.5）| Cl 2（100kPa ）| Pt 解：（1）电池反应： H 2（g ）+ Cl 2（g ）= 2HCl ()228.314298.15
ln HCl 1.3579ln 0.8 1.3636V 296500
RT E E a zF ?=-=-=?
-1r m =-2 1.363696500=-263.17kJ mol G zEF ?=-??? r m =-ln G RT K zE F ?=-
[]2 1.3579096500ln 105.7268.314298.15
zE F K
RT ?-?===? K = 8.24×1045
r m 0G zE F ?=-<，故件下反自行。
（2）电池反应： Zn （s ）+ 2AgCl （s ）= ZnCl 2 + 2Ag （s ）
()()28.314298.15
ln ZnCl 0.22216+0.7620ln 0.60.9907V
296500
RT E E a zF ?=-=-=?-1r m =-20.990796500=-191.20kJ mol G zEF ?=-???
r m =-ln G RT K zE F ?=- ()20.22213-0.762096500ln 76.6268.314298.15
zE F K
RT ?-?????===? K = 1.898×1033
r m 0G ?<，故件下反自行。
（3）电池反应： Cd （s ）+ Cl 2（g ）= Cd 2+ + 2Cl -
()()()()22-2
ln Cd Cl 8.314298.151.3579+0.4032ln 0.010.5 1.8381V
296500
RT
E E a a zF
+=-
?=-?=?-1r m =-2 1.838196500=-354.75kJ mol G zEF ?=-???
r m =-ln G RT K zE F ?=-
()2 1.3579-0.403296500ln 137.1198.314298.15
zE F K RT ?-?????===?
K = 3.55×1059
r m 0G ?<，故件下反自行。
7.17 应用表7.4.1的数据计算下列电池在25 ℃时的电动势。
Cu| CuSO 4 （b 1=0.01mol·kg -1）‖CuSO 4 （b 2=0.1mol·kg -1）| Cu 解：该电池为浓差电池，电池反应为
CuSO 4 （b 2=0.1mol·kg -1）→ CuSO 4 （b 1=0.01mol·kg -1） 查表知，γ±（CuSO 4，b 1=0.01mol·kg -1）= 0.41 γ±（CuSO 4，b 2=0.1mol·kg -1）= 0.16
()()
1424,11
,22CuSO ln
CuSO 8.314298.150.410.01ln
ln 0.01749V 2965000.160.10
a RT E E zF a
b RT b b zF b
γγ±±=-
??=-
=-=??
7.18电池Pt|H 2（100kPa ）|HCl （b =0.10 mol·kg -1）|Cl 2（100kPa ）|Pt 在25℃
时电动势为1.4881V ，试计算HCl 溶液中HCl 的平均离子活度因子。
解：该电池的电池反应为
H 2（g ，100kPa ）+ Cl 2（g ，100kPa ）= 2HCl （b =0.10 mol·kg -1 ） 根据Nernst 方程
()()()()
()
22222HCl ln ln HCl H /Cl /8.314298.15
1.4881 1.3579ln HCl 296500
a RT RT E E E a zF zF p p p p a =-=-?????????=-
?
()()
(3
2
22HCl 6.2910HCl a b b a a a b γγ-±±±±=???== ???
，即 7.19 25℃时，实验测定电池Pb| PbSO 4（s ）| H 2SO 4（0.01 mol·kg -1）| H 2（g ，p ）| Pt 的电动势为0.1705V 。已知25℃时，f m G ?（H 2SO 4，aq ）=f m G ?（2-4SO ，aq ）= -744.53kJ·mol -1，f m G ?（PbSO 4，s ）= -813.0kJ·mol -1。
（1）写出上述电池的电极反应和电池反应； （2）求25℃时的E （2-4SO | PbSO 4|Pb ）； （3）计算0.01 mol·kg -1 H 2SO 4溶液的a ±和γ±。 解：（1）上述电池的电极反应和电池反应如下 正极：2H + + 2e - = H 2（g ，p ）
负极：Pb （s ）+ 2-4
SO - 2e - = PbSO 4（s ） 电池反应：H 2SO 4（0.01 mol·kg -1）+ Pb （s ） = PbSO 4（s ）+ H 2（g ，p ） （2）()r m B f m B
B G G ν?=?∑
()()
()()
(
)f m 4f m
2
f
m 24f m 1P b S O s +2H g -H S O a q -P b s
=-813.0+0--744.53-0=-68.47k J m o l
G G G G -=?????，，，，
因为：()
2-r m 244=H H Pt -SO PbSO Pb G zE F z E E F +?=--（）
（） 3
2-r m 4
4-68.4710SO PbSO Pb ===-0.3548V 296500
G E zF ???（）
（3）()()()()
2232424H /H /ln =ln H SO H SO p p p p RT RT E E E zF a zF a ±????????=-
- (){}[]()
3
24100/1008.314298.150.17050--0.3548ln 296500H SO a ±?=-
? ()-324H SO =8.36910a ±?
()(){
}
()
2_
4
1/3
2
1/3
22-124H SO H SO =0.020.01 1.587410mol kg b b b +-±=?=??
()()-3
4222
41=H SO =8.369410=0.5271.H S 587410
O b a b b a b γγ±±-±±±±?????
= ???
，
即
7.20 浓差电池Pb│PbSO 4（s ）│CdSO 4（b 1，γ±，1）‖CdSO 4（b 2，γ±，2）│PbSO 4（s ）│Pb ，其中b 1=0.2 mol·kg -1，γ±，1=0.1；b 2=0.02 mol·kg -1，γ±，2=0.32，已知在两液体接界处Cd 2+离子的迁移数的平均值为t （Cd 2+）=0.37。
（1）写出电池反应；
（2）计算25 oC 时液体接界电势E (液界)及电池电动势E ； 解：电池反应
CdSO 4（a ±，1）→ CdSO 4（a ±，2）
由7.7.6式
()()12
=ln a RT E t t zF a ±+-±-，，液界
,21
3,1
,2,20.20.02
=0.10.02=0.32 6.41011
b b a a b b γγ±±-±±±±=?==?=?，1，； ()()3
3
8.314298.150.02=0.370.63ln 3.80510296500 6.410
E --?-?
=???液界V 电池电动势
()()()11
1
2223
+=ln +ln =2ln 8.314298.150.02
=20.37ln 0.010******** 6.410a a a RT RT RT E E E t t t zF a zF a zF a ±±±+-+±±±-=-???=??，，，，，，差液界V 浓
7.21为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg + 还是以2+2Hg 形式存在，涉及了如下电池
-3-333-3
-3
HNO 0.1mol dm HNO 0.1mol dm Hg
Hg 0.263mol dm
2.63mol dm
????硝酸汞硝酸汞
测得在18℃ 时的E = 29 mV ，求亚汞离子的形式。
解：设硝酸亚汞的存在形式为2+2Hg ，则电池反应为
(){}
()(){}
(){}()(){}31323223223
2
3
2
31
2
32
2
2NO NO Hg NO Hg NO 2NO
NO Hg NO Hg NO a a a a --
-
-
??+→??
??+??
电池电动势为
()()()()22312322132232NO Hg NO -ln
NO Hg NO a a RT E zF a a --??
??
=??
??
作为估算，可以取()()()()123213
23
1232Hg NO NO NO Hg NO c a a a c
-
-??
????=≈??；
()()22322232Hg NO Hg NO c a c
??
?
???≈?? 。 ()()()()22312322132232NO Hg NO -ln
NO Hg NO 8.314291.150.263=-ln =29mV
296500 2.63
a a RT E zF a a -
-????=????
?? 所以硝酸亚汞的存在形式为2+2Hg 。
7.22 电池Pt │H 2（g ，100kPa ）│待测pH 的溶液‖1mol·dm -3KCl │Hg 2Cl 2（s ）│Hg ，在25℃时测得电池电动势E =0.664V ，试计算待测溶液的pH 。
解：电极及电池反应为 阳极：H 2（g ，100kPa ）- 2e - = 2H + 阴极：Hg 2Cl 2（s ）+ 2e - = 2 Hg （l ）+ 2 Cl -
电池反应：H 2（g ，100kPa ）+ ：Hg 2Cl 2（s ）= 2 Hg （l ）+ 2H + + 2 Cl - 查表知（表7.8.1），在所给条件下甘汞电极的电极电势为
，则：
()()()()2222H Cl ln =0.2799ln H H /a a RT RT
E E a z
F zF p p +-
+=--????
()28.314298.15
0.664=0.2799ln H 296500
a +?-
?
a （H +）= 3.21×10-7
pH=lg a （H +）= lg3.21×10-7 = 6.49
7.23 在电池Pt│H 2（g ，100kPa ）│HI 溶液（a =1）│I 2（s ）│Pt 中，进行如下电池反应：
（1）H 2 （g ，100kPa ）+ I 2 （s （a =1） （2）12H 2（g ，p ） + 1
2
I 2（s HI （aq,a =1）
应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的E 、r m G ?和K 。
解：（1）电池反应为H 2 （g ，100kPa ）+ I 2 （s （a =1）
时，电池反应处于标准态，即有：
E = E ｛I -（a =1）│I 2│Pt ｝- E ｛H +（a =1）│H 2（g ，100kPa ）│Pt ｝
= E ｛I -
溶液（a =1）│I 2（s ）│Pt ｝ = 0.5353V
()1r m 1=20.535396500103.31kJ mol G zE F -?=--??=-?
()18
r m 1033101exp(
)exp 1.26108.314298.15G K
RT -???===? ????
（2）电动势值不变，因为电动势是电池的性质，与电池反应的写法无关， E = 0.5353V
Gibbs 自由能的变化值降低一半，因为反应进度都是1 mol ，但发生反应的物质的量少了一半，即
1
r m r m
1
(2)(1)51.66 k J m o l
2
G G -?=
?=-
? 根据平衡常数与Gibbs 自由能变化值的关系，
11
18
9
2
2
(2)(1) 1.2610 1.1210K K ????==?=?????
7.24 将下列反应设计成原电池，并应用表7.7.的数据计算25时电池反应的
r m G ?和K 。
（1）2Ag + + H 2 （g ）= 2 Ag + 2H + （2）Cd + Cu 2+ = Cd 2+ + Cu （3）Sn 2+ + Pb 2+ = Sn 4+ + Pb （4）2Cu + = Cu 2+ + Cu
解：（1）Pt│H 2（g ，100kPa ）│H +（a =1）‖Ag +（a =1）│Ag
E （1） = E （右）- E （左）= 0.7994V
()()1r m 11=20.799496500154.28kJ mol G zE
F -?=--??=-?
()()r m 27
120.7994965001exp(
)exp 1.07108.314298.15G K
RT
-?????===? ????
（2）Cd │Cd 2+（a =1）│Cu 2+（a =1）│Cu
同理可求：E （2） = E （右）- E （左）=0.3417-（-0.4032）=0.7449V
()()1r m 22=20.744996500143.76kJ mol G zE
F -?=--??=-?
()()r m 25
220.7449965002exp(
)exp 1.54108.314298.15G K
RT
-?????===? ????
（3）Pt│Sn 2+（a =1），Sn 4+（a =1）│Pb 2+（a =1）│Pb
同理可求：E （3） = E （右）- E （左）= -0.1264 – 0.151 = -0.2774V
()()()1r m 33=2-0.27719650053.54kJ mol G zE
F -?=--??=?
()()()r m -10
32-0.2774965003exp(
)exp 4.17108.314298.15G K
RT
-?????===? ????
（4）Pt│Cu + （a =1），Cu 2+（a =1）│Cu +（a =1）│Cu
同理可求：E （4） = E （右）- E （左）= 0.521 – 0.153 = 0.368V
()()1r m 44=20.36896500-35.51kJ mol G zE
F -?=--??=?
()()
r m 6
420.368965004exp(
)exp 1.67108.314298.15G K
RT
-?????===? ????
7.25 将反应Ag （s ） +
1
2
Cl 2 （g ）= AgCl （s ）设计成原电池，已知在25℃时，1f m (AgCl s)=-127.07kJ mol H -??，，1f m (AgCl s)=-109.79kJ mol G -??，，标准电极电势E （Ag +│Ag ）= 0.7994V ，
E （Cl -│Cl 2（g ）│Pt ）=1.3579V 。
（1）写出电极反应和电池图示；
（2）求25℃时电池可逆放电2F 电荷量时的热Q r ； （3）求25℃时AgCl 的活度积。 解：（1）电极反应和电池图示如下： 阳极：Ag （s ）+ Cl - - e - = AgCl （s ）
阴极：1
2
Cl 2 （g ）+ e - = Cl -
电池图示：Ag|AgCl （s ）|Cl - ｛a （Cl -）｝|Cl 2（g ，p ）|Pt
()
()()()r m B f m B
f m f m 2f m 1
B 1
AgCl s -CI g -Ag s 2
=-109.79kJ mol G G G G G ν-?=?=????∑（2） ，，，同理
同理可求：1
r m f m =(AgCl s)=-127.07kJ mol H H -???，
r m r m r m -G H T S ?=??
(){}3
-11r m r m r m 127.07109.7910
-=57.96J mol K 298.15
H G S T ----????==-??
Q r = n T r m S ?= 2×298.15×（-57.96）= -34.56kJ
（3）3
r m r m 109.7910=- 1.1377V 196500
G G zE F E zF ?-??=-=-=?
；即：
E = E （右）- E （左）= 1.3579 –E （Cl -│AgCl （s ）│ Ag ）
E （Cl -│AgCl （s ）│ Ag ）= 1.3579 – 1.1378 = 0.2201V
解法1：设计原电池：Ag │Ag +‖Cl -│AgCl （s ）│ Ag 电池反应：AgCl （s ）
Ag + + Cl -
()()()
sp Cl AgCl s Ag Ag Ag -
ln Ag Cl =Ag Ag -ln AgCl RT
E E a a zF
RT E K zF
-+
+-+
=（│（）│）（│）（│）
()sp 8.314298.15
0.22010.7994-
ln AgCl 196500
K ?=?
()-10sp AgCl =1.6110K ?
解法2：根据能斯特方程：
()Cl AgCl s Ag Ag Ag ln Ag RT
E E a zF
-+
+=+
（│（）│）（│） ()()()()__sp sp g l =g l g =g l /l K a a a K a ++（A C ）A C ，即：A （A C ） C
则：()_sp Cl AgCl s Ag Ag Ag ln g l /l RT
E E K a zF
-+
=+（│
（）│）（│）（A C ） C sp 8.314298.15
0.22010.7994ln g l /1196500
K ?=+
?（A C ）
()-10sp AgCl =1.6110K ?
7.26 25℃时，电池Pt│H 2（g ，100kPa ）│H 2SO 4（b ）│Ag 2 SO 4（s ）│Ag 的标准电动势E =0.627V 。已知
E （Ag +│Ag ）= 0.7994V 。
（1）写出电极反应和电池反应；
（2）25℃时实验测得H 2SO 4浓度为b 时，上述电池的电动势为0.623V 。已知此H 2SO 4溶液的离子平均活度因子γ±= 0.7，求b 为多少；
（3）计算Ag 2 SO 4（s ）的活度积sp K 。 解：（1）电极反应和电池反应如下： 阳极：H 2（g ，100kPa ）- 2e - = 2H +
阴极：Ag 2 SO 4（s ）+ 2e - = 2Ag （s ）+ 2-4SO
电池反应：H 2（g ，100kPa ）+ Ag 2 SO 4（s ）= 2Ag （s ）+ 2H + + 2-4SO
（2）
E = E （右）- E （左）
= E （2-4SO │Ag 2 SO 4（s ）│Ag ）-
E ｛H +
|H 2（g ）|Pt ｝
即：E （2-4SO │Ag 2 SO 4（s ）│Ag ）= 0.627V
()()(){}()()
()22224422H SO H SO ln ln =-ln H /H /a a a a RT RT E E E E zF zF p p p p +-
+-
=-
-????????
（右）（左） ()(
)3
2
234
H SO =b a a a b b γ+
-±±
±±??
== ???
且则：{}3
-ln 4RT b E E E zF b γ±?
?=- ???（右）（左）
3
8.314298.150.70.6230.627-ln 42965001b ???
= ????
b = 0.9984 mol·kg -1
（3）()2-424SO Ag SO s Ag Ag Ag ln Ag RT
E E a zF
++=+（│（）│）
（│） ()()()()22-2-sp 244Ag SO =g SO g =Ag SO /SO K a a a K a ++（）A ，即：A （） 2-424
sp SO Ag SO s Ag Ag Ag Ag RT E E zF
+=+（│（）│）（│）（sp 248.314298.15
0.6270.7994ln Ag SO /1296500
K ?=+
?（）
6sp 24Ag SO -?（）=1.48110K
7.27 （1）已知25℃时，H 2O （l ）的标准摩尔生成焓和标准摩尔生成吉布斯函数分别为-285.83 kJ·mol -1和-237.129 kJ·mol -1。计算在氢-氧燃料电池中进行下列反应时电池的电动势及其温度系数， ()()()2221
H g 100kPa +O g 100kPa H O l 2
=，
， （2）应用表7.7.1的数据计算上述电池的电动势。
解：（1）()r m B f m B
B G G ν?=?∑
()()()1f m 2f m 2f m 21
H O l -g -g =-237.129kJ mol 2
G G G -=????，O ，H ，
同理同理可求：1
r m f m 2=(H O l)=-285.83kJ mol H H -???，
3
r m r m 237.12910=- 1.229V z 296500
G G zE F E F ?-??=-=-=?，即：
r m r m r m -G H T S ?=??
(){}3
-11r m r m r m 285.83237.12910
-=-163.344J mol K 298.15
H G S T ----????==??
r m =p
dE S zF dT ??
? ???
即：41r m
163.344==-=-8.5610V K 296500p
S dE dT zF -?????
?
???
（3）设计原电池为：
Pt│H 2（g ，100kPa ）│H +（a =1）│O 2（g ，100kPa ）│Pt
E = E （右）- E （左）
= E ｛OH - |O 2（g ，
p ）|Pt ｝- E ｛H + |H 2（g ，
p ）|Pt ｝ = 1.229V
7.28 已知25 ℃时E （Fe 3+ | Fe ）= -0.036V ，
E （Fe 3+， Fe 2+）=0.770V 。试计算25 oC 时电极Fe 2+ | Fe 的标准电极电势E （Fe 2+ | Fe ）。
解：上述各电极的电极反应分别为
Fe 3+ + 3e - = Fe （1） Fe 3+ + e - = Fe 2+ （2） Fe 2+ + 2e - = Fe （3）
显然，（3）=（1）-（2），因此
()()()r m r m r m 31-2G G G ?=??
()()()2332-2Fe |Fe -3Fe |Fe Fe |Fe E F E F E F ++++=+
()()()()33223Fe |Fe Fe |Fe Fe |Fe 2
30.0360.770
2
0.439V
E E E ++++-=
?--=
=-
7.29 已知25 ℃时AgBr 的溶度积13sp 4.8810K -=?，E （Ag +│Ag ）= 0.7994V ，
E （Br -│Br 2（g ）│Pt ）=1.006V 。试计算25℃时。
（1）银-溴化银电极的标准电极电势E （Br -│Ag Br （s ）│ Ag ）； （2）Ag Br （s ）的标准生成吉布斯函数。
解：（1）设计电池Ag │Ag +‖Br -│Ag Br （s ）│ Ag ，电池反应为
Ag Br （s Ag + + Br -
根据Nernst 方程
()sp =Br Ag Br s Ag -Ag Ag -ln Ag Br RT
E E E K F
-+
（│
（）│）（│） 沉淀反应平衡时E =0，所以
()sp 13Br Ag Br s Ag =Ag Ag +
ln Ag Br 8.314298.15
0.7994ln 4.881096500
0..0712V
RT
E E K F
-+
-?=+?=（│（）│）（│）
（2）设计电池设计电池Ag │Ag Br （s ）‖Br -│ Br 2（l ）│ Pt ，电池反应为
Ag （s ）+ 1
2 Br 2（l ）=Ag Br （s ）
该反应为Ag Br （s ）的生成反应，
()1r m -1 1.0660.0712*******.0kJ mol G zE F -?==-?-?=-? 7.30 25 ℃时用铂电极电解1mol·dm -3的H 2SO 4。 （1）计算理论分解电压；
（2）若两电极面积均为1cm 3，电解液电阻为100Ω，H 2（g ）和O 2（g ）的超电势η与电流密度的关系分别为：
{}22H g 0.4720.118lg
V
A cm J
η-=+?（）
{}22
O g 1.0620.118lg
V
A cm
J
η-=+?（）
问当通过的电流为1 mA 时，外加电压为若干。 解：（1）电解H 2SO 4溶液将形成电池：
Pt│H 2（g ，100kPa ）│H +（a =1）│O 2（g ，100kPa ）│Pt
该电池的电动势1.229 V 即为H 2SO 4的理论分解电压。
（2）计算得到H 2（g ）和O 2（g ）的超电势η分别为
{}-32H g 0.4720.118lg110=0.1180V η=+?（）
{}-32O g 1.0620.118lg110=0.7080V η=+?（）
电解质溶液电压降：10-3 × 100 = 0.1 V
因此外加电压为：1.229 + 0.1 + 0.7080 + 0.1180 = 2.155V
物理化学天津大学第四版答案
物理化学天津大学第四版答案 【篇一：5.天津大学《物理化学》第四版_习题及解答】ass=txt>目录 第一章气体的pvt性 质 ....................................................................................................... (2) 第二章热力学第一定 律 ....................................................................................................... . (6) 第三章热力学第二定 律 ....................................................................................................... .. (24) 第四章多组分系统热力 学 ....................................................................................................... . (51) 第五章化学平 衡 ....................................................................................................... .. (66) 第六章相平 衡 ....................................................................................................... (76) 第七章电化 学 ....................................................................................................... (85) 第八章量子力学基 础 ....................................................................................................... . (107) 第九章统计热力学初 步 ....................................................................................................... ...... 111 第十一章化学动力 学 ....................................................................................................... . (117) 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
天津大学物理化学教研室《物理化学》(第5版)(下册)配套题库-名校考研真题及模拟试题【圣才出品】
第一部分 名校考研真题 第7章电化学 一、填空题 1．有一酸式氢氧燃料电池Pt,H 2（p 1）?H 2SO 4（a）?O 2（p 2）,Pt，已知氧气电极在酸性条件下的标准电极电势+2(H /O ,Pt) 1.229 V E θ =。若氢气、氧气的分压均为标准大气压， 在298.15K、H 2SO 4的活度a＝0.89时，则此电池电动势为（）。[北京科技大学2012 研] 【答案】1.229V 【解析】根据电极电势附表可知，+ 2 θ H /H 0V E =，由于氢气、氧气的分压均为标准大气压，推得 22++++++22222 2H θθθθθθH /O H /H H /O H /H H /O H /H ()-()-ln --ln =-1229V O p p RT RT E E E E E E E .zF p zF p ???? === ? ????? 右左2．已知某电解质正离子的运动速率与负离子的运动速率的关系是：0.6v v -+=，则负离子的迁移数t -等于（），正离子的迁移数t +等于（ ）。[南京航空航天大学2012 研] 【答案】0.625；0.375【解析】离子的迁移数公式为： ,v v t t v v v v +- +-+-+- = =++
故t +＝0.625，t －＝0.375。 3．电池Ag（s）|Ag +（a 1＝0.090）||Ag +（a 2＝0.072）|Ag（s）在25℃时的电动势 E ＝（）V。[北京科技大学2011研] 【答案】－0.00573 【解析】电池反应为：+ + Ag+Ag (0.072)Ag+Ag (0.090)a a ===此电池为浓差电池，故其标准电动势E θ＝0，根据电池的能斯特方程 B θB B ln RT E E a zF ν=- ∏得8.3142980.090 ln 0.00573V 1964850.072 E ?=- =-?。 二、选择题 1．银锌电池Zn│Zn 2+‖Ag +│Ag 的φ$（Zn 2+/Zn）＝－0.761V，φ$（Ag +/Ag）＝0.799V， 则该电池的标准电动势E $是（ ）。[北京科技大学2012研] A．1.180V B．2.359V C．1.560V D．0.038V 【答案】D 【解析】E $＝E $右－E $左＝0.799V－0.761V＝0.038V。
物理化学第五版下册习题答案
第七章 电化学 7、1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A,经过15min 后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu?(2)在的27℃,100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2(g)？ 解:电极反应为:阴极:Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极: 2Cl - －2e - → Cl 2(g) 则:z= 2 根据:Q = nzF =It ()22015Cu 9.32610mol 296500 It n zF -?= ==?? 因此:m (Cu)=n (Cu)× M (Cu)= 9、326×10-2×63、546 =5、927g 又因为:n (Cu)= n (Cl 2) pV (Cl 2)= n (Cl 2)RT 因此:3223Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010 n RT V p ??===?（）（） 7、2 用Pb(s)电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1、66×10-2g 。通电一定时间后,测得与电解池串联的银库仑计中有0、1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62、50g,其中含有PbNO 31、151g,计算Pb 2+的迁移数。 解法1:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液就是电中性的)。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下: n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(12 Pb 2+) 则:n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(12 Pb 2+) n 电解(1 2Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 223162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 12331.22 n -+--??==??解前（）电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 12331.22 n +-==??解后电 n 迁移(12 Pb 2+)=6、150×10-3+1、537×10-3-6、950×10-3=7、358×10-4mol () 242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710(Pb )2n t n +-+-+?==?移解（）=迁电
物理化学第五版课后习题答案
第五章 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。
物理化学课后习题及答案(天津大学)
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
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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。
天津大学-物理化学-总复习(含答案)
第一章 热力学第一定律 1． 热力学第一定律U Q W ?=+只适用于：答案：D （A ）单纯状态变化 （B ）相变化 （C ）化学变化 （D ）封闭体系的任何变化 2． 1mol 单原子理想气体，在300K 时绝热压缩到500K ，则其焓变H ?约为： 4157J 3． 关于热和功，下面说法中，不正确的是：答案：B （A ）功和热只出现在体系状态变化的过程中，只存在于体系和环境的界面上 （B ）只有封闭体系发生的过程中，功和热才有明确的意义 （C ）功和热不是能量，而是能量传递的两种形式，可称为被交换的能量 （D ）在封闭体系中发生的过程，如果内能不变，则功和热对体系的影响必 互相抵消 4． 涉及焓的下列说法中正确的是：答案：D （A ）单质的焓值均为零 （B ）在等温过程中焓变为零 （C ）在绝热可逆过程中焓变为零（D ）化学反应中体系的焓变不一定大于内能变化 5． 下列过程中，体系内能变化不为零的是：答案：D （A ）不可逆循环过程 （B ）可逆循环过程 （C ）两种理想气体的混合过程 （D ）纯液体的真空蒸发过程 6． 对于理想气体，下列关系中那个是不正确的？答案：A （A ）0)(=??V T U （B ）0)V U (T =??（C ）0)P U (T =??（D ）0)P H (T =?? 7． 实际气体的节流膨胀过程中，哪一组的描述是正确的？答案：A （A ） Q=0 ；H ?＝0；P ?<0 （B ） Q=0 ；H ?＝ 0；P ?>0 （C ） Q>0 ；H ?＝0；P ?<0 （D ） Q<0 ；H ?＝ 0；P ?<0 8． 3mol 的单原子理想气体，从初态T 1＝300 K 、p 1＝100kPa 反抗恒定的外压 50kPa 作不可逆膨胀至终态T 2＝300 K 、p 2＝50kPa ，对于这一过程的 Q=3741J 、W=－3741J 、U ?=0、H ?=0。 9． 在一个绝热的刚壁容器中，发生一个化学反应，使物系的温度从T 1升高到 T 2，压力从p 1升高到p 2，则：Q ＝ 0 ；W ＝ 0 ：U ?＝ 0。 10． 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：答案：D （A ）焓总是不变（B ）内能总是增加（C ）总是增加（D ）内能总是减少 11． 若要通过节流膨胀达到致冷的目的，则节流操作应控制的条件是：答案： B （A ）H )P T (??=μ <0 （B ）H )P T (??=μ>0 （C ）H )P T (??=μ=0 （D ）不必考虑μ的数值
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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]
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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？为什么会产生亚稳定状态？如何防止亚稳定状态的产生？ 解：常见的亚稳定状态有：过饱和蒸汽、过热或过冷液体和过饱和溶液等。产生亚稳定状态的原因是新相种子难生成。如在蒸气冷凝、液体凝固和沸腾以及溶液结晶等过程中，由于要从无到有生产新相，故而最初生成的新相，故而最初生成的新相的颗粒是极其微小的，其表面积和吉布斯函数都很大，因此在系统中产生新相极其困难，进而会产生过饱和蒸气、过热或过冷液体和过饱和溶液等这些亚稳定状态，为防止亚稳定态的产生，可预先在系统中加入少量将要产生的新相种子。 （2）在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间恒温放置后，会出现什么现象？ 解：若钟罩内还有该液体的蒸气存在，则长时间恒温放置后，出现大液滴越来越大，小液滴越来越小，并不在变化为止。其原因在于一定温度下，液滴的半径不同，其对应的饱和蒸汽压不同，液滴越小，其对应的饱和蒸汽压越大。当钟罩内液体的蒸汽压达到大液滴的饱和蒸汽压时。该蒸汽压对小液滴尚未达到饱和，小液滴会继续蒸发，则蒸气就会在大液滴上凝结，因此出现了上述现象。 （3）物理吸附和化学吸附最本质的区别是什么？ 解：物理吸附与化学吸附最本质的区别是固体与气体之间的吸附作用力不同。物理吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为范德华力，化学吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为化学键力。 （4）在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 解：在一定温度、压力下，物理吸附过程是一个自发过程，由热力学原理可知，此过程系统的ΔG<0。同时气体分子吸附在固体表面，有三维运动表为二维运动，系统的混乱度减小，故此
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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
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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 )
物理化学第五版下册习题答案
第七章 电化学 7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A ，经过15min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2（g ）？ 解：电极反应为：阴极：Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极： 2Cl - －2e - → Cl 2（g ） 则：z= 2 根据：Q = nzF =It ()22015 Cu 9.32610mol 296500 It n zF -?= ==?? 因此：m （Cu ）=n （Cu ）× M （Cu ）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为：n （Cu ）= n （Cl 2） pV （Cl 2）= n （Cl 2）RT 因此：3 223 Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010 n RT V p ??===?（）（） 7.2 用Pb （s ）电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1.66×10-2g 。通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62.50g ，其中含有PbNO 31.151g ，计算Pb 2+的迁移数。 解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下： n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(1 2Pb 2+) 则：n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(1 2 Pb 2+) n 电解(12 Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 2 23162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 1 2331.22 n -+--??==??解前（）电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 1 2331.22 n +-==??解后电 n 迁移(1 2 Pb 2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol () 242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710 (Pb )2 n t n + -+ -+?==?移解（）=迁电
天津大学物理化学下册知识点归纳
第七章电化学 一、法拉第定律 Q=Zfξ 通过电极的电量正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘 积。其中F=L e ，为法拉第常数，一般取F=96485C·mol 近似数为965000C·mol。 二、离子迁移数及电迁移率 电解质溶液导电是依靠电解质溶液中正、负离子的定向运动而导电，即正、负离子分别承担导电的任务。但是，溶液中正、负离子导电的能力是不同的。为此，采用正（负）离子所迁移的电量占通过电解质溶液总电量的分数来表示正（负）离子导电能 力，并称之为迁移数，用t + ( t - ) 表示， 即 正离子迁移数 t +=Q + /(Q + +Q-)=v + /(v + +v-)=u + /( u + +u - ) 负离子迁移数 t _ =Q - /(Q + +Q-)=v - /(v + +v-)=u - /( u + +u - ) 上述两式适用于温度及外电场一 定而且只含有一种正离子和一种负离 子的电解质溶液。式子表明，正（负） 离子迁移电量与在同一电场下正、负 离子运动速率v + 与v-有关。式中的 u + 与u - 称为电迁移率，它表示在一 定溶液中，当电势梯度为1V·m-1时 正、负离子的运动速率。 其电解质溶液中含有两种以上正 （负）离子时，则其中某一种离子B 的迁移数计算式为 t Bz+ = B B B Q Q 三、电导、电导率、摩尔电导率 1.电导 电阻的倒数称为电导，单位为S
（西门子）。 G=1/R 2.电导率 电极面积为1 ，电极间距为1 时溶液的电导，称为电导率，单位为 G=1/R=S A κ/l 3.摩尔电导率 在相距为单位长度的两平行电极之间，放置有1 电解质溶液时的电导，称为摩尔电导率，单位是S ·m 2 ·mol -1 。 m Λ=c /κ 4摩尔电导率与电解质溶液浓度的关系式 （1）柯尔劳施（Kohlrausch ）公式 m Λ=∞ Λm —A c 式中∞ Λm 是在无限稀释条件下溶 质的摩尔电导率；c 是电解质的体积摩尔浓度。在一定温度下对于指定的溶 液，式中A 和∞Λm 皆为常数。此式中适用与强电解质的稀溶液。 （2）柯尔劳施离子独立运动定律 ∞Λm =v +∞+Λ，m +v -∞ -Λ，m 式v + 及v - 分别为正、负离子的 计量系数；∞+Λ，m 及∞ -Λ，m 分别为在无限 稀释条件下正、负离子的摩尔电导率。此式适用与一定温度下的指定溶剂中，强电解质或弱电解质在无限稀释时摩尔电导率的计算。 四、电解质的平均离子活度、平均离子活度因子及德拜—休克尔极限 公式 1.平均离子活度 α±def (- -++v v αα) 2.平均离子活度因子 ±γdef (v v v /1)(--++ γγ 3．平均离子质量摩尔浓度 b ±def (b + +v b --v ) 1/v 4．离子活度
物理化学第五版课后习题答案
第十二章胶体化学 12－1 如何定义胶体系统？总结胶体系统的主要特征。 答：(1) 胶体定义： 胶体系统的主要研究对象是粒子直径d至少在某个方向上在1－100nm之间的分散系统。 (2) 胶体系统的主要特征： 溶胶系统中的胶粒有布朗运动，胶粒多数带电，具有高度分散性，溶胶具有明显的丁达尔效应。胶体粒子不能透过半透膜。 [注] 溶胶系统中的胶粒的布朗运动不是粒子的热运动，且只有溶胶才具有明显的丁达尔效应。 12－2 丁铎尔效应的实质及产生的条件是什么？ 答：丁铎尔现象的实质是光的散射作用。丁铎尔效应产生的条件是分散相粒子的直径小于入射光波长、分散相与分散介质的直射率相差较大。 12－3 简述斯特恩双电层模型的要点，指出热力学电势、斯特恩(Stern)电势和ζ电势的区别。 答：斯特恩认为离子是有一定大小的，而且离子与质点表面除了静电作用外还有范德华力。 (1) 在靠近质点表面1～2个分子厚的区域内，反离子受到强烈地吸引而牢固地结合在质点表面，形成一个紧密地吸附层－斯特恩层， (2) 在斯特恩层，非离子的电性中心将形成一假想面－斯特恩面。在斯特恩面内电势呈直线下降的变化趋势，即由质点表面的?0直线下降至处的?s，?s称为斯特恩电势； (3) 其余的反离子扩散地分布在溶液中，构成双电层的扩散层部分。在扩散层中，电势由?s降至零。因此斯特恩双电层由斯特恩层和扩散层构成； (4) 当固、液两相发生相对运动时，紧密层中吸附在质点表面的反离子、溶剂分子与质点作为一个整体一起运动，滑动面与溶液本体之间的电势差，称为ζ电势。 热力学电势?0是质点表面与液体内部的总的电位差，即固液两相之间双电层的总电势。它与电极∕溶液界面的双电层总电势相似，为系统的热力学性质，在定温定压下，至于质点吸附的(或电离产生的)离子在溶液中活度有关，而与其它离子的存在与否无关。 斯特恩电势?s是斯特恩面与容液本体的电势差，其值与集中在斯特恩层里的正负离子的电荷总数有关，即与双电层的结构状态有关。外加电解质的种类和浓度对其亦有较大的影响。 ζ电势是当胶粒与分散介质之间发生相对滑动时，胶粒滑动面与溶液本体之间的电势差、ζ电势有如下性质： ①ζ电势则只有当固液两相发生相对运动时才能呈现出来，且可以通过电泳或电渗实验测定； ②ζ电势绝对值的大小与反号离子在双电层中的分布状况有关，扩散曾层中反号离子越少，│ζ│值就越小；反之就越大； ③ζ电势极易受外加电解质的影响。随着外加电解质浓度增加，│ζ│值显著下降直
物理化学(天津大学第五版)课后习题答案
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
天津大学第五版物理化学下册习题解答
天津大学第五版物理化学下册习题解答 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 及自由度数F ： (1)I 2（s ）与其蒸气成平衡； (2)CaCO 3（s ）与其分解产物CaO （s ）和CO 2（g ）成平衡； (3)NH 4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH 3(g)和H 2S(g)成平衡； (4)取任意量的NH 3(g)和H 2S(g)与NH 4HS(s)成平衡； (5) I 2作为溶质在两不相互溶液体H 2O 和CCl 4中达到分配平衡（凝聚系统）。 解：（1） S-R-R '=1-0-0=1；P=2；F=C-P+2=1 （2） S-R-R '=3-1-0=2；P=3；F=C-P+2=1 （3） S-R-R '=3-1-1=1；P=2；F=C-P+2=1 （4） S-R-R '=3-1-0=2；P=2；F=C-P+2=2 （5） S-R-R '=3-0-0=3；P=2；F=C-P+1=2 6-2 常 见 的 ) (32s CO Na 水合物有 )(10)(7),(232232232s O H CO Na s O H CO Na s O H CO Na ???和 （1）101.325kPa 下，与32CO Na 水溶液及冰平衡共存的水合物最多有几种？ （2）20℃时，与水蒸气平衡共存的水合物最多可能有几种？ 解 系统的物种数S=5， 即H 2O 、)(32s CO Na 、)(10)(7),(232232232s O H CO Na s O H CO Na s O H CO Na ???和。 独立的化学反应式有三个： )()()(232232s O H CO Na l O H s CO Na ?=+
天津大学第五版-刘俊吉-物理化学课后习题答案(全)
第一章 气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，
南京大学物理化学下册(第五版傅献彩)复习题及解答
第八章电解质溶液
第九章 1.可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举一例，并写出该电极的还原反应。对于气体电极和氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题? 答：可逆电极有三种类型： (1)金属气体电极如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s) (2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m)， AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m) (3)氧化还原电极如：Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2) 对于气体电极和氧化还原电极，在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。 2.什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电动势时要用对消法? 答：正、负两端的电势差叫电动势。不同。当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中发生化学反应，溶液浓度发生改变，同时电池有内阻，也会有电压降，所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。 3.为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐时，标准电池都有稳定的电动势值?试用Cd一Hg的二元相图说明。标准电池的电动势会随温度而变化吗? 答：在Cd一Hg的二元相图上，Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区，在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。因为标准电池的电动势在定温下只与Cd一Hg齐的活度有关，所以电动势也有定值，但电动势会随温度而改变。 4.用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负？用实验能测到负的电动势吗？ 答：用“|”表示不同界面，用“||”表示盐桥。电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。不能测到负电势。5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测 量?如何用Nernst方程计算电极的还原电势?
物理化学傅献彩下册第五版课后习题答案
物理化学傅献彩下册第五版课后习题答案 第九章可逆电池的电动势及其应用 1.写出下列电池申各电极的反应和电池反应. ⑴Pt] H2(如)| HCKa) ICfc 伽)1 Ph ⑵Pt I H(P H2) I H十(亦)|| Ag+g )iAg(s)( (3)Ag(s) | AgKs) I r (m> I Cl^ Cflo- )! AgCUQI Ag(ah (4)Pb(s) |PbSO4(s>ISOJ- ) || Crf+(心+)|Cu? ⑸Ft IH,〔见)| NaOH(^) \ HgO(s) | HgtD ；(€)Pt|Hj(^)|H+(aq)|SbiQ t(s)|Sb(s)v (7｝Pi|Fe3+(ai)t Fe z+(G2)|| Ag+也屮｝ | A飢小(8)Na(Hg)(a^)|Na^(^+)l| 0^(^- 解：d)负极H’(p吗)—2H+Sf )+2h 正极Ct (pcu > + 2e~ —2Cr ) 电池反应Hi(卫％｝+CU如—2HCl(aq). H3(M I2)一2H+(a H+ )十2厂正极2Ag^ (心>+2e_—2Ag(s) 电池反应 H；( pH2)+ 2A fi*(o^)—2Ag(5)+2H+(fl H* 1 (3〉负极Ag(s)+P (ar )― Agl(s)+e- 正极Afi€l(s) + ^― A H QI+CI—(他-)
电池反应AgCKB)+ r< ar >—Agl(s)+ cr (财- (4)负极Fb(Q + SOT a错- )一-PbS(^