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】

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物理化学(天大第五版全册)课后习题答案

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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，则始态为终态（f）时1-8 如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理想气体。

（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）隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？（3）隔板抽去后，混合气体中H2及N2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）抽隔板前两侧压力均为p，温度均为T。

（1）得：而抽去隔板后，体积为4dm3，温度为，所以压力为（2）比较式（1）、（2），可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为p。

（2）抽隔板前，H2的摩尔体积为，N2的摩尔体积抽去隔板后所以有，可见，隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积相同。

（3）所以有*1-17 试由波义尔温度TB的定义式，试证范德华气体的TB可表示为TB=a/（bR）式中a、b为范德华常数。

解：先将范德华方程整理成将上式两边同乘以V得求导数当p→0时，于是有当p→0时V→∞，（V-nb）2≈V2，所以有 TB= a/（bR）第二章热力学第一定律2-1 1mol理想气体于恒定压力下升温1℃，试求过程中气体与环境交换的功W。

天津大学物理化学教研室《物理化学》(第5版)配套模拟试题及详解【圣才出品】

天津大学物理化学教研室《物理化学》第5版上册名章节题库天津大学物理化学教研室《物理化学》（第5版）配套模拟试题及详解一、选择题1．如图1某循环过程：A→B是绝热不可逆过程；B→C是绝热可逆过程；C→A是恒温可逆过程，问在C→A过程中系统与环境交换的热Q C→A（）。

A．Q C→A＞0B．Q C→A＜0C．Q C→A＝0D．不能确定图1【答案】B【解析】△U BA＝△U bc＋△U CA，因BCA为可逆过程，则其逆过程ACB相对于过程A→B对外做功更多，故过程ACB吸热，也即过程BCA放热。

又因为BC是绝热，故CA放热。

当讨论“在相同的始、终态间比较不同过程的热效应”时，体现在P-V图上，不同过程功的大小是一目了然的。

而要判断不同过程的热效应的大小，必须利用状态函数“改变值只与始、末态有关而与具体途径无关”的性质，再结合热力学第一定律进行推理。

2．某气体状态方程为p＝f（V）T，f（V）仅为体积的函数，恒温下该气体的熵随体积V的增加而（）。

A．增加B．下降C．不变D．难以确定【答案】A【解析】由麦克斯韦关系式知（∂S/∂V）T＝（∂p/∂T）v＝f（V）＝p/T＞0。

3．A和B构成的系统，当A的偏摩尔量增大时，B的偏摩尔量（）。

A．随之增大B．随之减小C．保持不变D．以上三者皆有可能【答案】B【解析】根据Gibbs-Duhem方程知：对于二元系统，当一种物质的偏摩尔量增大时，另一种物质的偏摩尔量一定随之减少。

4．对于反应3A＋2B→C，当A耗掉0.6mol时，反应进度改变值为（）。

A．0.6molB．0.2molC．0.3molD．0.1mol【答案】B 【解析】计算如下：A 0.60.2 mol ξυ==。

5．将一个容器用隔板隔成体积相等的两部分，在一侧充入1mol 理想气体，另一侧抽成真空。

当抽去隔板后，气体充满全部容器。

则开始气体在一侧的数学概率和气体充满全部容器的数学概率分别为（）。

A．1，（1/2）LB．1，2LC．（1/2）L ，1D．2L ，1【答案】C【解析】开始时单个气体分子在一侧的数学概率为1/2，则1mol 气体的概率为（1/2）L 。

天津大学物理化学教研室《物理化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-热力学第一定律(圣才出

或
dU=δQ＋δW
2．焦耳实验虽然焦耳实验的设计是不精确的，但是并不影响“理想气体的热力学能仅仅是温度的函数”这一结论的正确性。
3．体积功的定义和计算由于系统体积的变化而引起的系统与环境交换的能量称为体积功，其定义式为：
δW=－pambdV （1）气体向真空膨胀时，pamb=0，得出
W=0 （2）恒外压过程体积功
W= －pamb(V2－V1)= －pambΔV （3）对于理想气体恒压变温过程
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W= －pambΔV= －nRΔT
（4）可逆过程体积功
Wr
=
−
V2 V1
pambdV
（5）理想气体恒温可逆过程体积功
Wr
=−
V2 V1
pambdV
= nRT ln(V1
V2 ) = nRT ln( p2
p1)
（6）可逆相变体积功
W=－pdV
三、恒容热、恒压热及焓 1．恒容热（QV）指系统进行恒容且无非体积功的过程中与环境交换的热，它与过程的ΔU 在量值上相等。而ΔU 只取决于始、末状态，故对一个微小的恒容且无非体积功的过程有如下关系：
=定值)、恒容过程(V=定值)、绝热(系统与环境之间无热交换)过程、循环过程等。
4．功系统得到环境所作的功时，W＞0；系统对环境作功时，W＜0。功是途径函数，单位为 J。（1）体积功（W）：系统因其体积发生变化反抗环境压力(pamb)而与环境交换的能量，
定义式为W = −pambdV ；
（2）非体积功（W ）：除了体积功以外的一切其他形式的功，如电功、表面功等。
焓为广度量，是状态函数，单位为 J。

天津大学《物理化学》第五版-习题及解答

及。
要确定，只需对第二步应用绝热状态方程
因此
，对双原子气体
由于理想气体的 U 和 H 只是温度的函数，
整个过程由于第二步为绝热，计算热是方便的。而第一步为恒温可逆
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2.24 求证在理想气体 p-V 图上任一点处，绝热可逆线的斜率的绝对值大于恒温可逆线的绝对值。
证明：根据理想气体绝热方程，
T
及过程的
。
解：过程图示如下
显然，在过程中 A 为恒压，而 B 为恒容，因此
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同上题，先求功同样，由于汽缸绝热，根据热力学第一定律
2.23 5 mol 双原子气体从始态 300 K，200 kPa，先恒温可逆膨胀到压力为 50 kPa，在绝热可
逆压缩到末态压力 200 kPa。求末态温度 T 及整个过程的解：过程图示如下
及。解：先确定系统的始、末态
对于途径 b，其功为
根据热力学第一定律
2.6 4 mol 的某理想气体，温度升高 20 C°，求解：根据焓的定义
的值。
2.10 2 mol 某理想气体，
。由始态 100 kPa， 50 dm 3，先恒容加热使压力体积
增大到 150 dm 3，再恒压冷却使体积缩小至 25 dm 3。求整个过程的
此
假设气体可看作理想气体，
，则
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2.16 水煤气发生炉出口的水煤气的温度是
1100 °C，其中 CO(g)和 H2(g)的摩尔分数均为
0.5。若每小时有 300 kg 的水煤气由 1100 °C 冷却到 100 °C，并用所收回的热来加热水，是
水温由 25 °C 升高到 75 °C。求每小时生产热水的质量。 CO(g)和 H2(g)的摩尔定压热容

天津大学物理化学第五版(下册)习题答案(含第六章)

第七章电化学7. 1用铠电极电解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27X ：, lOOkPa 下阳极上能析出多少体积的的CI2 （g ） ?解：电极反应为：阴极：C+ + 2e - Cu 阳极：2C1 -2e - Cl 2 （g ）则：z= 2 根据：Q 二 nzWIt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）。

显然阳极区溶液中的总量的改变如下：g(尹)5叫Pb» "(尹)-皿(捫).-Pb^)=6.150X iO M. 537X !0 950X 358X w Vol“Pb2+)= 7358x1^ M (%Pb“)1・537X 1(T'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NO ；的总量的改变如下：〃电杠(NO3)二 n tww (NO 3) + /7 if^( NO 3)因此：m (Cu) =/? (Cu) X J/(Cu) = 9.326X10 2X63.546 =5. 927g 又因为：/7 (Cu) =(Cl 2) (CL) = n (CL) RT lOOxlO 5p100x10 7.2用Pb （s ）电极电解PbNOs 溶液。

已知溶液浓度为lg 水中含有PbNOsl. 66X10*。

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PbNOJ. 151g ，计算Pb”的迁移数。

则：皿捫）“和（尹）+呎（尹）-皿（严）则：/;的（NO ；）引电杠（NO ；）—"桶（NO ；）/7电杠（NO ；） = 7?（丄Pb 2+） = —115\ , = 6.950X1 （T‘mol 曲2 331・2匕 …（NO ；）% 上吋）J62.50"⑸）XL66E ®50xl0f “2/J^（NO ；） = 6. 950X10 -6. 150X10’= 8. 00X10 mol则：八Pb"） = 1 - r （ NO ；） = 1 - 0.521 = 0. 4797.3用银电极电解AgNCh 溶液。

天津大学物理化学教研室《物理化学》(第5版)配套模拟试题及详解

天津大学物理化学教研室《物理化学》（第5版）配套模拟试题及详解一、选择题1．下列诸过程可应用公式dU＝（C p－nR）dT进行计算的是（）。

A．实际气体恒压可逆冷却B．恒容搅拌某液体以升高温度C．理想气体绝热可逆膨胀D．量热弹中的燃烧过程【答案】C【解析】原式dU＝，由推导过程可知此式只适用于理想气体。

2．一个纯物质的膨胀系数α＝（T为绝对温度），则该物质的摩尔恒压热容C p将（）。

A．与体积V无关B．与压力P无关C．与温度T无关D．与V、P、T均有关【答案】B【解析】根据即在等压条件下V对T的二阶导数，所以与P无关。

3．一定量组成一定的均相系统，无非体积功且定温时，其吉布斯函数随压力的增大而（）。

A．增大B．减小C．不变D．无法确定【答案】A【解析】由热力学基本公式dG＝－SdT＋Vdp可知，（∂G/∂p）T＝V＞0。

4．定温定压下，液态水变为水蒸气，系统的热力学函数（）。

A．熵增加，焓减小B．熵减小，焓增加C．熵和焓都减小D．熵和焓都增加【答案】D【解析】由热力学基本方程dH＝TdS＋Vdp可得，＝T＞0，即焓与熵同向变化。

液态水变为水蒸气吸热，熵增加，即焓也增加。

5．某物质溶解在互不相溶的两液相α和β中，该物质在α相中以A形式存在，在β相中以A2形式存在，则α和β两相平衡时：（）。

【答案】D【解析】平衡条件：不同相中同种物质化学势必定相等，否则化学势高的一相必然向化学势低的一相转变。

6．反应CO （g ）＋H 2O （g ）CO 2（g ）＋H 2（g ）在973K 时压力平衡常数K p＝0.71，若此时各物质分压为P CO ＝100kPa ，2H O p ＝50kPa ，2CO p ＝2H p ＝10kPa ，则（）。

A ．反应向右进行B ．反应向左进行C ．反应处于化学平衡状态D ．反应进行的方向难以确定【答案】A【解析】计算此时的压力J p ＝10100.0250100⨯=⨯＜K p ,，所以反应向右进行直到J p ＝ K p使得反应达平衡为止。

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)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作为溶质在两不相互溶液体H2O和CCl4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 ⋅=+)(7)(6)(2322232s O H CO Na l O H s O H CO Na ⋅=+⋅ )(10)(3)(72322232s O H CO Na l O H s O H CO Na ⋅=+⋅则R=3没有浓度限制条件'=R所以，组分数 C=S-R-'R =5-3-0=2在指定的温度或压力的条件下，其自由度数 F=C-P+1=3-P平衡条件下F=0时相数最多，因此上述系统最多只能有3相共存。

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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。

2．将铅蓄电池在10.0A 电流下充电1.5小时，4PbSO (303.3)M =分解的克数为（
）。

[中国科学院大学2012研]A．169.8B．115.8C．84.9D．57.9【答案】C
【解析】电荷量为：10A 1.53600s=54000C Q =It =⨯⨯，反应进度为：
54000
=0.2798mol 296500
Q =
=zF ξ⨯，则分解的4PbSO (303.3)M =克数为：m=303.30.2798=84.9g M =ξ⨯⨯。

3．27℃、2
1.0110kPa ⨯时，某氧化还原反应在一般容器中进行，放热60000J；在同样条件下，若通过可逆电池完成上述反应，则吸热6000J。

该反应体系可能做的最大电功应为（
）。

[中国科学院大学2012研]
A．－66000J B．－54000J C．+54000J D．+6600J 【答案】B
【解析】在等温等压条件下，一个封闭系统所能做的最大非膨胀功等于其Gibbs 自由能的减小。

r m =60000J 6000J=54000J G H T S ∆=∆-∆-+-。

4．下列关于原电池的两个电极特征的说明中，不正确的是（）。

[中国科学院大学
2012研]
A．在电子密度较低的电极上进行氧化反应B．电子流入电位较高的电极C．在阴极进行还原反应
D．进行氧化反应的电极，其电位较低【答案】A
【解析】原电池中，电子密度较低（正电荷聚集）的电极为阴极，阴极上发生还原反应。

三、计算题
1．在298.15K 时，已知AgBr 的溶度积K sp （AgBr）＝4.88×10-13，E θ（AgBr|Ag）＝0.0715V，E θ（Br 2|Br -）＝1.065V。

（1）将AgBr（s）的生成反应：Ag（s）+
1
2
Br 2（l）＝AgBr（s），设计成原电池并写出电极反应和电池反应。

求出此电池的标准电池电动势和AgBr（s）标准摩尔生成吉布斯函数；
（2）若（1）中电池在标准压力下，电池电动势的温度系数（∂E /∂T ）p ＝1×10-4V·K -1，计算该电池反应的r m H θ
∆、r m S θ
∆和可逆热Q r,m ；
（3）计算银电极的标准电极电势E θ（Ag +|Ag），要求写出所涉及的电池反应和电极反
应。

[北京科技大学2012研]
解：（1）阳极反应：Ag +Br AgBr(s)+e --
→阴极反应：21Br +e Br 2
--→电池反应：Ag（s）+
1
2
Br 2（l）＝AgBr（s）设计电池为：2Ag AgBr(s)Br ()Br (g)Pt
a -
E θ＝1.065－0.0715＝0.9935V
θθ-1-1
r m (1964850.9935)kJ mol 95.86kJ mol G zFE ∆=-=-⨯⨯⋅=-⋅（2）θ411r m (196485110)J K 9.6485J K
p
E S z
F T ---∂⎛⎫∆==⨯⨯⨯⋅=⋅ ⎪∂⎝⎭4-1-1
r,m (196485298.15110)kJ mol 2.88kJ mol
p E Q zFT T -∂⎛⎫==⨯⨯⨯⨯⋅=⋅ ⎪∂⎝⎭θθ-1-1
r m (95.86 2.88)kJ mol 92.98kJ mol
p
E H zFE zFT T ∂⎛⎫∆=-+=-+⋅=-⋅ ⎪∂⎝⎭（3）将银－溴化银电极作为阴极，阴极反应：AgBr+e Ag+Br --→阳极反应：+
Ag Ag +e
-
→电池反应：+
AgBr=Ag +Br
-
设计电池为：()()()()()
+
-
+-Ag Br Ag s Ag a Br a AgBr s Ag s ()()θθθ+AgBr Ag Ag |Ag RT
E ln K E E F
=
=-sp ()()θ+θsp
Ag |Ag AgBr Ag ln RT
E E k F
=-()138.314298.150.0715 4.8810V 0.7998V
96485-⨯⎡⎤
=-⨯=⎢⎥⎣⎦
2．298K 时，AgCl 在水中的饱和浓度为5
1
1.2710mol kg --⨯⋅，根据DEbye-Huckel 理论计算反应
+AgCl Ag ()Cl ()aq aq -=+的标准Gibbs 自由能θ
r m G ∆，并计算AgCl 在KNO 3溶液中的
饱和浓度。

已知此混合溶液的离子强度I＝1
0.010mol kg -⋅，11/2
0.5090(mol kg )
A --=⋅。

[电子科技大学2012研]
解：在水溶液中，AgCl 的离子强度为：
则
AgCl 的平均离子活度因子为：
故题给反应的标准
Gibbs 自由能为：
在KNO 3
溶液中，AgCl 的平均离子活度因子为：
则AgCl 在KNO 3溶液中的饱和浓度为：
()
1
5'
-1512
''0.99581.2710mol kg =1.4210mol kg 0.8894sp
m m m K θ
θ
γγγ±±
±
---⎛⎫⨯⨯===⋅⨯⋅ ⎪⎝⎭
3．某溶液中含有1.00mol·kg －1的32Zn(NO )和1.00mol·kg －1的32Cu(NO )，pH＝4.0，该溶液在25℃时，用光滑的Pt 片作为电极。

试问当阴极电势达－0.30V 时，阴极上。