中南大学 物理化学答案 陈启元
陈启元版物化第二章 课后习题解答
G H - TS -T R ln
p1 p RT ln 2 1573J p2 p1
A nRT ln
p2 8.314 273 ln 2 1573J p1
p1 p RT ln 2 1573J p2 p1
或
A U - TS -T R ln
Q W p 外V p 外 V 2 V1 ) p 外( （
607950 8.314 298 .159 （
RT RT ) p2 p1
1 1 ） -12394 J 607950 101325
S 环
-Q
T
12394 41.57J K 1 298 .15
解（1）设O2为理想气体，因为恒温可逆压缩，所以 U H 0
Q r W p1 101325 p 外dV nRT ln 1 298 .15 ln 4441J p2 607950
V
V2
1
G H TS TS Q r 4441J A U TS TS Q r 4441J
S S 终 S 始 S m S m
RT ln p 1 p 2 p RLn 1 13.4J mol 1 K T p2
S 终 0.204 (205 13.4) 39.1J K 1
S m S S m 13.4 205
U H 0
p1 8.314 273 ln 0.5 1573 25J . p2
Q W nRT ln
S nR ln
或
p1 8.314 ln 0.5 5.76J p2 p2 G nRT ln 8.314 273 ln 2 1573J p1
中南大学物理化学考试试卷2012-2013年
C. 微多相；
D. 动力学稳定。
9、实际电解过程中，在阴极上首先发生还原反应而放电的是（
）。
A. 标准电极电势最大者；
B. 标准电极电势最小者；
C. 不可逆电极电势最小者；
D. 不可逆电极电势最大者。
10、在一定的 T， p 下，将一个大的水滴分散为很多小水滴，基本不变的性质为（
）。
A. 表面张力；
B. 强电解质；
适用于（
）。
C. 无限稀溶液；
D. 强电解质稀溶液。
5、根据下图指出原电池正极的极化曲线是（
）。
A. 曲线 1；
B. 曲线 2；
C.曲线 3；
D.曲线 4。
6、原电池 Ag(s) | AgCl(s) | HCl( a) | Cl 2(g, p) | Pt 的电池反应可写成以下两种形式：
。
4、（4 分）合成氨反应在一定温度和压力下，平衡转化率为
25％。现在加入一种高效催化剂
后，反应速率增加了 3 倍，则其平衡转化率提高
倍，此时平衡转化率为
％。
5、（ 2 分）表面超量 Γ是指：单位面积的表面层中所含溶质的物质的量与具有相同质量溶剂
的本体溶液中所含溶质的物质的量之差， 当 dσ/da < 0 时，Γ> 0，此时发生的是
1
⑴ Ag(s) + Cl 2(g) === AgCl(s)
2
ΔrG m⑴
⑵ 2Ag(s) + Cl 2(g) === 2AgCl(s)
ΔrGm⑵
ΔrGm⑴与 ΔrGm⑵的关系是（
A. ΔrGm⑴ = 1 ΔrGm⑵； 2
C. ΔrGm⑴ = ΔrGm⑵；
）。 B. ΔrGm⑴ = 2ΔrGm⑵； D. 说不清楚。
(完整版)中南大学物化课后习题答案9章可逆原电池
s e第9章 可逆原电池1．写出下列原电池中各电极反应、电池反应及E 的计算公式。
①② Pt,H 2(101325Pa)｜KOH(a )｜O 2(101325Pa),Pt③④解：(1) 负极 Pb(s)+(a) → PbSO 4(s)+2e正极 Cu 2+() + 2e →Cu(s)电池反应 Pb(s)+SO 4(a) + Cu 2+ (a Cu 2+) ==== PbSO 4(s)+Cu(s)(2) 负极 H 2( p Θ ) -2e → 2H + (a H +)正极 O 2( p Θ ) + H 2O +2e → 2OH -(a OH -)电池反应 H 2(p Θ)+ O 2(p Θ) → H 2O(l)(3) 负极 3H 2(p H2) - 6e → 6H +(aq)正极 Sb O (s) + 6e + 6H +(aq) → 2Sb(s) +3H O(l)电池反应 Sb2O3O(l)+3H2 (p H2) → 2Sb(s) + 3H2(4) 负极 Ag(s) + I -(a I -) → AgI(s) + e正极 AgCl(s) + e → Ag(s) + Cl - (a Cl-)-)电池反应 Agl(s) + I-(a I -) → Ag(s) + Cl - (a Cl2．试将下列化学反应设计成原电池（1）Zn(s) + H2SO4(a1) === ZnSO4(a2) + H2(p H2)；（2）Ni(s) + H2O ==== NiO(s) + H2(p H2)（3）H2(p H2) + O2(p O2) ==== H2O(l)；（4）H2(p H2) + HgO(s) ==== Hg(l) + H2O(l)解：（1）负极 Zn(s) -2e → Zn2+(a2)正极 2H+(a1) + 2e → H2(P H2)电池反应 Zn(s) +2H+(a1) ==== Zn2+(a2)+ H2(p H2)电池符号 Zn(s) | ZnSO4(a2) || H2SO4(a1) | H2(p H2),Pt(2) 负极 Ni(s) + 2OH -→NiO(s) + H2O +2e正极 2H2O + 2e →H2(p H2) +2OH -电极反应 Ni(s) + H2O==== NiO(s) + H2(p H2)电池符号 Ni(s),NiO(s) | KOH(稀) | H2(p H2), Pt（3）负极 H2(p H2) + 2OH -→ 2H2O + 2e正极 2H2O +2e → 2OH - + O2(p O2)电池反应 H2(p H2) + O2(p O2) ==== H2O(l)电池符号 Pt,H2(p H2) | NaOH(稀) | O2(p O2),Pt(4) 负极 H2(p H2) + 2OH -→2H2O +2e正极 HgO(s) + H2O +2e → Hg(l) +2OH -电池反应 H2(p H2) + HgO(s) ==== Hg(l) + H2O(l)电池符号 Pt ,H2(p H2) | KOH(稀) | HgO(s),Hg(l)3．工业上用铁屑加入硫酸铜溶液中以置换铜，试设计原电池；计算该反应在298.15K时的平衡常数，并说明此置换反应进行的完全程度。
中南大学物理化学第七章 作业解答
1 k1k3 k3 2 由（5）式和（7）式得： [CH 3 ] [ H ] [ CH ] 4 k k k2 2 4
或由题给4个基元反应得：
3 k1k2k3 d[C2 H 6 ] 2 k2[CH 3 ][CH 4 ] [ CH ] 反应速率为 r 4 k dt 4
21、甲烷的热分解反应由如下的4 个基元反应所组成，试推导 总反应的速率方程。
k1 CH M CH3 H M （1） 4
k2 CH CH C2H6 H （2） 3 4
k3 （3） H CH4 H2 CH3 k4 （4） H CH3 M CH4 M
(6)
(7 )
根据题给第三个基元反应得：
d[H 2 ] k3[ H ][ CH 4 ] dt
1 2
3 d[ H 2 ] k1k2k3 2 r [ CH ] 4 k dt 4
(8)
或由题给第2个基元反应得：
d [C2 H 6 ] k2 [CH 3 ][ CH 4 ] dt
dp 又 k f ( p p) kr p 2 k f ( p p ) (因 为 kr k f ) dt
p
0
t dp k f dt p p 0
p ln kft p p
总压强增至151.987kPa时所需时间为
1 p 101.325 1 t ln ln 3.3s kf p p 0.21 101.325 50.66
0.5 103 (2 103 0.25103 ) 1 t1 ln 82.36 秒 3 3 3 3 3 2 4.53(2 10 0.5 10 ) 2 10 (0.5 10 0.2510 )
物理化学选做作业 答案——中南大学
纸质作业答案一、术语解释 节流膨胀：在绝热条件下，流体的恒焓膨胀过程。
多数流体经节流膨胀(多数情况下的流体是始态为液体，末态为气体)后温度下降，产生制冷效应。
可逆过程：在一系列无限接近平衡的条件下进行的过程。
沿可逆过程途径进行一次来回变化，不会给体系和环境留下任何痕迹，即体系和环境都可回到始态。
反应进度：用来表示化学反应进行程度的量，一般记为ξ，ξ = (n B,t - n B,0 )/νB ，式中n B,0为反应开始(ξ = 0)时体系中物质B 的物质的量(摩尔数)，n B,t 为反应进行到t 时刻(ξ)时体系中物质B 的物质的量(摩尔数)，νB 为反应方程式形为0 = ΣνB B 时，物质B 的化学计量系数。
ξ值与选用体系中的哪种物质的量的变化来进行计算无关，但与化学反应计量式的写法有关。
热容：在不发生相变和化学变化的前提下，体系在经历某一过程时，与环境所交换的热与由此引起的温度变化值之比称为体系的热容。
若过程为恒压过程，则所得热容称为恒压热容，过程为恒容过程，则所得热容称为恒容热容。
反应热效应：也称反应热，是指在只做体积功和始末态温度相等的条件下，完成化学反应过程中体系与环境所交换的热。
热效应有为恒(等)压热效应和恒(等)容热效应之分，恒(等)压热效应Q p =ΔH ，恒(等)容热效应Q V =ΔU 。
对应不同类型的反应，反应热也可分为生成热、燃烧热、溶解热、稀释热等。
熵判据：在隔离体系中，ΔS 隔离 = ΔS 体系 + ΔS 环境 ≥ 0，若ΔS 隔离 = 0，则体系达到平衡，若ΔS 隔离 > 0，则体系中发生的变化为自发（动）过程。
熵增原理：在绝热或隔离体系中发生任何变化，体系的熵总是增加或不变，而不会减少，即ΔS ≥ 0。
对绝热体系而言，ΔS 绝热 > 0时，体系中发生的变化为不可逆过程，ΔS 绝热 = 0时，体系中发生的变化为可逆过程。
化学势：溶液中组元i 的偏摩尔吉布斯自由能称为组元i 的化学势。
中南大学物理化学考试试卷 和答案
中南大学研究生考试试卷2009—2010学年二学期期末考试试题时间110分钟界面化学课程32 学时2.0 学分考试形式：开卷专业班级：矿物加工工工程姓名学号095611057卷面总分100分，占总评成绩70 %，卷面得分一、选择题(每小题2分，共26分)1.液体表面最基本的特性是（ A ）A.倾向于收缩B.倾向于铺展C.形成单分子吸附层2.若将液体与毛细管壁间的接触角近似看作0°，则液体在毛细管中的液面可以看作（C）A.凹型B.凸型C.球面3.下列方程均为计算液a/液b界面张力γab的经验公式，其中Fowkes公式为（ C ）A.γab =γa -γbB.γab =γa + γb -2（γaγb）1/2C.γab =γa + γb -2（γa dγb d）1/24.吊片法测定液体表面张力时，要求尽可能采用表面粗糙的吊片材料，其目的是（ A ）A.改善液体对吊片的润湿使θ接近于0°B. 改善液体对吊片的润湿使θ接近于90°C.改善液体对吊片的润湿使θ接近于180°5.溶液中溶剂记为1、溶质记为2，则吸附量Γ2(1)的含义为（C）A.单位面积表面相与含有相等总分子数的溶液相比较，溶质的过剩量B.单位面积表面相与含有等量溶质的溶液相比较，溶剂的过剩量C.单位面积表面相与含有等量溶剂的溶液相比较，溶质的过剩量6.C12H25SO4Na（1）、C14H29SO4Na（2）、C16H33SO4Na（3）三种物质在水表面吸附达到饱和状态时，三种物质分子在表面所占面积a m存在下列关系（ B ）A. a m,1> a m,2> a m,3B. a m,1≈a m,2≈a m,3C. a m,1< a m,2< a m,37.苯在水面上先迅速展开后又自动收缩成为小液滴漂浮在水面上，用于描述苯液滴形状的表化专业术语是（ C ）A.二维液膜B.多分子层C.透镜8.下列说法中不正确的是（ B）A.任何液面都存在表面张力B.平面液体没有附加压力C.弯曲液面的表面张力方向合力指向曲率中心D.弯曲液面的附加压力指向曲率中心9.运用过滤手段进行溶胶净化的目的是（ C）A.除掉反应过程中过量的副产物B.除掉过量的电解质C.除掉溶胶体系中的粗离子10.溶液中胶体离子表面的热力学电位是指下列哪个电学参数（ A ）A.φ0B. φsC. ξ11.造成接触角滞后的主要原因是（ C ）A.测量方法B.实验者过失C.表面不均匀和表面不平整12.固体自稀溶液中吸附等温线可分为4类18种，对于具有L 型吸附等温线的吸附过程的特征，下列说法正确的是（ C ）A.溶液有强烈的吸附竞争，且溶质分子以单一端基近似垂直吸附于固体表面B.溶质与固体表面具有高亲和力，有类似与化学吸附特征的强烈吸附行为ngmuir 型，溶质比溶剂易于吸附，吸附时溶质分子多以其长轴或平面平行于固体表面13.对于胶体体系下列说法正确的是（ B ）A.电解质引发胶体体系聚沉的主要原因是使扩散层变厚B.低浓度的聚合物可以使胶体体系发生聚沉，而高浓度的聚合物却可以使胶体体系稳定C.胶体体系属于热力学多相体系，由于界面自由能显著，所以无论采取何种措施都不可能获得相对稳定的胶体溶液二、填空题(每小题2分，共22分)1. 液-固润湿过程有__沾湿过程_,__浸湿过程 , 铺展过程_.2. 固体自溶液中吸附时，极性吸附剂易于从非极性溶液中吸附_极性_物质，而非极性吸附剂易于从极性溶液中吸附 非极性物质。
中南大学物化考试卷及答案 4套
ΔvapHm=ΔsubHm-ΔfusHm= 17 580 J·mol-1
-ΔvapHm/RT + B = -3116 K/T + 27.537
B = 22.922
所以液体 CO2 的蒸气压与温度的经验关系为：
ln(p/Pa) = -ΔvapHm/RT + 22.922 = -2115 K/T + 22.922
0， W
0， Δ
U
0 ，ΔH
0，
2. 1mol 25℃的液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热 3264KJ，则反应
Kp =(x NH3 p)2/(x H2 p)3(x N2 p)= 6.818×10-8 kPa2 解得 p = 1115 kPa
(2 分)
(1 分) (2 分)
(2 分)
(3 分)
6
中南大学考试试卷 02
一、填空题（每小题 3 分，共 45 分）
1. 273.15K,101.325KPa 下，固体冰融化为水，其过程的 Q
15. [答] (C)
二、填空题 ( 共 5 题 9 分 )
16. [答] Q=W=nRTln(V2/V1)，n=2 mol
17. [答] 吉布斯自由能
18. [答] f = 3
19. [答] xB(g) > xB(总) > xB(l)
xB= 0.6 恒沸混合物
20. [答] T; T, p
三、计算题 ( 共 5 题 60 分 )
3. N2(g)，O2(g) 体系中加入一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物，则体系的自由
度为
。
4.完全互溶的二组分溶液，在 xB= 0.6 处平衡蒸气压有最高值，那么组成 xB=0.4 的溶液在 气-液平衡时,xB(g)，xB(l)，xB(总)的大小顺序为________________ 。将 xB=0.4 的溶液进 行精镏，塔顶将得到 ___________ 。
中南大学物化课后习题答案-10章-电极过程
第10章电极过程1.用间接方法求得298. 15K时，反应H2+?02 ==== H20 （1）亠聲=-236. 65 kJ ・ mo「试问29&15K时，非常稀的硫酸溶液的分解电压是多少？设用的是可逆电极，并且溶液搅拌得很好。
（答案：1.226V）解：•・•-沁一空空竺亠2泗U 二E：二F二zF 2x964852.29& 15K时低电流密度电解稀硫酸水溶液，用银作两极的电极材料，和用光滑铠作两极材料，试分别确定其分解电压（已知在银电极上〃“2=0.87 , 〃。
2=0. 96V,在光滑钳电极上〃腔=0.09, “02=0. 45V。
并设稀硫酸水溶液中她=1）。
（答案：3. 059V； 1.769V）解：电解稀硫酸水溶液，就是电解水，其理论（可逆）分解电压为1.229, 考虑极化作用，则其实际分解电压=理论（可逆）分解电压+ S 超电压，故，用Ag作电极：2 1.229 + 0.87 + 0. 96 = 3. 059 V用Pt作电极：2 1.229 + 0. 09 + 0. 45 = 1.769 V3.某溶液中含 10 mol •dm3CdSO,, 10'mol Mm-3 ZnS04 和0. 5mol •dm USO,,把该溶液放在两个铀电极之间，用低电流密度进行电解，同时均匀搅拌, 试问① 哪一种金属将首先沉积在阴极上？② 当另一种金属开始沉积时，溶液中先析出的哪一种金属所剩余的浓度为多少？(答案：6. 65X10" mol ・ dm 3)— Cd.2"/Cd. 一Cd.2r /Cd解：(1)0.05916 怎 12 咕“汕在此溶液中，并护刘尸*,叫踏対。
加“，而查表知：畴认厂—°如26 V 醞 f 0.762酣.••一定有：＜^cd-/cd,故金属Cd 先析出。
(2)在金属锌析出时CcT 的浓度应满足关系：(-0. 4026) + 0. 02958 lg =(-0. 7628) + 0. 02961g (0.01)解得:Cct = 6. 65X 10 1 mol • dm 34. 电解某溶液在阴极上有Zn 沉积，也在Zn 上的超电压为0. 72V,欲使溶液中 Zf 的浓度降到lObol ・血二阴极仍不析出也气，溶液的pH 值最小应控制为多 少？(答案：2.7)解：当 C 7M 2+= 1.0X10 mo 1・ dm '时，有食诃価二 $二畑i _ ""“览—-—= -0.7628+0.029581g(1.0x]0-4)=-0.8811V 0.05916^ 12 ^cd^cd 2-析出也时，有 E+诳二(-0. 05916) XpH-0. 72不让出析出时,需要：£l+/H2 W 爲n2+/Zn即：（-0. 05916） X pH - 0.72^ （-0. 8811）解得：pH 2 2.15. 298. 15K 电解精炼铜的酸性溶液含铜 sthchmetcnv TCSC="0w NumberType=w l w Negative 二"False" HasSpace 二"False" SourceValue 二"30"UnitName=tt g ff >30g -dm'3,离子活度系数= ° 0576，若电解液中含有杂质银, 试问要得到精铜，电解液中银含量最大不能超过何值（设电积时铜的超电压可以 忽略，最大银含量时的 =01）? （答案：2.54X10“ mol ・dm'）□ 0 0591S, 30x0.0576弘吶二叮血 + ―-迈一-—=01644V%粧=0.7996 + 0.059161g^x0.1£ 机 E *0 7996+0 05916Igc, +M.1 铜宇不含Ag,则期血W ，即： 电恕 W0.2644解得：8. 98X10 ' mol • dm '6. 电解pH = 5的CdC12溶液时，Cd"的浓度为多少时也开始析出？已知也 的超电压为0.48V 。