天大物理化学(第五版)课后习题答案
天津大学物理化学（第五版）习题答案
32．双光气分解反应为一级反应。将一定量双光气迅速引入一个 280 oC 的容器中， 751 s 后测得系统的压力为 2.710 kPa；经过长时间反应完了后系统压力为 4.008 kPa。 305 oC 时重复试验，经320 s 系统压力为 2.838 kPa；反应完了后系统压力为 3.554 kPa。求活化能。
解：根据反应计量式，设活化能不随温度变化
33．乙醛 (A) 蒸气的热分解反应如下
518 oC 下在一定容积中的压力变化有如下两组数据：
纯乙醛的初压100 s 后系统总压
53.32966.661
26.66430.531
(1)求反应级数，速率常数；
(2) 若活化能为，问在什么温度下其速率常数为518 oC 下的 2 倍：
解：（ 1）在反应过程中乙醛的压力为，设为n级反应，并令m = n -1，由于在两组实验中kt 相同，故有
该方程有解 ( 用 MatLab fzero 函数求解 ) m = 0.972，。反应为2级。速率常数
（3）根据 Arrhenius 公式
34．反应中，在 25 oC 时分别为和
，在 35 oC 时二者皆增为 2 倍。试求：
（1）25 oC 时的平衡常数。
（2）正、逆反应的活化能。
（3）反应热。
解：（ 1）
（2）
（3）
35．在 80 % 的乙醇溶液中， 1-chloro-1-methylcycloheptane 的水解为一级反应。测得不同温度 t 下列于下表，求活化能和指前因子A。
0253545
解：由 Arrhenius 公式，，处理数据如下
3.6610 3.3540 3.2452 3.1432
-11.4547-8.0503-6.9118-5.8362
36.在气相中，异丙烯基稀丙基醚 (A) 异构化为稀丙基丙酮 (B)是一级反应。其速率常数
k 于热力学温度 T 的关系为
150 oC 时，由 101.325 kPa的 A 开始，到 B 的分压达到 40.023 kPa，需多长时间。
解：在 150 oC 时，速率常数为
37．某反应由相同初始浓度开始到转化率达20 %所需时间，在40 oC 时为 15 min，60 oC 时为 3 min。试计算此反应的活化能。
解：根据 Arrhenius 公式
由于对于任意级数的化学反应，如果初始浓度和转化率相同，则
，因此
38．反应的速率方程为
（1）；300 K下反应20 s后
，问继续反应20 s 后
（2）初始浓度同上，恒温400 K 下反应 20 s 后，，求活化能。
解：反应过程中， A 和 B 有数量关系，方程化为
（2）400 K 下
39．溶液中某光化学活性卤化物的消旋作用如下：
在正、逆方向上皆为一级反应，且两速率常数相等。若原始反应物为纯的右旋物质，速率常数为，试求：
（1）转化 10 %所需时间；
（2） 24 h 后的转化率。
解：速率方程为
该方程的解为
（2）
40．若为对行一级反应，A的初始浓度为；时间为t时，A和B的浓度分别为和。
（1）试证
（3）已知为，为，，求100 s后A
的转化率。
证：对行反应速率方程的积分形式为
转化率：
41．对行一级反应为。
（1）达到的时间为半衰期，试证；
（2）若初始速率为每分钟消耗 A 0.2 %，平衡时有 80 %的 A 转化为 B，求。
证：对行一级反应速率方程的积分形式为
（2），因此
42．对于两平行反应：
若总反应的活化能为E，试证明：
证明：设两反应均为n 级反应，且指前因子相同，则反应速率方程为
上式对 T 求导数
43．求具有下列机理的某气相反应的速率方程
B 为活泼物资，可运用稳态近似法。证明此反应在高压下为一级，低压下为二级。解：推导如下：
，根据稳态近似法
代入上式整理得到
高压下，
低压下：
44．若反应有如下机理，求各机理以表示的速率常数。
（1）
（2）
（3）
解：
（1）应用控制步骤近似法，
（2）
（4）应用控制步骤近似法，反应的速率等于第一步的速率，而AB 的生成速率为总反应速率的 2 倍：
45．气相反应的机理为
试证：
证：应用稳态近似法
46．若反应的机理如下，求以表示的速率方程。
解：应用控制步骤法近似
47．已知质量为 m 的气体分子的平均速率为
求证同类分子间 A 对于 A 的平均相对速率。
证：根据分子运动论，气体分子 A 与 B 的平均相对速率为
48．利用上题结果试证同类分子 A 与 A 间的碰撞数为
证：对于同类分子
49．利用上题结果试证：气体双分子反应的速率方程（设概率因子P = 1）为
证：设该反应的活化能为，则
50．乙醛气相分解为二级反应。活化能为，乙醛分子直径为。
（1）试计算 101.325 kPa、800 K 下的分子碰撞数。
（2）计算 800 K 时以乙醛浓度变化表示的速率常数k。
解：（ 1）根据 48 题的结果
（2）由 49 题的结果知
51．若气体分子的平均速率为，则一个A分子在单位时间内碰撞其它 A 分子的次数
试证每一个分子在两次碰撞之间所走过的平均距离为
式中：；称为平均自由程。
证：分子在单位时间走过的距离除以单位时间内的碰撞数即为两次碰撞间走过的距离，即平均自由程
52．试由及von’t Hoff方程证明
（1）
（2）对双分子气体反应
证：根据 Arrhenius 方
程，
53．试由式 (11.9.10)及上题的结论证明双分子气相反应证：根据式 (11.9.10)
而：
54．在 500 K 附近，反应的指前因子
，求该反应的活化熵。
解：根据上题的结果
55．试估算室温下，碘原子在乙烷中进行原子复合反应的速率常数。已知298K时乙烷的粘度为。
解：自由基复合反应的活化能可认为近似等于零，故该反应为扩散控制。
56．计算每摩尔波长为85 nm 的光子所具有的能
量。
57．在波长为 214 nm 的光照射下，发生下列反应：
当吸收光的强度，照射 39.38 min 后，测得
。求量子效率。
解：生成的量等于反应掉的量
58．在的光化学反应中，用480 nm 的光照射，量子效率约为，试估算每吸收 1 J 辐射能将产生若干摩尔？
解：产生 1 mol HCl 消耗 0.5 mol H 2，根据量子效率的定义
59．以为催化剂，将乙烯氧化制乙醛的反应机理如§11.14中络合催化部分所述。试由此机理推导该反应的速率方程：
推导中可假定前三步为快速平衡，第四步为慢步骤。
略
60．计算 900 oC 时，在 Au 表面的催化下分解经 2.5 h 后 N2O 的压力，已知 N 2O 的初压为 46.66 kPa。计算转化率达95 %所需时间。已知该温度下。
解：根据速率常数的单位知，该反应为一级反应
61． 25 oC 时， SbH3(g) 在 Sb 上分解的数据如下：
0510152025
101.33 74.0751.5733.1314.159.42
试证明此数据符合速率方程
计算 k。
解：用二次曲线拟合该数据，得
0510152025
0.08850.9731 1.8577 2.7423 3.6269 4.5115
4.6184 4.3050 3.9429 3.5004 2.6497 2.2428
1.7840 1.6231 1.4314 1.19390.88180.4256
用公式拟合，得到
因此，
62． 1100 K 时在W上的分解数据如下：
的初压35.3317.337.73
半衰期7.6 3.7 1.7
试证明此反应为零级反应，求平均k。
证：对数据的分析可以看出，半衰期与初始压力成正比，则正是零级反应的特征。
分别为
速率常数的平均值。
63，64 略。
第十章界面现象第十二章胶体化学------基本概念
§ 1、表面吉布斯自由能和表面张力
1.界面
2.界面现象
3.比表面（ Ao）
4.表面功
5.表面张力 surface tension
表面吉布斯自由能和表面张力
1、界面：
密切接触的两相之间的过渡区（约几个分子的厚度）称为界面（interface），通常有液－气、液－固、液－液、固－气、固－液等界面，如果其中一相为气体，这种界
面称为表面（surface）。
2、界面现
象：
由于界面两侧的环境不同，因此表面层的分子与液体内的分子受力不同：
1.液体内部分子的吸引力是对称的，各个方向的引力彼此抵销，总的受力效果是合力为零；
2.处在表面层的分子受周围分子的引力是不均匀的，不对称的。
由于气相分子对表面层分子的引力小于液体内部分子对表面层分子的引力，所以液体表面层分子受到一个指向液体内部的拉力，力图把表面层分子拉入内部，因此液体表面有自动收缩的趋势；同时，由于界面上有不对称力场的存在，使表面层分子有自发与外来分子发生化学或物理结合的趋势，借以补偿力场的不对称性。由于有上述两种趋势的存在，在表面会发生
许多现象，如毛细现象、润湿作用、液体过热、蒸气过饱和、吸附作用等，统界面现象。
3、比表面（ Ao）
表示多相分散体系的分散程度，定义为：单位体积（也有用单位质量的）的物质所具有的表面
积。用数学表达式，即为：
A0=A/V
高分散体系具有巨大的表面积。下表是把一立方厘米的立方体逐渐分割成小立方体时，
比表面的增长情况。高度分散体系具有巨大表面积的物质系统，往往产生明显的界面效应，因此必须充分考虑界面效应对系统性质的影响。
边长 l/cm立方体数表面积 A/cm2比表面 A0/cm-1线性大小与此相近的体系1166——
10-11036× 106×10——
10-21066×1026×102牛奶内的油滴
10-31096×1036×103——
10-4 (=1 μ m)10126×1046×104——
10-510156×1056×105藤黄溶胶
10-610186×1066×106金溶胶
10-7 (=1nm)10216×1076×107细分散的金溶胶
4、表面功
在温度、压力和组成恒定时，可逆地使表面积增加dA 所需要对体系做的功，称
为表面功（ω’）。
-δω’ =γdA
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
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
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
天津大学物理化学第五版下答案word资料25页
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 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 10010n 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(12 Pb 2+) 则：n 迁移(1 2 Pb 2+)= n 电解前(12 Pb 2+)+ n 电解(12 Pb 2+)- n 电解后(12 Pb 2+) n 电解(12 Pb 2+)= n 电解(Ag) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? n 迁移(12 Pb 2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol 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 - )
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 ?=+
天津大学物理化学第五版下册习题答案(含第六章)
第七章 电化学 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 ）= ×10-2 × = 又因为：n （Cu ）= n （Cl 2） pV （Cl 2）= n （Cl 2）RT 因此：3223 Cl 0.093268.314300 Cl 2.326dm 10010 n RT V p ??===?（）（） 用Pb （s ）电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有×10-2 g 。通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有的银沉积。阳极区的溶液质量为，其中含有，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(12Pb 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( 12Pb 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+)=×10-3+××10-3=×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 - )
天津大学 第五版 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：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)(0000.10010000.100000.250000.1252cm 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 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
天津大学物理化学第四版-习题及解答Word版
天津大学《物理化学》第四版习题及解答 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 (52) 第五章化学平衡 (67) 第六章相平衡 (78) 第七章电化学 (87) 第八章量子力学基础 (110) 第九章统计热力学初步 (113) 第十一章化学动力学 (120)
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。