物理化学2

极化作用 复习题及答案

1. 什么是分解电压？它在数值上与理论分解电压（即原电池的可逆电动势E ）有何不同）实际操作时用的分解电压要克服哪几种阻力？

答：使某电解质溶液连续不断发生电解时所必须的最小外加电压叫这电解质的分解电压。从理论上讲，E 分应大于E 可逆实际操作时的分解电压，要克服导线和接触点等的电阻阻力、电极表面层阻力、极化阻

力（化学极化、浓差极化）以及离子运动阻力。

2. 原电池和电解池的极化现象有何不同？产生极化作用的原因主要有几种？

答：原电池发生极化时，正极向负偏离，且E 可逆>E 不可逆，电解池发生极化时，阳极（正极）向正偏离，阴极（负极）向负偏离，且E 不可逆> E 可逆。产生极化作用的原因主要有：电化学极化（克服势垒需较高活化能），浓差极化（溶液中存在一定浓度梯度），欧姆极化（接触点及电解质溶液存在一定电阻）。

3. 什么叫超电势？它是怎样产生的？如何降低超电势的数值？

答：把某一电流密度下的电势φ不可逆与φ平衡之间的差值称为电势。在有电流通过电极时，电极电势偏离平衡值，即电极产生了极化现象而产生了超电势。减少电极产生极化即可降低超电势值。

4. 电极的平衡电势与析出电势有何不同？由于超电势的存在使阴，阳极的析出电势如何变化？超电势的存在有何不利和有利之处？

答：平衡电势是指电极处于平衡（可逆）状态时所具有的电极电势。析出电势是指电极处于不平衡（不 可逆）状态时所具有的电极电势，其数值等于可逆电极电势加上（或减去）浓差超电势和电化学超电势（在有些情况下还要加上或减去电极的电阻超电势）称为析出电势。

φ阳，析出=φ阳，可逆+μ阳

φ阴，析出=φ阴，可逆 –μ阴

由于超电势存在使阳极析出电势大于φ阳，可逆，阴极析出电势小于φ阴，可逆。从能量消耗角度来看，无论是电池还是电解池，超电势的存在是不利的，（电解时需要消耗能量，放电时得到的电量减少），但从另一角度看，正因为有超电势的存在，才使得某些本来在H +之后在阴极上还原的反应也

能顺利地先在阴极上进行。

5.什么叫氢超电势？氢超电势与哪些因素有关？如何计算？对电解过程有何利弊？

答：所谓氢超电势是指：在一定电流密度条件下，氢在阴极电解（析出）时的电极电势φ不可逆与其φ平

之间的差值称为氢超电势，氢超电势与电极材料、电极表面状态、溶液组成、实验温度以及电流密度衡

大小有关。

对电解过程不利之处在于多消耗能量，有利之处在于由于有氢超电势的存在，才使得某些本来在H+之后在阴极还原的反应，也能顺利地先在阴极上进行。

6.在电解时，阴，阳离子分别在阳，阴极上放电，其放电先后次序有和规律？欲使不同的金属离子用电

解方法分离，需控制什么条件？

答：在电解时，在阴极上，阳离子（还原）电势愈正者，其氧化态愈先还原而析出。在阳极上，阴离子（还原）电势愈负者其还原态愈先氧化而析出。欲使不同的金属离子用电解方法分离，需控制外加电压使金属离子分步析出而得以分离。

7.金属电化学腐蚀的机理是什么？为什么粗锌（杂质主主要是Cu,Fe等）比纯锌容易在H2SO4中溶解？

为什么在水面附近的金属部分比在空气中或水中的金属部分更容易腐蚀？所有的杂质都促使主体金属腐蚀过程加快，这说法对不对？为什么海轮比江轮采取更有效的防腐措施？

答：金属电化学腐蚀的机理是当金属表面在介质中（如潮湿空气、电解质溶液）因形成局部微电池而发生电化学作用（在阳极上一般都是金属的溶解即氧化作用）而引起的腐蚀。粗锌中Cu, Fe杂质在锌中形成局部微电池，而锌作为阳极被溶解。在水面附近的金属可与溶解于水中的空气中的O2及其杂质组成局部微电池（其中水面中杂质等容易形成电解质溶液），而在空气或水中一是缺少形成电解质的条件及其含氧量少，不容易形成局部微电池。

不对，如果杂质的还原电极电势比金属的还原电极电势更负，即杂质作为微电池的阳极，金属作为阴极，则杂质不会促使主体金属腐蚀过程加快。因为海水中含有NaCl等电解质，可形成较强的电解质溶液从而使海轮中的主体金属与杂质形成局部微电池时放电过程加快。

8.金属防腐有哪些方法？这些防腐方法的原理有何不同？

答：（1）非金属保护层------使金属与腐蚀介质隔开

（2）金属保护层-------（A）阳极保护------被保护的金属是阴极

（B）阴极保护------被保护的金属是阳极起着暂时被保护金属与介质隔离作用（3）电化学保护

（A）保护器保护----阳极保护

（B）阴极电保护

（C）阳极电保护

（D）加缓蚀剂保护------减慢阴极（或阳极）过程的速度

9.化学电源主要有哪几种？蓄电池有哪几种？各有何优缺点？

答：1、燃料电池2、锌-----空气电池3、蓄电池（1）铅蓄电池（2）Fe—Ni蓄电池

10.试述电解方法在工业上有哪些应用，并举例说明之。

答：在电解工业中常用来实现物质的（1）电解制备（2）塑料电镀（3）铝及其其合金的电化学氧化和表面着色等。

物理化学第二章 热力学第一定律

第二章 热力学第一定律 一．基本要求 1．掌握热力学的一些基本概念，如：各种系统、环境、热力学状态、系 统性质、功、热、状态函数、可逆过程、过程和途径等。 2．能熟练运用热力学第一定律，掌握功与热的取号，会计算常见过程中 的, , Q W U ?和H ?的值。 3．了解为什么要定义焓，记住公式, V p U Q H Q ?=?=的适用条件。 4．掌握理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数，能熟练地运用热力学 第一定律计算理想气体在可逆或不可逆的等温、等压和绝热等过程中， , , , U H W Q ??的计算。 二．把握学习要点的建议 学好热力学第一定律是学好化学热力学的基础。热力学第一定律解决了在恒 定组成的封闭系统中，能量守恒与转换的问题，所以一开始就要掌握热力学的一 些基本概念。这不是一蹴而就的事，要通过听老师讲解、看例题、做选择题和做 习题等反反复复地加深印象，才能建立热力学的概念，并能准确运用这些概念。 例如，功和热，它们都是系统与环境之间被传递的能量，要强调“传递”这 个概念，还要强调是系统与环境之间发生的传递过程。功和热的计算一定要与变 化的过程联系在一起。譬如，什么叫雨？雨就是从天而降的水，水在天上称为云， 降到地上称为雨水，水只有在从天上降落到地面的过程中才被称为雨，也就是说， “雨”是一个与过程联系的名词。在自然界中，还可以列举出其他与过程有关的 名词，如风、瀑布等。功和热都只是能量的一种形式，但是，它们一定要与传递 的过程相联系。在系统与环境之间因温度不同而被传递的能量称为热，除热以外， 其余在系统与环境之间被传递的能量称为功。传递过程必须发生在系统与环境之 间，系统内部传递的能量既不能称为功，也不能称为热，仅仅是热力学能从一种 形式变为另一种形式。同样，在环境内部传递的能量，也是不能称为功（或热） 的。例如在不考虑非膨胀功的前提下，在一个绝热、刚性容器中发生化学反应、 燃烧甚至爆炸等剧烈变化，由于与环境之间没有热的交换，也没有功的交换，所 以0, 0, 0Q W U ==?=。这个变化只是在系统内部，热力学能从一种形式变为

物理化学第二版作业答案6-8

物理化学作业题答案 第六章 相平衡 思考题 5．在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡，43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+垐?噲?。指出该系统的独立组分数、 相数和自由度？ 答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，没有浓度限制条件。所以独立组分数为2，相数为2，自由度为2。 习题解析 3．3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g)，根据相律解释下述实验事实。 (1) 在一定压力的2CO (g)中，将3CaCO (s)加热，实验证明在加热过程中，在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。(2) 在3CaCO (s)的分解过程中，若保持2CO (g)的压力恒定，实验证明达分解平衡时，温度有定值。 解：(1) 该系统中有两个物种，2CO (g)和3CaCO (s)，所以物种数2S =。在没有发生反应时，组分数2C =。现在是一个固相和一个气相两相共存，2P =。当2CO (g)的压力有定值时，根据相律，条件自由度 *12121f C P =+-=+-=。这个自由度就是温度，即在一定的温度范围内，可维持两相平衡共存不变，所以3CaCO (s)不会分解。 （2）该系统有三个物种，2CO (g)，3CaCO (s)和CaO(s)，所以物种数3S =。有一个化学平衡，1R =。没有浓度限制条件，因为产物不在同一个相，故2C =。现在有三相共存（两个固相和一个气相），3P =。若保持 2CO (g)的压力恒定，条件自由度*12130f C P =+-=+-=。也就是说，在保持2CO (g)的压力恒定时，温度 不能发生变化，即3CaCO (s)的分解温度有定值。 5．结霜后的早晨冷而干燥，在-5℃，当大气中的水蒸气分压降至 Pa 时，霜会升华变为水蒸气吗? 若要使霜不升华，空气中水蒸气的分压要有多大？已知水的三相点的温度和压力分别为 K 和611 Pa ，水的摩尔气化焓 1vap m 45.05 kJ mol H -?=?，冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -?=?。设相变时的摩尔焓变在这个温度区间内是 常数。 解：冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和， sub m vap m fus m H H H ?=?+?11(45.05 6.01) kJ mol 51.06 kJ mol --=+?=? 用Clausius-Clapeyron 方程，计算 K （-5℃）时冰的饱和蒸气压 (268.15K)51 06011 ln 611 Pa 8.314273.16268.15p = - ? ? ??? 解得 (268.15K)401.4 Pa p = 而 K （-5℃）时，水蒸气的分压为 Pa ，低于霜的水蒸气分压，所以这时霜要升华。当水蒸气分压等于或大于401.4 Pa 时，霜可以存在。

物理化学试卷及答案2套

物理化学试题A 一、选择题：（每题3分共30分） 1. 在pθ，K下过冷水结成同温度下的冰，则该过程中：（） (A) ΔS=0 ΔG=0(B) ΔS>0 ΔG<0 (C) ΔS <0 ΔG<0(D) ΔS>0 ΔG >0 2.在α、β两相中都含有A和B两种物质,当达到相平衡时,下列三种情况,正确的是：（） (A)；(B) ；

(C)；(D)以上答案均不正确。 3.下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是：( ) (A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程 (B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 (C) K，pθ下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 和O2在绝热钢瓶中化学反应生成CO2的过程：( ) (A) ΔH = 0 (B) ΔU = 0 (C) ΔS = 0 (D) ΔG = 0 5.在恒温恒压不做非体积功的情况下，下列哪一个过程肯定可以自发进行：（） (A) ΔH>0，且ΔS>0 (B) ΔH>0，且ΔS<0 (C) ΔH<0，且ΔS>0 (D) ΔH<0，且ΔS<0 6.公式d G = V d p -S d T可适用下述哪一过程：( ) (A) 298K、101325Pa 下的水蒸发过程 (B) 理想气体真空膨胀 (C) 电解水制取氢 (D) N2(g) + 3H2(g)＝2NH3(g) 未达平衡 7.同一温度压力下,一定量某纯物质的熵值：（） (A) S(气)＞S(液)＞S(固); (B) S(气)＜S(液)＜S(固); (C) S(气)＝S(液)＝S(固)；(D)以上答案均不正确

得更多NO2，应采取的措施是：（） (A) 降温和减压(B) 降温和增压 (C) 升温和减压(D) 升温和增压 9. 对于二组分系统能平衡共存的最多相数为：( ) (A) 1 (B)2 (C)3 (D)4 10.下述分子熵最大是：（）， （A）CH4 （B）C2H6 （C）C3H8 （D）C10H22 二、问答（30分） 1. （5分）冰在0℃转变为水，dS>0，但在0℃P=Pθ时，冰与水处于平衡状态，而dS=0是平衡条件，对吗 2. （5分）在绝热过程中，∵Q=0∴dS=0，对吗 3. （10分）试问下列过程哪些状态函数的改变值等于零 ?1）理想气体的卡诺循环 ?2）液体水在正常沸点汽化为水蒸气 ?3）H2与O2在绝热的钢瓶中反应生成H2O（l） ?4）理想气体向真空容器中膨胀 4. （10分）说出下列公式的使用条件 （1）ΔG=ΔH-Δ（TS）；ΔG=ΔH-TΔS （2）(ΔG)=W'f （3）ΔG=∫VdP ΔG=nRTlnP2/P1 （4）ΔS=Q/T

物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题答案

第一章 气体 一．基本要求 1．了解低压下气体的几个经验定律； 2．掌握理想气体的微观模型，能熟练使用理想气体的状态方程； 3．掌握理想气体混合物组成的几种表示方法，注意Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提； 4．了解真实气体m p V -图的一般形状，了解临界状态的特点及超临界流体的应用； 5．了解van der Waals 气体方程中两个修正项的意义，并能作简单计算。 二．把握学习要点的建议 本章是为今后用到气体时作铺垫的，几个经验定律在先行课中已有介绍，这里仅是复习一下而已。重要的是要理解理想气体的微观模型，掌握理想气体的状态方程。因为了解了理想气体的微观模型，就可以知道在什么情况下，可以把实际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。通过例题和习题，能熟练地使用理想气体的状态方程，掌握,,p V T 和物质的量n 几个物理量之间的运算。物理量的运算既要进行数字运算，也要进行单位运算，一开始就要规范解题方法，为今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。 掌握Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提，以免今后在不符合这种前提下使用而导致计算错误。 在教师使用与“物理化学核心教程”配套的多媒体讲课软件讲课时，要认真听讲，注意在Power Point 动画中真实气体的m p V -图，掌握实际气体在什么条件下才能液化，临界点是什么含义等，为以后学习相平衡打下基础。 三．思考题参考答案 1．如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状？采用了什么原理？ 答：将打瘪的乒乓球浸泡在热水中，使球的壁变软，球中空气受热膨胀，可使其恢复球状。采用的是气体热胀冷缩的原理。 2．在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。试问，这两容器中气体的温度是否相等？ 答：不一定相等。根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相等。

物理化学第二版作业答案6-8

物理化学作业题答案 第六章相平衡 思考题 5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡， NH 4CI(S)垐9 NH 3(g) HCI(g)。指出该系统的独立组分数、 相数和自由度？ 答：反应中有三个物种， 一个平衡限制条件， 没有浓度限制条件。 所以独立组分数为 2,相数为2，自由度为2。 习题解析 3. CaCO 3(s)在高温下分解为CaO(S)和CO 2(g),根据相律解释下述实验事实。 (1) 在一定压力的CO 2(g)中，将CaCO 3(s)加热，实验证明在加热过程中，在一定的温度范围内 CaCO 3(s)不 会分解。(2)在 CaCO 3(s)的分解过程中，若保持 CO 2(g)的压力恒定，实验证明达分解平衡时，温度有定值。 解：⑴ 该系统中有两个物种， CO 2(g)和CaCO 3(s),所以物种数S 2。在没有发生反应时， 组分数C 2。 现在是一个固相和一个气相两相共存， P 2。当CO 2(g)的压力有定值时，根据相律，条件自由度 f * C 1 P 2 1 2 1。这个自由度就是温度，即在一定的温度范围内，可维持两相平衡共存不变，所以 CaCO 3(s)不会分解。 (2) 该系统有三个物种， CO 2(g) , CaCO 3(s)和CaO(S),所以物种数S 3。有一个化学平衡， R 1。没 有浓度限制条件，因为产物不在同一个相，故 C 2。现在有三相共存(两个固相和一个气相) ，P 3。若保持 CO 2(g)的压力恒定，条件自由度 f * C 1 P 2 1 3 0。也就是说，在保持 CO 2(g)的压力恒定时，温度 不能发生变化，即 CaCO 3(s)的分解温度有定值。 5.结霜后的早晨冷而干燥，在 -5C,当大气中的水蒸气分压降至 266.6 Pa 时，霜会升华变为水蒸气吗 ？若要 使霜不升华，空气中水蒸气的分压要有多大？已知水的三相点的温度和压力分别为 273.16 K 和611 Pa,水的摩尔气 化焓V aP H m 45.05 kJ mol 1 ,冰的摩尔融化焓 fus H m 6.01 kJ mol 1。设相变时的摩尔焓变在这个温度区间 内是常数。 解：冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和， 1 1 SUb H m VaP H m fus H m (45.05 6.01) kJ mol 51.06 kJ mol 用Clausius-Clapeyron 方程，计算 268.15 K (-5 C)时冰的饱和蒸气压

大学物理化学模拟试卷(2)及答案

物理化学模拟试卷（2）答案 一、名词解释（每题2分，共16分） 1、可逆过程：体系经过某一过程从初态变到终态后，体系和环境都恢复到原来的状态而未留下任何永久性的变化，称为热力学可逆过程。 2、第二类电极：将一种金属及其相应的难溶性盐浸入含有该难溶性盐的负离子的溶液中，达成平衡后，所构成的电极。 3、标准摩尔生成自由能：在标准压力下，由稳定单质生成1 mol化合物时吉布斯自由能的变化值，称为该化合物的标准生成吉布斯自由能。 4、自由度：确定平衡体系的状态所必须的压力、温度和浓度等独立强度性质的数目称为自由度。 5、电导率：相距为1m, 面积为1m2的两个平行板电极之间充满电介质溶液时的电导，即相当于单位体积电解质溶液所表现出来的电导。 6、理论分解电压：使某电解质溶液能连续不断发生电解反应时所必须外加的最小电压称为理论分解电压。 7、理想溶液：任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律和亨利定律的溶液叫做理想溶液。 8、反应的速率系数：速率方程中的比例系数k称为反应的速率常数。它的物理意义是各反应物的浓度等于1时的反应速率，其值大小与浓度无关，而与反应温度、反应本性、催化剂、溶剂等因素有关。 二、判断题（共10题，每题1分，共10分）： （×）1、升高温度，使吸热反应的反应速率增大，放热反应的反应速率减小。 （√）2、电流密度越大超电势越大，阴极电势越小 （√）3、电池反应中，ΔG > 0的反应不能自发进行。 （×）4、液体在等温蒸发过程中的内能变化为零。 （×）5、熵增加的过程一定是自发过程 （×）6、根据相律，单组分体系相图只能有唯一的一个三相共存点。 （√）7、在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的 方向进行。 （√）8、非缔合电解质一定是强电解质。

物化2 复习

一、选择题 1.下列问题中哪个不能通过电导实验测定得到解决（ ） A. 难容盐的溶解度 B. 离子的平均活度系数 C. 弱电解质的电离度 D. 电解质溶液的浓度 解答: B. 2. 298K 时， 1 002.0-?kg mol 的2CuCl 溶液的平均活度系数1±γ与同 浓度的4CuSO 溶液的平均活度系数2±γ 之间的关系为（ ） A. 21±±>γγ B. 21±±<γγ C. 21±±=γγ D. 无法比较 解答: B. 3. 设某浓度的4CuSO 溶液的摩尔电导率为121210 4.1---??Ω?mol m ，若在该溶液中加入31m 的纯水，这时4CuSO 溶液的摩尔电导率将（ ） A. 降低 B. 升高 C. 不变 D. 无法确定 解答: B. 4．])([63CN Fe K 的水溶液，其质量摩尔浓度为ｂ，离子平均活度系数为±γ，此溶液的平均活度±a 为（ ） A. 2 2b ± γ B. 3 3b ± γ C. 3334b ±γ D. b ±γ4 27 解答: Ｄ. 5．已知２９８Ｋ时，NaCl NaOH Cl NH ,,4的无限稀溶液摩尔电导率分

别为1222210265.1,10478.2,10499.1----?????mol m S ，则OH NH 4的无限稀溶液摩尔电导率为（ ） A. 12210277.0--???mol m S B. 1221053.2--???mol m S C. 12210721.2--???mol m S D. 12210253.0--???mol m S 解答: Ｃ. 6．10433.0-?kg mol 的KCl 与10122.0-?kg mol 的64)(CN Fe K 混合液的离子强度为（ ） A. 11862.0-?kg mol B. 11653.0-?kg mol C. 11438.0-?kg mol D. 10224.0-?kg mol 解答: Ｃ. 7. 298Ｋ时浓度为110.0-?kg mol 的2CaCl 水溶液，其正负离子的平均活度系数518.0=±γ，则正负离子的平均活度±a 为（ ） A. 0.0518 B. 0.1036 C. 0.0822 D. 0.822 解答: Ｃ. 8. 有４个浓度均为1010.0-?kg mol 的电解质溶液，其中活度系数最大的是（ ） A. KCl B. 2CaCl C. 42SO Na D. 3AlCl 解答: Ｄ. 9．已知42SO Na 溶液的质量摩尔浓度为ｍ，则该溶液的平均质量摩尔浓度±m 为（ ）

物理化学第二章课后答案完整版.docx

第二章热力学第一定律 1mol 理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。 解：理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式（ 2.2.3） W =－ p amb V －=p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－ 1mol 水蒸气 (H2O,g)在 100℃,下全部凝结成液态水。求过程的功。假设：相对于水蒸气的体 积，液态水的体积可以忽略不计。 解: n = 1mol 恒温恒压相变过程 ,水蒸气可看作理想气体 , 应用式（ 2.2.3） W =－ p amb V =－p(V l -V g ) ≈ pVg = nRT = 在25℃及恒定压力下，电解 1mol 水(H2O,l)，求过程的体积功。 H2O(l)＝ H2(g) + 1/2O2(g) 解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式（ 2.2.3） W=－p amb V =－ (p2V2-p1V1)≈－ p2V2 =－n2RT=－ 若途径 a 的 Q a=,Wa=－；而途径 b 的Q b=系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。 －。求 W b. 解 :热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关 ,故ΔU a=ΔU b 由热力学第一定律可得Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a－Q b = －

始态为 25℃，200 kPa 的 5 mol 某理想气体，经途径 a ，b 两不同途径到达相同的末态。途 经 a 先经绝热膨胀到 -28.47℃， 100 kPa ，步骤的功 ；再恒容加热到压力 200 kPa 的末态，步骤的热 。途径 b 为恒压加热过程。求途径 b 的 及 。 解：先确定系统的始、末态 V 1 = nRT 1 =5 ×8.314 ×298.15 3 P 1 = 0.0619 m 200000 V 2 = V = nRT = 5 ×8.314 ×244.58 = 0.1016 m 3 P 100000 U = W a + Q a = (－5.57 + 25.42 )kJ = 19.85kJ 对于途径 b ，其功为 W b = － p 1 V = －200000（0.1016－0.0619） J = －7.932kJ 根据热力学第一定律 4mol 某理想气体，温度升高 20℃ , 求 ΔH－ΔU 的值。 解：根据焓的定义 -3 水 (H 2 在 ℃ 下：（ ）压力从 增 已知水在 25℃ 的密度 ρ =997.04kg ·m。求 1mol 100kPa O,l) 25 1 加至 200kPa 时的 H;（2）压力从 100kPa 增加至 1Mpa 时的 ΔH。假设水的密度不随压力改 变，在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关。 -3 -3 -1 解 : 已知 ρ= 997.04kg ·m H2O = × 10 kg mol · M

简明物理化学第二版答案讲解

第一章热力学第一定律习题解答 1． 1mol 理想气体依次经过下列过程：(1)恒容下从 25℃升温至 100℃，(2)绝热自由膨胀至二倍体积，(3)恒压下冷却至25℃。试计算整个过程的Q、W、?U及?H。 解：将三个过程中Q、?U及W的变化值列表如下： 过程Q?U W (1)C V ,m (T 1末 ?T 1初 )C V ,m (T 1末 ?T 1初 ) (2)000 （3）C p,m(T3末?T3初) C v,m (T 3末 ?T 3初 ) p(V3末?V3初) 则对整个过程: T= T＝298.15K T= T= 373.15K 1初3末1末3初 Q ＝nC v,m(T1末－T1初)+0+ nC p,m(T3末－T3初) ＝nR(T3末?T3初） ＝[1×8.314×(-75)]J＝-623.55J ?U＝nC v,m(T1末－T1初)+0+nC v,m(T3末－T3初)＝0 W ＝- p(V3末?V3初)＝-nR(T3末?T3初） ＝-[1×8.314×(-75)]J＝623.55J 因为体系的温度没有改变，所以?H＝0 2．0.1mol 单原子理想气体，始态为 400K、101.325kPa，经下列两途径到达相同的终态： (1)恒温可逆膨胀到10dm3，再恒容升温至610K； (2) 绝热自由膨胀到6.56dm3，再恒压加热至610K。 分别求两途径的Q、W、?U及?H。若只知始态和终态，能否求出两途径的?U及?H？ 解：(1)始态体积V1＝nRT1/p1＝(0.1×8.314×400/101325)dm3＝32.8dm3 W ＝W恒温+W恒容＝nRT ln V V2+0 1 ＝(0.1×8.314×400×ln3210 .8+0)J ＝370.7J ?U＝nC V,m(T2?T1)＝[0.1×3 2 ×8.314 ×(610?400) ]J＝261.9J 1

物理化学习题集及答案2

相平衡 一、选择题： 1. 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为 （ ） (A) Φ=2 (B) Φ=3 (C) Φ=4 2. 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正确 （ ） A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ==== 3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 4. 在密闭容器中有食盐饱和溶液，并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶， 则系统的自由度是 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 5. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时，自由度应为 （ ） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 6. 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统，其自由度f 为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 7. NH 4Cl(s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3(g) （ ） (A) K =3, Φ=2, f =2 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2, f =1 8. 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存 （ ） (A) K =1, Φ=2, f =1 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =2, Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =1 9. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43.063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数为 0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液： （ ） (A) 为理想液体混合物 (B) 对丙酮为负偏差 (C) 对丙酮为正偏差 (D) 无法确定

无机材料物理化学课后习题及答案

第一章几何结晶学基础 1-1.晶体、晶胞的定义；空间格子构造的特点；晶体的基本性质。 1-2.参网页上的模型，运用对称要素组合定律，写出四方柱、六方柱、四方 四面体、斜方双锥、六八面体、三方柱、复三方三角面体、四六面体的点群符号，并写出其所属的晶系和晶族。 1-3.参阅网页上的模型，请确定单型中的六八面体、复三方偏三角面体、复六 方双锥、和聚型中2、3、4号模型在晶体定向中，各晶体的晶轴分别与哪些对称 轴重或晶棱方向平行？ 1-4.请写出单型三方柱、四方柱、四方双锥、六方柱、菱面体、斜方双锥各晶 面的主要晶面符号。 1-5.请写出下列聚型模型各晶面的晶面符号：1、2、3、4。两个对称面相互成 1）60°、2）90°、3）45°、4）30°，可组合成什么点群？ 1-6.由两根相交的二次轴互成1）90°、2）60°、3）45°、4）30°，可以组 合成什么点群？试在面心立方格子中画出菱面体格子 1-7.一晶面在X、Y、Z轴分别截得2、4、6个轴单位，请写出此晶面符号。 1-8.作图表示立方晶体的（123）、（012）、（421）晶面。 1-9.在六方晶体中标出晶面（0001）、（2110）、（1010）、（1120）、（1210）的位臵。 1. 答：晶体最本质的特点是其内部的原子、离子、或原子集团在三维空间以一 定周期性重复排列而成 , 晶体的空间格子构造有如下特点：结点空间格子中的 点，在实际晶体中它们可以代表同种质点占有的位臵，因此也称为晶体结构中的 等同点位臵。行列结点在一维方向上的排列 . 空间格子中任意两个结点连接的 方向就是一个行列方向。面网结点在平面上的分布构成面网。空间格子中，不 在同一行列上的任意三个结点就可联成一个面网。平行六面体空间格子中的最 小单位。它由六个两两平行且大小相等的面组成。 晶体的基本性质是指一切晶体所共有的性质，这些性质完全来源于晶体的空间格 子构造。晶体的基本性质主要包括以下五点： 1 ） . 自限性（自范性），指晶体在适当条件下自发形成封闭几何多面体的性 质。晶体的的多面体形态是其格子构造在外形上的反映。暴露在空间的晶体外表，如晶面、晶棱与角顶分别对应其晶体空间格子中的某一个面网、行列和结点。 2 ） . 结晶均一性，指同一晶体的各个不同部分具有相同的性质。因为以晶体 的格子构造特点衡量，晶体不同部分质点分布规律相同，决定了晶体的均一性。 3 ） . 对称性，指晶体中的相同部分在不同方向上或不同位臵上可以有规律地 重复出现。这些相同部位可以是晶面、晶棱或角顶。晶体宏观上的对称性反映了 其微观格子构造的几何特征。

物理化学习题答案(2)-相平衡

物理化学习题答案（2） 三. 计算题 2、固态氨的饱和蒸气压为 3754ln(/kPa)21.01/K p T =- ， 液态氨的饱和蒸气压为 3065ln(/kPa)17.47/K p T =- 试求（1）三相点的温度、压力；（2）三相点的蒸发焓、升华焓和熔化焓。 解：（1）三相点的T ，p ：3754306321.0117.47/K /K T T -=-， T = 195.2 K 3754ln(/kPa)21.01 1.778195.2 p =-=， p = 5.92 kPa （2） 把ln H p C RT -?=+,与蒸气压式比较得 sub m 3754K H R ?= sub m H ? = 3754 ′ 8.314 J·mol -1 = 31.21 kJ·mol -1 vap m H ?= 3063 ′ 8.314 J·mol -1 = 25.47 kJ·mol -1 fus m H ?=sub m H ?－ vap m H ? = 5.74 kJ·mol -1 3、已知甲苯和苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa 和136.12kPa ，两者可形成理想液态混合物。取200.0g 甲苯和200.0g 苯于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90℃的液态混合物。在恒温90℃下逐渐降低压力， 问： (1)压力降到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何？ 沸点和蒸发焓分别为383.7K 和31999J·mol -1。苯和甲苯形成理想液态混合物，若有该种液态混合物在 A B

6、固体CO 2的饱和蒸气压与温度的关系为：1353lg 11.957p Pa T K *??=-+ ??? 已知其熔化焓18326fus m H J mol *-?=?，三相点温度为 -56.6℃。 (1) 求三相点的压力； (2) 在100kPa 下CO 2能否以液态存在? (3) 找出液体CO 2的饱和蒸气压与温度的关系式。 解：(1) lg ( p* / Pa) = -1353 /( 273.15-56.6)+11.957=5.709，三相点的压力为5.13×10５Pa (2) 不能; (3) *m sub H ?=2.303×1353×8.314 J mol -1； *m VaP H ?=*m sub H ?-*m fus H ?=17.58 kJ mol -1; *m VaP H ?/R=2113.95，K=ln(5.13×10５)+2113.95/216.6=22.91, ln (p * /Pa)= -2113.95 /(T /K)+22.91。

物理化学2

极化作用 复习题及答案 1. 什么是分解电压？它在数值上与理论分解电压（即原电池的可逆电动势E ）有何不同）实际操作时用的分解电压要克服哪几种阻力？ 答：使某电解质溶液连续不断发生电解时所必须的最小外加电压叫这电解质的分解电压。从理论上讲，E 分应大于E 可逆实际操作时的分解电压，要克服导线和接触点等的电阻阻力、电极表面层阻力、极化阻 力（化学极化、浓差极化）以及离子运动阻力。 2. 原电池和电解池的极化现象有何不同？产生极化作用的原因主要有几种？ 答：原电池发生极化时，正极向负偏离，且E 可逆>E 不可逆，电解池发生极化时，阳极（正极）向正偏离，阴极（负极）向负偏离，且E 不可逆> E 可逆。产生极化作用的原因主要有：电化学极化（克服势垒需较高活化能），浓差极化（溶液中存在一定浓度梯度），欧姆极化（接触点及电解质溶液存在一定电阻）。 3. 什么叫超电势？它是怎样产生的？如何降低超电势的数值？ 答：把某一电流密度下的电势φ不可逆与φ平衡之间的差值称为电势。在有电流通过电极时，电极电势偏离平衡值，即电极产生了极化现象而产生了超电势。减少电极产生极化即可降低超电势值。 4. 电极的平衡电势与析出电势有何不同？由于超电势的存在使阴，阳极的析出电势如何变化？超电势的存在有何不利和有利之处？ 答：平衡电势是指电极处于平衡（可逆）状态时所具有的电极电势。析出电势是指电极处于不平衡（不 可逆）状态时所具有的电极电势，其数值等于可逆电极电势加上（或减去）浓差超电势和电化学超电势（在有些情况下还要加上或减去电极的电阻超电势）称为析出电势。 φ阳，析出=φ阳，可逆+μ阳 φ阴，析出=φ阴，可逆 –μ阴 由于超电势存在使阳极析出电势大于φ阳，可逆，阴极析出电势小于φ阴，可逆。从能量消耗角度来看，无论是电池还是电解池，超电势的存在是不利的，（电解时需要消耗能量，放电时得到的电量减少），但从另一角度看，正因为有超电势的存在，才使得某些本来在H +之后在阴极上还原的反应也

物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案

第二章热力学第二定律练习题 一、判断题（说法正确否）： 1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。 2．不可逆过程一定是自发过程。 3．熵增加的过程一定是自发过程。 4．绝热可逆过程的?S= 0，绝热不可逆膨胀过程的?S> 0，绝热不可逆压缩过程的?S< 0。5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。 7．平衡态熵最大。 8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。 9．理想气体经等温膨胀后，由于?U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗 10．自发过程的熵变?S > 0。 11．相变过程的熵变可由计算。 12．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。 13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。 14．冰在0℃，p下转变为液态水，其熵变>0，所以该过程为自发过程。 15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。 16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。 17．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。 18．系统由V1膨胀到V2，其中经过可逆途径时做的功最多。 19．过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得?G = 0。 20．理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以 -p d V= 0，此过程温度不变，?U= 0，代入热力学基本方程d U = T d S - p d V，因而可得d S = 0，为恒熵过程。 21．是非题： ⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否 ⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否 ⑶绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点 ⑷自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程举一例。 ⑸ 1mol理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V1变到V2，能否用公式： 计算该过程的熵变 22．在100℃、p时，1mol水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成 100℃、p的水蒸气，试计算此过程的?S、?S(环)。 23．的适用条件是什么 24．指出下列各过程中，物系的?U、?H、?S、?A、?G中何者为零 ⑴理想气体自由膨胀过程；⑵实际气体节流膨胀过程； ⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态； ⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl； ⑸ 0℃、p时，水结成冰的相变过程；⑹理想气体卡诺循环。 25．a mol A与b mol B的理想气体，分别处于(T,V,p A)与(T,V,p B)的状态，等温等容混合为 (T,V,p)状态，那么?U、?H、?S、?A、?G何者大于零，小于零，等于零 26．一个刚性密闭绝热箱中，装有H2与Cl2混合气体，温度为298K，今用光引发，使其化合为HCl(g)，光能忽略，气体为理想气体，巳知(HCl) = ·mol-1，试判断该过程中?U、?H、?S、?A、?G是大于零，小于零，还是等于零 27．在一绝热恒容箱内，有一绝热板将其分成两部分，隔板两边各有1mol N2，其状态分别为298K、p0与298K、10p0，若以全部气体为体系，抽去隔板后，则Q、W、?U、?H、?S中，哪些为零

物理化学第二版课后答案

物理化学第二版课后答案 【篇一：大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参 考答案第8章】 ．基本要求 1．理解电化学中的一些基本概念，如原电池和电解池的异同点，电 极的阴、阳、 正、负的定义，离子导体的特点和faraday 定律等。 2．掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要 应用等。了解 强电解质稀溶液中，离子平均活度因子、离子平均活度和平均质量 摩尔浓度的定义，掌握离子强度的概念和离子平均活度因子的理论 计算。 3．了解可逆电极的类型和正确书写电池的书面表达式，会熟练地写 出电极反应、 电池反应，会计算电极电势和电池的电动势。 4．掌握电动势测定的一些重要应用，如：计算热力学函数的变化值，计算电池反 应的标准平衡常数，求难溶盐的活度积和水解离平衡常数，求电解 质的离子平均活度因子和测定溶液的ph等。 5．了解电解过程中的极化作用和电极上发生反应的先后次序，具备 一些金属腐蚀 和防腐的基本知识，了解化学电源的基本类型和发展趋势。 二．把握学习要点的建议 在学习电化学时，既要用到热力学原理，又要用到动力学原理，这 里偏重热力学原理在电化学中的应用，而动力学原理的应用讲得较少，仅在电极的极化和超电势方面用到一点。 电解质离子在传递性质中最基本的是离子的电迁移率，它决定了离 子的迁移数和离子的摩尔电导率等。在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上，需要了 解电导测定的应用，要充分掌握电化学实用性的一面。 电化学在先行课中有的部分已学过，但要在电池的书面表示法、电 极反应和电池反应的写法、电极电势的符号和电动势的计算方面进 行规范，要全面采用国标所规定的符号，以便统一。会熟练地书写 电极反应和电池反应是学好电化学的基础，以后在用nernst方程计

物理化学2

物理化学试卷 班级姓名分数 一、选择题( 共10题20分) 1. 2 分(0241) 0241 理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? ( ) 2. 2 分(1791) 1791 已知373 K 时，液体A的饱和蒸气压为5×104 Pa，液体B 的饱和蒸气压为105 Pa，A和B构成理想液体混合物，当A在溶液中的物质的量分数为0.5 时，气相中B的物质的量分数为：( ) (A) 1/1.5 (B) 1/2 (C) 1/2.5 (D) 1/3 3. 2 分(1743) 1743 在某温度下，当B溶解于A中形成溶液时，若纯B的摩尔体积大于溶液中B的偏摩尔体积时，(设B的偏摩尔体积大于零),若增加压力则B在A中的溶解度将：( ) （A）增大（B）减小 （C）不变（D）不确定 4. 2 分(0393) 0393 反应(1) CaCO3(s)??→CaO (s) + CO2(g)；Δr H m=179.5 kJ·mol-1 反应(2) C2H2(g) + H2O (l)??→CH3CHO (g)；Δr H m=-107.2 kJ·mol-1

反应 (3) C 2H 4(g) + H 2O (l)??→C 2H 5OH (l)； Δr H m =-44.08 kJ·mol -1 反应 (4) CS 2(l) + 3O 2(g)??→CO 2(g) + 2SO 2(g)； Δr H m =-897.6 kJ· mol -1 其中热效应 │Q p │>│Q V │ 的反应是： ( ) (A) (1),(4) (B) (1),(2) (C) (1),(3) (D) (4),(3) 5. 2 分 (1914) 1914 在恒温恒压下形成理想液体混合物的混合吉布斯自由能Δmix G ≠ 0，恒温下Δmix G 对温度T 进行微商,则： ( ) (A) (?Δmix G /?T )T < 0 (B) (?Δmix G /?T )T > 0 (C) (?Δmix G /?T )T = 0 (D) (?Δmix G /?T )T ≠ 0 6. 2 分 (1232) 1232 关于偏摩尔量，下面的叙述中不正确的是： (A) 偏摩尔量的数值可以是正数、负数和零 (B) 溶液中每一种广度性质都有偏摩尔量，而且都不等于其摩尔量 (C) 除偏摩尔吉布斯自由能外，其他偏摩尔量都不等于化学势 (D) 溶液中各组分的偏摩尔量之间符合吉布斯－杜亥姆关系式 7. 2 分 (1705) 水的蒸气压为 1705 Pa ，设纯水的活度为 1。试计算： (1) 在溶液中水的活度系数； (2) 水在溶液中的化学势与纯水化学势之差。 8. 2 分 (1231) 1231 试证明化学势也能用下式表示： μB = -T (?S /?n B c ,,)U V n 9. 2 分 (9027) 9027 在263 K 的过冷水凝结成263 K 的冰,则： ( ) (A) ΔS <0 (B) ΔS >0 (C) ΔS =0 (D) 无法确定 *. 2 分 (1132)

物理化学核心教程课后答案完整版(第二版学生版)

物理化学核心教程（第二版）参考答案 第一章气体 一、思考题 1. 如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状采用了什么原理 答：将打瘪的乒乓球浸泡在热水中，使球壁变软，球中空气受热膨胀，可使其恢复球状。采用的是气体热胀冷缩的原理。 2. 在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。试问，这两容器中气体的温度是否相等 答：不一定相等。根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相等。 3. 两个容积相同的玻璃球内充满氮气，两球中间用一玻管相通，管中间有一汞滴将两边的气体分开。当左球的温度为273 K，右球的温度为293 K时，汞滴处在中间达成平衡。试问： （1）若将左球温度升高10 K，中间汞滴向哪边移动 （2）若两球温度同时都升高10 K, 中间汞滴向哪边移动 答：（1）左球温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。 （2）两球温度同时都升高10 K，汞滴仍向右边移动。因为左边起始温度低，升高10 K所占比例比右边大，283/273大于303/293，所以膨胀的体积（或保持体积不变时增加的压力）左边比右边大。 4. 在大气压力下，将沸腾的开水迅速倒入保温瓶中，达保温瓶容积的左右，迅速盖上软木塞，防止保温瓶漏气，并迅速放开手。请估计会发生什么现象 答：软木塞会崩出。这是因为保温瓶中的剩余气体被热水加热后膨胀，当与迅速蒸发的水汽的压力加在一起，大于外面压力时，就会使软木塞崩出。如果软木塞盖得太紧，甚至会使保温瓶爆炸。防止的方法是灌开水时不要太快，且要将保温瓶灌满。 5. 当某个纯物质的气、液两相处于平衡时，不断升高平衡温度，这时处于平衡状态的气-液两相的摩尔体积将如何变化 答：升高平衡温度，纯物的饱和蒸汽压也升高。但由于液体的可压缩性较小，热膨胀仍占主要地位，所以液体的摩尔体积会随着温度的升高而升高。而蒸汽易被压缩，当饱和蒸汽压变大时，气体的摩尔体积会变小。随着平衡温度的不断升高，气体与液体的摩尔体积逐渐接近。当气体的摩尔体积与液体的摩尔体积相等时，这时的温度就是临界温度。 6. Dalton分压定律的适用条件是什么Amagat分体积定律的使用前提是什么 答：实际气体混合物（压力不太高）和理想气体混合物。与混合气体有相同温度和相同压力下才能使用，原则是适用理想气体混合物。

物理化学试卷及答案2套

物理化学试卷及答案2 套 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

物理化学试题A 一、选择题：（每题3分共30分） 1. 在pθ，263.15 K下过冷水结成同温度下的冰，则该过程中：（） (A) ΔS=0 ΔG=0 (B) ΔS>0 ΔG<0 (C) ΔS <0 ΔG<0 (D) ΔS>0 ΔG >0 2.在α、β两相中都含有A和B两种物质,当达到相平衡时,下列三种情况,正确的是：（） (A)； (B) ； (C)； (D)以上答案均不正确。 3.下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是：( ) (A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程 (B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 (C) 273.15 K，pθ下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 4.CO和 O2在绝热钢瓶中化学反应生成CO2的过程：( ) (A) ΔH = 0 (B) ΔU = 0 (C) ΔS = 0 (D) ΔG = 0 5.在恒温恒压不做非体积功的情况下，下列哪一个过程肯定可以自发进行：（） (A) ΔH>0，且ΔS>0 (B) ΔH>0，且ΔS<0 (C) ΔH<0，且ΔS>0 (D) ΔH<0，且ΔS<0 6.公式 d G = V d p -S d T可适用下述哪一过程：( ) (A) 298K、101325Pa 下的水蒸发过程 (B) 理想气体真空膨胀 (C) 电解水制取氢 (D) N2(g) + 3H2(g)＝2NH3(g) 未达平衡 7.同一温度压力下,一定量某纯物质的熵值：（） (A) S(气)＞S(液)＞S(固); (B) S(气)＜S(液)＜S(固); (C) S(气)＝S(液)＝S(固)； (D)以上答案均不正确 2