第三章 多组分(溶液)练习题答案
一、判断题答案：
1．错。对溶液整体没有化学势的概念，化学势是物质的强度性质，没有加和性。 2．错。多相体系中物质B 在不同相中的偏摩量一般不相同。 3．错。纯组分物质的化学势应等于1摩尔吉布斯函数。
4．错。化学势与标准态、浓标的选择无关，物质化学势并不因不同浓标而改变。 5．错。若加入的溶质挥发性比水大，则水溶液的蒸气压大于纯水的饱和蒸气压。 6．错。加入挥发性溶质，沸点不一定升高，要看溶质挥发性大小的。对溶液凝固点要 看溶质是否析出，若溶质不析出，凝固点会降低；若溶质不析出，则不好确定。 7．第一个结论错，例如水的熔点随压力增大而降低。后两个结论都正确。
8．错。混合的两种分子之间的作用力和同种分子之间的作用力近乎相等，但都比较大， 不可忽略。
9．错。液相组成与纯溶剂的蒸气压无关。
10．错。当压力一定时，溶解度与亨利系数成反比，P B ＝K B x B 。 11．错。一般而言，浓度大，活度也大，但活度因子不一定大。 12．错。食盐溶液会离电离，溶液中粒子数多，渗透压大。
13．错。相变的方向是以化学势的大小来判断，而不是以浓度的大小来判断。达平 衡时物质在两相中化学势相等，在两相的浓度一般不相等。 14．对，因平衡时，同一物质在各相中的化学势相等。
二、单选题答案：
1. A ；
2. B ；
3. D ；
4. B ；
5. C ；
6. C ；
7. A ；
8. C ；
9. A ； 10.B ； 11.A ； 12.C ； 13.B ； 14.B ； 15.B ； 16.C ； 17.C ； 18.B ； 19.C ； 20.B ； 21.C ； 22.D ； 23.D ； 24.B ； 25.B ； 26.D ； 27.C ； 28.C ； 29.D ； 30.D ；
说明：
1．x B = 0.8，x A = 0.2 n A =1mol , 则 n B ＝4 mol ，V ＝n A V A ＋n B V B
0.65 =1×0.090＋4×V B V B =0.14 dm 3·mol
－1
2．
001222()()O H μμ、的标准态化学势，两者不等。1μ与2μ大小无法比较。 3．μB (g)不是表明做非体积功的本领，其他三个都正确。
4．对于水蒸气，当作理想气体，化学势标准态相同，00012μμμ==
00001ln(/)RT P P μμμ=+= 002ln(0.5)ln 2RT RT μμμ=+=-
μ2－μ 1 =－RT ln2 因此（1）（3）是正确的。
5．这是对比状态方程的知识点内容，对比状态是指某气体现处状态参数（P ，T ，V m ）与它的临界状态
参数（P c ，T c ，V m,c ）的比值，对比压力π＝P/ P c ，对比温度τ＝T/T c ，对比体积 Ф＝V m / V m,c ,三个对
比参数中，有两个相等，则第三也相等。两种A 、B 气体处于相同的对比状态，就是两种气体的对比参
数相等。π(A)=π(B)，τ(A)=τ(B)，处于相同对比状态的气体有相同的逸度系数。 6．亨利定律中的气体压力是该气体(B)的分压P B ，不是总压。 7．亨利定律：
0A A A
m P K m =； 0B B B m P K m =， 压力相等，00A B
A B
m m K K m m =
若 K A > K B ，则m A < m B 。
8．亨利定律应用条件是溶质在气相和液相中分子状态相同，NO 2溶于水后，气相和液相中分子状态不同。
9．由于c A > c B ，A 杯中水的饱和蒸气压低，B 杯中水的饱和蒸气压高，放在同一个密封容器中，B 杯中
水的上面水蒸气压还没有达饱和时，A 杯中水的上面水蒸气压就达饱和了，那么水蒸气凝聚下来，这样
B 杯水不断气化减少，A 杯中水不断增加。结果是A 杯盐的浓度降低，B 杯盐的浓度增加。 10．该式是实际气体化学势等温表达式，标准态取理想气体标准态，即（B ）标准压力p ?下符合理想气体行为的假想状态。
11．001ln1RT μμμ=+=
02ln0.5RT μμ=+ 所以μ1 > μ2。 12．温度、压力与浓度都不变，萘的化学势也不变。
13．水（A ），55.5560.9823155.556A x ==+ 0
1000.9872101.325A A A P a P ===
0.9872 1.0051
0.9823A A A a x γ===>
14．活度是没有单位的。
15．X(丙酮)＝1－0.30＝0.70 P(丙酮)＝P*x(丙酮)＝43.063×0.70=35.54 KPa
实际的丙酮蒸气压26.77 KPa ，是负偏差。 16．溶质的化学势
00
00
00
,0()()(,)ln (,)ln (,)ln ln ln B B
B x B B B B x B B x B
K x P l g g T RT g T RT P P K g T RT RT x RT x P μμμμμμ==+=+=++=+
同理：00
,000
()(,)ln
ln ln B
m B B B B m K m m l g T RT RT RT P m m μμμ=++=+
那么：
,00
0(,)ln
B m
m B K g T RT P μμ=+ ,00
0(,)ln B x x B
K g T RT P μμ=+ 所以：
B,B,ln m x m
x
K RT K μμ??+ ???=
17．溶剂的活度系数是拉乌尔型，当x A →0，γA →1；溶质的活度系数是亨利型的，
当x B →0，γB →1。
18．活度系数计算公式：
C C
d P P P x B K x γ=
=实际测量蒸气压
＝按亨利定律计算蒸气压
19．苯比甲苯容易挥发，即相等温度下蒸气压高，易挥发的组分气相中浓度大于液相中
浓度。液相 x A ＝0.5，气体y A >0.5。
20．理想溶液的总蒸气压
*****
(1)()A B A B B B A B A B P P P P x P x P P P x =+=-+=+-，总压 介于 **
B A P P 与之间，所以沸点在两纯组分的沸点之间。
21．1mol C 6H 6与1mol C 6H 5CH 3形成了理想溶液的自由能改变：ΔG ＝2RTln0.5，分开是其逆过程，可逆
做功最小，应为－2RT l n 0.5。
22． p *
A > p *
B ，说明A 比B 易挥发，因此A 在液相中组成小于在气相中组成，x A < y A 。 23．液态混合物各组分都按偏离拉乌尔定律修正的，p B = p *
B a B ＝p *
B γ B x B
。
24．液态非理想混合物各组分都按偏离拉乌尔定律修正的，其活度系数是拉乌尔型或溶剂型
的。当x B →1，γB →1。
25．A —B 分子之间作用力大于A －A 、B －B ，A —B 之间作用力大，蒸气压降低得多，产生负偏差。
26．挥发性溶质溶于溶剂形成的稀溶液，溶液的蒸气压可能低于纯溶剂蒸气压，也可能高于纯溶剂蒸气压，
因此溶液的沸点可能升高，也可能降低。
27．相等浓度的盐，CaCl 2电离产生的粒子数最多，水的凝固点下降最大。 28．主要是渗透压作用，树内体液含盐浓度大，渗透压高。
29．B 在两相中迁移方向，决定于B 在两相中的化学势，而不是决定于B 的浓度。 30．若盐碱地的水中盐浓度大于农作物中盐的浓度，由于渗透现象，水分从农作物中向盐碱地流动，即水分倒流。
三、多选题答案：
1. DE ；
2. B ；
3. AE ；
4. AE ；
5. BC ；
6. AC ；
7. CE ；
8. CE ；
9. DE ；
10. CE 。
说明：
1．对于溶剂的化学势标准态，
0P
0**A A A (,)(,,)V (,,)
A P l T l T P dP l T P μμμ=+≈?，对于液态、
固态混合物中任一
组分B ，也是这样关系。但是，对气体物质与溶质没有这样关系。
2．纯组分的化学势等于其摩尔自由能是正确的。化学势是强度性质，没有加和性；对稀溶液中的浓度可
用x B 、m B 、c B ，选择不同的标准态，得到得化学势相等；理想气体与实际气体的标准态，都是假想态；
同浓度的食盐水溶液渗透压比蔗糖水溶液大。
3．溶质选取不同的标准态，溶质的化学势不变；纯液体与其蒸气选择的标准态是不同的，一个是标准压力下
液态，另一个是标准压力下的气态。
4．理想混合物的中任一组分的化学势为：()B B B ln ,l x RT T +=
μμ，两种液态混合成理想混合物时，?H mix = 0 、
?V mix = 0 、?G mix < 0 、?S mix > 0 。
5．溶液中溶质B 选用不同的浓度单位，便要选用不同的标准态是正确的；但溶质B 选用不同的标准态，其的
化学势μB 仍然相同的，不改变的。
6．选取的标准态不同，则相应的化学势相同，对溶质，也可以选用真实态为标准态。因此(A)\(C)是错误的。
7．看等温等压能否自发进行，自发进行，ΔG<0。H 2O(l,101℃,p ?)→H 2O(g,101℃,p ?)是自发的，
ΔG<0; H 2O(g,100℃,2p ?)→H 2O(g,101℃,p ?)，压力增加化学势增大，温度升高，化学势降低，因此这是自发过程，ΔG<0。
8．当气体压力趋向于零时，为理想气体行为，逸度等于压力；逸度的热力学意义就是：要校正实际气体偏离
理想气体行为而在其化学势以及其它有关公式中引入代替压力的一个参量。 9．水的五中化学势中，两者处于相平衡状态，则化学势相等。(1)＝(3）；(2)＝(5)。
10．
*
B B B B p p x γ=; B B B a x γ=,液态是非理想的，因此（
C ）与（E ）正确。
四、主观题答案：
1．解：m m m V V n p T 0222.022.18280.3221,,21
++=?
?? ????=
d V = (32.280 + 18.22m 1/2
+ 0.0222m )d m 进行不定积分：
V = 32.280m + 12.147m 3/2 + 0.0111m 2 + const
当 m = 0 ， const = V = n 1V 1,m = (1000/18) × 17.96 = 998
V = 998 + 32.280m + 12.147m 3/2 + 0.0111m 2
由集合公式： V = n 1V 1 + n 2V 2 = (1000/18)V 1 + 32.280 m + 18.22 m 3/2
+ 0.0222 m 2
(1000/18)V 1 = 998 + 32.280m + 12.147m 3/2
+ 0.0111m 2
－(32.280m + 18.22m 3/2
+ 0.0222m 2
) = 998－6.073m 3/2
－0.0111m 2
∴ V 1 = 17.96－0.1093m 3/2
－1.998 × 10－4m 2
(cm 3
)
2．解： V
p T =???? ????μ ∴ p p p p RT p V d 11d d ???? ??++==ααμ
对于纯实际气体：
()ln f p
T RT μμ??=+
?
??$$，温度不变时：f RT ln d d =μ
故 ?
????? ??++=p
p f f p p p p RT f RT **d 11ln d αα 得： ???? ??+++???? ??=???
? ??***11ln ln ln p p p p f f αα 或者：***
ln ln ln ln ln(1)ln(1)f f p p p p αα==-++-+
当 p *→0 时，1 + αp * → 1，f * → p *
故 ln f = ln p + ln(1 + αp ) = ln[p (1 + αp )]，得：f = p (1 + αp )
3．解：(1) 以 x B = 1 符合亨利定律的假想态为标准态，则两溶液中 NH 3 的化学势为：
()()0011H 0022H ln ln ln ln p RT a RT K p RT a RT K μμμμμμ??
=+=+
?????
=+=+ ?
??甲乙
或者用液气平衡表示液相化学势：
1
B B B 02B B B
0g ()ln
g ()ln P T RT P P T RT P μμμμμμ++0
（甲）＝（）＝（乙）＝（）＝， ()()212722ln 28.314298ln 5382J 80p G RT p μμ????
???=-==???=- ? ???????乙甲
(2) 由液态与气态平衡关系 ：()()g ,NH ,NH 33μμ=乙
则：
()()???? ??+= 乙p p RT 2ln g μμ ()()2
272g 2ln 28.314298ln 16538J
760p
p G RT μμ
????
???=-==???=-
? ???????乙$
$
4．解： (1) 以纯溴为标准态，用拉乌尔定律：
87
.100599.00112.00112.040
.28319.022*22======x a p p a γ，
(2) 以假想态为标准态，用亨利定律： p 2 = K x a 2
988
.000599.000592.000592.086.53319.02222======x a K p a x γ，
5．解：
()()988
.00120.010120.0189746346
3=-==+=
水；乙醇x x
p = p *·x (水) + K H ·x (乙) = 0.901 × 0.988 + K H × 0.0120 = 1.0P 0
K H = 9.15 p ?，当 x (乙) = 0.02 ，x (水) = 0.98 时
p (乙) = 9.15 × 0.02 = 0.183 p ?， p (水) = 0.902 × 0.98 = 0.883 p ?
6．解： (1) 求出与气相平衡的液相组成：
()()4.012.15.05.01A A A
A *
B A *A A *
A B A A A =-+=-+=+=x x x x p x p x p p p p y
解得 x A = 0.6154， x B = 0.3846
按A 的压力计算：P ×0.4 = p *
A x A = 0.5P 0
×0.6154 ， ∴ p = 0.7693p ?
(2) 正常沸点 p = p ?，p *
A (1－x
B ) + p *
B x B = p ?
0.5(1－x B ) + 1.2x B = 1 解之， x B = 0.7143
气相中：*
B B B B 00 1.20.71430.8571
1p p x y p p ?====
7．解答：(1)首先考虑在两相达平衡时，液体A 在两相中的化学势相等： 纯A ＝A （水溶液中）
(A 相中)
**
A A A ln RT a μμ=+(水相中) 可解得：RT l na A = 0 即 a A = 1
(2) 由题给条件：A 的标准态为纯液体，故应选用摩尔分数浓度； (3) 将质量百分数换算为摩尔分数浓度：
25
040.0603.13187.8660
3.13A
A A A ===+=
x a x γ， （太大，应选假想态为标准态）
8．解： 先求亨利常数。在CHCl 3中，K H (CH 3Cl) = p c 0
/c = 0.53P 0
/1 = 0.53P 0
在水中，c (末电离) = 1 × (1－13%) = 0.87 mol·dm －3
，
K H (w) = p c 0/c = 0.70P 0/0.87 = 0.8046P 0
容器中，气相 3 升，水中 n (w) = 0.2 mol ，c (末) = 0.2 × (1－25%) = 0.15 mol·dm
－3
气相中 SO 2 压力 p (SO 2) = K H (w)c (末)/c 0
= 0.8046 P 0
× 0.15 = 0.1207p ?
n (气) = pV /RT = 0.1207 × 101.325 × 3/(8.314 × 298) = 0.0148 mol
CHCl 3 相中，c (CH 3Cl) = p /K H (CH 3Cl) = 0.1207/0.53 = 0.2277 mol·dm －3
n = 0.2 + 0.0148 + 0.2277 = 0.4425 mol
9．解：
O
H ,m 12ln V a RT π=-
(说明： 在没有用稀溶液近似前，理想稀溶液的公式：m,A
ln A RT x V π-=)
式中：
23323
m,H O 18 1.04310m 1.877410dm V d --=??=?， T = 373.15 K
22m,H O
133226 1.87410ln 0.2007
8.314373.15V a RT
π---??=
==-? ，
则： a 1 = 0.8178
又 1111
10018
0.91750.8915
10018171a x x γ=
===+所以：
第10章电极过程 1．用间接方法求得298.15K H 2＋?O 2 ==== H 2O （l ） ＝－236.65 kJ ·mol -1 试问298.15K 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 （答案：1.226V ） 解： ∵ = - zFE Θ ∴ U 分 = E 理 = E Θ= 2．298.15K 时低电流密度电解稀硫酸水溶液，用银作两极的电极材料，和用光滑铂作两极材料，试分别确定其分解电压(已知在银电极上ηH2＝0.87 ，ηO2＝0.96V ，在光滑铂电极上ηH2＝0.09，ηO2＝0.45V 。并设稀硫酸水溶液中a H2O ＝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 + ∑超电压，故， 用Ag 作电极： U 分 = 1.229 ＋ 0.87 ＋ 0.96 = 3.059 V 用Pt 作电极： U 分 = 1.229 ＋ 0.09 ＋ 0.45 = 1.769 V 3．某溶液中含10-2mol ·dm -3 CdSO 4，10-2mol ·dm -3 ZnSO4和0.5mol ·dm -3H 2SO 4，把该溶液放在两个铂电极之间，用低电流密度进行电解，同时均匀搅拌，
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：6.65×10-15 mol·dm-3） 解：（1） 在此溶液中，，，而查表知： ， ∴一定有：，故金属Cd先析出。 （2）在金属锌析出时Cd2+的浓度应满足关系： (-0.4026) + 0.02958 lg c Cd2+ = (-0.7628) + 0.0296lg（0.01） 解得：c Cd2+ = 6.65×10-15 mol·dm-3 4．电解某溶液在阴极上有Zn沉积，H 在Zn上的超电压为0.72V，欲使溶液中 2 气，溶液的pH值最小应控制为多Zn2+的浓度降到10-4mol·dm-3，阴极仍不析出H 2 少?（答案：2.7） 解：当c Zn2+= 1.0×10-4mol·dm-3时，有 时，有E H+/H2 = (-0.05916)×pH-0.72 析出H 2
第三章 多组分(溶液)练习题答案 一、判断题答案： 1．错。对溶液整体没有化学势的概念，化学势是物质的强度性质，没有加和性。 2．错。多相体系中物质B 在不同相中的偏摩量一般不相同。 3．错。纯组分物质的化学势应等于1摩尔吉布斯函数。 4．错。化学势与标准态、浓标的选择无关，物质化学势并不因不同浓标而改变。 5．错。若加入的溶质挥发性比水大，则水溶液的蒸气压大于纯水的饱和蒸气压。 6．错。加入挥发性溶质，沸点不一定升高，要看溶质挥发性大小的。对溶液凝固点要 看溶质是否析出，若溶质不析出，凝固点会降低；若溶质不析出，则不好确定。 7．第一个结论错，例如水的熔点随压力增大而降低。后两个结论都正确。 8．错。混合的两种分子之间的作用力和同种分子之间的作用力近乎相等，但都比较大， 不可忽略。 9．错。液相组成与纯溶剂的蒸气压无关。 10．错。当压力一定时，溶解度与亨利系数成反比，P B ＝K B x B 。 11．错。一般而言，浓度大，活度也大，但活度因子不一定大。 12．错。食盐溶液会离电离，溶液中粒子数多，渗透压大。 13．错。相变的方向是以化学势的大小来判断，而不是以浓度的大小来判断。达平 衡时物质在两相中化学势相等，在两相的浓度一般不相等。 14．对，因平衡时，同一物质在各相中的化学势相等。 二、单选题答案： 1. A ； 2. B ； 3. D ； 4. B ； 5. C ； 6. C ； 7. A ； 8. C ； 9. A ； 10.B ； 11.A ； 12.C ； 13.B ； 14.B ； 15.B ； 16.C ； 17.C ； 18.B ； 19.C ； 20.B ； 21.C ； 22.D ； 23.D ； 24.B ； 25.B ； 26.D ； 27.C ； 28.C ； 29.D ； 30.D ； 说明： 1．x B = 0.8，x A = 0.2 n A =1mol , 则 n B ＝4 mol ，V ＝n A V A ＋n B V B 0.65 =1×0.090＋4×V B V B =0.14 dm 3·mol －1 2． 001222()()O H μμ、的标准态化学势，两者不等。1μ与2μ大小无法比较。 3．μB (g)不是表明做非体积功的本领，其他三个都正确。 4．对于水蒸气，当作理想气体，化学势标准态相同，00012μμμ== 00001ln(/)RT P P μμμ=+= 002ln(0.5)ln 2RT RT μμμ=+=- μ2－μ 1 =－RT ln2 因此（1）（3）是正确的。 5．这是对比状态方程的知识点内容，对比状态是指某气体现处状态参数（P ，T ，V m ）与它的临界状态 参数（P c ，T c ，V m,c ）的比值，对比压力π＝P/ P c ，对比温度τ＝T/T c ，对比体积 Ф＝V m / V m,c ,三个对 比参数中，有两个相等，则第三也相等。两种A 、B 气体处于相同的对比状态，就是两种气体的对比参 数相等。π(A)=π(B)，τ(A)=τ(B)，处于相同对比状态的气体有相同的逸度系数。 6．亨利定律中的气体压力是该气体(B)的分压P B ，不是总压。 7．亨利定律： 0A A A m P K m =； 0B B B m P K m =， 压力相等，00A B A B m m K K m m =
第11章表面化学与胶体化学 1．在293 K时，把半径为1×10st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="True" HasSpace="False" SourceValue="3" UnitName="m">-3m的水滴分散成半径为1×10-6m的小水滴，比表面增加多少倍?表面吉布斯自由能增加多少?环境至少需做功多少?已知293 K时 。 （答案：9.15×10-4 J） 解：一滴大水滴可分散成N个小水滴： 小水滴的面积为：，大水滴的面积为：4π 面积增加倍数为： 2．在298 K时，1,2—二硝基苯(NB)在水中所形成的饱和溶液的浓度为5.9×10-3mol·L-1，计算直径为1×10-8m的NB微球在水中的溶解度。已知298 K时NB／水的表面张力为25.7 mN·m-1，NB 的密度为1 566 kg·m-3。 （答案：2.625×10-3 mol·dm-3） 解：根据开尔文公式：，将数值代入，得： 3．373 K时，水的表面张力为58.9 mN·m-1，密度为958.4 kg·m-3，在373 K时直径为
1×10-7m的气泡内的水蒸气压为多少?在101.325 kPa外压下，能否从373 K的水中蒸发出直径为1×10-7m的气泡? （答案：99.89kPa） 解：气泡为凹面，且r = 0.5×10-7m 因p r p外，故不能蒸发出直径为1×10-7m的气泡。 4．水蒸气骤冷会发生过饱和现象。在夏天的乌云中，用干冰微粒撒于乌云中使气温骤降至293 K，此时水气的过饱和度(p／pｓ)达4，已知293 K时， ρ(H2O)＝997 kg·m-3。求算：(1)开始形成雨滴的半径；(2)每一滴雨中所含的水分子数。 （答案：7.8×10-10 m，66个） 解：（1）据开尔文公式得： (2) 设雨滴为球形，则一个雨滴的体积为： 雨滴中的水分子数为： （个） 5．已知293 K时，，，。试判断水能否在汞表面上铺展开来?
第五版物理化学第三章 习题答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第三章热力学第二定律 3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求 （1）热机效率； （2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。 解：卡诺热机的效率为 根据定义 3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求： （1）热机效率； （2）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热 解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出 （2） 3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求（1）热机效率； （2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。 解：（1）
(2) 3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克 劳修斯说法。 证： （反证法） 设 r ir ηη> 不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源 放热 ，对环境作功 则 逆向卡诺热机从环境得功 从低温热源吸热 向高温热源放热 则 若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热 不可逆热机从高温热源吸收的热 相等，即 总的结果是：得自单一低温热源的热 ，变成了环境作功 ，违背了热 力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。 解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程 3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。 （1）可逆热机效率。 （2）不可逆热机效率。 （3）不可逆热机效率。 解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义 因此，上面三种过程的总熵变分别为。 3.7 已知水的比定压热容。今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ℃的水，求过程的。 （1）系统与100℃的热源接触。 （2）系统先与55℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 （3）系统先与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此
第三章 习题解答 1. 在298 K 和标准压力下，含甲醇(B)的摩尔分数x B 为0.458的水溶液的密度为 0.89463kg dm -?，甲醇的偏摩尔体积3 1 3(C H O H )39.80 cm m ol V -=?，试求该水溶液中水的偏摩尔体积2(H O )V 。 解：3322(CH OH)(CH OH )(H O )(H O)V n V n V =+ 33 3 0.45832(10.458)18 ( )dm 0.02729 dm 0.894610 m V ρ ?+-?= ==? 3 31 31 20.027290.45839.8010 (H O )( ) cm m ol 16.72 cm m ol 10.458 V ----??=?=?- 2. 298 K 和标准压力下，有一甲醇物质的量分数为0.4的甲醇－水混合物。如果往大量的此混合物中加入1 mol 水，混合物的体积增加17.35 cm 3；如果往大量的此混合物中加1 mol 甲醇，混合物的体积增加39.01 cm 3。试计算将0.4 mol 的甲醇和0.6 mol 的水混合时，此混合物的体积为若干？此混合过程中体积的变化为若干？已知298 K 和标准压力下甲醇的密度为0.79113g cm -?，水的密度为0.99713g cm -?。 解：3 1 2(H O )17.35cm m ol V -=? 3 1 3(C H O H )39.01 cm m ol V -=? 3 3322(C H O H )(C H O H )(H O )(H O )26.01 cm V n V n V =+= 混合前的体积为： 33 [(18/0.9971)0.6(32/0.7911)0.4] cm 27.01 cm ?+?= 3 1.00 cm V ?= 3. 298 K 时，K 2SO 4在水溶液中的偏摩尔体积V B 与其质量摩尔浓度的关系式为： 1/2 B 32.28018.220.222V m m =++，巳知纯水的摩尔体积V A , m = 17.96 cm 3·mol -1，试求在该 溶液中水的偏摩体积与K 2SO 4浓度m 的关系式。 解： m m m V V n P T 022.022.18280.322 1 ,,21++=? ?? ????= 12 d (32.28018.220.0222)d V m m m =++ 进行不定积分： C m m m V +++=2 2 3 0111.014.1228.32
中南大学考试试卷03 一、单选题（每题2分，共24分） 1. 1 mol 理想气体，从始态(p，V，T ) 出发，分别进行⑴恒温可逆膨胀和⑵绝热可逆膨胀过程，若两过程所达到的末态体积相同，则两过程体积功的关系是（）（A）| W⑴| = | W⑵| （B）| W⑴| > | W⑵| （C）| W⑴| < | W⑵| （D）无法确定 2. 在T 和pΘ下，C (石墨) + O2(g) === CO2(g) 的反应热为△r H mΘ(T)。下列说法中不正确的是 （）（A）△r H mΘ(T)是CO2(g) 在温度T 下的标准生成焓（B）△r H mΘ(T) = △r U mΘ(T) （C）△r H mΘ(T)是C (石墨) 在温度T 下的标准燃烧焓（D）△r H mΘ(T) > △r U mΘ(T) 3. 在确定的T 、p下，无论用什么手段进行一个A + B === C 的反应，若反应的△r H m > 0，则该反应的反应热（）（A）大于零（B）小于零（C）视反应手段而定（D）等于零 4. 某单组分体系的V m(l) > V m(s)，当体系的压力升高时，其熔点将（）（A）升高（B）降低（C）不变（D）不确定 5. 使用热力学判据△G T,p,W’=0 < 0 判别某过程方向时，下标p 所表示的是（）（A）体系中每一组分的分压（B）体系的总压（C）外压（D）标压pΘ 6.下列针对偏摩尔量的描述，不正确的是( ) （A）偏摩尔量是体系某种容量性质的一种偏微分 （B）偏摩尔量是体系的强度性质，状态函数 （C）体系的偏摩尔量可正、可负、亦可为零 （D）体系中某组分的偏摩尔Gibbs自由能就是该组分的化学势 7. 恒温恒压下由纯组分形成理想溶液，下列各量中为零的是（）（A）Δmix G（B）Δmix S（C）Δmix H（D）Δmix A 8. 关于溶液中某组分的活度及活度系数，不正确的是（）（A）活度相当于是校正浓度，但无量纲 （B）活度及活度系数的大小与参考态的选择有关 （C）理想溶液中各组分的活度系数皆为1 （D）活度及活度系数的大小与标准态的选择有关
第三章热力学第二定律 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求 （ 1）热机效率； （ 2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。 解：卡诺热机的效率为 根据定义 3． 2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求： （ 1）热机效率； （ 2）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解： (1) 由卡诺循环的热机效率得出 （2） 3． 3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求 （ 1）热机效率； （ 2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。解：（1） (2)
3． 4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺 热机得到的功 W r等于不可逆热机作出的功－W。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机 效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修 斯说法。 证：（反证法） 设η >η ir r 不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源放热，对环境作功 则 逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则 若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即 ，违背了热总的结果是：得自单一低温热源的热，变成了环境作功 力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。 3． 5高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ 的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。
解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程 不同的热机中作于当热机从高温热源吸热的高温热源及的低温热源之间。求下列三种情况下，时，两热源的总熵变。 （ 1）可逆热机效率。 （ 2）不可逆热机效率（ 3）不可逆热机效率解：设热机向低温热源放热。 。 ，根据热机效率的定义 因此，上面三种过程的总熵变分别为。 已知水的比定压热容。今有 1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ℃的水，求过程的。 （1）系统与 100℃的热源接触。 （2）系统先与 55℃的热源接触至热平衡，再与 100℃的热源接触。 （3）系统先与 40℃， 70℃的热源接触至热平衡，再与 100℃的热源接触。 解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此
第三章热力学第二定律 3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求 （1）热机效率； （2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热 。 解：卡诺热机的效率为 根据定义 3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求： （1）热机效率； （2）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出 （2） 3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求 （1）热机效率； （2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。 解：（1）
(2) 3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺 热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修 斯说法。 证： （反证法） 设 r ir ηη> 不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源 放热 ，对环境作功 则 逆向卡诺热机从环境得功 从低温热源 吸热 向高温热源 放热 则 若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热 不可逆热机从高温热源吸收的热 相等，即 总的结果是：得自单一低温热源的热 ，变成了环境作功 ，违背了热 力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给 低温热源，求此过程。 解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程 3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。求下列三种 情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。 （1）可逆热机效率。 （2）不可逆热机效率。 （3）不可逆热机效率。 解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义 因此，上面三种过程的总熵变分别为。 3.7 已知水的比定压热容。今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加 热成100 ℃的水，求过程的。 （1）系统与100℃的热源接触。 （2）系统先与55℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 （3）系统先与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此
第8章电解质溶液1.用氧化数法配平下列反应式： As 2S 3 (s)+HNO 3 (浓)→H 3 AsO 4 + H 2 SO 4 + NO 2 + H 2 O FeS 2(s) + O 2 →Fe 2 O 3 (s) + SO 2 Cr 2O 3 (s) + Na 2 O 2 (s)→Na 2 CrO 4 (s) + Na 2 O(s) S + H 2SO 4 (浓)→SO 2 + H 2 O 2.用铂电极电解氯化铜CuCl 2 溶液，通过的电流为st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="20" UnitName="a">20A，经过15分钟后，在阴极上能析出多少克铜?在阳极上能析出多少dm3的300.15K，101.325kPa的氯气? （答案：2.297 dm3） 解：（1）在阴极 Cu2+＋ 2e → Cu 析出铜 (2) 在阳极 2Cl-→Cl 2 (g) + 2e 析出氯 3.一电导池中装入0.02mol·dm-3的KCl水溶液，298.15K时测得其电阻为453Ω。已知298.15K0.02mol·dm-3溶液的电导率为0.2768S·m-1。在同一电导池中 装入同样体积的浓度为0.55g·dm-3的CaCl 2 溶液，测得电阻为1050Ω。计算电 导池常数、该CaCl 2溶液的电导率和摩尔电导率Λ m (1/2CaCl 2 )。（答案：125.4 m-1， 0.1194 S·m-1，0.02388 S·m2·mol-1）
解：（1）电导池常数G （2）CaCl 2 的电导率 (3) 摩尔电导率 4.在298K，H+ 和HCO- 3 的离子极限摩尔电导率λH+ =3.4982×10-2S·m2·mol-1，λ HCO - 3 = 4.45×10-3S·m2·mol-1。在同温度下测得0.0275mol·dm-3H 2 CO 3 溶液的电导 率κ=3.86×10-3S·m-1，求H2CO3离解为H + 和HCO-3的离解度。（答案：α= 3.56×10-3） 解： 5.已知291K时NaCl ，NaOH及NH 4 Cl的极限摩尔电导率λ分别为1.086×10-2， 2.172×10-2及1.298×10-2S·m2·mol-1，291K时0.1及0.01mol·dm-3NH 3·H 2 O的 摩尔电导率λm分别为3.09和9.62S·cm2·mol-1，利用上述实测数据求0.1及 0.01mol·dm-3NH 3·H 2 O的离解常数K。（答案：K = 1.7×10-5）
第三章热力学第二定律 3.1卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求 （1）热机效率； （2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。 解：卡诺热机的效率为 根据定义 3.5高温热源温度，低温热源。今有120 kJ的热直接从高温热源传给低温热源，龟此过程的。 解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程 3.6不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。 （1）可逆热机效率。
（2）不可逆热机效率。 （3）不可逆热机效率。 解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义 因此，上面三种过程的总熵变分别为。 3.7已知水的比定压热容。今有1 kg，10 ?C的水经下列三种不同过程加热成100 ?C的水，求过程的。 （1）系统与100 ?C的热源接触。 （2）系统先与55 ?C的热源接触至热平衡，再与100 ?C的热源接触。 （3）系统先与40 ?C，70 ?C的热源接触至热平衡，再与100 ?C的热源接触。解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此
3.8已知氮（N2, g）的摩尔定压热容与温度的函数关系为 将始态为300 K，100 kPa下1 mol的N2(g)臵于1000 K的热源中，求下 列过程（1）经恒压过程；（2）经恒容过程达到平衡态时的。 解：在恒压的情况下
在恒容情况下，将氮（N2, g）看作理想气 体 将代替上面各式中的，即可求得所需各量 3.9始态为，的某双原子理想气体1 mol，经下列不同途径变化到，的末态。求各步骤及途径的。（1）恒温可逆膨胀； （2）先恒容冷却至使压力降至100 kPa，再恒压加热至； （3）先绝热可逆膨胀到使压力降至100 kPa，再恒压加热至。
中南大学考试试卷 2008 -- 2009 学年 1 学期时间110分钟 2008 年12 月27 日物理化学实验课程 24 学时 1 学分考试形式：闭卷 专业年级：冶金、环境、教化07 总分100分，占总评成绩30 % 共80题，每题4分，任选25题。每题四个答案，其中只有一个是最合适的。请用“ ”圈出最合适的答案。下笔慎重，涂改答案算0分。 热化学实验 1、用数字贝克曼温度计测量温差时，为什么要选择温差按钮？ ①、方便②、精确③、区别于温度④、担心温差太大 2、使用数字压力计时，在系统里外压力相等时采零是因为2 ①、绝对真空难得到②、要依靠外压计算系统压力 ③、环境压力不稳定④、要求系统压力精确 3、测量水的饱和蒸汽压时，如果系统里外压力相等且为一个大气压时测得水的沸点高于100度，可能的原因是 ①、温度计不准或水中含有杂质②、系统漏气 ③、加热系统出了毛病④、冷却系统出了故障 4、饱和蒸汽压实验使用冷却水的目的是 ①、给系统降温②、怕液体过热 ③、怕损坏仪器④、维持系统压力和水的数量恒定与保护压力计 5、偏摩尔体积实验不使用容量瓶而使用比重瓶是因为3 ①、容量瓶太大②、比重瓶更方便③、比重瓶更精确④、容量瓶带刻度 6、偏摩尔体积实验中配制NaCl水溶液时用来量水的量筒其精度明显与比重瓶和天平不匹配，为什么？1 ①、因为水的数量最终靠天平称量②、水的数量大，不必精确 ③、量筒精度低一点对最终结果影响不大④、量筒带来的误差在实验过程中会被抵消 7、偏摩尔体积实验中恒温槽温度应 ①、比室温略高②、和室温相等③、至少比室温高5度④、比室温稍低 8、如果比重瓶瓶塞中液柱未到顶端，其原因是1 ①、比重瓶漏液或溶液不够②、溶液表面张力太小 ③、溶液表面张力太大④、瓶塞孔径太小 9、对于燃烧热测定，环境是指 ①、外筒以外②、氧弹以外③、内筒以外④、坩埚以外 10、燃烧热测定装置中内筒为什么内外表面抛光？ ①、防止生锈②、美观③、防止粘水④、防止热辐射 11、燃烧热测定装置内筒底部为什么要用三个塑料柱支撑？ ①、透气②、防止热传导③、防止内筒和外筒底部接触④、防止导电
第三章 热力学第二定律 一．基本要求 1．了解自发变化的共同特征，熟悉热力学第二定律的文字和数学表述方式。 2．掌握Carnot 循环中，各步骤的功和热的计算，了解如何从Carnot 循环引出熵这个状态函数。 3．理解Clausius 不等式和熵增加原理的重要性，会熟练计算一些常见过程如：等温、等压、等容和,,p V T 都改变过程的熵变，学会将一些简单的不可逆过程设计成始、终态相同的可逆过程。 4．了解熵的本质和热力学第三定律的意义，会使用标准摩尔熵值来计算化学变化的熵变。 5．理解为什么要定义Helmholtz 自由能和Gibbs 自由能，这两个新函数有什么用处？熟练掌握一些简单过程的,,H S A ???和G ?的计算。 6．掌握常用的三个热力学判据的使用条件，熟练使用热力学数据表来计算化学变化的r m H ?，r m S ?和r m G ?，理解如何利用熵判据和Gibbs 自由能判据来判断变化的方向和限度。 7．了解热力学的四个基本公式的由来，记住每个热力学函数的特征变量，会利用d G 的表示式计算温度和压力对Gibbs 自由能的影响。 二．把握学习要点的建议 自发过程的共同特征是不可逆性，是单向的。自发过程一旦发生，就不需要环境帮助，可以自己进行，并能对环境做功。但是，热力学判据只提供自发变化的趋势，如何将这个趋势变为现实，还需要提供必要的条件。例如，处于高山上的水有自发向低处流的趋势，但是如果有一个大坝拦住，它还是流不下来。不过，一旦将大坝的闸门打开，水就会自动一泻千里，人们可以利用这个能量来发电。又如，氢气和氧气反应生成水是个自发过程，但是，将氢气和氧气封在一个试管内是看不到有水生成的，不过，一旦有一个火星，氢气和氧气的混合物可以在瞬间化合生成水，人们可以利用这个自发反应得到热能或电能。自发过程不是不能逆向进行，只是它自己不会自动逆向进行，要它逆向进行，环境必须对它做功。例如，用水泵可以将水从低处打到高处，用电可以将水分解成氢气和氧气。所以
1、1mol 理想气体从300K ，100kPa 下等压加热到600K ，求此过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。已知此理想气体300K 时的S m =150.0J·K -1·mol -1，C p ,m =30.0J·K -1·mol -1。 解：等压，W ＝－p (V 2-V 1) = nR (T 1-T 2) =1×8.314×(300-600) = -2494.2J △U = nC V ,m (T 2-T 1) =1×(30.00-8.314)×(600-300) = 6506J △H = nC p ,m (T 2-T 1) =1×30.00×(600-300)= 9000J Q p = △H = 9000J △S = nC p ,m ln(T 2/T 1) =1×30.00×ln(600/300) = 20.79J·K -1·mol -1 由 S m (600K)=S m (300K)+ △S =(150.0+20.79) =170.79J·K -1·mol -1 △(TS) =n (T 2S m.2－T 1S m.1) =1×(600×170.79－300×150.0)＝57474J △G =△H －△(TS) ＝9000－57474=－48474J 2、1mol 理想气体始态为27℃、1MPa ，令其反抗恒定的外压0.2MPa 膨胀到体积为原来的5倍，压力与外压相同。试计算此过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。已知理想气体的恒容摩尔热容为12.471 J·mol -1·K -1 解： 根据理想气体状态方程 112212p V p V T T = 得 12300.15T T K == 此过程为等温过程 0U H ?=?= 21()e W p V V =-- 111111()(5)0.80.85p V V pV nRT =--=-=- () 0.818.314300.15=-??? 1996J =- 由热力学第一定律1996Q U W J =?-= 21ln()S nR V V ?= 18.314ln(51)=?? 113.38J K -=? G H T S ?=?-? 0300.1513.38=-?4016J =- 3、在298.15K 时，将1mol O 2从101.325kPa 等温可逆压缩到6.0×101.325kPa ，求Q ， W ， ?U ，?H ，?A ，?S 体系，?S 隔离。 解：△U ＝0 ，△H =0 J J p p nRT W Q r r 444361ln 15.298314.81ln 12-=?????????=-=-=
第三章化学势 一．基本要求 1．了解混合物的特点，熟悉多组分系统各种组成的表示法。 2．掌握偏摩尔量的定义和偏摩尔量的加和公式及其应用。 3．掌握化学势的狭义定义，知道化学势在相变和化学变化中的应用。 4．掌握理想气体化学势的表示式，了解气体标准态的含义。 5．掌握Roult定律和Henry定律的含义及用处，了解它们的适用条件和不同之处。 6．了解理想液态混合物的通性及化学势的表示方法，了解理想稀溶液中各组分化学势的表示法。 7．了解相对活度的概念，知道如何描述溶剂的非理想程度，和如何描述溶质在用不同浓度表示时的非理想程度。 8．掌握稀溶液的依数性，会利用依数性来计算未知物的摩尔质量。二．把握学习要点的建议 混合物是多组分系统的一种特殊形式，各组分平等共存，服从同一个经验规律（即Rault定律），所以处理起来比较简单。一般是先掌握对混合物的处理方法，然后再扩展到对溶剂和溶质的处理方法。先是对理想状态，然后扩展到对非理想的状态。 偏摩尔量的定义和化学势的定义有相似之处，都是热力学的容量性质在一定的条件下，对任一物质B的物质的量的偏微分。但两者有本质的区别，主要体现在“一定的条件下”，即偏微分的下标上，这一点初学者很容易混淆，所以在学习时一定要注意它们的区别。偏摩尔量的下标是等温、等压和保持除B以
外的其他组成不变（C B ≠）。化学势的下标是保持热力学函数的两个特征变量 和保持除B 以外的其他组成不变。唯独偏摩尔Gibbs 自由能与狭义化学势是一 回事，因为Gibbs 自由能的特征变量是,T p ，偏摩尔量的下标与化学势定义式 的下标刚好相同。 多组分系统的热力学基本公式，比以前恒定组成封闭系统的基本公式，在 最后多了一项，这项表示某个组成B 的物质的量发生改变B d n 时所引起的相应热 力学函数值的改变。最后一项中化学势B μ是常数，说明B d n 的改变并不是随意的， 在数量一定的系统中只发生了B d n 的变化，或在数量很大的系统中改变了1 mol ， 这样才能维持B μ不变。 单组分理想气体的化学势是温度和压力的函数，即 (,)()ln p T p T RT p μμ=+。等式右边的第一项()T μ，是当p p =时的化学势，它仅是温度的函数，这个状态就是气体的标准态，即气体的压力等于标准压力时而还能作为理想气体处理的那个状态。第二项是ln p RT p ，p 是理想气体的实际压力。记住了这个化学势的表示式，其余气体的化学势表示式只要在这基础上 略作修改即可。例如，混合理想气体中B 组分的化学势，只要将压力p 改为B 物质的分压B p 即可；如果是非理想气体，则将压力p 改为逸度° p 也就行了。掌握化学势的表示式，是因为今后在导出化学反应等温式、标准平衡常数的定义式 等都要用到化学势的表示式，这样才能完成热力学的判断化学变化的方向和限度 的任务。 稀溶液与混合物不同，有溶剂和溶质之分。溶剂服从Rault 定律，由此 可以计算溶剂的分压和由于非挥发性溶质的加入使溶剂蒸气压降低的分数，溶剂
物理化学第三章模拟试卷A 班级姓名分数 一、选择题( 共10题20分) 1. 2 分 假定某原子的电子态有两个主要能级，即基态和第一激发态，能级差为1.38?10-21 J，其余能级可以忽略，基态是二重简并的。则在100 K时，第一激发态与基态上的原子数之比为：( ) (A) 3 (B) 0.184 (C) 1 (D) 0.01 2. 2 分 如果我们把同一种分子分布在二个不同能级ε与ε'上的n与n' 个分子看成是“不同种”的分子A 与A'，则这“两种分子”将可按A' A 进行转化而达到平衡。请计算这个“化学平衡”的K n。 3. 2 分 H2O 分子气体在室温下振动运动时C V,m的贡献可以忽略不计。则它的C p,m/C V,m值为（H2O 可当作理想气体）：( ) (A) 1.15 (B) 1.4 (C) 1.7 (D) 1.33 4. 2 分 气体CO和N2有相近的转动惯量和相对分子摩尔质量，在相同温度和压力时，两者平动和转动熵的大小为：( ) (A) S t,m(CO)=S t,m(N2), S r,m(CO)>S r,m(N2) (B) S t,m(CO)>S t,m(N2), S r,m(CO)>S r,m(N2) (C) S t,m(CO)=S t,m(N2), S r,m(CO)(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。 ① ② Pt,H 2(101325Pa)｜KOH(a )｜O 2(101325Pa),Pt ③ ④ 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 2 O(l) (3) 负极 3H 2(p H2) - 6e → 6H +(aq) 正极 Sb O (s) + 6e + 6H +(aq) → 2Sb(s) +3H O(l)
d 电池反应 Sb2O3 +3H2 (p H2) → 2Sb(s) + 3H2 O(l) (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 Cl -) 2．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
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 ① (101325Pa)｜KOH(a)｜O2(101325Pa),Pt ② Pt,H 2 ③ ④ 解：(1) 负极 Pb(s)+(a) → PbSO 4(s)+2e 正极 Cu2+() + 2e →Cu(s) (a) + Cu2+ (a Cu2+) ==== PbSO4(s)+Cu(s) 电池反应 Pb(s)+SO 4 ( pΘ ) -2e → 2H+ (a H+) (2) 负极 H 2 ( pΘ ) + H2O +2e → 2OH -(a OH -) 正极 O 2 (pΘ) + 电池反应 H 2 O2(pΘ) → H2O(l) (3) 负极 3H (p H2) - 6e → 6H+(aq) 2
正极 Sb 2O 3 (s) + 6e + 6H+(aq) → 2Sb(s) +3H 2 O(l) 电池反应 Sb 2 O 3 +3H 2 (p H2) → 2Sb(s) + 3H2O(l) (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 Cl-) 2 （1）Zn(s) + H 2SO 4 (a1) === ZnSO4(a2) + H2(p H2)； （2）Ni(s) + H 2O ==== NiO(s) + H 2 (p H2) （3）H 2 (p H2) + O2(p O2) ==== H2O(l)； （4）H 2 (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) | ZnSO 4 (a2) || H2SO4(a1) | H2(p H2),Pt
中南大学考试试卷05 一、选择题（每题2分，共20分） 1.一可逆热机与另一可逆热机在其它条件相同时，燃烧等量的燃料，则可逆热机拖动 的列车运行的速度（） (a) 较快(b) 较慢(c) 一样(d) 不一定 2. 在等压下,无论用什么手段进行反应A + B === C，若△r H m＞0，则该反应（）。 (a)为吸热反应；(b) 为放热反应；(c) 视反应手段而定；(d) 无热交换 3. 理想气体在等温条件下，经恒外压压缩至稳定，此变化中的系统熵变△S系及环境熵变△S环应为（） (a) △S系＞0 ，△S环＜0 (b) △S系＜0 ，△S环＞0 (c) △S系＞0 ，△S环=0 (d) △S系＜0 ，△S环=0 4. 在定温定压下，溶剂A和溶质B形成一定浓度的稀溶液，若采用不同的浓度表示方式，则（）。 (a) 溶液中A和B的活度不变；(b) 溶液中A和B的标准化学势不变； (c) 溶液中A和B的活度系数不变；(d) 溶液中A和B的化学势值不变。 5. 有一以水为溶剂的稀溶液浓度为m，其沸点升高值为△T b，凝固点下降值为△T f，则（）。 (a)△T f＞△T b；(b) △T f＝△T b；(c) △T f＜△T b；(d) 不能确定 6. A、B两液体形成的溶液在T~x图上出现最高点，则该溶液对拉乌尔定律产生（）。 (a) 正偏差；(b) 负偏差；(c) 无偏差；(d) 无规则 7. 合成氨反应N2（g）+ 3H2（g）== 2NH3（g）达平衡后加入惰性气体，保持体系温度和总压不变（气体为理想气体），则有（）。 (a) 平衡右移，K p o不变；(b) 平衡右移，K p o增加； (c) 平衡左移，K p o不变；(d)，平衡不移动，K p o不变。 8. 在300K时，2 mol某理想气体的吉布斯函数G与亥姆霍兹函数A的差值为（）。 (a) G-A=1.247kJ (b) G-A=2.494kJ (c) G-A=4.988kJ (d) G-A=9.977kJ 9.FeCl3和H2O能形成FeCl3·6H2O，2FeCl3·7H2O ，2 FeCl3·5H2O ， FeCl3·2H2O 四种水合物，则该系统的独立组分数C和在恒压下最多可能平衡共存的相数Φ分别为（） (a)C=3，Φ= 4 (b) C=2，Φ= 4(c) C=2，Φ= 3(d) C=3，Φ= 5 10.由纯物质形成理想溶液的（）。 (a) △S=0；(b) △G=0 (2)；(c) △H=0；(d)△A=0 二、填空题（每题2分，共30分）