第七章 电化学
一、填空题
1、 Pt|Cu 2+,Cu + 电极上的反应为Cu 2+ + e
-→Cu +，当有1F 的电量通过电池时，发生反应的Cu 2+ 的物质的量为＿＿＿＿。
2、 同一电导池测得浓度为0.01mol ·dm -3的A 溶液和浓度为0.1 mol ·dm -3的B 溶液的电阻
分别为1000Ω和500Ω，则它们的摩尔电导率之比Λm （A ）/Λm （B ）等于＿＿＿。
3、 已知Λm ∞
（Na +）=50.11×10-4S ·m 2·mol -1，Λ
m ∞（OH -）=198.0×10-4S ·m 2·mol -1,在无限稀释的NaOH 溶液中t ∞ (Na +)等于＿＿＿＿，t ∞ (OH -)等于＿＿＿＿。
4、 25℃时，在0.002mol ·kg -1CaCl 2水溶液中离子平均活度系数为γ
±1，在0.002mol ·kg -1 CuSO 4水溶液中离子平均活度系数为γ±2，则γ±1 γ±2。
5、 电池的可逆电动势为E r ，若该电池以一定的电流放电，两电极的电势差为E ，则E ＿E r 。
6、 铅电极Pb （汞齐）（a=0.1）|Pb 2+（a=1）和Pb|Pb 2+（a=1）的电极电势分别为φ1和φ2，
则φ1＿＿φ2。
7、 25℃时，电池Pb(汞齐)(a 1)|Pb(NO 3)(aq)| Pb(汞齐) (a 2)的电动势E>0，则a 1 a 2 ，
电池反应为 。
8、 电池Pt|X 2(g,100kPa)|X -(a 1)||X - (a 2,)| X 2 (g,100kPa)| Pt 的电动势E>0，则a 1 a 2,，
电池反应为 。
9、 对电池反应AgCl(s)+I -(aq)→ AgI(s)+ Cl -(aq)，所设计的原电池为 。
10、电池Pt| H 2 (g,110kPa)| HCl(b)| Cl 2 (g,110kPa)|Pt ，电池反应可写作 。
11、电解硫酸铜水溶液时，溶液的pH 值将 。
12、电池不可逆放电时，电流密度增大，阳极的电极电势变得更 ，阴极的电极电势变得
更 ，两极的电势差 ；电池不可逆充电时，电流密度增加，阳极的电极电势变
得更 ，阴极的电极电势变得更 ，两极电势差 。
二、单选题
1、已知Cu 的原子量为63.54，用0.5F 电量可以从CuSO 4溶液中沉淀出多少克Cu （ ）
A.64克
B.127克
C.32克
D.16克
2、科尔劳乌施定律)1(c m m β-Λ=Λ∞适用于（ ）
A.弱电解质
B.强电解质
C.无限稀释溶液
D.强电解质稀溶液
3、在质量摩尔浓度为b 的MgSO 4中，MgSO 4的活度a 为（ ）
A.22)/(±γθb b
B.22)/(2±γθb b
C.33)/(4±γθb b
D.44)/(8±γθb b
4、K 3[Fe(CN)6]水溶液，其质量摩尔浓度为b ，离子平均活度系数为±γ，则此溶液的离子平
均活度a ±等于（ ） A.b ±γ427. B.3
3.427.b ±γ C.33b ±γ D. 22b ±γ 5、298K 时，KNO 3水溶液的浓度由1mol ·dm -3增大到2 mol ·dm -3,其摩尔电导率Λm 将( )
A.增大
B.减小
C.不变
D.不确定
6、德拜—休克尔极限公式适用于 ( )
A.弱电解质稀溶液
B.强电解质稀溶液
C.弱电解质浓溶液
D.强电解质浓溶液
7、298K 时，下列两电极反应的标准电极电势为:
Fe 3+ + 3e -→ Fe E θ(Fe 3+/Fe)=-0.036V
Fe 2+ + 2e -→ Fe E θ(Fe 2+/Fe)=-0.439V
则反应Fe 3+ + e -→ Fe 2+ 的E θ(Pt/Fe 3+, Fe 2+)等于 ( )
A.0.184V
B.0.352V
C.-0.184V
D.0.770V
8、某电池的电池反应可写成:
（1）H 2 (g)+21
O 2 (g)→ H 2O(l)
（2）2H 2 (g)+ O 2 (g)→ 2H 2O(l)
相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E 1，E 2和K 1，K 2表示，则 ( )
A.E 1=E 2 K 1=K 2
B.E 1≠E 2 K 1=K 2
C.E 1=E 2 K 1≠K 2
D.E 1≠E 2 K 1≠K 2
9、通过电动势的测定，可以求难溶盐的活度积。欲测AgCl(s)的活度积K SP ，应设计的电池
是（ ）
A.Ag|AgCl(s)|HCl(aq)|Cl 2 (g,p θ
)|Pt
B.Pt| Cl 2 (g,p θ)| HCl(aq)||AgNO 3 (aq)|Ag
C.Ag |AgNO 3 (aq)| HCl(aq)|AgCl(s)|Ag
D.Ag|AgCl(s)| HCl(aq)||AgNO 3 (aq)|Ag
10、下列能直接用于测定水的离子积K wW的电池是 ( )
A.H2 (g,pθ)|H2SO4(aq)| O2 (g,pθ)| Pt
B.Pt| H2 (g,pθ)|NaOH(aq)| O2 (g,pθ)| Pt
C.Pt| H2 (g,pθ)|H+(aq)||(OH-) (aq)| O2 (g,pθ)| Pt
D.Pt| H2 (g,110kPa)| (OH-) (aq)|| H+(aq)| H2 (g,100kPa) | Pt
11、下列电池中，电动势E与Cl-的浓度无关的是（）
A.Ag|AgCl(s)|KCl(aq)| Cl2 (g,100kPa)| Pt
B.Ag|Ag+(aq)|| Cl- (aq)| Cl2 (g,100kPa)| Pt
C.Ag|Ag+(aq)|| Cl- (aq)| AgCl(s) |Ag
D.Ag|AgCl(s) |KCl(aq)|Hg2Cl2 (s)|Hg
12、电池在恒温恒压及可逆条件下放电，则系统与环境间的热交换Q r值是（）
A.Δr H m
B.TΔr S m
C.Δr H m - TΔr S m
D.0
13、在电池Pt| H2 (g,pθ)| HCl （1mol·kg-1）||CuSO4（0.01 mol·kg-1）|Cu的阴极中加
入下面四种溶液，使电池电动势增大的是（）
A.0.1 mol·kg-1CuSO4
B.0.1 mol·kg-1Na2SO4
C.0.1 mol·kg-1Na2S
D.0.1 mol·kg-1氨水
14、K4Fe(CN)6溶液的离子强度I与质量摩尔浓度m的关系为 ( )
A.I=5m
B.I=10m
C.I=12m
D.I=15m
15、以KCl溶液滴定AgNO3溶液，溶液电导对KCl溶液体积作图所得滴定曲线为( )
16、298K时，电池Zn|ZnCl2(m=0.5mol·kg-1)|AgCl(s)-Ag的电动势E=1.015V，其温度系数
为-4.92×10-3V·K-1，若电池以可逆方式输出2法拉第的电量，则电池反应的Δr H m(单位：kJ·mol-1)应为 ( )
A.–196
B.–95
C.224
D.–224
17、有一电池，已知298K时电动势的温度系数小于零，则该电池反应的Δr H m ( )
A.>0
B.<0
C.=0
D.难于判断
18、已知φ? (Mg2+/Mg)= -2.5V，MgC2O4的K sp=9.0×10-5，则298K时半电池反应
Mg + C2O42-→ MgC2O4 + 2e-
的φ? (MgC2O4/Mg)为 ( )
A.-2.65V
B.-2.35V
C.2.35V
D.2.65V
19、298K时，有一电池反应Sn + Pb2+(a1) → Pb + Sn2+(a2)，已知φ? (Pb2+/Pb)=-0.126V，
φ?(Sn2+/Sn)=-0.140V。将固体锡投入铅离子溶液中，则Sn2+与Pb2+的活度比约为( )
A.1.725
B.1.605
C.2.974
D.1.267
20、实验室中测电池的电动势，下列装置不能采用的是 ( )
A.电势计
B.标准电池
C.伏特计
D.直流检流计
21、在298K时，为了测定待测液的pH值而组成电池：
Pt，H2(p?)|pH(x)溶液|甘汞电极
已知φ? (甘汞)=0.3356V，测得电池的电动势E=0.7940V。则溶液的pH为( )
A.7.00
B.8.00
C.7.75
D.7.45
22、请指出下列图中的四条极化曲线，哪一条表示了原电池的阳极。( )
23、造成活化极化的主要因素是 ( )
A.电极反应的迟缓性
B.电极表面形成氧化膜
C.离子扩散缓慢
D.电流密度过大，电极反应太快
24、由于极化而使电极电势降低的电极是 ( )
A.原电池的负极
B.原电池的阳极
C.电解池的阳极
D.电解池的负极
25、在海上航行的轮船，常将锌块镶嵌于船底四周，这样船身可减轻腐蚀，此种方法称为
( )
A.阴极保护牺牲阳极法
B.阳极保护法
C.金属保护层法
D.电化学保护法
26、把一钢制设备放入电解质溶液中，并与直流电源的正极相连，引入惰性电极，使其与直
流电源的负极相连，其结果( )
A.减轻金属的腐蚀
B.加速金属的腐蚀
C.金属不发生腐蚀
D.是否腐蚀取决于正负两极的电势差
27、298K时，溶液中有Ag+(a=1)，Ni2+(a=1)和H+(a=0.001)离子，已知氢在Ag、Ni上的超
电势分别为0.20V和0.24V，φ? (Ag/Ag+)=0.799 V，φ? (Ni/Ni2+)=-0.250V，电解时外加电压从零开始逐步增加，则在阴极上析出物质的顺序是( )
A.Ag、Ni、H2
B.Ni、Ag、H2
C.Ag、H2、Ni
D.Ni、H2、Ag
28、某电极的化学反应为Fe2+ + e-→ Fe3+，如果该电极通过了1法拉第的电量，则发生上述
化学变化的Fe2+的量是( )
A.1 mol
B.0.33 mol
C.0.5 mol
D.需视另一电极上发生反应种类而定
29、用铜电极电解CuCl2的水溶液，在阳极发生的反应是（）
A.析出氯气
B.析出氧气
C.铜电极溶解
D.析出金属铜
30、电解时，当一定的电流通过一含有金属离子的电解质溶液时，在阴极上析出的金属的量
正比于( )
A.阴极表面积
B.通过的电量
C.电解质溶液的浓度
D.溶液温度
三、多选题
1、同浓度m的1-3价型和1-4价型电解质的离子强度分别为 ( )
A.2m
B.6m
C.8m
D.10m
E.12m
2、下列化合物中，哪种物质的无限稀释摩尔电导可以用Λm对c作图外推至c=0的方法
得到 ( )
A.K2SO4
B. NH4OH
C.HAc
D.KOH
E.丁酸
3、依靠离子定向运动而导电的物体是第二类导体，对于它特点的描述中正确的是( )
A.通电后，第二类导体电离产生导电的离子
B.浓度的改变不影响电阻的大小
C.电阻随温度的升高而减小
D.导电的原因是因离子的定向运动
E.电流通过时电极上有化学反应发生
4、指出下列浓差电池中实际的正、负极 ( )
（1） Pt，H2(p1)∣HCl(aq)∣H2(p2)，Pt p2>p1
（2） Pt，Cl2(p1)∣HCl(aq)∣Cl2(p2)，Pt p2>p1
A.(1)左为正极，右为负极
B.(1)左为负极，右为正极
C.(2)左为负极，右为正极
D.左为负极，右为正极
E.(1)(2)左均为负极，右均为正极
5、对于电池：
Na(s)|NaI(在C2H5OH中)|Na(汞齐)(0.206%)
下列说法哪个不正确 ( )
A.它是单液化学电池
B.它是单液浓差电池
C.它是在同一溶液中插入种类相同而浓度不同的两个电极所组成的电池
D.电池电动势为正值
E.电池电动势为负值
6、下列电池中，属于不可逆电池的是 ( )
A.Pt，H2(p1)∣HI(m)∣H2(p2)，Pt
B.Pt，H2(p? )∣HI(m1)‖HI(m2)∣H2(p?)，Pt
C.Pt，H2(p?)∣HCl(m1)‖HI(m2)∣H2(p?)，Pt
D.Pt，H2(p)∣HCl(m1)∣AgCl-Ag-Ag-AgCl∣HCl(m2)∣H2(p)，Pt
E.Pt，H2(p)∣HCl(m1)‖HCl(m2)∣H2(p)，Pt
7、下列说法正确的是 ( )
A.对电解池来说，负极是阴极，正极是阴极
B.对电解池来说，负极是阳极，正极是阴极
C.对原电池来说，负极是阴极，正极是阳极
D.对原电池来说，负极是阳极；正极是阴极
E.对原电池和电解池来说，均是正极为阳极，负极为阴极
四、简答题
1、无限稀释时，HCl、KCl、和NaCl三种溶液在相同温度，相同浓度，相同电势梯度下，
溶液中Cl-的运动速度是否相同？Cl-的迁移数是否相同？为什么？
2、Zn和Ag插在HCl溶液中所构成的原电池是否是可逆电池？为什么？
3、下列两个反应设计成电池，此两个电池的Eθ、电池反应的ΔGθ及Kθ是否相同？为什么？
（1）H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)
（2）2H2(g)+ O2(g)→2H2O(l)
4、已知电池Ag-AgCl(s)|HCl（m=0.01 mol·kg-1）| Cl2(g, pθ)| Pt在25℃时，E=1.135V，
如果以m=0.10 mol·kg-1代替m=0.01 mol·kg-1的HCl，电池电动势将改变多少?
5、当电流通过下列电解池时，判断有哪些物质生成或消失，并写出反应式。
（1）银为阳极，镀有氯化银的银为阴极，溶液为氯化钠；
（2）两铂电极之间盛有硫酸钾溶液。
6、已知在25℃时，φθA=-0.763V, φθB =0.337V，A可从纯水中转换出氢气，而B则不能，
为什么？
7、电解ZnCl2水溶液，两极均用铂电极，电解反应如何？若均改用锌电极，结果又如何？
8、在海上航行的轮船，常用锌块镶嵌于船底四周，请说明原因。
9、E和Eθ与什么因素有关？它们是强度因素还是容量因素？Eθ是标准压力下，各物质浓度
均为1时的电动势，这句话对否？
10、同一反应，如Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+，化学反应的热效应和电池反应的热效应是否相同？
为什么？
11、下列电池属于那一种类型的电池？
(1)Ag,AgCl|HCl(m1)|H2(pθ),(Pt)—(Pt),H2(pθ) |HCl(m2) |AgCl,Ag(s)
(2)Hg-Zn(a1)|ZnSO4(a) |Zn(a2)-Hg a1＞a2
(3)Na(汞齐)(0.206％) |NaI(在C2H5OH中) |Na(s)
12、有A,B,C,D四种金属,组成下列原电池,电解池
(1)A(s)|A 盐(a=1)‖B 盐(a=1)|B(s) E 1<0
(2)若用B 盐和D 盐混合液(a=1,η=0)通以电流，阴极先析出B
(3)A(s)|A 盐(a=1)‖C 盐(a=1)|C(s) E 2>0
据此判断四种金属离子(均为2价)氧化性递增的次序。
五、判断题
1、负极发生氧化反应，正极发生还原反应。（ ）
2、可逆电池反应的ΔH 与反应热Q 不相等。（ ）
3、可以通过电导测定法求离子的平均活度系数。（ ）
4、标准电极就是标准氢电极。（ ）
5、浓度相同的NaCl 和HCl 两种溶液交界面不会产生液接电势。（ ）
6、温度越高，电解质溶液的电阻越大。（ ）
7、电解质溶液的电导率随浓度增大而增大。（ ）
8、稀释强电解质溶液时，其摩尔电导率Λm 将增大。（ ）
9、电解质溶液的摩尔电导率可以看作是正、负离子的摩尔电导率之和。（ ）
10、电解时，实际提供的电压远大于所对应的可逆电池的电动势。（ ）
六、证明题
1、已知电解质-+ννA M 的离子平均活度系数为±γ，质量摩尔浓度为m ，离子活度为a ，试
证明下面关系：υννυυγm a ??=--++±)(
2、对任一化学反应hH gG bB aA +?+在温度T 时，平衡常数为θK ，活度商为a Q ，试推证电池电动势E 与各物质的浓度关系为： b B a A h H
g G a a a a nF RT
E E ??-=ln θ
3、将氢电极，甘汞电极及pH 值待测溶液组成电池，并推出25℃测pH 值的关系式。
4、25℃，根据电池 玻璃电极|待测液?)(=+H
a 或标准缓冲液|甘汞电极导出下列关系：05915.0p X S X S E E pH H -+=
七、计算题
1、BaSO4饱和溶液在291K时，κ为3.648×10-4S·m-1，水的κ为1.5×10-4S·m-1，求BaSO4的溶解度。(已知λm∞(1/2Ba2+)=55×10-4S·m2·mol-1，λm∞(1/2SO42+)=68.5×10-4S·m2·mol-1)
2、291K时HI溶液的极限摩尔电导为381.5×10-4S·m2·mol-1，测得浓度为0.405mol·dm-3溶液的电导率为13.32S·m-1，试计算此时HI的电离常数。
3、求1-1价型NaCl、2-1价型MgCl2电解质的a、m和γ±、m±间的具体关系。
4、293K时HI溶液的极限摩尔电导为381.5×10-4S·m2·mol-1，浓度为0.405mol·dm-3时的电导率为13.32S·m-1，试求此时HI的电离度。
5、将氢电极插入某溶液并与饱和甘汞电极组成电池：(Pt)H2(p?)|H+‖饱和甘汞电极；298K 时，测得其电池反应：
1/2H2 + 1/2Hg2Cl2 → H+ + Cl+ Hg Δr H m=-6.35×104J·mol-1；
电池的温度系数为4.0×10-4V·K-1。求溶液的pH值。已知φ? (甘汞)=0.2444 V。
6、291K时下述电池：
Ag，AgCl|KCl(0.05mol·kg-1，γ±=0.84)‖AgNO3|(0.10mol·kg-1，γ±=0.72)|Ag
电动势E=0.4312 V，试求AgCl的溶度积K sp。
7、下列电池：Pt，H2(p?)|H2SO4(aq)|O2(p?)，Pt
298K时E=1.228V，已知液体水的生成热Δf H m? (298K,H2O,l)=-2.851×105J·mol-1。（1）写出电极反应和电池反应；
（2）计算此电池电动势的温度系数；
（3）假定273K～298K之间此反应的Δr H m为一常数，计算电池在273K时的电动势。
8、计算298K时：1/2H2(g) + AgCl(s)→Ag(s) + HCl(aq)反应的标准平衡常数。已知：φ?(Ag/Ag+)=0.799V；K sp(AgCl)=1.8×10-10。
9、电池：Ag-AgCl|HCl(a=1)|Cl2(p?)(Pt)，在298K下测得E=1.1372V，温度系数为-5.95×10-4V·K-1。
（1）写出电极反应及电池反应方程式；
（2）求可逆通电1法拉第后的热效应；
（3）若此反应为热化学反应，则其热效应为多少?
10、电流密度 i=0.01A·cm-2时，H2在Zn电极上的超电势η(H2)=0.76 V，若电解液中Zn2+
的活度为0.01，要使Zn2+在阴极上析出，而不使氢析出，求溶液的pH值应控制在什么
范围(298K时φ? [Zn]=-0.763V)。
11、Pt电极电解H2SO4(0.1 mol·dm-3，γ±=0.265)反应温度为298K，压力是101325Pa。若
电解过程中，将Pb电极与另一甘汞电极相联，测得E=1.0685V，求H2在Pb电极上的超电势。已知φ? (甘汞)=0.2801V。
12、电解碱性的KCl溶液，可制备KClO3，其电极反应为6OH- + Cl-→ClO3- + 3H2O + 6e-，若
电流效率为60%，试问用2安培的电流需通电多少时间才能获得10克的KClO3？
[M(KClO3)=122.55]
13、298K，101325Pa时，以Pt为阴极，石墨为阳极，电解含有FeCl2(0.01mol·dm-3)和
CuCl2(0.02 mol·dm-3)的水溶液，若电解过程中不断搅拌，并设超电势均可忽略不计，活度系数为1。问（1）何种金属先析出？（2）第二种金属析出时，至少需加多少电压？
（3）第二种金属离子析出时，第一种金属离子在溶液中的浓度为若干？[φ?(Fe)=-0.44021V；φ? (O2/H+)=1.229V；φ? (Cu)=0.337V；φ? (Cl2)=1.360V]
14、某电导池盛以0.02mol·dm-3，在298K测得其电阻为82.4Ω，再换用0.0050mol·dm-3
测得电阻为163Ω，求K
2SO
4
溶液的电导率和摩尔电导？已知0.02mol·dm-3溶液在298K
时κ为2.767×10-1S·m-1。
15、某溶液在298K下，经分析知a（H+）=1，a（Zn2+）=1，如以锌做阴极进行电解，要使
Zn2+全部析出（只允许Zn2+在溶液中的浓度约为10-7mol），需控制溶液的pH值为若干？
已知H+在Zn电极上的η（H+）=0.7V，Zn2+在锌电极上的η（Zn2+）=0。
16、在Zn2+和Cd2+浓度各为1mol·dm-3，pH=3的溶液中进行电解，问哪种离子先析出？当第
二种离子析出时，溶液中第一种离子的浓度为若干？在氢析出前，第二种离子的浓度为若干？假定氢在第二种金属上的超电势为0.72V。
17、下列电池在298K时的电动势为0.2860V，
Cd|CdI2（溶液）|AgI(s)-Ag
求离子的平均活度，已知φθAgI=-0.1522V(a
±
=0.40)。
18、25℃时，将浓度为15.81mol?m-3的醋酸注入电导池，测得电阻为655Ω。已知电导池常
数K=13.7m-1,Λm∞（H+）=349.82×10-4S·m2·mol-1，Λm∞（Ac-）=40.9×10-4S·m2·mol-1，求给定条件下醋酸的电离度和电离常数。
19、298K时，电池Cd|CdCl2 (0.01 mol?dm-3)|AgCl(s)|Ag 的电动势为0.7588V，标准电动
势为0.5732V。试计算CdCl2溶液中的平均活度系数。
20、电池Hg|Hg2Br2(s)| Br-(aq)|AgBr(s)|Ag，在标准压力下，电池电动势与温度的关系是：
E=68.04/mV+0.312×(T/K-298.15)/ mV, 写出通过1F电量时的电极反应与电池反应，计算25℃时该电池反应的Δr G mθ，Δr H mθ，Δr S mθ。
21、25℃时，用铂电极电解1mol?kg-1H2SO4水溶液，当电流密度为50A?m-2时，η（H2）=η
（O2）=0.487V，求此H2SO4水溶液的分解电压。
八、综合题
1、25℃时，纯水的电导率κ=5.50×10-6S·m-1，计算该温度下纯水的电离度及离子的活度积。
2、设25℃时有下列电池：Au|AuI(s)|HI(a)|H2 (g,pθ)|Pt
（1）写出电极反应和电池反应；
（2）当b(HI)= 10-4mol·kg-1时，E=-0.97V；求当b(HI)=3.0 mol·kg-1时，HI溶液的平均活度系数γ±；
（3）已知Eθ（Au+/Au）=1.68V,计算AuI 的溶度积K sp
3、根据自行设计的电池，求298K时AgBr的标准生成自由能。已知：298K时φ?(Ag+/Ag)=
0.799V；φ? (Br2/Br-)=1.065 V，AgBr的溶度积为K sp=5×10-13。
4、在298K时，电池Zn|ZnSO4 (0.01 mol·kg-1)|Ag2SO4(s)|Ag的电动势E=1.559V，已知此
温度下Ag2SO4溶度积K sp=9.586
?,Eθ(Ag+ |Ag)=0.799V。
10-
（1）写出电极反应和电池反应；
（2）用德拜—休格尔极限公式(式中常数A=0.509（mol-1·kg）1/2),计算ZnSO4在此浓度下的离子平均活度系数γ±；
（3）计算298K时，电极Zn2+|Zn的标准电极电势。
5、298K时，用Pb(s)电极来电解H2SO4溶液（0.01 mol·kg-1，γ±=0.265），若在电解过程
中，把Pb阴极与另一摩尔甘汞电极相连组成原电池，测得其电动势E=1.0685V。试求H2(g)在Pb阴极上的超电势(只考虑H2SO4的一级电离)。已知φ=(Hg2Cl2 (s)/Hg)=0.2801V。6、25℃时，测得电池Pt| H2 (pθ)| H2SO4（0.01 mol·kg-1）| Hg2SO4(s)|Hg（l）的电动势
为0.798V。已知电池在25℃可逆放电2F时,其电池的反应Δr S m=15J·K-1·mol-1，Eθ（Hg2SO4/Hg/SO42-）=0.615V。
（1）写出电极反应和电池反应；
（2）计算25℃时该H2SO4溶液的离子平均活度系数γ±；
（3）计算25℃时电池反应的Δr G m，Δr H m，Q r,m和温度系数。
物理化学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
物理化学期末复习 一、单项选择题 1. 涉及焓的下列说法中正确的是() (A) 单质的焓值均等于零 (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) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 2. 下列三种胶体分散系统中，热力不稳定的系统是：() A.大分子溶胶 B.胶体电解质 C.溶胶 3. 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于() (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 4. 第一类永动机不能制造成功的原因是() (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功 5. 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有（） (A) W =0，Q <0，U <0 (B). W＞0，Q <0，U >0 (C) W <0，Q <0，U >0
(D). W <0，Q =0，U >0 6. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是（） (A) 化学平衡态就是化学反应的限度 (B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态 7. 封闭系统内的状态变化：（） A 如果系统的?S >0，则该变化过程自发 sys B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发 ，变化过程是否自发无法判断 C 仅从系统的?S sys 8. 固态的NH HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分 4 数、相数及自由度分别是（） A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 9. 在定压下，NaCl晶体，蔗糖晶体，与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C和条件自由度f'：（） A C=3，f'=1 B C=3，f'=2 C C=4，f'=2 D C=4，f'=3 10. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中（） (A) ΔS=0 (B) ΔG=0
第二章 热力学第一定律 五．习题解析 1．（1）一个系统的热力学能增加了100 kJ ，从环境吸收了40 kJ 的热，计算系统与环境的功的交换量。 （2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20 kJ 的功，同时吸收了20 kJ 的热，计算系统的热力学能变化值。 解：（1）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ?=+ 100 k J 40 k J 6 W U Q =?-=-= 即系统从环境得到了60 kJ 的功。 （2）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ?=+ 20 k J 20 k J U Q W ?=+=-= 系统吸收的热等于对环境做的功，保持系统本身的热力学能不变。 2．在300 K 时，有10 mol 理想气体，始态的压力为1 000 kPa 。计算在等温下，下列三个过程所做的膨胀功。 （1）在100 kPa 压力下体积胀大1 dm 3 ； （2）在100 kPa 压力下，气体膨胀到终态压力也等于100 kPa ； （3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100 kPa 。 解：（1）这是等外压膨胀 33e 100 kPa 10m 100 J W p V -=-?=-?=- （2）这也是等外压膨胀，只是始终态的体积不知道，要通过理想气体的状态方程得到。 2e 212 2 11()1n R T n R T p W p V V p n R T p p p ????=--=--=- ? ? ?? ?? 100108.3143001 J 22.45 kJ 1000 ?? ??=???-=- ???? ?? ? （3）对于理想气体的等温可逆膨胀 122 1 ln ln V p W nRT nRT V p == 100(108.314300) J ln 57.43 kJ 1000 =???=- 3．在373 K 的等温条件下，1 mol 理想气体从始态体积25 dm 3，分别按下列
物理化学试题之一 一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内) 1. 下列公式中只适用于理想气体的是1 A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT) C. ΔU=dT C m ,V T T 2 1? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么 A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为 A. 1/6.443 B. (6.443)1/2 C. (1/6.443)2 D. 1/(6.443)1/2 4. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是 A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n ( ≠?μ? B. i j n ,V ,T i )n p (≠?? C. i j n ,p ,T i )n (≠?μ? D. i j n ,V ,S i )n U (≠?? 6. A 和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？ A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D ( ) 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A =0.7。现有一组成为x A =0.5的AB 液体混合物，将其精馏可得到 A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. B
四．概念题参考答案 1．在温度、容积恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，这时A 的分压 和分体积分别是A p 和A V 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ，问A p 和A V 的 变化为 ( ) (A) A p 和A V 都变大 (B) A p 和A V 都变小 (C) A p 不变，A V 变小 (D) A p 变小，A V 不变 答：(C)。这种情况符合Dalton 分压定律，而不符合Amagat 分体积定律。 2．在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的 物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ，容器中的总压为p 。试 判断下列公式中哪个是正确的 ( ) (A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+ (C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT = 答：(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件，所 以只有(A)的计算式是正确的。其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。 3． 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==?。 有一氢气钢瓶，在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ?，这时氢气的状态为 （ ） (A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定 答：(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值，所以是处在超临界 区域，这时仍为气相，或称为超临界流体。在这样高的温度下，无论加多大压力， 都不能使氢气液化。 4．在一个绝热的真空容器中，灌满373 K 和压力为 kPa 的纯水，不留一点 空隙，这时水的饱和蒸汽压 （ ） （A ）等于零 （B ）大于 kPa （C ）小于 kPa （D ）等于 kPa 答：（D ）。饱和蒸气压是物质的本性，与是否留有空间无关，只要温度定了， 其饱和蒸气压就有定值，查化学数据表就能得到，与水所处的环境没有关系。
华南农业大学期末考试试卷（B 卷） 2013~2014学年第一学期 考试科目： 物理化学Ⅰ 考试类型：（闭卷）考试 考试时间： 120 分钟 学号 姓名 年级专业 一、选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分） ( )1.在p θ，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.在系统温度恒定的变化中，体系与环境之间: (A) 一定有热交换 (B) 不一定有热交换 (C) 一定没有热交换 (D) 温度恒定与热交换无关 ( )3.在下列哪种情况下，实际气体的性质与理想气体相近? (A) 高温和低压 (B) 低温和低压 (C) 高温和高压 (D) 低温和高压 ( )4.偏摩尔量的加和公式 Z =∑n B Z B 的成立条件是: (A) 不需要任何条件 (B) 等容等熵 (C) 等温等容 (D) 等温等压 ( )5.硫酸与水可组成三种化合物：H 2SO 4·H 2O （s ）、H 2SO 4·2H 2O （s ）、 H 2SO 4·4H 2O （s ），在p θ下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种 ? (A)1种 (B)2种 (C)3种 (D)4种 ( )6.一定温度下，一定量的 PCl 5(g)在某种条件下的解离度为 ，改变
下列条件，何者可使 增大？ (A) 增加压力使体积缩小一倍 (B) 体积不变，通入N2气使压力增大一倍 (C) 压力不变，通入N2气使体积增大一倍 (D) 体积不变，通入Cl2气使压力增大一倍 ( )7.在一定T，p下，某实际气体的V m大于理想气体的V m，则该气体的压缩因子Z: (A) 等于1 (B) 小于1 (C) 大于1 (D) 小于零 ( )8.在隔离体系中发生一个自发过程，则ΔG应为: (A) ΔG < 0 (B) ΔG > 0 (C) ΔG =0 (D) 不能确定 ( )9.A、B两组分的气液平衡T-x图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A=0.7。现有一组成为x A=0.5的A与B液体混合物，将其精馏可得到: (A) 纯A和恒沸混合物(B) 纯B和恒沸混合物 (C) 只得恒沸混合物(D) 得纯A和纯B ( )10.用相律和Clapeyron方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的是: (A) 在水的凝固点曲线上，ΔH m(相变)和ΔV m的正负号相同 (B) 在每个单相区，自由度f=2 (C) 在每条曲线上，自由度f=1 (D) 在水的沸点曲线上某一点，压力随温度的变化率大于零( )11.关于热机的效率，以下结论正确的是: (A) 可逆热机的效率与工作物质的种类无关 (B) 可逆热机的效率与工作物质的种类有关 (C) 可逆热机的效率可以等于1，但不能大于1 (D) 任意热机的效率均可表示为η=1－T2/T1 ( )12.下列热力学变量中广度性质是 (A) 热力学温度T (B) 等压摩尔热容C p,m (C) 化学势μB(D) 质量m
一、选择题 1. 下面有关统计热力学的描述，正确的是：( ) A. 统计热力学研究的是大量分子的微观平衡体系 B. 统计热力学研究的是大量分子的宏观平衡体系 C. 统计热力学是热力学的理论基础 D. 统计热力学和热力学是相互独立互不相关的两门学科B 2.在研究N、V、U有确定值的粒子体系的统计分布时，令∑ni = N，∑niεi = U， 这是因为所研究的体系是：( ) A. 体系是封闭的，粒子是独立的 B 体系是孤立的，粒子是相依的 C. 体系是孤立的，粒子是独立的 D. 体系是封闭的，粒子是相依的C 3.假定某种分子的许可能级是0、ε、2ε和3ε，简并度分别为1、1、2、3 四个这样的分子构成的定域体系，其总能量为3ε时，体系的微观状态数为：( ) A. 40 B. 24 C. 20 D. 28 A 4. 使用麦克斯韦-波尔兹曼分布定律，要求粒子数N 很大，这是因为在推出该定律时：( ). ! A、假定粒子是可别的 B. 应用了斯特林近似公式C.忽略了粒子之间的相互作用 D. 应用拉氏待定乘因子法A 5.对于玻尔兹曼分布定律ni =(N/q)·gi·exp( -εi/kT)的说法：(1) n i是第i 能级上的粒子分布数; (2) 随着能级升高，εi 增大，ni 总是减少的; (3) 它只适用于可区分的独立粒子体系; (4) 它适用于任何的大量粒子体系其中正确的是：( ) A. (1)(3) B. (3)(4) C. (1)(2) D. (2)(4) C 6.对于分布在某一能级εi上的粒子数ni，下列说法中正确是：( ) A. n i与能级的简并度无关 B.εi 值越小，ni 值就越大 C. n i称为一种分布 D.任何分布的ni 都可以用波尔兹曼分布公式求出B 7. 15．在已知温度T时，某种粒子的能级εj = 2εi，简并度gi = 2gj，则εj 和εi 上分布的粒子数之比为：( ) A. 0.5exp(εj/2kT) B. 2exp(- εj/2kT) C. ( -εj/kT) D. 2exp( 2εj/kT) C 8. I2的振动特征温度Θv= 307K，相邻两振动能级上粒子数之n(v + 1)/n(v) = 1/2的温度是：( ) A. 306 K B. 443 K C. 760 K D. 556 K B 9.下面哪组热力学性质的配分函数表达式与体系中粒子的可别与否无关：( ) 《 A. S、G、F、Cv B. U、H、P、C v C. G、F、H、U D. S、U、H、G B 10. 分子运动的振动特征温度Θv 是物质的重要性质之一，下列正确的说法是：( C ) A.Θv 越高，表示温度越高 B.Θv 越高，表示分子振动能越小 C. Θv越高，表示分子处于激发态的百分数越小 D. Θv越高，表示分子处于基态的百分数越小 11.下列几种运动中哪些运动对热力学函数G与A贡献是不同的：( ) A. 转动运动 B. 电子运动 C. 振动运动 D. 平动运动D 12.三维平动子的平动能为εt = 7h2 /(4mV2/3 )，能级的简并度为：( ) A. 1 B. 3 C. 6 D. 2 C 的转动惯量J = ×10 -47 kg·m2 ，则O2 的转动特征温度是：( ) A. 10 K B. 5 K C. K D. 8 K C ; 14. 对于单原子分子理想气体，当温度升高时，小于分子平均能量的能级上分布的粒子数：( ) A. 不变 B. 增多 C. 减少 D. 不能确定C 15.在相同条件下，对于He 与Ne 单原子分子，近似认为它们的电子配分函数 相同且等于1，则He 与Ne 单原子分子的摩尔熵是：( ) A. Sm(He) > Sm (Ne) B. Sm (He) = Sm (Ne) C. Sm (He) < S m(Ne) D. 以上答案均不成立C 二、判断题 1．玻耳兹曼熵定理一般不适用于单个粒子。（√） 2．玻耳兹曼分布是最概然分布，但不是平衡分布。（×） 3．并不是所有配分函数都无量纲。（×） 4．在分子运动的各配分函数中平均配分函数与压力有关。（√） - 5．粒子的配分函数q 是粒子的简并度和玻耳兹曼因子的乘积取和。（×） 6．对热力学性质(U、V、N)确定的体系，体系中粒子在各能级上的分布数一定。（×） 7．理想气体的混合物属于独立粒子体系。（√）
1、在恒定温度下，向一容积为2dm3的抽空的容器中，依次充入始态为100kPa，2dm3的N2和200kPa，1dm3的Ar。若两种气体均可视为理想气体，那么容器中混合气体的压力为：（答案：B） A、250KPa B、200kPa C、150KPa D、100kPa 2、气体被液化的必要条件是（答案：B） A、气体温度低于沸点 B、气体温度不高于临界温度 C、气体压力大于临界压力 D、气体温度小于泊义耳温度 3、在0℃，101.325kPa下，若CCl4(M=154g/mol)的蒸汽可近似作为理想气体，则密度为：（答案：B） A、1.52g/l B、6.87g/l C、3.70g/l D、3.44g/l 二、热力学第一定律 2、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：（答案：C） A、T，p，V，Q B、m，Vm，Cp，?V C、T，p，V，n D、T，p，U，W 3、x为状态函数，下列表述中不正确的是：（答案：C） A、dx 为全微分 B、当状态确定，x的值确定 C、?x = ∫dx 的积分与路经无关，只与始终态有关 D、当体系状态变化，x值一定变化 4、理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功（答案：B） A、W > 0 B、W = 0 C、W < 0 D、无法计算 5、在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（答案：C） A、Q > 0，W > 0，?U > 0 B、Q = 0，W = 0，?U < 0 C、Q = 0，W = 0，?U = 0 D、Q < 0，W > 0，?U < 0 6、某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种，在298K时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K，则容器中的气体是：（答案：B） A、O2 B、CO2 C、NH3 D、Ar 7、一种实际气体，μJ-T>0 则该气体经节流膨胀后（答案：D） A、温度升高 B、温度下降 C、温度不变 D、不能确定温度如何变化 8、反应C(金钢石) + ?O2(g)→CO(g) 的热效应为，问此值为（答案：D） A、CO(g) 的生成热 B、C(金钢石)的燃烧热 C、碳的燃烧热 D、全不是 1、系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。（×） 2、当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。（×） 3、封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。（×） 4、对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，其差值也一定。（√） 5、因焓是温度、压力的函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0， d p = 0，故可得ΔH = 0 （×） 6、当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力学能一定减少（×） 三、热力学第二定律 1、可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车（答案：B） A、跑的最快 B、跑的最慢 C、夏天跑的快 D、冬天跑的快 2、1mol双原子理想气体的c p是（答案：B） A、1.5R B、2.5R C、3.5R D、2R 3、理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变（答案：C） A、?S(体) > 0，?S(环) > 0 B、?S(体) < 0，?S(环) < 0 C、?S(体) > 0，?S(环) = 0 D、?S(体) > 0，?S(环) < 0 5、下列过程中?S为负值的是哪一个（答案：B）
P188 下 册 1．试计算高炉中炉气的2CO 为16%的区域内。总压为126656.25Pa 时，石灰石的分解温度和沸腾温度。 32CaO CaO CO =+ 0170577144.19G T ?=- 28908 lg 7.53CO P T =- + ① 开始分解2'16%126656.20.1620265CO P P Pa =?=?=总 2 2'20265 0.2101325 CO CO P P P θ ∴= = = 1082.5T K = ② 沸腾时：2' CO P P =总 2 2' 1.25CO CO P P P θ == 1198.4T K = 2．根据氧势图， 求23Fe O 分解在大气中分解的开始温度和沸腾温度，并与23Fe O 分解压的热力学计算值进行比较。 2 2' 0.21O O P P P θ = = 2' 0.21101325O P Pa =? 连接“O ”与2'0.687 10O P -=点，T=1380℃ 沸腾20110O P == T=1460℃ 计算：2334264Fe O Fe O O =+ 0586770340.20G T ?=- 230645.5 lg 17.77O P T =- + 开始分解：T 开=1338℃ 沸腾：T 沸=1451℃ 3．把4510kg -?的碳酸钙放在体积为31.510-?3m 真空容器内，加热到800℃，问有多少kg 的碳酸钙未能分解而残留下来。 32CaO CaO CO =+ 0170577144.19G T ?=-
T=800℃（1073K ）28908 lg 7.53CO P T =- + 20.169CO P = 2'0.169101.32517124CO P Pa Pa ∴=?= 按理想气体处理，分解的2CO 量 PV nRT =3 17124 1.5100.002888.3141073 PV n mol RT -???===? 则分解的3CaO 摩尔数为0.00288n mol = 100/0.002880.288m g mol mol g =?= 3330.5100.288100.21210m kg ---?=?-?=? 5． 用空气／水汽＝3(体以比)的混合气体去燃烧固体碳。试计算总压为51.0132510?Pa, 温度为1127℃时煤气的组成。(提示：初始态中(/)O H n n ??初=（1+20.213)/2) 设碳过剩下，平衡气相中气体为2222CO CO H H O N ++++ 独立反应：22C CO CO += 2 2 1CO CO P K P = 01169008177.19G T ?=- 222()CO H CO H O g +=+ 222 2CO H O H CO P P K P P = 2 3449329.83G T ?=- 927℃（1200K ）：1169008177.191200 ln 3.778.3141200 K -+?= =? 143.41K = 23449329.831200 ln 0.138.3141200K -+?==? 2 1.14K = 又空气与水汽的体积比为3，101.325P Pa =总，T=927℃ (/)O H n n ??初=（1+20.213)/2=2.26/2 ① 分压总和方程：22221CO CO H H O N p p p p p ++++= ② 平衡常数方程：2 21CO CO P K P =22 1/CO CO P P K ?= 2222CO H O H CO P P K P P = 22222 1221H O H O CO H CO CO CO P P P K P P P K K P ?=??=
例1-1 在310K，燃烧葡萄糖（C6H12O6（s））和硬脂酸（C18H36O2（s））的ΔU值分别为-2880KJmol-1及-11360KJmol-1，求每个过程的ΔH. 解: ΔH=ΔU+ΔnRT C6H12O6（s）+6O2（g）=6CO2（g）+6H2O（l） Δn=6-6=0 ΔH=ΔU=-2880KJmol-1 C18H36O2（s）+26O2（g）=18CO2（g）+18H2O（l） Δn=18-26=-8 ΔH=-11380.6KJmol-1 例 1-2 常压下530℃的1000Kg甲烷气体恒容降温至200℃，试求Qv、ΔH 、ΔU。（已知Cp，m=14.15+75.496×10-3T-17.99×10-6T2 JmoL-1K-1 M=0.016Kgmol-1） 解: Cv，m= Cp，m –R =5.84+75.496×10-3T-17.99×10-6T2 n=1000Kg/M=100/0.016=6.25×104mol Qv=ΔU=∫T1T2 nCv，mdT=6.25×104∫T1T2 （5.84+75.496×10-3T-17.99×10-6T2）dT T1=811.15K T2=473.15K ∴Qv=ΔU=-8.395×108J 同理：ΔH=∫T1T2 nCp，mdT=-9.840×108J 3. 5 mol 理想气体于27℃ 101.325KPa状态下受某恒定外压恒温压缩至平衡，再由该状态恒容升温至97℃，则压力升高到1013.25KPa。求整个过程的W、Q、ΔU及ΔH 。已知该气体的Cv，m恒定为20.92J mol K-1。 4. 热化学测量的一个用处是测定键焓,以甲烷中的C-H键为例,它是反应CH4(g)-→C(g)+4H(g)焓变的1/4. 已知下列数据测定键焓: C(s)+2H2(g) -→CH4(g) ΔH1θ=-74.8KJ.moL-1 H2(g) -→2H(g) ΔH2θ=+434.7KJ.moL-1 C(s) -→C(g) ΔH3θ=+719.0KJ.moL-1 假定在甲烷和乙烯中C-H键的键焓是相同的.乙烯的ΔfHθ是+54.3KJ.moL-1,计算在乙烯中C=C键的键焓. CH4（g）→C（s）+2H2（g）ΔrH=74.8KJmoL-1 C（s）→C（g）ΔrH=719.0KJmoL-1 H2（g）→2H（g）ΔrH=434.7KJmoL-1 ∴ CH4（g）→C（g）+4H（g） ΔrH=74.8+719.0+2×434.7=1663.2KJmoL-1 ΔHC-H=1663.2/4=415.8KJmoL-1 C2H4（g）→2C（g）+4H（g） C2H4（g）→2C（s）+2H2（g）ΔrH=-54.3KJmoL-1
第一章热力学第一定律练习题 下一章返回 一、判断题(说法对否): 1．1.当系统的状态一定时,所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生 变化时,所有的状态函数的数值也随之发生变化。 2．2.体积就是广度性质的状态函数;在有过剩NaCl(s) 存在的饱与水溶液中, 当温度、压力一定时;系统的体积与系统中水与NaCl的总量成正比。3．3.在101、325kPa、100℃下有lmol的水与水蒸气共存的系统, 该系统的状态完全确定。 4.一定量的理想气体,当热力学能与温度确定之后,则所有的状态函数也完全确定。 5.系统温度升高则一定从环境吸热,系统温度不变就不与环境换热。 6.从同一始态经不同的过程到达同一终态,则Q与W的值一般不同,Q + W的 值一般也不相同。 7.因Q P= ΔH,Q V= ΔU,所以Q P与Q V都就是状态函数。 8.封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 9.对于一定量的理想气体,当温度一定时热力学能与焓的值一定, 其差值也一定。 10.在101、325kPa下,1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。 若水蒸气可视为理想气体,那么由于过程等温,所以该过程ΔU = 0。 11.1mol,80、1℃、101、325kPa的液态苯向真空蒸发为80、1℃、101、325kPa 的气态苯。已知该过程的焓变为30、87kJ,所以此过程的Q = 30、87kJ。 12.1mol水在l01、325kPa下由25℃升温至120℃,其ΔH= ∑C P,m d T。 13.因焓就是温度、压力的函数,即H = f(T,p),所以在恒温、恒压下发生相变时, 由于d T = 0,d p = 0,故可得ΔH = 0。 14.因Q p = ΔH,Q V = ΔU,所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。 15.卡诺循环就是可逆循环,当系统经一个卡诺循环后,不仅系统复原了, 环境也会复原。 16.一个系统经历了一个无限小的过程,则此过程就是可逆过程。 17.若一个过程中每一步都无限接近平衡态,则此过程一定就是可逆过程。 18.若一个过程就是可逆过程,则该过程中的每一步都就是可逆的。 19.1mol理想气体经绝热不可逆过程由p1、V1变到p2、V2,则系统所做的功为。 20.气体经绝热自由膨胀后,因Q = 0,W = 0,所以ΔU = 0,气体温度不变。 21.(?U/?V)T = 0 的气体一定就是理想气体。 22.因理想气体的热力学能与体积压力无关,所以(?U/?p)V = 0,(?U/?V)p = 0。 23.若规定温度T时,处于标准态的稳定态单质的标准摩尔生成焓为零,那么该 温度下稳定态单质的热力学能的规定值也为零。
物理化学(本科)试卷 试卷号：B260177 校名___________ 系名___________ 专业___________ 姓名___________ 学号___________ 日期___________ （请考生注意：本试卷共页） 一、填空题。在题中“____”处填上答案。 (本大题共2小题，总计4分) 1、(本小题2分) 在298 K，101.325 kPa下，将一定量的锌溶于稀酸中生成2 mol H2，求该过程的功W= 。 2、(本小题2分) 一系统经过一个不可逆循环后，环境的熵变0，系统的熵变0。 （选填< ，= ，>） 二、填空题。在题中“____”处填上答案。 (本大题共2小题，总计6分) 1、(本小题3分) 在1000K温度下，乙烷脱氢制乙炔分两步进行 C2H6(g) == C2H4(g) + H2(g) C2H4(g) == C2H2(g) + H2(g) 已知C2H6(g) 和C2H2(g) 1000 K时的标准摩尔生成吉布斯函数分别为114.223 kJ·mol-1和169.912 kJ·mol-1，则反应 C2H6(g) == C2H2(g) + 2 H2(g) 的K（1000 K）= 。 2、(本小题3分) 影响反应速率的主要因素有???????、???????、???????。 三、是非题。在题后括号内，正确的打“√”，错误的打“×”。 (本大题分9小题, 每小题1分, 共9分) 1、热力学第二定律的开尔文说法是：从一个热源吸热使之完全转化为功是不可能的。是不是？（） 2、通常物理吸附的速率较小，而化学吸附的速率较大。是不是？（） 3、因为Q p = ?H，Q V = ?U，而焓与热力学能是状态函数，所以Q p与Q V也是状态函数。
第一篇化学热力学 第一章热力学基本定律. 1-1 0.1kg C6H6(l)在，沸点353.35K下蒸发，已知(C6H6) =30.80 kJ mol-1。试计算此过程Q，W，ΔU和ΔH值。 解：等温等压相变。n/mol =100/78 , ΔH = Q = n = 39.5 kJ , W= - nRT = -3.77 kJ , ΔU =Q+W=35.7 kJ 1-2 设一礼堂的体积是1000m3，室温是290K，气压为p?，今欲将温度升至300K，需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体，并已知其C p,m为29.29 J K-1·mol-1。) 解：理想气体等压升温（n变）。Q=nC p,m△T=(1000p?)/(8.314×290)×C p,m△T＝1.2×107J 1-3 2 mol单原子理想气体，由600K，1.0MPa对抗恒外压绝热膨胀到。计算该过程的Q、W、ΔU和ΔH。(Cp ,m=2.5 R) 解：理想气体绝热不可逆膨胀Q＝0 。ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1), 因V2= nRT2/ p2, V1= nRT1/ p1，求出T2=384K。 ΔU＝W＝nCV,m(T2-T1)＝-5.39kJ ，ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-8.98 kJ 1-4 在298.15K，6×101.3kPa压力下，1 mol单原子理想气体进行绝热膨胀，最后压力为p?， 若为；(1)可逆膨胀(2)对抗恒外压膨胀，求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度；气体对外界所作的功；气体的热力学能变化及焓变。(已知C p,m=2.5 R)。 解：(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3 , 过程方程p11-γT1γ= p21-γT2γ, T2=145.6 K , ΔU＝W＝nC V,m(T2-T1)＝-1.9 kJ , ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-3.17kJ (2)对抗恒外压膨胀,利用ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1) ，求出T2=198.8K。同理，ΔU＝W＝-1.24kJ，ΔH＝-2.07kJ。 1-5 1 mol水在100℃，p?下变成同温同压下的水蒸气(视水蒸气为理想气体)，然后等温可 ?H m(H2O , 373.15K,p?)= 40.67kJ mol-1。逆膨胀到p?，计算全过程的ΔU，ΔH。已知g l 解：过程为等温等压可逆相变＋理想气体等温可逆膨胀，对后一步ΔU，ΔH均为零。 ΔH＝Hm= 40.67kJ ，ΔU=ΔH –Δ(pV) = 37.57kJ 1-6 某高压容器中含有未知气体，可能是氮气或氩气。在29K时取出一样品，从5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度下降21K。能否判断容器中是何种气体?(若设单原子气体的C V,m=1.5R，双原子气体的C V,m=2.5R) 解：绝热可逆膨胀: T2=277 K , 过程方程T1V1γ-1= T2V2γ-1, 求出γ=7/5 , 容器中是N2. 1-7 1mol单原子理想气体(C V,m=1.5R )，温度为273K，体积为22.4dm3，经由A途径变化到温度为546K、体积仍为22.4dm3；再经由B途径变化到温度为546K、体积为44.8dm3；最后经由C途径使系统回到其初态。试求出：(1)各状态下的气体压力；(2)系统经由各途径时的Q，W，ΔU，ΔH值；(3)该循环过程的Q, W，ΔU，ΔH。 解：A途径: 等容升温，B途径等温膨胀，C途径等压降温。 (1) p1= , p2=2 , p3= (2) 理想气体: ΔU＝nCV,mΔT, ΔH＝nCp,mΔT . A途径, W=0, Q=ΔU ,所以Q,W,ΔU,ΔH分别等于3.40 kJ , 0 , 3.40 kJ , 5.67 kJ B途径,ΔU＝ΔH=0,Q=-W,所以Q,W,ΔU,ΔH分别等于3.15 kJ , -3.15 kJ , 0 , 0 ;
暨 南 大 学 考 试 试 卷 一、选择题（共25小题，每小题1分，总共25分；请将正确的选项填入题后的括号内） 1. ΔH =Q p 适用于下列哪个过程 （ ） (A) 理想气体从107 Pa 反抗恒压105 Pa 膨胀到105 Pa (B) 101325 Pa 下电解CuSO 4 (C) 0 ℃、101325 Pa 下冰融化成水 (D) 气体从298 K 、101325 Pa 可逆变化到373 K 、101325 Pa 2. 某绝热封闭体系在接受了环境所作的功之后，温度 （ ）
(A)一定升高 (B) 一定降低 (C) 一定不变 (D) 随接受功多少而定 3. 将某理想气体从温度T1加热到T2，若此变化为非恒容途径，则其热力学能 的变化ΔU应为何值 ( ) (A) ΔU = 0 (B) ΔU = C V (T2－T1) (C) ΔU不存在 (D) ΔU等于其他值 4. 理想气体混合过程中，下列体系的性质，不正确的是( ) ???? (A) >0 (B) =0=0 ( S H G U (D) =0 C) 5. 理想气体可逆定温压缩过程中，错误的有( ) ??? =0 (B) =0 (C) <0 (D) =0 (A)S U Q H 体 6. 理想气体自状态p1V1T1恒温膨胀至p2V2T1。此过程的ΔA与ΔG有什么关系 ( ) (A) ΔA>ΔG (B) ΔA<ΔG (C)ΔA=ΔG (D) 无确定关系 7. 糖可以顺利溶解在水中，这说明固体糖的化学势与糖水中糖的化学势比较，高低如何( ) (A)高 (B) 低 (C) 相等 (D) 不可比较 8. 比较如下两筒氮气化学势的大小(为逸度系数), 答案应为( )
热力学第一定律练习题 一、判断题：1．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。4．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。5．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。7．因Q P= ΔH，Q V= ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。10．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。12．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。13．因焓是温度、压力的函数，即H= f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。16．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。18．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。20．气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。28．对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，W R= ΔU= n C V,mΔT，W Ir= ΔU= n C V,mΔT，所以W R= W Ir。 1．第一句话对，第二句话错，如理想气体的等温过程ΔU = 0，ΔH= 0。4．错，理想气体的U = f(T)，U与T不是独立变量。5．错，绝热压缩温度升高；理想气体恒温可逆膨胀，吸热。7．错，Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。8．错，(1)未说明该过程的W'是否为零；(2)若W' = 0，该过程的热也只等于系统的焓变。10．错，这不是理想气体的单纯pVT 变化。12．错，在升温过程中有相变化。13．错，H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。16．错，无限小过程不是可逆过程的充分条件。18．对。 20．错，一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。28．错，两个过程的ΔT不同。 二、单选题：2．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：(A) T，p，V，Q ； (B) m，V m，C p，?V；(C) T，p，V，n； (D) T，p，U，W。 8．下述说法中，哪一种不正确： (A)焓是体系能与环境进行交换的能量；(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量；(C) 焓是体系状态函数；(D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等。 12．下述说法中，哪一种正确：(A)热容C不是状态函数； (B)热容C与途径无关； (C)恒压热容C p不是状态函数； (D) 恒容热容C V不是状态函数。 18．1 mol H2(为理气)由始态298K、p被绝热可逆地压缩5dm3，那么终态温度T2 与内能变化?U分别是：(A)562K，0 kJ ； (B)275K，-5.49 kJ ；(C)275K，5.49kJ ；(D) 562K，5.49 kJ 。 21．理想气体从同一始态（p1,V1,T1）出发分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时，环境对体系所做功的绝对值比较：(A) W T > W i；(B)W T < W i；(C) W T = W i； (D) 无确定关系。 热力学第二定律练习题 一、判断题：1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0。5．为计算绝热不可逆过程的熵变，可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。8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。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。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。1．对。 4 正确。5．错，系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。6 错，环境的熵变应加在一起考虑。 8．错。14．错。未计算环境的熵变；15．错，条件 16．错，必须在等温等压，W’= 0的条件下才有此结论。24．(1) ΔU = ΔH = 0；(2) ΔH = 0； (3) ΔS = 0； (4) ΔU = 0；(5) ΔG = 0；6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。 二、单选题： 2．可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车： (A) 跑的最快；(B)跑的最慢； (C) 夏天跑的快； (D) 冬天跑的快。 12．2mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其?S(J·K-1)为： (A) -5.76 ； (B) 331 ； (C) 5.76 ； (D) 11.52 。 13．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是： (A) 图⑴； (B) 图⑵；(C)图⑶； (D) 图⑷。
第一章 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， 1.8 如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H 2与N 2，P(H 2）=20kpa ，P(N 2)=10kpa,二者均可视为理想气体。 H 2 3dm 3 P(H 2） T N 2 1dm 3 P(N 2) T （1）保持容器内温度恒定,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）计算混合气体中H 2和N 2的分压力； （3）计算混合气体中H 2和N 2的分体积。 第二章 2.2 1mol 水蒸气（H2O,g ）在100℃，101.325kpa 下全部凝结成液态水，求过程的功。 假设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 2.11 1mol 某理想气体与27℃，101.325kpa 的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，在恒容升温至97.0℃，250.00kpa 。求过程的W,Q, ΔU, ΔH 。已知气体的体积Cv,m=20.92J*mol -1 *K -1 。 2.15 容积为0.1 m 3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 ?C ，4 mol 的Ar(g)及150 ?C ，2 mol 的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t 及过程的 。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容 分别为 及 ，且假设均不随温度而变。 ??????? 解：图示如下 ????????????? 假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计