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，
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。
9．根据2CO 的相图，回答如下问题。
（1）说出OA ，OB 和OC 三条曲线以及特殊点O 点与A 点的含义。 （2）在常温、常压下，将2CO 高压钢瓶的阀门慢慢打开一点，喷出的
2CO 呈什么相态？为什么？
（3）在常温、常压下，将2CO 高压钢瓶的阀门迅速开大，喷出的2CO 呈什么相态？为什么？ （4）为什么将2CO (s)称为“干冰”？2CO (l)在怎样的温度和压力范围内能存在？
解：（1）OA 线是2CO (l)的饱和蒸气压曲线。OB 线是2CO (s)的饱和蒸气压曲线，也就是升华曲线。OC 线是2CO (s)与2CO (l)的两相平衡曲线。O 点是2CO 的三相平衡共存的点，简称三相点，这时的自由度等于零，温度和压力由系统自定。A 点是2CO 的临界点，这时气-液界面消失，只有一个相。在
A 点温度以上，不能用加压的方法将2CO (g)液化。
（2）2CO 喷出时有一个膨胀做功的过程，是一个吸热的过程，由于阀门是被缓慢打开的，所以在常温、常压下，喷出的还是呈2CO (g)的相态。
（3）高压钢瓶的阀门迅速被打开，是一个快速减压的过程，来不及从环境吸收热量，近似为绝热膨胀过程，系统温度迅速下降，少量2CO 会转化成2CO (s)，如雪花一样。实验室制备少量干冰就是利用这一原理。
（4）由于2CO 三相点的温度很低，为216.6 K ，而压力很高，为518 kPa 。我们处在常温、常压下，只能见到2CO (g)，在常压低温下，可以见到2CO (s)，这时2CO (s)会直接升华，看不到由
2CO (s)变成2CO (l)的过程，所以称2CO (s)为干冰。只有在温度为216.6 K 至304 K ，压力为
518 kPa 至7400 kPa 的范围内，2CO (l)才能存在。所以，生活在常压下的人们是见不到2CO (l)的。
12．在大气压力下，液体A 与液体B 部分互溶，互溶程度随温度的升高而增大。液体A 和B 对Raoult 定律发生很大的正偏差，在它们的B T w -的气-液相图上，在363 K 出现最低恒沸点，恒沸混合物的组成为B 0.70w =。液体A 与液体B 的B T w -的气-液相图，与液体A 与B 部分互溶形成的帽形区在363 K 时重叠，在363 K 的水平线上有三相共存：液体A 中溶解了B 的溶液1l ，其B 0.10w =；液体B 中溶解了A 的溶液2l ，其B 0.85w =；以及组成为B 0.70w =的气-液组成相同的恒沸混合物。根据这些数据：
（1）画出液体A 与液体B 在等压下的B T w -的相图示意图。设液体A 的沸点为373 K ，液体B 的沸点为390 K 。（2）在各相区中，标明平衡共存的相态和自由度。
（3）在大气压力下，将由350 g 液体A 和150 g 液体B 组成的物系缓缓加热，在加热到接近
363 K （而没有到达363 K ）时，分别计算1l 和2l 两个液体的质量。
解：（1）根据题意，所画的相图示意图如下，
（2）CED 线以上，是A 和B 的混合气体单相区，对于二组分系统，根据相律，条件自由度
*2f =；
A CF 线以左，是液体A 中溶解了
B 的溶液1l ，单相区，*2f =； CFE 线之内，是气体与溶液1l 的两相平衡共存区，*1f =； B DG 线以右，是液体B 中溶解了A 的溶液2l ，单相区，*2f =； DEG 线之内，是气体与溶液2l 的两相平衡共存区，*1f =； FEG 线以下，是溶液1l 与溶液2l 的两相平衡共存区，*1f =；
（3）在由350 g 液体A 和150 g 液体B 组成的物系中，B 150 g
0.30(150350)g
w =
=+
在B 0.30w =的物系加热到接近363 K 时，还是两个溶液组成的两相区，近似利用363 K 时两液相的组成，以B 0.30w =为支点，利用杠杆规则，计算1l 和2l 两个液相的质量 解得， 1()367 g m l =， 2()133 g m l = 第七章 化学反应动力学 思考题
9．已知平行反应1,a,1A B k E ????→和2,a,2
A C k E ????→，且a,2a,1
E E >，为提高B 的产量，应采取什
么措施？
答：措施之一：选择合适的催化剂，只减小活化能a,1E ，加快生成B 的速率系数；措施之二：提高反应温度，使1k 的增加量大于2k 的增加量，使B 的含量提高。 习题解析
3．已知物质A 的分解反应是一级反应。在一定温度下，当A 的起始浓度为3
0.1 mol dm -?时，分解20%的A 需时50min 。试计算
(1) 该反应的速率系数k 。(2) 该反应的半衰期12t 。
(3) 当A 的起始浓度为3
0.02 mol dm -?时，分解20%的A 所需的时间。
解：(1) 因为是一级反应，已知在50min 内A 的分解分数，可利用一级反应的定积分式，计算速率系数k 。即
（2）一级反应的半衰期与反应物的起始浓度无关，只要知道速率系数的值，就能计算一级反应
的半衰期，即12
31ln 2ln 2
155.4 min 4.4610 min
t k --=
==? (3) 对于一级反应，在达到各种转化分数时，所需的时间与半衰期一样，都与反应物的起始浓度
无关。所以，只要转化分数相同，所需的时间也就相同。现在A 的分解分数都是20%，所以(3)的答案与已知的条件相同，也是50min 。
11．在298 K 时，测定乙酸乙酯皂反应的速率。反应开始时，溶液中乙酸乙酯与碱的浓度都为
30.01 mol dm -?，每隔一定时间，用标准酸溶液滴定其中的碱含量，实验所得结果如下：
（1）证明该反应为二级反应，并求出速率系数的值。
（2）若乙酸乙酯与碱的浓度都为3
0.002 mol dm -?，试计算该反应完成95%时所需的时间及该反应的半衰期。
解：（1） 假设反应是二级反应，代入二级反应（a b =）的定积分式，()
1x
k t a a x =
-，计算
速率系数值。已知的是剩余碱的浓度，即()a x -的数值，所以
同理，可以求出其他的速率系数值分别为：
311411.55(mol dm )min k ---=??，311511.70(mol dm )min k ---=??， 311611.77(mol dm )min k ---=??，311711.75(mol dm )min k ---=??。
速率常数基本为一常数，说明该反应为二级反应，其平均值为：31
1
11.67 (mol dm )min k ---=??。
也可以用作图法来确定反应的级数。假设反应为二级，以1
t a x
-:作图。若得一直线，说明是二级反应。从直线的斜率计算速率系数的值。
（2）利用以转化分数表示的二级反应的定积分式，和a b =的二级反应的半衰期公式，就可以计算出转化95%所需的时间和半衰期。
14．某些农药的水解反应是一级反应。已知在293 K 时，敌敌畏在酸性介质中的水解反应也是一级反应，测得它的半衰期为 d ，试求：在此条件下，敌敌畏的水解速率系数。若在343 K 时的速率系数为 h -1，求在343 K 时的半衰期及该反应的活化能E a 。
解： 一级反应的半衰期与反应物的起始浓度无关，从293 K 时的半衰期表示式，求出该温度下的反应速率系数 12ln 2ln 2
(293 K)61.5 d
k t =
=1410.0113 d 4.7110 h ---==? 再从343 K 时的速率系数值，求出该温度下的半衰期 1212ln 20.693
(343 K) 4.01 h 0.173 h
t k -=
== 已知两个温度下的速率系数，根据Arrhenius 公式的定积分公式，就可以计算反应的活化能。
a 2112()11ln
()E k T k T R T T ??=- ???a 4110.1731
1ln 4.7110
8.314 J K mol 293K 343K E ---??=- ?????? 解得 1a 98.70 kJ mol E -=?
18．某一级反应，在40℃时，反应物转化20%需时15 min ，已知其活化能为1
100 kJ mol -?。若要使反应在15 min 内，反应物转化50%，问反应温度应控制在多少？
解：对于一级反应，已知反应完成20% 所需的时间，就可以从它的积分式求出反应的速率系数
对于一级反应，已知半衰期（完成 50%所需的时间），就可以计算该温度下的速率系数 根据Arrhenius 公式的定积分公式，T 2成了唯一的未知数
a 2112()11ln ()E k T k T R T T ??=- ??? 320.04621001011ln 0.01498.314313T ??
?=- ???
解得： 2323 K T =
所以，反应温度应控制在323 K 。
24．乙醛热分解反应的主要机理如下：
CH 3CHO 1k ??
→CH 3+ CHO (1) CH 3+ CH 3CHO 2
k
??→CH 4+ CH 3CO (2)
CH 3CO 3k ??
→CH 3+ CO (3) CH 3+ CH 34k
??→C 2H 6 (4)
试推导：（1）用甲烷的生成速率表示的速率方程。 （2）表观活化能E a 的表达式。 解：（1） 根据反应机理中的第二步，甲烷的生成速率为
4233d[CH ]
[CH ] [CH CHO]d k t
= 但是，这个速率方程是没有实际意义的，因为含有中间产物3[CH ]项，它的浓度无法用实验测定。利用稳态近似，将中间产物的浓度，改用反应物的浓度来代替。设反应达到稳态时，
根据上面两个方程，解得 112
1334[CH ][CH CHO]2k k ??= ??? 代入甲烷的生成速率表示式，得
这就是有效的用甲烷的生成速率表示的速率方程，式中，表观速率系数k 为 12
1242k k k k ??
= ???
（2）活化能的定义式为：2
a
d ln d k
E RT T
=。对表观速率系数表达式的等式双方取对数，得： []2141
ln ln ln ln 2ln 2k k k k =+
-- 然后对温度微分：
214d ln d ln 1d ln d ln d d 2d d k k k k T T T T ??=+-????
等式双方都乘以2
RT 因子，得 2
222214d ln d ln 1d ln d ln d d 2d d k k k k RT
RT RT RT T T T T ??
=+-????
对照活化能的定义式，得表观活化能与各基元反应活化能之间的关系为：a a,2a,1a,41
2E E E E ??=+-?
?
第八章 电化学
16．将一根均匀的铁棒，部分插入水中，部分露在空气中。经若干时间后，哪一部分腐蚀最严重？为什么？
答：在靠近水面的部分腐蚀最严重。因为在水下部分的铁棒，虽然有2CO (g)和2SO (g)等酸性氧化物溶于水中，使水略带酸性，但H + 离子的浓度还是很低的，发生析氢腐蚀的趋势不大；铁棒露在空气中的部分，虽然与氧气接触，但无电解质溶液，构成微电池的机会较小；而在靠近水面的部分，既有氧气，又有微酸性的电解质溶液，所以很容易构成微电池，发生耗氧腐蚀，这样形成的原电池的电动势比在水中的析氢腐蚀的电动势大，因而这部分腐蚀最严重。
五．习题解析
4．在某电导池内，装有两个直径为0.04 m 并相互平行的圆形银电极，电极之间的距离为0.12 m 。若在电导池内盛满浓度为3
0.1 mol dm -?的3AgNO 溶液，施以20 V 的电压，则所得电流强度为 A 。试计算该电导池的电导池常数、3AgNO 溶液的电导、电导率和摩尔电导率。
解：根据所要计算物理量的定义式，即可以进行计算，但都要严格使用SI 的基本单位（即m, kg, s ），才能得到正确的结果。
5．在298 K 时，用同一电导池测得浓度为3
0.1 mol dm -?的KCl 水溶液的电阻为 ?，浓度为
30.01 mol dm -?的乙酸（HAc ）水溶液的电阻为1982 ?。试计算该HAc 水溶液的解离平衡常数。已知：
298 K 时，30.1 mol dm -?的KCl 水溶液的电导率为1
1.289 S m -?，
221
m (HAc) 3.90710 S m mol ∞--=???Λ。
解： 用电导测定的方法计算弱电解质溶液的解离平衡常数，要使用Ostwald 稀释定律，即计算达到解离平衡时HAc 的摩尔电导率 m (HAc)Λ，将它代入Ostwald 稀释定律公式就能计算得到解离平衡常数的值。也可以用摩尔电导率 m (HAc)Λ先计算出HAc 的解离度α， m m (HAc)(HAc)
α∞
=ΛΛ，代入解离平衡常数的计算公式也可以。
要计算 m (HAc)Λ，必须先计算HAc 水溶液的电导率。电导的测定实际是测定电阻，但计算时要用到电导池中电极的面积和电极间的距离，这又是不容易测定的数值，因为电极的表面一般都是镀了铂黑的。常用的方法是用已知电导率的标准KCl 水溶液先测定电导池常数，然后用该电导池测定未知溶液的电阻，就可得到未知溶液的电导率数值。
用已知电导率的KCl 溶液测定电导池的电阻，主要是测定该电导池的电导池常数，
cell 1
l K R R A κρ
=
== 相同的电导池，电导池常数也相同，则电导率之比就等于电阻的反比，即 代入Ostwald 稀释定律的公式，可得到解离平衡常数
也可以先计算HAc 的解离度 321 m
221
m
1.610S m mol 0.043.90710S m mol α--∞--???===???ΛΛ HAc 的解离平衡为
11．有下列电池，写出各电池的电极反应和电池反应 （1）++2+
+2H H Ag Pt H ()H
() || Ag ()Ag(s)p a a |||（2）
Ag(s)AgI(s)() ||Cl () AgCl(s)Ag(s)a a ----I Cl ||I ||
（3）2
2H
Pt H ()NaOH()HgO(s)Hg(l)p a |||| （4）
3212Ag Pt Fe (),Fe () || Ag ()Ag(s)a a a ++++||
解：（1）负极
22H H H ()2H ()2e p a ++-??→+ 正极
++Ag 2Ag ()2e 2Ag(s)a -+??→
净反应 +2+2H Ag H H ()2Ag ()2H ()2Ag(s)p a a +++=+
（2） 负极
Ag(s)()Ag (s)e a ---+??→+I I I 正极
AgCl(s)e Ag(s)Cl () a ---+??→+Cl
净反应 AgCl(s)()AgI(s)Cl ()a a ----+=+I Cl I
（3） 负极
22H 2OH H ()2OH ()2H O(l)2e p a ---+??→+
正极2OH HgO(s)H O(l)2e
2OH ()Hg(l)a --
-++??→+
净反应 22H 2H ()HgO(s)Hg(l)H O(l)p +=+
（4） 负极 2321Fe ()Fe ()e a a ++-
??
→+ 正极 Ag Ag ()e Ag(s)a ++-+??→
净反应
2321Ag Fe () Ag ()Fe ()Ag(s)a a a +++++=+
12． 试将下述化学反应设计成合适的电池
（1）++
Ag Cl AgCl(s)Ag
()Cl ()a a --=+ （2）
2323Fe Ag Fe Fe ()Ag ()Fe ()Ag(s)a a a +++++++=+
（3）222H 2O 22H ()O ()2H O(l)p p += （4）++2H OH H O(l)H ()OH ()a a --+垐?噲?
（5）234234Sn Tl Sn Tl Sn
()Tl ()Sn ()Tl ()a a a a +++++
++++=+
解 ：（1）生成物+
Ag 是由Ag(s)氧化而来的，所以电极++
Ag Ag(s)Ag ()a |做阳极，
难溶盐电极Cl Cl
()AgCl(s)Ag(s)a --
||做阴极，所设计的电池为
++Ag Cl Ag(s)Ag () ||Cl ()AgCl(s)Ag(s)a a --|||
然后写出电极反应和电池反应进行验证。
负极
Ag Ag(s)Ag ()e a ++-??→+ 正极 AgCl(s)e Ag(s)Cl () a ---+??→+Cl
净反应
Ag AgCl(s)Ag ()Cl ()a a +-+-=+Cl
说明设计的电池是正确的。同理，其余设计的电池为 （2） 3232Fe Fe Ag Pt Fe (),Fe () || Ag ()Ag(s)a a a ++++++||
（3） 222H 2O Pt H ()H OH )(aq)O ()Pt p p +-||(或|| （4） ()()()()22
H OH Pt | H |H ||OH |H |Pt p
a a p +
-
+
-
（5）
423423Tl Sn Sn Tl Pt Sn (),Sn ()||Tl (),Tl ()Pt a a a a ++++++++||
20．已知电极3Tl ,Tl Pt +
+
|的还原电极电势
3Tl ,Tl 1.250 V E ++
=，电极Tl Tl(s)+|的还原电极电势
Tl Tl 0.336 V E +=-|。试计算电极3Tl Tl(s)+|的还原电极电势3Tl Tl E +|的值。
解：首先写出电极反应，写出摩尔Gibbs 自由能变化值与标准电极电势之间的关系。根据Hess 定律，电极反应相加减，r m G ?也是相加减的关系，但是电极电势不能相加减，而要从r m G ?的数值和关系式得到。
（1）
33r m,1Tl ,Tl Tl 2e Tl 2G FE +++-++=?=- （2） r m,2Tl Tl Tl e Tl(s) G FE ++-+=?=-| （3）
33r m,3Tl Tl Tl 3e Tl(s) 3G FE ++-+=?=-|
因为（3）=（1）+（2），所以
21． 已知
3+Fe Fe 0.036 V E =-|，3+2+Fe ,Fe 0.771 V E =。试计算
(1)
2+Fe Fe E |的值。
(2) 反应32Fe(s)2Fe
3Fe +
+
+垐?噲? 的标准平衡常数。
解：首先写出电极反应，写出摩尔Gibbs 自由能变化值与标准电极电势之间的关系。根据Hess 定律，电极反应相加减，r m G ?也是相加减的关系，但是电极电势不能相加减，而要从r m G ?的数值得到。
(1) 3Fe
3e Fe(s)+
-+??→ ① 3+r m,1Fe Fe 3G E F ?=-|
32Fe e Fe +
-++??→ ② 3+2+r m,2Fe ,Fe G E F ?=-
2Fe
2e Fe(s)+
-+??→ ③ 2+r m,3Fe Fe 2G E F ?=-|
③＝①－②
r m,3r m,1r m,2G G G ?=?-?
(2) 需要设计一个电池，使电池反应就是32Fe(s)2Fe
3Fe +
+
+垐?噲?这个反应。这里Fe 氧化为
Fe 2+，把这个电极作负极。Fe 3+还原为Fe 2+，把这个氧化还原电极作正极，则所设计的电池为：Fe (s)│Fe 2+(a =1)‖Fe 3+(a =1), Fe 2+(a =1)│Pt 在电池反应32Fe(s)2Fe 3Fe +
+
+垐?噲?中，有2个电子
得失，该电池的标准电动势为：
3+2+2+Fe ,Fe Fe Fe E E E =-|(0.7710.440) V 1.211 V =+=
也可将电池设计为 Fe (s)│Fe 3+(a =1)‖Fe 3+(a =1), Fe 2+(a =1)│Pt 电池反应也是 Fe (s)＋2 Fe 3+＝3 Fe 2+ ，有3个电子得失.该电池的标准电动势为：
27．有电池1
2Cu(s)Cu(Ac)(0.1 mol kg ) AgAc(s)Ag(s)-?|||，已知298 K 时该电池的电动势
(298K)0.372 V E =，在308 K 时，(308K)0.374 V E =，设电动势E 随温度的变化是均匀的。又
知298 K 时，+Ag Ag
0.799 V E =|，2+Cu Cu 0.337 V E =|。
（1）写出电极反应和电池反应。
（2）当电池反应中电子的得失数为2时，求反应进度为1 mol 时的r m r m ,G H ??和r m S ?。 （3）求醋酸银AgAc(s)的活度积常数ap K （设活度因子均为1）。
解：2Cu(Ac)是可溶性盐，不要误认为是难溶盐，将电极反应写错，这样就会一错到底。
(1) 负极，氧化 22Cu Cu(s)Cu ()2e a ++-??→+
正极，还原 Ac 2AgAc(s)2e 2Ag(s)2Ac ()a ---+??→+
净反应
22Cu Ac Cu(s)2AgAc(s)2Ag(s)Cu ()2Ac ()a a +-+-+??→++
（2）设电动势E 随温度的变化是均匀的，意味着电动势的温度系数可以用电动势的差值除以温度的差值来求，得到的是平均值。计算时要注意的是，已规定电子的得失数为2。所以
（3）要计算AgAc(s)的活度积ap K ，一般是要设计一个电池，使电池反应恰好是AgAc(s)的解离反应。也可以将二类电极反应写成一类电极反应的形式，直接将ap K 引入计算电动势的Nernst 方程，使之成为唯一的未知数。
解法1：首先设计一个电池，使电池反应就是AgAc(s)的解离反应，这样可从所设计电池的标准电动势，计算该电池反应的平衡常数，这就是AgAc(s) 的活度积。所设计的电池为： 电池反应为：
++Ag Ac AgAc(s)Ag () Ac ()a a --=+
现在要从已知电池的电动势，求出
Ac AgAc Ag E - 。已知电池电动势的计算式为
222
Cu Ac Ac AgAc Ag
Cu Cu ln()2RT E E E a a F
+--+=--?浇? 2
Ac AgAc Ag
0.372 V 0.337 V ln 0.1(0.2)2 RT E F -??=--???浇 解得：
Ac AgAc Ag
0.638 V E -=浇 则所设计电池的标准电动势为：
Ac AgAc Ag
Ag Ag (0.6380.799)V=0.161 V E E E -+=-=--浇? AgAc(s)的活度积为：3
ap 1(0.161)96500exp exp 1.89108.314298zE F K RT -???-???===? ????????
解法2：将电极反应和电池反应写成
负极，氧化
22Cu Cu(s)Cu ()2e a ++-??→+
正极，还原 +ap
+
Ag Ac 2Ag 2e 2Ag(s)K a a --??
=
+??→ ? ??
?
净反应 +2ap +
2Ag Cu Ac Cu(s)2Ag 2Ag(s)Cu ()K a a a +-+??
+=
??→+ ? ???
22
ap 0.1(0.2)0.372 V (0.7990.337)V ln 2()
RT F K ?=-- 解得： 3
ap 1.9010K -=? 30．在298 K 和标准压力时，电解一含2+
Zn
溶液，希望当2+
Zn
浓度降至41
110 mol kg --??时，
仍不会有2H (g)析出，试问溶液的pH 应控制在多少为好？已知2Zn Zn 0.763 V E +=-|，2H (g)在Zn(s)
上的超电势为 V ，并设此值与浓度无关。
解：要使2H (g)不析出，2H (g)的实际析出电势应小于2+
Zn 的析出电势。首先分别列出两个电
极电势的计算式
222Zn Zn Zn Zn Zn 1
ln 2RT E E F a +++
=-
||4
10.763 V ln 0.881 V 2110RT F -=--=-? (0.05916pH 0.72) V 0.881 V -?--< 解得 pH 2.72>
溶液的pH 应控制在2.72以上，2H (g)才不会与Zn(s)同时析出。
实验六.二组分固-液体系相图的绘制 一、实验目的 （1）热分析法测绘Sn-Bi二元合金相图 （2）掌握热分析法的测量技术 （3）掌握热电偶测量温度的基本原理以及数字控温仪和升降温电炉的使用方法 二、实验原理 用几何图形来表示多相平衡体系中有哪些相,各相的成分如何,不同相的相对量是多少,以及它们随浓度、温度、压力等变量变化的关系图叫相图。以体系所含物质的组成为自变量,温度为应变量所得到的T-x图就是常见的一种相图。 绘制相图的方法很多,热分析法就是常用的一种实验方法。即按一定比例配成一两组分体系,将体系加热到熔点以上成为液态,然后使其逐渐冷却,每隔一定时间记录一次温度,以体系的温度对时间的关系曲线称为步冷曲线。熔融体系在均匀冷却过程中无相变时,其温度将连续均匀下降,得到一条平滑的冷却曲线,当冷却过程中发生相变时,放出相变热,使热损失有所抵偿,冷却曲线就会出现转折。当两组分同时析出时，冷却速度甚至变为零,冷却曲线出现水平段。转折点或平台所对应的温度,即为该组成合金的相变温度。 取一系列组成不同的二元合金，测得冷却曲线，再将相应的转折点连接起来即得到二元合金相图（如下图所示） 三、实验所用仪器、试剂 1.KWL-09可控升降温电炉，SWKY-1数字控温仪 2.编号为1-6的六个金属硬质试管依次分装：纯铋、含锡20%，42%，60%，80%的合金、纯锡。8号试管为空管。 四、实验步骤 1.安装并调整SWKY-1数字控温仪与KWL-09可控升降温电炉，将控温仪与电炉用电缆连接。2号炉膛（右侧）放8号空管，将与控温仪相连的温度传感器（传感器2）插入其中 2.1．将装有试剂的试管1放入1号炉膛（注意安全，始终用铁夹小心夹住试管），并将与电炉连接的温度传感器（传感器1）插入炉膛旁边的另一小孔中（注：不要将传感器1插入试管中）。将2号传感器插入放有8号空管的炉膛2 2.2.调节控温仪（工作/量数按钮），将电炉温度设定为350℃，再调为工作状态，此时1号炉膛开始加热。调节定时按钮，是时间显示为30s。将电炉“冷风量调节”电压调到零，“加热量调节”调到180V(电压过低加热太慢，电压过高有损仪器使用寿命)，给2号炉膛预热到200度左右（避免温度下降过快，减小试管冷却时发生过冷现象的可能） 2.3.当温度显示1号炉膛温度达到350℃时，再等10min左右。待温度稳定后将预热后的8号空管用铁夹移出去，并将1号试管夹入2号炉膛。换入2号试管加热，熔融。关闭“加热量调节”，此时控温仪显示温度上升，当温度上升到310℃以上时，打开“冷风量调节”，电压调为1.5V。此时温度开始下降，当温度降到接近300℃时，开始记录温度。每隔30s，控温仪会响一声，依次记下此时的仪表读数即可。
物理化学试卷1 班级姓名分数 一、选择题( 共16题30分) 1. 2 分(4932) 用铜电极电解·kg-1的CuCl2水溶液，阳极上的反应为( B ) (A) 2Cl- ─→Cl2+ 2e- (B) Cu ─→Cu2++ 2e- (C) Cu ─→Cu++ e- (D) 2OH-─→H2O + 1 2 O2+ 2e- 2. 2 分(4948) 金属活性排在H2之前的金属离子, 如Na+ 能优先于H+在汞阴极上析出, 这是由于： ( D ) (A) (Na+/ Na) < (H+/ H2) (B) (Na) < (H2) (C) (Na+/ Na) < (H+/ H2) (D) H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于(Na+/ Na) > (H+/ H2) 3. 2 分(4869) 极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是： ( C ) (A) 增加溶液电导 (B) 固定离子强度 (C) 消除迁移电流 (D) 上述几种都是 4. 2 分(4889) 下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律, 其中表示原电池阳极的是：( B ) (A) 曲线1 (B) 曲线2
(C) 曲线3 (D) 曲线4 5. 2 分(4910) 以石墨为阳极，电解mol·kg-1 NaCl 溶液，在阳极上首先析出：( A ) (A) Cl2 (B) O2 (C) Cl2与O2混合气体 (D) 无气体析出 已知：(Cl2/Cl-)= V , (Cl2)= 0 V ， (O2/OH-)= , (O2) = V 。 6. 2 分(5154) 将铅蓄电池在 A 电流下充电h，则PbSO4分解的量为： （M r(PbSO4)= 303 ）( B ) (A) kg (B) kg (C) kg (D) kg 7. 2 分(5102) 一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁 箱的寿命，选用哪种金属片为好( D ) (A) 铜片 (B) 铁片 (C) 镀锡铁片 (D) 锌片 8. 2 分(4940) 25℃时, H2在锌上的超电势为V，(Zn2+/Zn) = V，电解一含有 Zn2+(a= 的溶液，为了不使H2析出，溶液的pH值至少应控制在( A ) (A) pH > (B) pH > (C) pH > (D) pH > 9. 2 分(4857) 298 K、mol·dm-3的HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为V，电解此溶液 为：( C ) 时，氢在铜电极上的析出电势 H2 (A) 大于V (B) 等于V (C) 小于V
1.大分子化合物对溶胶稳定性的影响是：（）。 ? A 稳定作用 ? B 破坏作用 ? C 大分子化合物量少时起稳定作用，量多时起破坏作用 ? D 大分子化合物量少时起破坏作用，量多时起稳定作用 正确答案:D ? 单选题 2.乙醇和乙酸乙酯完全互溶，当乙醇的摩尔分数为0.462时，形成恒沸物。若用精馏方法分离乙醇的摩尔分数为0.35的乙醇和乙酸乙酯组成的混合溶液，（）。 ? A 只能得到纯乙醇 ? B 只能得到纯乙酸乙酯 ? C 能够得到纯乙醇和纯乙酸乙酯 ? D 纯乙醇和纯乙酸乙酯都不能得到 正确答案:B ? 单选题 3.1 mol 0℃、101.325kPa 的水在等温等压下变为冰，该过程的（）。 ? A △G=0，△H<0 ? B △G=0，△H=0 ? C △G<0，△H<0 ? D △G<0，△H=0 正确答案:A ?
4.关于基元反应的活化能，下列说法正确的是（）。 ? A 活化分子的最低能量 ? B 活化分子的平均能量 ? C 反应物分子的平均能量 ? D 活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差 正确答案:D ? 单选题 5.晶体物质的溶解度和熔点与粒子大小的关系是（）。 ? A 粒子越小，溶解度越大，熔点越低 ? B 粒子越小，溶解度越大，熔点越高 ? C 粒子越小，溶解度越小，熔点越低 ? D 粒子越小，溶解度越小，熔点越高 正确答案:A ? 单选题 6.下列测定大分子平均摩尔质量的方法中，（）不是独立的测定方法。 ? A 渗透压法 ? B 光散射法 ? C 粘度法 ? D 超离心沉降法 正确答案:C ? 单选题
7.使一定量的某种溶胶聚沉需要1.00mol？dm-3 CaCl2溶液 20mL 或0.002mol？dm-3 Na2SO4 50mL，则该溶胶（）。 ? A 带正电 ? B 带负电 ? C 不带电 ? D 可能带正电，也可能带负电 正确答案:A ? 单选题 8.当电解质的浓度降低时，电导率（）。 ? A 增大 ? B 减小 ? C 不变 ? D 可能增大，也可能减小 正确答案:D ? 单选题 9.化学反应刚产生沉淀时，生成的沉淀颗粒大小不一，当放置一段时间后，会出现的现象是（）。 ? A 小颗粒变大，大颗粒变小，直至颗粒大小相同 ? B 小颗粒变小直至消失，大颗粒变得更大 ? C 小颗粒和大颗粒都变小，颗粒数增加 ? D 小颗粒和大颗粒都不发生变化 正确答案:B ? 单选题
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。
纯液体饱和蒸汽压的测量 目的要求 一、 明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱 和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯－克拉贝龙方程式。 二、 用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验 技术。 三、 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸 点。 实验原理 通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm （101.325kPa ）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示： 2 m vap d ln d RT H T p ?= (1) 式中，R 为摩尔气体常数；T 为热力学温度；Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔 气化热。 假定Δvap H m 与温度无关，或因温度范围较小，Δvap H m 可以近似作为常数，积分上式，得： C T R H p +??-=1 ln m vap (2) 其中C 为积分常数。由此式可以看出，以ln p 对1/T 作图，应为一直线，直线的斜率为 R H m vap ?- ，由斜率可求算液体的Δvap H m 。 静态法测定液体饱和蒸气压，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此 法一般适用于蒸气压比较大的液体。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压，有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压，所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图1所示： 平衡管由A 球和U 型管B 、C 组成。平衡管上接一冷凝管，以橡皮管与压
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. B 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 2. C 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3. C 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
物理化学实验Ⅰ 课程名称：物理化学实验Ⅰ 英文名称：Experiments in Physical Chemistry 课程代码：147012 学分：0.5 课程总学时：16 实验学时：16 （其中，上机学时：0） 课程性质：?必修□选修 是否独立设课：?是□否 课程类别：?基础实验□专业基础实验□专业领域实验 含有综合性、设计性实验：?是□否 面向专业：高分子材料科学与工程、材料科学与工程（无机非金属材料科学与工程、材料化学） 先修课程：物理、物理化学、无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验等课程。 大纲编制人：课程负责人张震实验室负责人刘仕文 一、教学信息 教学的目标与任务： 该课程是本专业的一门重要的基础课程，物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，是从事本专业相关工作必须掌握的基本技术课程。其任务是通过本课程的学习，使学生达到以下三方面的训练： （1）通过实验加深学生对物理化学原理的认识，培养学生理论联系实际的能力； （2）使学生学会常用的物理化学实验方法和测试技术，提高学生的实验操作能力和独立工作能力； （3）培养学生查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力，使学生受到初步的物理性质研究方法的训练。 教学基本要求： 物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，实验中常用多种物理测量仪器。因此在物理化学实验教学中，应注意基本测量技术的训练及初步培养学生选择和配套仪器进行实验研究工作的能力。 物理化学实验包括下列内容： （1）热力学部分量热、相平衡和化学平衡实验是这部分的基本内容。还可以选择稀溶液的依数性、溶液组分的活度系数或热分析等方面的实验。
物理化学在线作业答案（2016）1.【第01章】（）的标准摩尔生成焓等于零。 A C（石墨） B C（金刚石） C CO2 D CO 正确答案:A 2.【第01章】理想气体在绝热、恒定外压下膨胀的（）。 A ΔU =0，W<0 B ΔH=0，W>0 C ΔU >0，△H>0 D ΔU <0，ΔH<0 正确答案:D 3.【第01章】（）是状态函数。 A G B △U C W D Q 正确答案:A 4.【第01章】Q=ΔH的适用条件是（）。 A 封闭系统中非体积功为零的等压过程 B 封闭系统中非体积功为零的等容过程 C 封闭系统
D 等温过程 正确答案:A 5.【第01章】（）下列叙述中不属于状态函数特征的是。 A 系统变化时，状态函数的改变值只由系统的始、终态决定。 B 系统状态确定后，状态函数的值也确定。 C 状态函数均有加和性。 D 经循环过程，状态函数的值不变。 正确答案:C 6.【第01章】（）的标准摩尔燃烧焓等于零。 A C（石墨） B C（金刚石） C CO2 D CO 正确答案:C 7.【第01章】（）具有强度性质。 A S B V C G D η（粘度） 正确答案:D 8.【第01章】由于p和V都是状态函数，则（p+V）也是状态函数。（） 正确错误
正确答案: 错 9.【第01章】状态函数改变后，状态一定改变。（） 正确错误 正确答案: 对 10.【第01章】H2和O2在绝热钢瓶中发生反应的△H等于零。（） 正确错误 正确答案: 错 11.【第01章】H2O（l）的标准摩尔燃烧焓等于零。（） 正确错误 正确答案: 对 12.【第01章】C（石墨）的标准摩尔燃烧焓等于零。（） 正确错误 正确答案: 错 13.【第01章】实际气体节流膨胀过程的△H = 0。（） 正确错误 正确答案: 对 14.【第01章】标准状态下，最稳定单质的热力学能等于零。（） 正确错误 正确答案: 错 15.【第01章】理想气体节流膨胀过程的△U = 0。（） 正确错误 正确答案: 对
（0129）《物理化学》网上作业题答案 1：第一次 2：第二次 3：第三次 4：第四次 5：第五次 6：第六次 7：第七次 1：[单选题] 已知下列反应的平衡常数：H 2(g) + S(s) = H 2 S(s) (1) K1 ； S(s)+O 2 (g)=SO 2 (2) K2 则反应：H 2(g)+SO 2 (g)=O 2 (g)+H 2 S(g) 的平衡常数为（） A:K1 + K2 ； B:K1 - K2 ； C:K1·K2 ； D:K1/K2 。 参考答案：D 2：[单选题]恒温下，在反应2NO2(g) = N2O4(g) 达到平衡后的体系中加入惰性气体，则A: 平衡向右移动； B:平衡向左移动； C: 条件不充分，无法判断； D: 平衡不移动。 参考答案：C 3：[单选题]某反应速率常数k = 2.31 ×10-2mol-1?dm3?s-1，反应起始浓度为1.0 mol?dm-3，则其反应半衰期为： A: 43.29 s ；
B:15 s ； C: 30 s ； D:21.65 s 。 参考答案：A 4：[单选题]下列叙述中错误的是： A:水的三相点的温度是273.15K，压力是610.62 Pa ； B:三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变； C:水的冰点温度是0℃(273.15K)，压力是101325 Pa ； D: 水的三相点f = 0，而冰点f = 1 。 参考答案：A 5：[单选题]盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是： A:天气太热； B:很少下雨； C:肥料不足； D:水分倒流。 参考答案：D 6：[单选题]下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大： A: 0.1M KCl水溶液； B:0.001M HCl水溶液； C:0.001M KOH水溶液； D: 0.001M KCl水溶液。 参考答案：B 7：[单选题]在某温度下，一密闭的刚性容器中的PCl5(g) 达到分解平衡，若往此容器中充入N2(g) 使体系压力增大二倍(此时体系仍可按理想气体处理)，则PCl5(g) 的离解度将：A:增大； B:减小；
实验一 电导的测定及其应用 一、实验目的 1、 测量氯化钾水溶液的电导率,求算它的无限稀释摩尔电导率。 2、 用电导率测量醋酸在水溶液中的解平衡常数。 3、 掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。 二、实验原理 1、根据电导公式:G=kA/l 式中k 为该电解质溶液目的电导率,其中 l/A 称为电导池常数,由于l 与A 不易精确测量,因此,试验中就是用一种已知电导率的溶液求出电导池常数k cell ,然后把欲测的溶液放入该电导池测出其电导值,再根据公式G=kA/l 求出摩尔电导率 , k 与 的关系为: 2、 总就是随着溶液的浓度的降低而增大的, 对于强电解质系 对于特定的电解质与溶剂来说,在一定温度下,A 就是一个常数,所以将 作图得到一 条直线,将所得的直线推至c=0可求得A m ∞。 3、对于弱电解质,其 无法用 ,由离子独立运动定律: 求得,其中 A m ∞+ 与A m ∞-分别表示正、负离子的无限稀摩尔电导率,它与温度及离子的本性有关。在无限稀的弱电解质中: 以cAm 对 作图,根据其斜率求出K 、、 三、实验仪器及试剂 仪器:梅特勒326电导仪1台,量杯50ml 2只 ,移液管125ml 9只,洗瓶1只 ,洗耳球1只。 试剂:10、00mol/m3 KCl 溶液, 100、0 mol/m3HAC 溶液 , 电导水。 四、实验步骤 1、 打开电导率仪器开关,预热5分钟。 2、 KCl 溶液电导率的测定: （1） 用移液管准确移取25ml 10、00mol/m3的KCl 溶液,置于洁净、干燥的量杯中,测定器电 导率3次,取其平均值。 （2） 再用移液管准确量取25、00ml 电导水,置于上述量杯中,搅拌均匀后,测定器电导率3 次,取其平均值。 m c κ = Λ m m,+ m, νν+--∞ ∞ ∞ =+ΛΛΛ m Λ m Λ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m m = α∞ΛΛ() 2 m m m m 2 m m m m 1c c c K c c ∞∞ ∞∞?? ??-?=-=ΛΛΛΛΛΛΛΛΛ
单选题 1.（）不是状态函数。 ? A H ? B U ? C S ? D △G 正确答案:D 单选题 2.下列说法正确的是（）。 ? A 熵不会减小 ? B 熵总是增大 ? C 孤立系统中熵不会减小 ? D 孤立系统中熵总是增大 正确答案:C 单选题 3.关于克-克方程，下列说法正确的是（）。 ? A 适用于任何两相平衡 ? B 适用于气-液平衡和气-固平衡 ? C 适用于固-液平衡和气-固平衡 ? D 适用于气-液平衡和液-固平衡 正确答案:B 单选题 4.1 mol 100℃、101.325kPa 的水在等温等压下变为水蒸气，该过程的（）。 ? A △G=0，△H<0 ? B △G=0，△H>0 ? C △G<0，△H<0 ? D △G<0，△H>0 正确答案:B 单选题 5.（）的标准摩尔燃烧焓等于零。
? A C（石墨） ? B C（金刚石） ? C CO2 ? D CO 正确答案:C 单选题 6.在等温等压不做非体积功的情况下，下列哪个过程肯定能自发进行？（） ? A △H>0，△S>0 ? B △H>0，△S<0 ? C △H<0，△S>0 ? D △H<0，△S<0 正确答案:C 单选题 7.乙醇和乙酸乙酯完全互溶，当乙醇的摩尔分数为0.462时，形成恒沸物。若用精馏方法分离乙醇的摩尔分数为0.35的乙醇和乙酸乙酯组成的混合溶液，（）。 ? A 只能得到纯乙醇 ? B 只能得到纯乙酸乙酯 ? C 能够得到纯乙醇和纯乙酸乙酯 ? D 纯乙醇和纯乙酸乙酯都不能得到 正确答案:B 单选题 8.1 mol 0℃、101.325kPa 的水在等温等压下变为冰，该过程的（）。 ? A △G=0，△H<0 ? B △G=0，△H=0 ? C △G<0，△H<0 ? D △G<0，△H=0 正确答案:A 单选题 9.（）的标准摩尔生成焓等于零。 ? A C（石墨） ? B C（金刚石） ? C CO2
物理化学习题作业答案 第一章热力学第一定律 一、问答题 1. 被划定的研究对象称为系统，不属于系统但与系统密切相关的部分称为环境。 2. 状态函数是描述平衡系统宏观性质的物理量。 3. 在环境压力恒定下，系统始、终态压力相同且等于环境压力的过程。 4. 系统中物质的所有能量的总和。 5. 第一类永动机是不可能造成的。 6. 因系统的体积变化而引起的系统与环境之间交换的功。 7. 可逆过程有三个特点：(1) 系统从始态到终态，过程是以无限接近平衡状态下进行的； (2) 在可逆过程中，系统做最大功，环境做最小功；(3) 沿与过程原来途径相反方向进 行，可使系统和环境完全恢复原来状态。 8. 可以忽略分子间的作用力和分子本身体积的气体。 9. 在标准压力和指定温度下，由最稳定的单质生成一摩尔物质的焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓。 10.不能。该情况相当于一个绝热系统中作电功，电机发热只能使室温升高。 二、判断题（正确打√，错误打×） 1. √ 2. √ 3. √ 4. × 5. × 6. × 7. × 8. √ 9. √10. √ 三、选择题（选1个答案） 1. A 2. D 3. B 4. D 5. A 6. C 7. A 8. D 9. C 10. A 四、填空题 1. 封闭 2. 封闭系统中不做非体积功的等压过程 3. 等于 4. 等于 5. 大于
6. 在标准压力和指定温度下，一摩尔物质完全燃烧的焓变 7. 小于 8. 小于 9. 强度性质 10.小于 五、计算题 1. -8.314J 2. （1）Q=0，W=0，△U=0，△H=0 （2）Q=2430J，W=-2430J，△U=0，△H=0 （3）Q=1548J，W=-1548J，△U=0，△H=0 3.Q=40.7kJ，W=-3.10kJ，△U=37.6kJ，△H=40.7kJ 4. 6 5.7kJ 5. 260.7 kJ·mol-1 第二章热力学第二定律 一、问答题 1.第二类永动机是不可能造成的。 2.由理想气体的等温可逆膨胀→绝热可逆膨胀→等温可逆压缩→绝热可逆压缩所组成的循环过程。 3.熵是系统混乱度的量度. 4.在孤立系统中的任何过程，或封闭系统中 的绝热过程: △S＞0 表示自发过程 △S=0 表示可逆过程 △S＜0 表示不可能发生的过程 5.在封闭系统中的等温等压非体积功 为零的过程: △G＜0 表示自发过程 △G=0 表示可逆过程 △G＞0 表示不可能发生的过程 6.在封闭系统中的等温等容非体积功 为零的过程:
蔗糖水解速率常数的测定 1．蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？ 答：主要和温度、反应物浓度和作为催化剂的H+浓度有关。 2．在测量蔗糖转化速率常数时，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？ 答：选用长的旋光管好。旋光度和旋光管长度呈正比。对于旋光能力较弱或者较稀的溶液，为了提高准确度，降低读数的相对误差，应选用较长的旋光管。根据公式（a）=a*1000/LC,在其他条件不变的情况下，L越长，a越大，则a的相对测量误差越小。 3．如何根据蔗糖、葡萄糖、果糖的比旋光度数据计算？ 答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃分别表示用钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t＝20℃L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝66.6×2×10/100＝13.32° α∞＝×2×10/100×（52.2-91.9）＝－3.94° 4．试估计本实验的误差，怎样减少误差？ 答：本实验的误差主要是蔗糖反应在整个实验过程中不恒温。在混合蔗糖溶液和盐酸时，尤其在测定旋光度时，温度已不再是测量温度，可以改用带有恒温实施的旋光仪，保证实验在恒温下进行，在本实验条件下，测定时要力求动作迅速熟练。其他误差主要是用旋光仪测定时的读数误差，调节明暗度判断终点的误差，移取反应物时的体积误差，计时误差等等，这些都由主观因素决定，可通过认真预习实验，实验过程中严格进行操作来避免。 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 电导的测定及其应用 1、本实验为何要测水的电导率？ 答：因为普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质而存在一定电导，故实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。作电导实验时需纯度较高的水，称为电导水。水的电导率相对弱电解质的电导率来说是不能够忽略的。所以要测水的电导率。 2、实验中为何通常用镀铂黑电极?铂黑电极使用时应注意什么？为什么？
中考物理化学试卷和答案 注意事项： 1．答第一卷前，考生务必用钢笔或圆珠笔在答题卡上填写自己的姓名、考号，然后用铅笔涂准考证号、考试科目代码。 2．每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。答案答在试卷上无效。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。 3．考试结束，将答题卡和试卷一并交回。 一、选择题（本大题共27小题，各小题的四个选项中，只有一个选项符合题意。每小题2分，共54分）1．照相机的镜头相当于下列哪种光学元件 A．平面镜 B．凸透镜 C．凹透镜 D．凸面镜 2．关于安全用电，下列说法正确的是 A．测电笔可以辨别家庭电路中的火线和零线 B．发现有人触电后，立即用手把触电人拉离电源 C．熔丝被烧断，一定是电路中出现了短路故障 D．熔丝被烧断后，可用铜丝代替熔丝接上 3．下列关于声音的说法正确的是 A．声音是由物体振动产生的 B．“震耳欲聋”主要是指声音的音调高 C．“闻其声而知其人”主要根据声音的响度来判断的 D．声音在真空中不受阻力传播最快 4．在下面的四幅图中，属于光的反射现象的是 ＡＢＣＤ 5．下列属于通过做功途径改变物体内能的是 A．冬天对手“哈气”，手感到暖和 B．冬天两手相互摩擦，手感到暖和 C．围着火炉烤火，身体感到暖和 D．金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手 6．下列四个电路中与右边实物电路图对应的是
7．知识的价值体现之一，是它可以让我们避免许多不安全的事故。在下列安全提示中与 惯性知识有关的是 A．车未停稳，请勿下车 B．在地铁站台候车的人必须站在安全线外 C．高压危险，请勿靠近 D．高温蒸汽，小心烫伤 8．下面现象中物体动能和重力势能都发生变化的是 A．跳伞运动员在空中匀速下降 B．空中加速下落的冰雹 C．匀速上坡的汽车 D．在水平轨道上加速行驶的列车 9．青藏铁路路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2米的铁棒(如图所示)，我们叫它热棒。热棒在路基下还埋有5米深，整个棒体是中空的，里面灌有液氨。热棒的工作原理很简单：当路基温度上升时，液态氨受热发生①，上升到热棒的上端，通过散热片将热量传导给空气，气态氨由此冷却②变成了液态氨，又沉入了棒底。这样，热棒就相当于一个天然“制冷机”。请问文中空格处的物态变化名称是 A．①汽化②液化 B．①液化②汽化 C．①升华②液化 D．①升华②凝华 10．从下面的图像得到的信息中，不正确的是 A．图甲说明物体所受的重力跟它的质量成正比 B．图乙表示物体在以5m／s的速度做匀速直线运动 C．图丙表示导体的电阻随电压增大而增大 D．图丁表示某种晶体的熔化曲线 11．当温度一定时，比较两根铝导线电阻的大小，下列说法中正确的是 A．长导线的电阻大 B．细导线的电阻大 C．长度相同，粗导线的电阻大 D．粗细相同，长导线的电阻大 12．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定，这种方法在科学上叫做“转换法”。下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取的方法与研究电路中是否有电流方法相同的是 A．通过测100张纸的厚度来测1张纸的厚度 B．人们通过研究墨水的扩散现象认识分子的运动情况
东北大学16春《物理化学》在线作业123（标准答案） 一、单选题： 1.反应 2NO(g) + O2(g) == 2NO2(g) 是放热的, 当反应在某温度、压力下达平衡时，若使平衡向右移动。则应采取的措施是( )。 A. 降低温度和减小压力； B. 降低温度和增大压力； C. 升高温度和减小压力； D. 升高温度和增大压力。 2.影响任意一个化学反应的标准平衡常数值的因素为 ( )。 A. 催化剂； B. 温度； C. 压力； D. 惰性组分 3.设有理想气体反应A(g)+B(g)==C(g)，在温度T，体积V的容器中，三个组分的分压分别为pA、pB、pC时达到平衡，如果在T、V恒定时，注入物质的量为nD的惰性组分，则平衡将( )。 A. 向右移动； B. 向左移动； C. 不移动； D. 不能确定 4.气体被固体吸附的过程其DS、DＨ的变化 ( )。 A. DS<0 DＨ>0； B. DS<0 DＨ<0； C. DS>0 DＨ<0； D. DS>0 DＨ>0 5.已知反应(1)和(2)具有相同的指前因子，测得在相同的温度下升高20K时，反应(1)和(2)的反应速率分别提高2倍和3倍，说明反应(1)的活化能Ea,1( )反应(2)的活化能Ea,2。 A. 大于； B. 小于； C. 等于； D. 以上都不正确
6.已知某反应的反应物无论初始浓度cA,0为多少，反应掉cA,0的1/2时所需时间均相同，该反应为( )。 A. 零级； B. 一级； C. 二级； D. 以上都不正确 7.温度升高时，固体氧化物的分解压力（分解反应是吸热反应） ( )。 A. 降低； B. 增大； C. 恒定； D. 无法确定。 8.固体六氟化铀的蒸气压p与T的关系为lg(p/Pa)=10.65-2560/(T/K)，则其平均升华热为( )kJ·mol-1。 A. 2.128； B. 49.02； C. 9.242； D. 10.33 9.人工降雨是将AgI微细晶粒喷撒在积雨云层中，目的是为降雨提供 ( )。 A. 冷量； B. 湿度； C. 晶核； D. 温度 10.在下列电池中，其电池的电动势与氯离子的活度a(Cl?)无关的是 ( )。 A. Zn(s) | ZnCl2(aq) | Cl2(p) | Pt； B. Zn(s) | ZnCl2(aq)( ) KCl(aq) | AgCl(s) | Ag(s)； C. Pt | H2(p1) | HCl(aq) | Cl2(p2) | Pt； D. Ag(s) | AgCl(s) | KCl(aq) | Cl2(p) | Pt 三、判断题： 1.任何一个化学反应都可以用ΔrGmq?来判断反应的方向。 A. 错误 B. 正确 2.隔离系统的熵是守恒的。 A. 错误 B. 正确 3.不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的。 A. 错误
物理化学试题及答案 C. 易于液化 D. 不易液化 2006-2007学年度上期物理化学试题,B, 水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行4、如图，将CuSO4 电解，可以看作封闭体系的是( )。 A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 (可带计算器) C. 蓄电池和铜电极 一、判断题。判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“?”，错误的说得分 D. CuSO水溶液 4法后面打“×”。(每小题1分，共10分) 5、在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间( )。 1、温度一定的时候，气体的体积与压力的乘积等于常数。( ) A. 一定产生热交换 B. 一定不产生热交换 2、热力学过程中W的值应由具体过程决定 ( ) C. 不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关 3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。( ) 6、下列定义式中，表达正确的是( )。 4、处于标准状态的CO (g)，其标准燃烧热为零。( ) A. G=H，TS B. G=A，PV C. A=U，TS C. H=U—PV 5、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。 7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么( )。( )
A. Q > 0，W > 0，ΔU > 0 6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。( ) B. ΔQ = 0，W = 0，ΔU < 0 7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。( ) C. Q = 0，W = 0，ΔU = 0 8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。( ) D. Q < 0，W > 0，ΔU < 0 9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。( ) 8、ΔH =Q , 此式适用于下列哪个过程: ( )。 p10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。( ) 655A. 理想气体从10 Pa反抗恒外压10 Pa膨胀到10 Pa 5B. 0? , 10 Pa 下冰融化成水得分二、选择题。以下各题，只有一个正确选项，请将正确的选项填在相应位 置。(每小题3分，共45分) C. 电解 CuSO水溶液 4 54D. 气体从 (298 K, 10 Pa) 可逆变化到 (373 K, 10 Pa) 1. 一定压力下，当2 L理想气体从0?升温到273?时，其体积变为( )。 9、下述说法中，哪一种不正确:( )。 A. 5 L B. 4 L C. 6 L D. 1 L A. 焓是体系能与环境进行交换的能量 2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa，其中气体A的摩尔分数0.6，则气体B B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量的分压为( )。 C. 焓是体系状态函数 A. 100kPa B. 60kPa C. 40kPa D. 不确定 D. 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等 3、当实际气体的压缩因子Z 大于1的时候表明该气体( )。 10、凝固热在数值上与下列哪一种热相等:( )。 A. 易于压缩 B. 不易压缩 1
物理化学实验报告 院系化学化工学院 班级化学061 学号13 姓名沈建明
实验名称 化学电池温度系数的测定 日期 2009.4.20 同组者姓名 史黄亮 室温 19.60 ℃ 气压 102.0 kPa 成绩 一、目的和要求 1、掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术； 2、学会几种电极和盐桥的制备方法； 3、通过原电池电动势的测定求算有关 热力学函数。 二、基本原理 (一)、凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池对定温定压下的可 逆电池而言 : r m (1) nFE T , p G E S nF (2) r m T p E H nE F nF T (3) r m T p 式中，F 为法拉弟(Farady)常数;n 为电极反应式中电子的计量系数 ;E 为电池 的电动势。
另， 可逆电池应满足如下条件: 1．电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆。 2．电池中不允许存在任何不可逆的液接界。 即充放电过程必须在平衡态下进行，3．电池必须在可逆的情况下 工作，
因此在制备可逆电池、 测定可逆电池的电动势时应符合上述条件， 不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成 “盐桥 ”来消除液接电 位。用电位差计测量电动势也可满足通过电池电流为无限小的条件。 (二)、求电池反应的 Δ r G m 、Δr S m 、Δr H m 设计电池如下 : Ag(s) | AgCl(s) ｜饱和 KCl | Hg 2Cl 2(s) | Hg(l) 分别 测定电池在各个温度下的电动势，作 E — T 图，从曲线斜率可求得任一温度 下的 E T p 利用公式 (1),(2),(3) 即可求得该电池反应的 Δ r G m 、Δr S m 、Δr H m 三、仪器、试剂 SDC — Ⅱ数字电位差综合测试仪 1 台 精密稳压电源(或蓄电池) SC — 15A 超级恒温槽 铜电极 2 只 铂电极 1 只 饱和甘汞电极 1 只 恒温夹套烧杯 2 只 HCl ( 0.1000mol k ·g-1) AgNO3 ( 0.1000mol k ·g-1) 镀银溶液 镀铜溶液 四、实验步骤 一、电极的制备 1．银电极的制备 将欲用的两只 Pt 电极(一个电极 Pt 较短，作为阳极， 另一个电极作为阴极， 用于镀银) 浸入稀硝酸溶液片刻， 取出用蒸馏水洗净。 将洗净的电极分别插入盛 有镀银液( AgNO 3 3g ，浓氨水， KI 60g )中，控制电流为 0.3mA ，电镀 1h ，得 白色紧密的镀银电极一只。 2． Ag-AgCl 电极制备 在精确度 KCl 饱和溶液
1.（）的标准摩尔燃烧焓等于零。 ? A C（石墨） ? B C（金刚石） ? C CO2 ? D CO 2.（）是溶胶的光学性质。 ? A 沉降平衡 ? B 布朗运动 ? C 电泳 ? D 丁达尔现象 3.分散相粒子半径在（）的分散系统称为胶体分散系统。? A 1～10nm ? B 10～100nm ? C 1～100nm ? D 1～1000nm
4.关于活化分子，下列说法错误的是（）。 ? A 能量大于反应物分子的平均能量的分子是活化分子 ? B 只有活化分子的碰撞才可能发生化学反应 ? C 活化分子数与反应温度有关 ? D 活化分子数与反应物浓度有关 5. 在电导滴定中，用强酸滴定强碱时，终点以后溶液的电导（）。? A 不变 ? B 减小 ? C 不规则改变 ? D 增加 6.1 mol 0℃、101.325kPa 的水在等温等压下变为冰，该过程的（）。? A △G=0，△H<0 ? B △G=0，△H=0 ? C △G<0，△H<0 ? D △G<0，△H=0
7.在等温等压不做非体积功的情况下，下列哪个过程肯定能自发进行？ （） ? A △H>0，△S>0 ? B △H>0，△S<0 ? C △H<0，△S>0 ? D △H<0，△S<0 8.化学反应刚产生沉淀时，生成的沉淀颗粒大小不一，当放置一段时间 后，会出现的现象是（）。 ? A 小颗粒变大，大颗粒变小，直至颗粒大小相同 ? B 小颗粒变小直至消失，大颗粒变得更大 ? C 小颗粒和大颗粒都变小，颗粒数增加 ? D 小颗粒和大颗粒都不发生变化 9.（）是物理吸附的特点。 ? A 吸附热大 ? B 稳定性高 ? C 多分子层吸附