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物理化学第七章习题答案

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1 习 题

1．290K时，在超显微镜下测得藤黄水溶胶中粒子每10秒钟在x轴上的平均位移为6.0μm，

水的黏度为0.0011Pa·s，求藤黄胶粒的半径。

解： 根据公式

2

3xt

LRT





m













2

6323

100.6101.114.3310

10022.6290314.8

m7

1007.1



2．某溶液中粒子的平均直径为4.2nm，设其黏度和纯水相同，η =1.0×10

－3

kg·m－1

·s－1

，试

计算：

（1）298K时，胶体的扩散系数D。

（2）在一秒钟里，由于布朗运动粒子沿x

轴方向的平均位移x

。

解：（1）

rLRT

D



61



12

9323

101.2100.114.361

10022.6298314.8











sm

1210

1004.1

sm

（2） 根据

tx

D

22



mtDx10

1004.10.122



m5

1044.1



3．293K时，砂糖（设为球形粒子）的密度为1.59×10 3

kg·m－3

、摩尔质量为3.42×10－1

kg·mol-1

，

在水中的扩散系数为4.17×10－10

m2

·s－1

，水的黏度为1.01×10－3

N·s·m－2

。求砂糖分子的

半径及Avogadro常数。

解：分子的摩尔质量为 2 

LrM3

34

得

3

4rM

L

代入Einstein公式





MRTr

rLRT

D2

92

61



得

mRTDM

r















293314.81059.121017.41001.11042.3929

31031

m10

1009.4



将r代入Einstein公式得

rDRT

L



61



1

10310

1009.41001.114.361017.4293314.8









mol

123

1051.7

mol

4．在298K时，某粒子半径为3.0×10－8

m的金溶胶，在地心力场中达沉降平衡后，在高度

相距1.0×10－4

m的某指定体积内粒子数分别为277和166。已知金的密度为1.93×104

kg·m－3

，分散介质的密度为1.0×103

kg·m－3

，试计算阿伏加德罗常数L的值为多少？

解： 根据公式





123

12

34

lnxxLgr

NN

RT

介质粒子

得





12321

4ln3

xxgrNN

RT

L



介质粒子 3

1

4343

8

100.18.9100.11093.1100.314.34166277

ln298314.83













mol

123

1025.6

mol

5．在某内径为0.02m的管中盛油，使直径为1.588×10－3

m的钢球从其中落下，下降0.15m

需时16.7s。已知油和钢球的密度分别为960和7650kg·m－3

。试计算在实验温度时油的

黏度为若干？

解： 钢球沉降时所受的重力为

grF）

介质粒子重力

(

34

3

沉降时所受的阻力为

dtdx

rF

6

阻力

平衡时

阻力重力FF

，则有



dtdxgr

922

介质粒子





sPa



















7.1615.0

98.99607650

21

10588.122

3

sPa023.1

6．某金溶胶在298K时达沉降平衡，在某一高度粒子的数密度为8.89×108

m－3

，再上升

0.001m粒子数密度为1.08×108

m－3

。设粒子为球形，金的密度为1.93×104

kg·m－3

，水

的密度为1.0×103

kg·m－3

，试求：

（1） 胶粒的平均半径及平均摩尔质量；

（2） 使粒子的密度下降一半，需上升多少高度。

解：（1）根据公式 4 



123

12

34

lnxxLgr

NN

RT

介质粒子

得



3

1221

4ln3

xxLgNN

RT

r



介质粒子



mm

83

3233488

1026.2100.110022.68.9100.11093.114.341008.11089.8

ln298314.83















粒子

LrM334



1`2343

8

10022.61093.11026.214.3

34







molkg

15

1062.5

molkg

（2）将公式改写为



12

12

lnxxA

NN



式中 

Lgr

RTA

介质粒子3

341

由已知条件，得



0100.1

89.808.1

ln3



mA



0

89.889.8

21

ln

xA

解得 mx4

1029.3



7．把每m3

含Fe (OH)

31.5kg的溶胶先稀释10,000倍，再放在超显微镜下观察，在直径和深

度各为0.04mm的视野内数得粒子的数目平均为4.1个，设粒子为球形，其密度为5.2×

103

kg·m－3

，试求粒子的直径。

解：根据下式 5 hRccVNr2"3

34





32

43

NhcR

r



m













3

352

54

102.51.44100.4100.2105.13

m8

10387.4



mrd8

10774.82



8．在298K时，测量出某聚合物溶液的相对黏度如下：

浓度g/100cm3

0.152 0.271 0.541

η

r 1.226 1.425 1.983

求此聚合物的特性黏度[η]？

解：根据公式



ck

csp2

'





c

cr2ln





3

dmgc

1.52 2.71 5.41



131



gdmc

cr

sp

0.149 0.157 0.182



13ln

gdm

cr

0.134 0.131 0.127

分别以

csp

和

cr

ln

对c作图（图略），得两条直线，外推至c=0处相交，截距即为

，

得

13

136.0

gdm

9．298K时，将半径为0.3μm的球形粒子分散在0.1mol·L－1

的KCl水溶液中，在微电泳容

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程兰征版物理化学习题解答7

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第七章 电池电动势及极化现象习题解答

1、已知0.100mol/kgBaCl2溶液中，γ±=0.501，求BaCl2的活度。

解：m±=34mB=0.1587mol/kg，a±=34γ±·mB =0.07953

aB= 4（γ±·mB）3=5.03×10-4

2、在25℃，Ag(s)+0.5Hg2Cl2(s)=AgCl(s)+Hg(l)的ΔHθ(298K)=7950J/mol，又知Ag 、AgCl 、Hg2Cl2、Hg的标准摩尔熵分别为：42.7、96.1、196.0、77.4J·K-1·mol-1。求下列电池的标准电动势及其温度系数：

Ag(s),AgCl(s)|KCl(aq)|Hg2Cl2(s),Hg(l)

解：ΔSθ(298K)=96.1+77.4-42.7-0.5×196.0=32.8（J·K-1·mol-1）

ΔGθ(298K)=7950-298×32.8=-1824.4（J/mol）

Eθ= -1824.4/1×(-96500)=0.01891(V)

p)(TE=32.8/1×(96500)=3.4×10-4(V/K)

3、查标准电极电势表（表7-1），计算下列电池的电动势（25℃）。

（1）Ag,AgBr|Br-(a=0.10)||Cl-(a=0.010)|AgCl,Ag

（2）Pt,H2(pθ)|HCl(a±=0.10)|Cl2(p=5066Pa),Pt

（3）Pt,H2(pθ)|HCl(a±=0.10)|Hg2Cl2,Hg

（4）K-Hg(a=0.010)|KOH(a±=0.50)|HgO,Hg

（5）Pb,PbSO4|CdSO4(0.20mol/kg, γ±=0.11)||

CdSO4(0.020mol/kg, γ±=0.32)|PbSO4,Pb

（6）Zn|Zn2+(a=0.01)||Fe2+(a=0.001),Fe3+(a=0.10)|Pt

解：（1）AgCl+Br- =AgBr+Cl-

物理化学复习题目(含答案)

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物 理 化 学 总 复 习

第 1 页 共 35 页

第七章 电解质溶液

1. 按导体导电方式的不同而提出的第二类导体，其导电机理是：

（A）电解质溶液中能导电的正负离子的定向迁移。

（B）正负离子在电极上有氧化还原作用的产生（电子在电极上的得失）。

2. 按物体导电方式的不同而提出的第二类导体，对于它的特点的描述，那一点是不正确的？答案：A

（A）其电阻随温度的升高而增大 （B）其电阻随温度的升高而减小

（C）其导电的原因是离子的存在 （D）当电流通过时在电极上有化学反应发生

3. 描述电极上通过的电量与已发生电极反应的物质的量之间的关系是：答案：C 物 理 化 学 总 复 习

第 2 页 共 35 页 （A） 欧姆定律 （B） 离子独立移动定律 （C） 法拉第定律 （D） 能斯特定律

4. 0.1mol.kg-1的Na3PO4水溶液的离子强度是： 210.62iiImZ ；0.001m的36K[Fe(CN)]的水溶液的离子强度是：210.0062iiImZ。

5. 用同一电导池分别测定浓度为0.01mol.dm-3和0.10.01mol.dm-3的同种电解质溶液，其电阻分别为1000Ω和500Ω，则它们的摩尔电导之比为：答案：B

（A） 1:5 （B） 5:1 （C） 1:20 （D） 20:1

1222115:1RcRc

6. 在25℃无限稀释的水溶液中，离子摩尔电导最大的是：答案：D

（A） La3+ （B） Mg2+ （C） NH+4

物理化学第七章课后题答案

物理化学第七章课后题答案

7.13 电池电动势与温度的关系为

263)/(109.2/10881.10694.0/KTKTVE

（1）写出电极反应和电池反应；

（2）计算25℃时该反应的mrmrmrHSG,,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的。

（3）若反应在电池外在相同温度下恒压进行，计算系统与环境交换的热。

解：（1）电极反应为

阳极 HeH221

阴极 ClHgeClHg2221

电池反应为

（2）25 ℃时

VVE3724.015.298109.215.19810881.10694.0263

1416310517.115.298108.510881.1)(KVKVTE

因此，

1193.35)3724.0309.964851(molkJmolkJzEFGmr

1111464.1410157.1309.964851KmolJKmolJTEzFSmr

11357.3164.1415.2981093.35molkJmolkJSTGHmrmrmr

11,365.479.1615.298molkJmolkJSTQmrmr

（3）1,57.31molkJHQmrmp

7.14 25℃时，电池AgClsAgClkgmolZnClZn)()555.0(1电动势E=1.015V，已知，,7620.0)(2VZnZnEVAgAgClClE2222.0)(，电池电动势的温度系数141002.4)(KVTEp

（1）写出电池反应；

（2）计算电池的标准平衡常数；

（3）计算电池反应的可逆热；

（4）求溶液中2ZnCl的标准粒子活度因子。

第五版物理化学第七章习题答案

第五版物理化学第七章习题答案

第七章 电化学

7.1 用铂电极电解溶液。通过的电流为20 A，经过15 min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的?(2) 在的27 ØC，100 kPa下的？

解：电极反应为

电极反应的反应进度为

因此：

7.2 在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。当电路中通电1 h后，在氢电量计中收集到19 ØC、99.19 kPa的；在银电量计中沉积。用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。

解：两个电量计的阴极反应分别为

电量计中电极反应的反应进度为

对银电量计

对氢电量计

7.3 用银电极电解溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出的，并知阴极区溶液中的总量减少了。求溶液中的和。

解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差：

7.4 用银电极电解水溶液。电解前每溶液中含。阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成，其反应可表示为

总反应为

通电一定时间后，测得银电量计中沉积了，并测知阳极区溶液重，其中含。试计算溶液中的和。

解：先计算是方便的。注意到电解前后阳极区中水的量不变，量的改变为

该量由两部分组成（1）与阳极溶解的生成，（2）从阴极迁移到阳极

7.5 用铜电极电解水溶液。电解前每溶液中含。通电一定时间后，测得银电量计中析出，并测知阳极区溶液重，其中含。试计算溶液中的和。

解：同7.4。电解前后量的改变

从铜电极溶解的的量为

从阳极区迁移出去的的量为

因此，

7.6 在一个细管中，于的溶液的上面放入的溶液，使它们之间有一个明显的界面。令的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。以后，界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。计算在实验温度25 ØC下，溶液中的和。