中山大学现代化学与技术(物理化学部分)课后习题及答案

物理化学实验课后习题答案1. 电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用？如何保护及正确使用？答：（1）电位差计是按照对消法测量原理设计的一种平衡式电学测量装置，能直接给出待测电池的电动势值，测定时电位差计按钮按下的时间应尽量短，以防止电流通过而改变电极表面的平衡状态。

（2）标准电池是用来校准工作电流以标定补偿电阻上的电位降。

（3）检流计用来检验电动势是否对消，在测量过程中，若发现检流计受到冲击，应迅速按下短路按钮，以保护检流计。

检流计在搬动过程中，将分流器旋钮置于“短路”。

（4）工作电池（稳压电源）电压调至与电位差计对电源的要求始终相一致。

3．电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用？答：电位差计：利用补偿法测定被测电极电动势；标准电池：提供稳定的已知数值的电动势EN，以此电动势来计算未知电池电动势。

检流计：指示通过电路的电流是否为零；工作电池：为整个电路提供电源，其值不应小于标准电池或待测电池的值。

4．测电动势为何要用盐桥？如何选用盐桥以适合不同的体系？答：（1）对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势。

（2）选择盐桥中电解质的要求是：①高浓度（通常是饱和溶液）；②电解质正、负离子的迁移速率接近相等；③不与电池中的溶液发生反应。

具体选择时应防止盐桥中离子与原电池溶液中的物质发生反应，如原电池溶液中含有能与Cl-作用而产生沉淀的Ag+、Hg 离子或含有能与K+离子作用的ClO－离子，则不可使用KCl盐桥，应选用KNO3或NH4NO3盐桥。

5．在测定电动势过程中，若检流计的指针总往一个方向偏转，可能是什么原因？答：若调不到零点，可能的原因有：（1）电池（包括工作电池、标准电池和待测电池）的正负极接反了；（2）电路中的某处有断路；（3）标准电池或待测电池的电动势大于工作电池的电动势，超出了测量范围。

4．为何本实验要在恒温条件下进行，而且乙酸乙酯和氢氧化钠溶液在混合前还要预先恒温？答：温度对反应速率常数k影响很大，故反应过程应在恒温条件下进行。

第八章电分析化学导论8- 1.解液接电位：它产生于具有不同电解质或浓度不同的同种电解质溶液界面之间，由于离子扩散通过界面的速率不同，有微小的电位差产生，这种电位差称为液体接界电位。

8- 2.解正极和负极是物理上的分类，阳极和阴极是化学上的称呼。

负极（电子流出的级），发生氧化反应，正极（电子流入的级），发生还原反应；阳极，接电源的正极，氧化反应；阴极接电源的负极，发生还原反应。

8- 3.解指示电极：在化学测试过程中，溶液的主体浓度不发生变化的电极参比电极：在测量过程中，具有恒定电位的电极。

8- 4.解：左半电池：Zn > Zn2e_右半电池：Ag - Ag电池反应：Zn - 2Ag1. 2Ag - Zn2'o 0.059 r 2+] 0.059E左二E Ig Zn - 0.763 丨gQ.1) =—0.7 92\52 2E右二E0 - 0.059lg Ag 1= 0.6815VE 二E右一E左=0.6 8 1V5—(—0.7 9 2V) =1.4 7V4所以，该电池是原电池。

8- 5.解：2H 2eN H2E = E00.059/2lg (H )2 1E左二E右-E =0.2443-0.413= -0.1 6 870.059 | 2 ]所以，lg (H )20.16872=lg H 亠0.2859pH 二pK a lg A「C HA8- 6.解：E=E 右- E 左所以，E 左二 E 右一 E= 0.2443- 0.921 二-0.6767V CdX/一二 Cd 2 4X -2.]K 0spCdX 42-]CdL X-4nK 0=1.3"0」2sp二K =7.7 10118- 7.解：E=E 右一 E 左E 左二E 右-E =0.2443-0.893=-0.6687V CdX 2 二 Cd 2 2X -Cd 2J 」X-f K sp - 'CdX 」所以 K 0sp =1.9 10」2第九章 电位分析法9- 1.解当被氢离子全部占有交换点位的水化胶层与试液接触时， 由于它们的氢离子活度 不同就会产生扩散，即H 水化层fH溶液当溶液中氢离子活度大于水化层中的氢离子活度时，则氢离子从溶液进入水化 层，反之，则氢离子由水化层进入溶液，氢离子的扩散破坏了膜外表面与试液间 两相界面的电荷分布，从而产生电位差，形成相界电位，同理，膜内表面与内参 比溶液两相界面也产生相界电位。

第十章界面现象10－1 请回答下列问题：(1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？(2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？(3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？(4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？(5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？答：(1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。

产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。

(2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”，根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。

(3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。

(4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。

物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。

(5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG＜0，而ΔS＜0，由ΔG=ΔH－TΔS，得ΔH＜0，即反应为放热反应。

10－2 在293.15K 及101.325kPa下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG)为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 －1。

N·m解：433r ＝N×1433r N＝23rr13213ΔG＝A2A12dA＝(A2－A1)＝4 ·( N r －22r )＝4 ·(13r1r2－ 2r )1＝4 ××(3 3(1 10 )91 10－6)－10＝5.9062 J10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。

动力学课后习题习题1某溶液中反应A+B →Y 开始时A 与B 的物质的量相等，没有Y ，1h 后A 的转化率为75%，问2h 后A 尚有多少未反应？假设： （1）对A 为一级，对B 为零级； （2）对A ，B 皆为一级； （3）对A ，B 皆为零级。

习题2某反应A →Y ＋Z ，在一定温度下进行，当t=0，c A,0=1mOl ·dm －3时，测定反应的初始速率υA,0=0.01mOl ·dm －3·s －1。

试计算反应物A 的物质的量浓度c A ＝0．50mOl ·dm －3及x A =0.75时，所需时间，若对反应物A (i)0级；(ii)1级；(iii)2级；习题3已知气相反应2A+B →2Y A 和B 按物质的量比2：1引入一抽空的反应器中，反应温度保持400K 。

反应经10min 后测得系统压力为84kPa ，经很长时间反应完了后系统压力为63kPa 。

试求：(1)气体A 的初始压力p A,0及反应经10min 后A 的分压力p A ； (2)反应速率系数k A ； (3)气体A 的半衰期。

习题4反应2A(g)+B(g)Y(g)的动力学方程为－tc d d B=k B A 与B 的摩尔比为2∶1的混合气体通入400K 定容容器中，起始总压力为3.04kPa ，50s 后，总压力变为2.03kPa ，试求反应的反应速率系数k B 及k A 。

习题5已知反应2HI →I 2+H 2，在508℃下，HI 的初始压力为10132.5Pa 时，半衰期为135min ；而当HI 的初始压力为101325Pa 时，半衰期为13.5min 。

试证明该反应为二级，并求出反应速率系数(以dm 3·mol －1·s －1及以Pa －1·s －1表示)。

习题6某有机化合物A ，在酸的催化下发生水解反应。

在50℃，pH=5和pH ＝4的溶液中进行时，半衰期分别为138.6min 和13.86min ，且均与c A,0无关，设反β]H [d d A A A ）（+=-c c k tc a(i)试验证：α＝1，β＝1 (ii)求50℃时的k A(iii)求在50℃，pH=3的溶液中，A 水解75%需要多少时间?习题7在定温定容下测得气相反应的速率方程为：A p A 720K 时，当反应物初始压力p A,0=1333Pa ，p B,0=3999Pa 时测出得用总压力表示的初始反应速率为-t=0=200Pa -1·min -1。

第4章化学热力学基本定律与函数（1）恒温可逆相变与向真空蒸发（不可逆相变）的终态相同，故两种变化途径的状态函数变化相等，即0=′∆=∆GG KJKJmolmolHH75.3075.3011=×=′∆=∆− KmolJTHSS3531075.3013−⋅×=′∆=′∆=∆ 1111.87−−⋅⋅=KmolJ nRTHVPHuu−′∆=∆−′∆=′∆=∆ )353314.81(75.3011KmolKjmolkJ×⋅×−=−−kJ82.27= 131011.8735382.27−−⋅××−=∆−∆=∆KkJKkJSTuA kJ93.2−= ∵向真空蒸发0=外P ∴W=0 由WQu+=∆ ∴kJuQ82.27=∆= （2）由（1）的计算结果可知，WAT<∆，∴过程不可逆1．1mol双原子理想气体在300 K、101 kPa下，经恒外压恒温压缩至平衡态，并从此状态下恒容升温至370 K、压强为1 010 kPa。

求整个过程的、、及。

（答案：△U = 1455 J，△H = 2037 J，W=17727 J，Q = -16272 J）解：第一步：恒外压恒温压缩至平衡态，=0，=0此平衡态的体积就是末态的体积V2，此平衡态的压强W= -p’(V2-V1) = -818.92×103×(3.046-24.695)×10-3 =17727 J = 17.727 kJ-Q = W =17.727 kJ Q = -17.727 kJ第一步：因恒容W = 0= Q V = C V,m(T2-T1) = 20.79×(370 -300) =1455.3 J=1.455 kJ= (20.79 + R)×70 =2037.3 J =2 .037 kJ整个过程：W =17.727 kJ；Q = -17.727+1.455 = -16.27 kJ；=1.455 kJ ；=2.037 kJ。

第8章 配位化合物与配位平衡一、选择题8-1 下列配合物的命名不正确的是： （ ） (A) (B)(C)(D)答案： B8-2 下列离子都可以作为配合物的中心原子，但生成的配合物稳定性最差的是： （ ） (A) (B) (C) (D) 答案： D 8-3 的名称是： （ ）(A) 三氯化一水二吡合铬（III ） (B) 一水合三氯化二吡合铬（III ） (C) 三氯一水二吡合铬（III ） (D) 一水二吡三氯合铬（III ） 答案： C8-4 下列哪种物质是顺磁性的： （ ）(A)(B) (C)(D) 答案： B 8-5用溶液处理再结晶，可以取代化合物中的，但的含量不变，用过量处理该化合物，有氯含量的氯以沉淀析出，这种化合[]()3233K Co(NO )Cl III 三氯三硝基合钴酸钾[]()3233K Co(NO )Cl III 三硝基三氯合钴酸钾()()()2323Co OH NH Cl Cl III ⎡⎤⎣⎦氯化二氯一水三氨合铬[]()26H PtCl IV 六氯合铂酸3+Sc 3+Cr 3+Fe 3+La ()()232Cr py H O Cl ⎡⎤⎣⎦()234Zn NH +⎡⎤⎣⎦()336Co NH +⎡⎤⎣⎦[]4TiF ()336Cr NH +⎡⎤⎣⎦33CoCl 4NH ⋅24H SO 2-4SO -Cl 3NH 3AgNO 1/3AgCl物应该是： （ ）(A)(B) (C)(D)答案： A 8-6 羰基合物的磁矩为零，它的空间构型为： （ ）(A) 三角双锥形 (B) 四方形(C) 三角锥形 (D) 四方锥形 答案： A8-7 配离子的磁矩为： （ ） (A) 3.88(B) 2.83 (C) 5.0 (D) 0 答案： D8-8 配离子的稳定性与其配位键类型有关，根据价键理论，可以判断下列配合物稳定性的大小，指出正确的是： （ ）(A)(B)(C) (D) 答案： B 8-9 化合物的磁矩为，而的磁矩为，对于这种差别可以用下列哪一项所叙述的理由来解释： （ ）(A) 铁在这两种化合物中有不同的氧化数 (B) 氰离子比氟离子引起更多的轨道分裂 (C) 氟比碳、氮具有更大的电负性 (D) 氰离子是弱的电子授体 答案： B8-10 某金属中心离子形成配离子时，由于配体的不同，其电子分布可以有1个未成对电()324Co NH Cl Cl ⎡⎤⎣⎦()334Co NH Cl ⎡⎤⎣⎦()324Co NH Cl Cl ⎡⎤⎣⎦()334Co NH Cl ⎡⎤⎣⎦()5Fe CO ⎡⎤⎣⎦()32Cu NH +⎡⎤⎣⎦()B.M.()()33266Fe CN Fe H O -+⎡⎤⎡⎤<⎣⎦⎣⎦()()32266Fe CN Fe H O -+⎡⎤⎡⎤>⎣⎦⎣⎦()()322Ag CN Ag NH -+⎡⎤⎡⎤=⎣⎦⎣⎦()()322Ag CN Ag NH -+⎡⎤⎡⎤<⎣⎦⎣⎦[]36K FeF 5.9B.M.()36K Fe CN ⎡⎤⎣⎦2.4B.M.d d子，也可以有5个未成对电子，此中心离子是： （ ） (A) (B) (C) (D)答案： C8-11 根据晶体场理论，高自旋配合物的理论判据是： （ ） (A) 分裂能 > 成对能 (B) 电离能 > 成对能 (C) 分裂能 > 成键能 (D) 分裂能 < 成对能 答案： D8-12 某金属离子在八面体弱场中的磁矩为 4.9 B.M.，而它在八面体强场中的磁矩为零，该中心金属离子可能是： （ ） (A) (B) (C)(D) 答案： D二、计算题和问答题8-13 用晶体场理论判断配离子，，，（，Co(III) 的电子成对能）是高自旋还是低自旋，并计算配合物的磁矩以及晶体场稳定化能（CFSE ）。

物理化学-电化学部分习题答案4. 在18 o C 时，已知0.01 mol/dm 3 KCl 溶液的电导率为0.12205 S m -1，用同一电导池测出0.01 mol/dm 3 KCl 和0.001 mol/dm 3 K 2SO 4的电阻分别为145.00 Ω和712.2 Ω。

试求算（1）电导池常数；（2）0.001 mol/dm 3 K 2SO 4溶液的摩尔电导率。

解. （1）用标准KCl 溶液求电导池常数：170.1700.14512205.0-=⨯===m R GK cell κκ（2）K 2SO 4溶液的摩尔电导率：12302485.02.71210001.071.17-⋅⋅=⨯⨯====Λmol m S cR K c G K ccell cell m κ8. 在25 o C 时，一电导池充以0.01 mol/dm 3 KCl 和0.1 mol/dm 3 NH 3·H 2O 溶液，测出两溶液的电阻分别为525 Ω和2030 Ω，试计算此时NH 3·H 2O 溶液的解离度。

已知25 o C 时0.01 mol/dm 3 KCl 的电导率为0.1409 S m -1，()()121240198.0,00734.0--∞-+∞⋅⋅=⋅⋅=mol m S OH mol m S NH m m λλ 解. 用标准KCl 溶液求电导池常数：()()()()KCl R KCl KCl G KCl K cell κκ==0.1 mol/dm 3 NH 3·H 2O 溶液的电导率为：()()()()()123232303643.020305251409.0-⋅=⨯=⋅=⋅=⋅m S O H NH R KCl R KCl O H NH G K O H NH cell κκ0.1 mol/dm 3 NH 3·H 2O 溶液的摩尔电导率为：()()()124323232310643.3101.003643.0--⋅⋅⨯=⨯=⋅⋅=⋅Λmol m S O H NH c O H NH O H NH m κ ()()()1242302714.00198.000734.0--∞+∞∞⋅⋅=+=+=⋅Λmol m S OHNH O H NH m m m λλ NH 3·H 2O 溶液的解离度：()()0134.002714.010643.342323=⨯=⋅Λ⋅Λ=-∞O H NH O H NH m m α12. 在18 o C 时，测得CaF 2饱和水溶液及配制该溶液的纯水的电导率分别为3.83×10-3 和1.5×10-4 S m -1。

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物理化学实验课后题答案物理化学实验课后题答案00公式以及版面无法正常显示，建议下载pdf版本下载方式一：点击以下链接下载网盘下载百度文库下载下载方式二：登陆公共邮箱下载邮箱：*********************密码：yh123456文件预览实验五燃烧热的测定1、在本实验中，哪些是体系，哪些是环境？体系和环境通过哪些途径进行热交换？这些热交换对结果的影响怎样？答：氧弹、内筒及氧弹周围的水支架等是体系；恒温夹套、夹套与内筒之间的空气层以及外界大气是环境；体系通过热辐射、热传导以及热对流的方式向环境中传递热量。

这些热交换可能会造成量热出现偏差，造成测量值不准（总热交换的形式不可知，故无法断定测量值是偏大还是偏小）。

2、量热容器内的水温为什么要比恒温夹套内水温低？低多少为合适？为什么？答：这样可以抵消与外部热交换的热量，减小实验误差。

低0.7-1℃合适，因为实验造成的水温变化仅仅为1.5-2.0℃，故低0.7-1℃足以抵消热交换造成的偏差。

实验十三三组分液-液平衡相图的测绘1、本实验所用的滴定管(盛苯的)、锥形瓶、分液漏斗液管、滴管为什么要干燥？答：若不干燥。

则配置的溶液中水含量与要求的值有所偏差，影响实验相图的绘制。

2、绘制溶解度曲线时，若先配溶液所取的体积不是记录表中规定的数值，对测绘溶解度曲线的准确性有没有影响？记录表中规定的数值是根据什么原则确定的？配溶液时读取所用的各组分体积不准确会带来什么影响？答：无影响。

记录表中规定的数值，是根据取点尽量均匀、均匀分布在相图中的原则确定的，配溶液时，读取所用的各组分体积不准确时，会使溶解度曲线与实际有偏差，影响系线。

3、当体系总组成在溶解度曲线上方及下方时，体系的相数有什么不同？在本实验中是如何判断体系总组成正处于溶解度曲线上的？此时分几相？答：在曲线上方时为一相，下方时为两相。

在本实验中，溶液恰好由澄清变浑浊或者由浑浊变澄清时，可以认为体系的总组成正处于溶解度曲线上，此时为两相4、温度升高，此时三组分溶解度曲线会发生什么样的变化？在本实验中应当注意哪些问题，以防止温度变化影响实验的准确性？答：温度升高，溶解度曲线下移，且峰变窄。