物理化学(下册)作业解

物理化学下册答案化工专用

已知25℃时水的离子积K w =×10-14，NaOH 、HCl 和NaCl 的mΛ∞分别等于S·m 2·mol -1， S·m 2·mol -1和 S·m 2·mol -1。

（1）求25℃时纯水的电导率；（2）利用该纯水配制AgBr 饱和水溶液，测得溶液的电导率κ（溶液）= ×10-5 S·m -1，求AgBr （s ）在纯水中的溶解度。

已知：m∞（Ag +）= ×10-4S·m 2·mol -1，m∞（Br -）=×10-4S·m 2·mol -1。

解：（1）水的无限稀释摩尔电导率为纯水的电导率即有：()()2m 23-61H O H O 1100.054777 5.50010S m κΛ∞-==⨯⨯⨯⋅=（2）κ（溶液）=κ（AgBr ）+κ（H 2O ）即：κ（AgBr ）=κ（溶液）-κ（H 2O ）=×10-5 – ×10-6 = ×10-5 S·m -1现有25℃时，·kg -1BaCl 2溶液。

计算溶液的离子强度I 以及BaCl 2的平均离子活度因子γ±和平均离子活度。

解：离子强度根据：+lg =-2-1=0.6663Az z γγ±-±⨯⨯；25℃时，电池Zn|ZnCl 2（ mol·kg -1）|AgCl （s ）|Ag 的电动势E = 。

已知E （Zn 2+|Zn ）=，E （Cl -|AgCl|Ag ）=，电池电动势的温度系数为：（1）写出电池反应；（2）计算反应的标准平衡常数K ；（3）计算电池反应的可逆热Q r,m ；（4）求溶液中ZnCl 2的平均离子活度因子γ±。

解：（1）电池反应为Zn （s ）+ 2AgCl （s ）= Zn 2+ + 2Cl - + 2Ag （s ）（2）r m =-ln G RT K zE F ∆=-即：()20.22220.762096500ln 76.638.314298.15zE F KRT ⨯--⨯⎡⎤⎣⎦===⨯K = ×1033（3）r,m r m =p dE Q T S zFT dT ⎛⎫∆= ⎪⎝⎭ （4）()()32230ln Zn Cl ln 4b RT RT E E a a E zF zF b γ+-±⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭ γ± =为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg +还是以2+2Hg 形式存在，涉及了如下电池测得在18℃时的E= 29 mV ，求亚汞离子的形式。

物理化学第五版下册习题答案

第七章电化学7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。

通过的电流为20A ，经过15min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2（g ）？解：电极反应为：阴极：Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极： 2Cl - －2e - → Cl 2（g ）则：z= 2 根据：Q = nzF =It()22015Cu 9.32610mol 296500It n zF -⨯===⨯⨯ 因此：m （Cu ）=n （Cu ）× M （Cu ）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为：n （Cu ）= n （Cl 2） pV （Cl 2）= n （Cl 2）RT因此：3223Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010n RT Vp ⨯⨯===⨯（）（） 7.2 用Pb （s ）电极电解PbNO 3溶液。

已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1.66×10-2g 。

通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。

阳极区的溶液质量为62.50g ，其中含有PbNO 31.151g ，计算Pb 2+的迁移数。

解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。

显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下： n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(12Pb 2+)则：n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(12Pb 2+)n 电解(12Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9m M -==⨯223162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 12331.22n -+--⨯⨯==⨯⨯解前（）电2311.151(Pb ) 6.95010mol 12331.22n +-==⨯⨯解后电n 迁移(12Pb 2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol()242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710(Pb )2n t n +-+-+⨯==⨯移解（）=迁电解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。

南京大学物理化学下册(第五版)复习题解答：最新整理

物理化学下册课后复习题答案第八章电解质溶液第九章可逆电池电动势及其应用第十章电解与极化作用第十一章化学动力学（一）第十二章化学动力学基础（二）第十三章1.比表面有哪能几种表示方法？表面张力与表面Gibbs自由能有哪些异同点？答：A0= As/m或A0= As/V；表面张力又可称为表面Gibbs自由能，二者数值一样。

但一个是从能量角度研究表面现象，另一个是从力的角度研究表面现象；故二者物理意义不同；单位不同。

2.为什么气泡、小液滴、肥皂泡等都呈圆形？玻璃管口加热后会变得光滑并缩小（俗称圆口），这些现象的本是什么？用同一滴管滴出相同体积的苯。

水和NaCl 溶液，所得的液滴数是否相同弯曲液面有附加压力，其最终会将不规则的液面变为圆形或球形；球形表面积最小，表面自由能最低，最稳定；不相同。

3.用学到的关于界面现角的知识解释以下几种做法或现象的基体原理：①人工降雨；②有机蒸馏中加沸石；③多孔固体吸附蒸气时的毛细凝聚；④过饱和溶液，过饱和蒸气，过冷液体等过饱和现象；⑤重量分析中的“陈化”过程；⑥喷洒农药时，为何常常在农药中加入少量表面活性剂这些现象都可以用开尔文公式说明，①、②、④、⑤是新相刚形面时的体积小，曲率半径小，对与之平衡的旧相有更加苛刻的条件要求。

③多孔固体吸附蒸气时，被吸附的气体的液相对毛细管是润湿的，其曲率半径小零，当气体的分压小于其饱和蒸气压时，就可以发生凝聚。

⑥喷洒农药时，在农药中加入少量表面活性剂，可以降低药液的表面张力，使药液在叶面上铺展。

4.在三通活塞的两端涂上肥皂液，关断右端通路，在左端吹一个大泡，然后关闭左端，在右端吹一个小泡，最后让左右两端相通。

试问当将两管接通后，两泡的大小有何变化？到何时达到平衡？讲出变化的原因及平衡时两泡的曲率半径的比值。

小球更小，大球更大；最后小泡变成一个与大泡曲率半径相同的弧；由于小泡的附加压力大，所以大泡变大，小泡变小，最后使两泡的曲率半径相同5.因系统的Gibbs自由能越低，系统越稳定，所以物体总有降低本身表面Giibs自由能的趋势。

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第八章电解质溶液1・Faraday电解定律的基本内容是什么？这定律在电化学中有何用处? 答:法拉第电解定律的基本内容是：通电于电解质溶液之后，（1）在电极上（两相界面），发生化学变化的物质的量与通入电荷成正比・（2〉若将几个电解池串联,通入一定的电荷量后，在各个电解池的电极上发生化学变化的物质的量都相等.Q（E）=Z+eL=z^F根据Faraday定律，通过分析电解过程中反应物在电极上物质的量的变化，就可求岀电荷量的数值，在电化学的定量研究和电解工业上有重要的应用.2.电池中正极、负极、阴极、阳极的定义分别是什么？为什么在原电池中负极是阳极而正极是阴极？答:给出电子到外电路的电极叫做电池的负极,在外电路中电势低.从外电路接受电子的电极叫做电池的正极，在外电路中电势较高.发生氧化作用的电极称为阳极，发生还原作用的一极称为阴极•原电池的阳极发生氧化作用•阴极发生还原作用，内电路的电子由阳极运动到阴极•所以原电池的阴极是正极，阳极是负极.3・电解质溶液的电导率和摩尔电导率与电解质溶液浓度的关系有何不同？为什么？答:强电解质溶液的电导率随着浓度的增大而升高（导电粒子数目增多），但大到一定程度以后，由于正、负离子之间的相互作用增大,因而使离子的运动速率降低，电导率反而下降•弱电解质的电导率随浓度的变化不显著，浓度增加电离度减少，离子数目变化不大•摩尔电导率随浓度的变化与电导率不同，浓度降低，粒子之间相互作用减弱，正、负离子的运动速率因而增加,故摩尔电导率增加.4.怎样分别求强电解质和弱电解质的无限稀释摩尔电导率？为什么要用不同的方法？答:在低浓度下，强电解溶液的摩尔电导率与乞成线性关系.在一定温度下，一定电解质溶液来说,0是定值，通过作图，直线与纵坐标的交点即为无限稀释时溶液的摩尔电导率人箒•即外推法.弱电解质的无限稀释摩尔电导率A益，根据离子独立移动定律，可由强电解质溶液的无限稀释摩尔电导率A 益设计求算，不能由外推法求岀，由于弱电解质的稀溶液在很低浓度下与坨不呈直线关系•并且浓度的变化对4m 的值影响很大，实验的误差很大，由实验值直接求弱电解质的A益很困难.5.离子的摩尔电导率、离子的迁移速率、离子的电迁移率和离子迁移数之间有哪些定量关系式？答:定量关系式：厂+ = “+ dE/ dZ r- = u- dE/ dl厂+ •厂-离产迁移速率山+ 4一离子的电迁移率.饥I4 7一厂++~・"乍=耳=母卯正离子迁移数艺= 1无限稀释强电解质溶液銘=益4 +銘・-盈=（屛+“GF・6.在某电解质溶液中，若有i种离子存在，则溶液的总电导应该用下列哪个公式表示: 答:对电解质溶液来说电导G是其导电的能力，以1一1型电解质溶液为例.⑴G=^+舟+ ・・・；(2)G = 爭？为什么?G=K AJ I K =A H \ • c稀电解质溶液A m =Ai +Am ・•・〃=(△： +Am >C = Am ・ c+Am ・ c «+ =Am • c 则 G+ =/c> A/2・•・G 总=G++G —=盒+古…=工盒・7. 电解质与非电解质的化学势表示形式有何不同？活度因子的表示式有何不同? 答:非电解质的化学势的表示形式：活度因子表示式:非电解质a m ^ = Vm^ —电解质 QB=a 甘• a^r =a±・&为什么要引进离子强度的概念？离子强度对电解质的平均活度因子有什么影响？答:在稀溶液中，影响离子平均活度因子7士的主要因素是离子的浓度和价数，并且离子价数比浓度影响还要更大一些•且价型愈高，影响愈大，因此而提出离子强度的概念.I = *另加必对平均活度因子的影响lg/+=—常数/!9. 用DebyeHuckel 极限公式计算平均活度因子时有何限制条件？在什么时候要用修正的Debys Hiickel 公式？答:限制条件为：① 离子在静电引力下的分布遵从Boltzmann 分布公式，并且电荷密度与电势之间的关系遵从静电学中的Poisson （泊松）公式.I② 离子是带电荷的圆球，离子电场是球形对称的，离子不极化•在极稀溶液中可看成点电荷.③ 离子之间的作用力只存在库仑引力，其相互吸引而产生的吸引能小于它的热运动的能量.④ 在稀溶液中，溶液的介电常数与溶剂的介电常数相差不大，可以忽略加入电解质后的介电常数的变化.若不把离子看作点电荷，考虑到离子的直径，极限公式修正为：—A\z+z- 1/7lgy 士随着离子半径的增大而增大•所以溶液中离子溶度增加，迁移速率亦将增加.12. 影响难溶盐的溶解度主要有哪些因素？试讨论AgCl 在下列电解质溶液中的溶解度大小，按由小到大的次序排列出来(除水外，所有的电解质的浓度都是0・1 mol ・dm'3).(l) NaNQ (2)NaCl (3)H 2O (4)CuSC)4 (5)NaBr阿=阴(T) +RTlnZn.B 今=炖(丁) +RTlnoni ・B电解质 /zB=/^(T)+RTlnaB=〃g(T) + RTlna# • cf-7M Blgz±= 1+辆I ・10. 不论是离子的电迁移率不是摩尔电导率,氢离子和氢氧根离子都比其他与之带相同电荷的离子要大得多，试解释这是为什么？答:在水溶液中，屮和OH-离子的电迁移率和摩尔电导率特别大，说明屮和OH —在电场力作用下运动速率特别快，这是因为水溶液具有氢键质子可以在水分子间转换,电流很快沿着氢键被传导.11. 在水溶液中带有相同电荷数的离子，如Li 十，Na 十,K + ,Rb +，…，它们的离子半径依次增大，而迁移速率也相应增大,这是为什么？答:IF ,Na+ ,K+ ,Rb 〒等离子带有相同的电荷，离子半径依次增大，根据修正的Debye-Huckel 公式：答:影响难溶盐的溶解度的主要因素有：①共同离子影响，如AgBr在NaBr中的溶解度远小于水中的溶解度.②其它电解质的影响，其它电解质的存在通过影响离子强度，影响难溶盐的活度系数,从而影响溶解度.溶解度顺序为：(2)<(3)<(1)<(4)«5).13.用Pt电极电解一定浓度的CuSQ溶液，试分析阴极部、中部和阳极部溶液的颜色在电解过程中有何变化？若都改用Cu电极，三部溶液颜色变化又将如何？答:Pt是惰性电极,阴极部溶液中C£+被还原生成Cu,溶液中Ci?+的浓度变小，颜色变淡，阳极部溶液中+向中部迁移，颜色变淡，中部的颜色在短时间内基本保持不变.用Cu做电极时,阴极部的颜色变淡，中部基本不变,阳极部颜色变深.14.什么叫离子氛？Debye-Hiickel-()nsager电导理论说明了什么问题？苔:溶液中每一个离子都被电荷符号相反的离子所包围，由于离子间的相互作用使得离子分布不均匀, 从而形成离子氛.Deby^Huckel-Oisager电导理论说明，电解质溶液的摩尔电导率与离子间相互作用、离子的性质、离子本身结构和溶剂能力以及介质的介电常数都有关系.第九章1.可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举一例，并写出该电极的还原反应。

物理化学,课后习题详解

作业题1-1. 10mol理想气体由25℃，1.00MPa 。

设过程为：（i）向真空膨胀；（ii）对抗外压0.100MPa膨胀。

分别计算以上各过程的体积功。

(i) Wv=0(ii) Wv=-P S△V=- P S nRT(1／R2-1／R1)=-nRT(P S／P2- P S／P1)P2= P S∴Wv=-PnRT(1- P S／P1)=-10mol×8.3145J·mol-1·k-1×298.15k×(1-0.100 MPa／1.00MPa)=-22.31kJ体会：（i）真空膨胀不做体积功（ii）膨胀功做负功，W=-P△V运用W=-∫V1V2Pdv=-P(V2-V1)计算体积功。

1-3.473K，0.2MPa，1dm3 的双原子分子理想气体，连续经过下列变化：（Ⅰ）定温膨胀到3dm3；（Ⅱ）定容升温使温度升到0.2MPa；（Ⅲ）保持0.2 MPa降温到初始温度473K。

（i）在p-V图上表示处该循环全过程；（ii）计算各步及整个循环过程的Wv、Q 、△U 和△H 。

一直双原子分子理想气体Cp,m=7／2R 。

解：解：(Ⅰ).W Ⅰ=-Q Ⅰ=-n RT ㏑v 2/v 1=-8.3145*473*㏑3/1*n n=p A v A /T A R=0.2*106*1*103/8.3145*473=0.0508molW Ⅰ=-219.5J Q Ⅰ=219.5△ u=△H=0(Ⅱ).△H =nCp.m(T C -T B )=0.0508*7/2*8.3145*(1419-473) =1398JH 定容 Wv=0Q Ⅱ=△u Ⅱ=nCv,m(T C -T B )=0.0508*5/2*8.3145*(1419-473)双原子分子理想气体 473K 0.2MPa1dm 3 双原子分子理想气体 473K 1／3×0.2MPa 3dm 3 双原子分子理想气体 1419K 0.2MPa 1dm 3=998.9J(Ⅲ).Wv=-p A(v A-v B)=-0.2*106*(1-3)*103=400JQⅢ=△HⅢ=nCp,m(T A-T C)=0.O508*7/2*8.3145*(473-1419)=-1398J△uⅢ=nCv,m(T A-T C)=0.0508*5/2*8.3145*(473-1419)=-998.9J循环过程：△u=0, △H=0,Wv=180.5J,Q=-179.6J体会：U和H为状态函数，循环过程△u=0, △H=0理想气体：p A v A =p B v B PV=n RT∆ U = n C V，m（T2- T1)∆ H = n C p，m （T2- T1)1-4.10mol理想气体从2×106 Pa、10-3 定容降温，使压力降到2×105 Pa，再定容膨胀到10-2 m3 。

物理化学下册习题答案(全部)

18．醋酸酐的分解反应是一级反应.该反应的活化能Ea＝144.35 kJ·mol-1.已知557.15 K时这个反应的k＝3.3×10-2s-1.现要控制该反应在10 min内转化率达90%,试确定反应温度应控制在多少度.〔答案：521.2 K〕
解：对一级反应有：
所以要使反应在10 min内转化率达90%,温度应为T2,则：
解：Λ∞=λ∞<H+>＋λ∞<HCO3>
=3.4982×10-2＋4.45×10-3=0.03943 s•m2•mol-1
Λm=•10-3/C－3.86×10-3×10-3/0.0275=1.4036×10-4s•m2•mol-1
α=Λm/Λ∞=1.4036×10-4/0.03943=3.56×10-3
第七章化学反应动力学
1．以氨的分解反应2NH3==== N2＋3H2为例,导出反应进度的增加速率与 , , 之间的关系,并说明何者用于反应速率时与选择哪种物质为准无关.
解：
∴2Ｈ2===== CH3OH
已知 ,求 , 各为多少?
〔答案：2.44,4.88mol·dm-3·h-1〕
4.66
4.66
4.74
4.55
4.52
注：d /dt= <p0-pCH3OCH3> /t,k= < d /dt>×<1/pCH3OCH3>
所得速率常数基本不变,故为一级反应.
9.
10.
11．设有对峙反应A Ｄ,A的初始浓度为＝1.89 mol·L-1,ｔ时间测得D的浓度x为：
ｔ／ｓ
180
300
420
<2>在阳极2Cl-→Cl2<g> + 2e

南京大学物理化学下册(第五版)复习题及解答

RT ln a zF
7.在公式 ΔrGm =-zE F 中，ΔrGm 是否表示该电池各物都处于标准态时，电池反应的 Gibbs 自由能变化值？
Θ
Θ
Θ
答：在公式 ΔrGm =-zE F 中，ΔrGm 表示该电池各物都处于标准态时，在 T,p 保持不变的条件下，按电池反应进行 1mol 的反应时系统的 Gibbs 自由能变化值。 Θ 8.有哪些求算标准电动势 E 的方法？在公式 Θ Θ 中， E 是否是电池反应达平衡时的电动势？K 是否是电池中各物质都处于标准态时的平衡常数? 答：求算标准电动势 E
Θ
ΔrGmΘ =-ZEΘF=ΔrHmΘ-TΔrSmΘ
E r H =-zE F+zFT m T p
(5).稀的 HCI 水溶液中,HCl 的平均活度因子 Y±； Θ 电池:Pt|H2(p )|HCl(m)|AgCl(s)|Ag(s) Θ + 净反应:H2(p ) + AgCl(s) = H (aH+)+Cl (aCl-) +Ag(s)
1 d A n kc A a dt p 若A为理想气体，则有 A A RT
aA P
rc
rp
1 dpA k p pAn a dt

1 d A 1 1 dpA p kc A a dt a RT dt RT
可逆卿一定电流密度下每个电极的实际析出电势等于逆电势加上或减去电极超电势?超电势使得电解池的阴阳两极随电流密度的增大阳极更正阴极更负?外加电压变大消耗电动增多?而原电池的阳极随着电流密度的增加而变小阴极的电势增大总体上原电池的电动势减小所作的电动减小从能量消耗上讲无论原电池或是电解池极化作用都zefzft为负值则表示化学反应的等是不利的但超电势也可以利用?如极谱分析?就是利用浓差极化来分析的一种方法

天津大学第五版物理化学下册习题解答

天津大学第五版物理化学下册习题解答第六章相平衡6-1 指出下列平衡系统中的组分数C ，相数P 及自由度数F ： (1)I 2（s ）与其蒸气成平衡；(2)CaCO 3（s ）与其分解产物CaO （s ）和CO 2（g ）成平衡；(3)NH 4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH 3(g)和H 2S(g)成平衡； (4)取任意量的NH 3(g)和H 2S(g)与NH 4HS(s)成平衡；(5) I 2作为溶质在两不相互溶液体H 2O 和CCl 4中达到分配平衡（凝聚系统）。

解：（1） S-R-R '=1-0-0=1；P=2；F=C-P+2=1 （2） S-R-R '=3-1-0=2；P=3；F=C-P+2=1 （3） S-R-R '=3-1-1=1；P=2；F=C-P+2=1 （4） S-R-R '=3-1-0=2；P=2；F=C-P+2=2 （5） S-R-R '=3-0-0=3；P=2；F=C-P+1=2 6-2常见的)(32s CO Na 水合物有)(10)(7),(232232232s O H CO Na s O H CO Na s O H CO Na ⋅⋅⋅和（1）101.325kPa 下，与32CO Na 水溶液及冰平衡共存的水合物最多有几种？（2）20℃时，与水蒸气平衡共存的水合物最多可能有几种？解系统的物种数S=5，即H 2O 、)(32s CO Na 、)(10)(7),(232232232s O H CO Na s O H CO Na s O H CO Na ⋅⋅⋅和。

独立的化学反应式有三个：)()()(232232s O H CO Na l O H s CO Na ⋅=+)(7)(6)(2322232s O H CO Na l O H s O H CO Na ⋅=+⋅ )(10)(3)(72322232s O H CO Na l O H s O H CO Na ⋅=+⋅则R=3没有浓度限制条件 0'=R所以，组分数 C=S-R-'R =5-3-0=2在指定的温度或压力的条件下，其自由度数 F=C-P+1=3-P 平衡条件下F=0时相数最多，因此上述系统最多只能有3相共存。

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物理化学下册课后复习题答案第八章电解质溶液第九章可逆电池电动势及其应用第十章电解与极化作用第十一章化学动力学（一）第十二章化学动力学基础（二）第十三章1.比表面有哪能几种表示方法？表面张力与表面Gibbs自由能有哪些异同点？答：A0= As/m或A0= As/V；表面张力又可称为表面Gibbs自由能，二者数值一样。

但一个是从能量角度研究表面现象，另一个是从力的角度研究表面现象；故二者物理意义不同；单位不同。

2.为什么气泡、小液滴、肥皂泡等都呈圆形？玻璃管口加热后会变得光滑并缩小（俗称圆口），这些现象的本是什么？用同一滴管滴出相同体积的苯。

水和NaCl 溶液，所得的液滴数是否相同弯曲液面有附加压力，其最终会将不规则的液面变为圆形或球形；球形表面积最小，表面自由能最低，最稳定；不相同。

3.用学到的关于界面现角的知识解释以下几种做法或现象的基体原理：①人工降雨；②有机蒸馏中加沸石；③多孔固体吸附蒸气时的毛细凝聚；④过饱和溶液，过饱和蒸气，过冷液体等过饱和现象；⑤重量分析中的“陈化”过程；⑥喷洒农药时，为何常常在农药中加入少量表面活性剂这些现象都可以用开尔文公式说明，①、②、④、⑤是新相刚形面时的体积小，曲率半径小，对与之平衡的旧相有更加苛刻的条件要求。

③多孔固体吸附蒸气时，被吸附的气体的液相对毛细管是润湿的，其曲率半径小零，当气体的分压小于其饱和蒸气压时，就可以发生凝聚。

⑥喷洒农药时，在农药中加入少量表面活性剂，可以降低药液的表面张力，使药液在叶面上铺展。

4.在三通活塞的两端涂上肥皂液，关断右端通路，在左端吹一个大泡，然后关闭左端，在右端吹一个小泡，最后让左右两端相通。

试问当将两管接通后，两泡的大小有何变化？到何时达到平衡？讲出变化的原因及平衡时两泡的曲率半径的比值。

小球更小，大球更大；最后小泡变成一个与大泡曲率半径相同的弧；由于小泡的附加压力大，所以大泡变大，小泡变小，最后使两泡的曲率半径相同5.因系统的Gibbs自由能越低，系统越稳定，所以物体总有降低本身表面Giibs自由能的趋势。

物理化学习题作业(下册)

二．填空题（每题2分，共20分）填空题（每题分分 1．表面活性剂分子总是由亲水的极性基团和憎水的非．表面活性剂分子总是由亲水的极性基团极性基团两部分组成两部分组成。极性基团两部分组成。 2．爆炸有支链爆炸和热爆炸两种类型。．两种类型。 3．液滴半径越小，其饱和蒸气压越大；液体中的气泡半．液滴半径越小，其饱和蒸气压越大径越小，气泡内液体的饱和蒸气压越小径越小，气泡内液体的饱和蒸气压越小。 4．在各产物初始浓度为零并且反应级数相同的平行反应．两个分支反应级数相同，中，两个分支反应级数相同，则它们生成物的浓度比等之比。于两个分支反应速率常数之比。 5．电解池中，阴极上进行的是还原反应；原电池中，．电解池中，反应；原电池中，正极上进行的是还原反应。反应。 6．一般认为活化分子的平均能量与普通分子的平均能量．一般认为活化分子的平均能量与普通分子的平均能量的差值称为反应的的差值称为反应的活化能。
三．电池Pt︱Cl2(g，pӨ)︱HCl(0.1mol·kg-1)︱电池︱，︱︱ → AgCl(s)︱Ag(s)的电池反应为 AgCl (s) Ag (s) + 1 Cl ( g , p ) ︱ 8kJ·mol-1， r Gm =109.72kJ·mol-1。试计。 ∆ θ ；（2）算25℃时：（）电池的标准电动势；（）电 ℃ ：（1）电池的标准电动势；（池可逆操作时分解1mol AgCl(s)的热效应；（）的热效应；（池可逆操作时分解的热效应；（3）电池标准电动势的温度系数。电池标准电动势的温度系数。
1
2．下面有关活度的表达式中，哪一个是错误的（ D ）。．下面有关活度的表达式中，哪一个是错误的（
aν = aν + ⋅ aν − ± + −

傅献彩《物理化学》(第5版)(下册)课后习题-可逆电池的电动势及其应用(圣才出品)

可逆的热效应为
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。
（3）若在相同温度压力下，热化学方程式的热效应为
。
7．一个可逆电动势为 1.70 V 的原电池，在恒温槽中恒温至 293 K。当此电池短路时
（即直接发生化学反应，不作电功），相当于有 1000℃的电荷量通过。假定电池中发生的反
T
T
T
所以 S (总) = S (槽) + S (电池) = − Qp + Qp +Wf = Wf = 10001.70 = 5.8J gK−1。
TT
T
293
如果分别求算恒温槽和电池的熵变，还需要知道电池反应的焓变值，或者与电池反应相
同的化学反应的等压热效应。
8．分别写出下列电池的电极反应、电池反应，列出电动势 E 的计算公式，并计算电池的标准电动势设活度因子均为 1，气体为理想气体。所需的标准电极电势从电极电势表中查阅。
（9） Pb(s)| PbO(s)|OH − (aq)| HgO(s)| Hg (l )
( ) ( ) ( ) ( ) （10） Pt | Sn4+ aSn4+ ,Sn2+ aSn2+ ||Tl3+ aTl3+ ,Tl+ aTl+ | Pt
3．从饱和 Weston 电池的电动势与温度的关系式，试求在 298.15 K，当电池可逆地产生 2 mol 电子的电荷量时，电池反应的△rGm，△rHm 和△rSm。已知该关系式为
应与可逆放电时的反应相同，试求以此电池和恒温槽都看作系统时总的熵变。如果要分别求
算恒温槽和电池的熵变，还，则热效应 Q＝
，恒温槽热量得失为－Qp，
故有

物理化学课后下册部分习题答案

第十一章化学动力学1. 反应为一级气相反应，320 oC时。

问在320 oC加热90 min的分解分数为若干解：根据一级反应速率方程的积分式答：的分解分数为%2. 某一级反应的半衰期为10 min。

求1h后剩余A的分数。

解：同上题，答：还剩余A %。

3．某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。

问反应掉50%需多少时间解：根据一级反应速率方程的积分式答：反应掉50%需时min。

4．25 oC时，酸催化蔗糖转化反应的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c0为mol·dm-3,时刻t的浓度为c）0306090130180使用作图法证明此反应为一级反应。

求算速率常数及半衰期；问蔗糖转化95%需时若干解：数据标为0306090130180利用Powell-plot method判断该反应为一级反应，拟合公式蔗糖转化95%需时5. N -氯代乙酰苯胺异构化为乙酰对氯苯胺为一级反应。

反应进程由加KI溶液，并用标准硫代硫酸钠溶液滴定游离碘来测定。

KI只与A反应。

数据如下：0123468计算速率常数，以表示之。

解：反应方程如下根据反应式，N -氯代乙酰苯胺的物质的量应为所消耗硫代硫酸钠的物质的量的二分之一，0123468作图。

6．对于一级反应，使证明转化率达到%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。

对于二级反应又应为多少解：转化率定义为，对于一级反应，对于二级反应，7．偶氮甲烷分解反应为一级反应。

287 oC时，一密闭容器中初始压力为kPa，1000 s后总压为kPa，求。

解：设在t时刻的分压为p，1000 s后，对密闭容器中的气相反应，可以用分压表示组成：8．硝基乙酸在酸性溶液中的分解反应为一级反应。

25 oC，kPa下，于不同时间测定放出的CO2(g)的体积如下反应不是从开始的。

求速率常数。

解：设放出的CO2(g)可看作理想气体，硝基乙酸的初始量由时放出的CO2(g)算出：在时刻t, 硝基乙酸的量为，列表1作图，由于反应不是从开始，用公式拟合得到。

傅献彩《物理化学》(第5版)(下册)课后习题-表面物理化学(圣才出品)

第13章表面物理化学的小水滴，试计算（已1．在293 K时，把半径为1.0 mm的水滴分散成半径为1.0m知293 K时水的表面Gibbs自由能为（1）表面积是原来的多少倍？（2）表面Gibbs自由能增加了多少？（3）完成该变化时，环境至少需做多少功？解：（1）设小水滴个数为N，则根据分散前后体积不变，可得所以。

（2）表面吉布斯自由能的增加量为＝9.15×10－4J。

（3）完成变化时，环境至少需做功为＝－9.15×10－4J。

2．已知汞溶胶中胶粒（设为球形）的直径为22 nm，在1.0 dm3的溶胶中含Hg为8×10－5 kg，试计算：（1）在1.0 cm3的溶胶中的胶粒数。

（2）胶粒的总表面积。

（3）若把质量为8×10－5kg的汞滴，分散成上述溶胶粒子时，表面Gibbs自由能增加多少？已知汞的密度为13.6 kg·m －3，汞一水界面张力为解：（1）设Hg溶胶的体积为V，则有＝5.575×10－24 m3设1.0cm3溶胶中的胶粒数为N，则＝1.055×1012（2）胶粒总表面积为＝1.604×10－3 m2（3）设质量为的汞滴半径为r0，则有解得所以表面吉布斯自由能增加量为＝5.96×10－4J。

3．试证明：证明：（1）因为所以又因故（2）由，得因，故4．已知水的表面张力与温度的关系式为在283 K时。

可逆地使一定量纯水的表面积增加0.01 m2（设体积不变），求系统的如下各个解：当T＝283K时，根据题给关系式，有故，因为所以＝4.95×10－8J·K－1＝7.56×10－4J。

5．把半径为R的毛细管插在某液体中，设该液体与玻璃间的接触角为θ，毛细管中液体所成凹面的曲率半径为液面上升到h高度后达到平衡，试证明液体的表面张力可近似地表示为式中g为重力加速度，为液体的密度。

证明：附加压力与上升的液柱所产生的静压力相等时，才能达到力的平衡，则。

物理化学下册实验思考题解答

实验六原电池电动势得测定1、对消法测电动势得基本原理就是什么?为什么用伏特表不能准确测定电池电动势? 答：对消法就就是用一个与原电池反向得外加电压,于电池电压相抗，使得回路中得电流趋近于零,只有这样才能使得测出来得电压为电动势。

电动势指得就就是当回路中电流为零时电池两端得电压，因而必须想办法使回路中电流为零。

伏特表测定电池电动势得时候,回路中得电流不为零，测出得电池两端得电压比实际得电动势要小,因此用伏特表不能准确测定电池电动势。

2、参比电极应具备什么条件?它有什么功用？盐桥有什么作用?应选择什么样得电解质作盐桥？答：参比电极一般用电势值已知且较恒定得电极，它在测量中可作标准电极使用,在实验中我们测出未知电极与参比电极得电势差后就可以直接知道未知电极得电势.盐桥起到降低液接电势与使两种溶液相连构成闭合电路得作用。

作盐桥得电解质，应该不与两种电解质溶液反应且阴阳离子得迁移数相等，而且浓度要高。

3、电动势得测量方法属于平衡测量,在测量过程中尽可能地做到在可逆条件下进行。

为此，应注意些什么？答:应注意电池回路接通之前，应该让电池稳定一段时间,让离子交换达到一个相对得平衡状态;还应该在接通回路之前先估算电池电动势，然后将电位差计旋钮设定未电池电动势得估算值，避免测量时回路中有较大电流.4、对照理论值与实验测得值，分析误差产生得原因。

答:原电池电动势测定结果得误差来源有很多：标准电池工作时间过长，长时间有电流通过,标准电动势偏离;盐桥受污染；饱与甘汞电极电势不稳定；未能将电位差计旋钮设定在待测电池电动势应有得大体位置,使待测电池中有电流通过等等。

5、在精确得实验中,需要在原电池中通入氮气，它得作用就是什么？答：为了除去溶液中得氧气，以避免氧气参与电极反应，腐蚀电极等。

实验八二级反应—乙酸乙酯皂化１、为什么实验用NaOH与乙酸乙酯应新鲜配制？答:氢氧化钠溶液易吸收空气中二氧化碳而变质；乙酸乙酯容易挥发与发生水解反应而使浓度改变。

南京大学物理化学下册(第五版)复习题解答：最新整理

物理化学下册课后复习题答案第八章电解质溶液第九章可逆电池电动势及其应用第十章电解与极化作用第十一章化学动力学（一）第十二章化学动力学基础（二）第十三章1.比表面有哪能几种表示方法？表面张力与表面Gibbs自由能有哪些异同点？答：A0= As/m或A0= As/V；表面张力又可称为表面Gibbs自由能，二者数值一样。

但一个是从能量角度研究表面现象，另一个是从力的角度研究表面现象；故二者物理意义不同；单位不同。

2.为什么气泡、小液滴、肥皂泡等都呈圆形？玻璃管口加热后会变得光滑并缩小（俗称圆口），这些现象的本是什么？用同一滴管滴出相同体积的苯。

水和NaCl 溶液，所得的液滴数是否相同弯曲液面有附加压力，其最终会将不规则的液面变为圆形或球形；球形表面积最小，表面自由能最低，最稳定；不相同。

3.用学到的关于界面现角的知识解释以下几种做法或现象的基体原理：①人工降雨；②有机蒸馏中加沸石；③多孔固体吸附蒸气时的毛细凝聚；④过饱和溶液，过饱和蒸气，过冷液体等过饱和现象；⑤重量分析中的“陈化”过程；⑥喷洒农药时，为何常常在农药中加入少量表面活性剂这些现象都可以用开尔文公式说明，①、②、④、⑤是新相刚形面时的体积小，曲率半径小，对与之平衡的旧相有更加苛刻的条件要求。

③多孔固体吸附蒸气时，被吸附的气体的液相对毛细管是润湿的，其曲率半径小零，当气体的分压小于其饱和蒸气压时，就可以发生凝聚。

⑥喷洒农药时，在农药中加入少量表面活性剂，可以降低药液的表面张力，使药液在叶面上铺展。

4.在三通活塞的两端涂上肥皂液，关断右端通路，在左端吹一个大泡，然后关闭左端，在右端吹一个小泡，最后让左右两端相通。

试问当将两管接通后，两泡的大小有何变化？到何时达到平衡？讲出变化的原因及平衡时两泡的曲率半径的比值。

小球更小，大球更大；最后小泡变成一个与大泡曲率半径相同的弧；由于小泡的附加压力大，所以大泡变大，小泡变小，最后使两泡的曲率半径相同5.因系统的Gibbs自由能越低，系统越稳定，所以物体总有降低本身表面Giibs自由能的趋势。

傅献彩《物理化学》(第5版)(下册)课后习题-电解与极化作用(圣才出品)

第10章电解与极化作用1．要在一面积为100 cm2的薄铁片两面都镀上厚度为0.05 mm的均匀镍层，计算所需的时间。

已知所用电流为 2.0 A，电流效率为：解：根据题意得，在t时间内流过的总电量为，即其中，所以2．在298 K和标准压力下，试写出下列电解池在两电极上所发生的反应，并计算其理论分解电压：解：（1）电解时，阴极反应为阳极反应为＝1.22V（2）＝1.227V（3）＝－0.0866V3．在298 K和标准压力下，用镀铂黑的铂电极电解a H＋＝1.0的水溶液，当所用电流密度为时，计算使电解能顺利进行的最小分解电压。

已知忽略电阻引起的电位降，H2O（l）的标准摩尔Gibbs生成自由能为－237.129 kJ·mol－1。

解：分解电压可表示为其中可逆电压为则分解电压最小为。

4．在298 K时，使下述电解池发生电解作用：问当外加电压逐渐增加时，两电极上首先分别发生什么反应？这时外加电压至少为若干？（设活度因子均为1，超电势可忽略。

）解：在阳极上可能发生反应的阴离子是Cl－、OH－和SO42－，相应的电势为因电极电势最小的，先在阳极被氧化，所以阳极发生OH－被氧化的反应。

在阴极上，可能发生反应的离子有，各自的电极电势为因Ni2＋的电极电势最大，所以阴极上发生的是Ni2＋被还原的反应，故分解电压为5．298 K时，用Pb（s）电极来电解H2SO2溶液，已知其浓度为0.10 mol·kg－1，r士＝0.265，若在电解过程中，把Pb阴级与另一甘汞电极相连组成原电池，测得其电动势E ＝1.0685 V。

试求H2（g）在Pb阴级上的超电势（只考虑H2SO4的一级电离）。

已知所用甘汞电极的电极电势＝0.2806V。

解：电解时，阴极上为析氢反应，其电势为组成原电池后，甘汞电极为正极，电动势为则阴极的电势为则超电势为6．在锌电极上析出氢气的Tafel公式为在298 K时，用Zn（s）作阴级，惰性物质作阳极，电解浓度为0.1 mol·kg－1的ZnSO4溶液，设溶液pH 为7.0。

物理化学作业答案

解：（1）电池反应为
（2）25 ØC时
因此，
7.14250C时，电池Zn|ZnCl2(0.555mol kg-1)|AgCl(s)|Ag的电动势E=1.015V。已知，Eθ（Zn2+|Zn）=--0.7620V，Eθ（Cl-1|AgCl|Ag）=0.2222V，电池电动势的温度系数。。
1)写出电池反应；
即
（2）计算100°C时反应的，需要知道反应的。
由题给条件，25°C时
，所以与温度无关，根据范特霍夫方程的积分式
代入数据，得
第六章相平衡
6.1指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。
1)I2(s)与其蒸气成平衡；
2)CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；
3)NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；
1)恒温可逆膨胀到50kPa；
2)恒温反抗50kPa恒外压不可逆膨胀；
3)恒温向真空膨胀到50kPa；
4)绝热可逆膨胀到50kPa；
5)绝热反抗50kPa恒外压不可逆膨胀；
解：（1）
（2）
（3），
（4）对绝热可逆过程：，
因为Q=0，所以
（5）Q=0，所以
而
联合上述二式可得
解出
于是
第三章热力学第二定律
可知，
另由k的单位可知反应级数n=1
则由一级反应的速率：
得时，分解率
（2）当T=303.15K，时，由一级反应速率方程知：
进一步由得，
所以
即保存温度不能超过13.31
解：为了防止毛细管内方液面上升，需抵抗掉附加压力的作用，故需施加的压力的大小等于附加压力。

物理化学下册实验思考题解答-盐桥被污染电动势偏大

实验六原电池电动势的测定1. 对消法测电动势的基本原理是什么? 为什么用伏特表不能准确测定电池电动势?答：对消法就是用一个与原电池反向的外加电压，于电池电压相抗，使的回路中的电流趋近于零，只有这样才能使得测出来的电压为电动势。

电动势指的就是当回路中电流为零时电池两端的电压，因而必须想办法使回路中电流为零。

伏特表测定电池电动势的时候，回路中的电流不为零，测出的电池两端的电压比实际的电动势要小，因此用伏特表不能准确测定电池电动势。

2. 参比电极应具备什么条件？它有什么功用? 盐桥有什么作用? 应选择什么样的电解质作盐桥?答：参比电极一般用电势值已知且较恒定的电极，它在测量中可作标准电极使用，在实验中我们测出未知电极和参比电极的电势差后就可以直接知道未知电极的电势。

盐桥起到降低液接电势和使两种溶液相连构成闭合电路的作用。

作盐桥的电解质，应该不与两种电解质溶液反应且阴阳离子的迁移数相等，而且浓度要高。

3. 电动势的测量方法属于平衡测量，在测量过程中尽可能地做到在可逆条件下进行。

为此，应注意些什么?答：应注意电池回路接通之前，应该让电池稳定一段时间，让离子交换达到一个相对的平衡状态；还应该在接通回路之前先估算电池电动势，然后将电位差计旋钮设定未电池电动势的估算值，避免测量时回路中有较大电流。

4. 对照理论值和实验测得值，分析误差产生的原因。

答：原电池电动势测定结果的误差来源有很多：标准电池工作时间过长，长时间有电流通过，标准电动势偏离；盐桥受污染；饱和甘汞电极电势不稳定；未能将电位差计旋钮设定在待测电池电动势应有的大体位置，使待测电池中有电流通过等等。

5. 在精确的实验中，需要在原电池中通入氮气，它的作用是什么？答：为了除去溶液中的氧气，以避免氧气参与电极反应，腐蚀电极等。

实验八二级反应－乙酸乙酯皂化1. 为什么实验用NaOH和乙酸乙酯应新鲜配制?答：氢氧化钠溶液易吸收空气中二氧化碳而变质；乙酸乙酯容易挥发和发生水解反应而使浓度改变。

物理化学离线作业-分解

物理化学离线作业-分解—第⼀章热⼒学第⼀定律⼀、填空题⼤学物理全程导学答案1. 系统的性质分为⼴度性质和___。

2. 热⼒学第⼀定律的数学表达式是3. ΔU=Qv的适⽤条件是4. O2(g)的的标准摩尔燃烧焓“⼩于”、“⼤于”或“等于” ）。

⼆、简答题1. 什么是系统？什么是环境？答：将⼀部分物质从其他部分中划分出来，作为研究对象，这⼀部分物质就称为系统；系统之外与系统密切相关的部分称为环境。

2. 什么是等压过程？什么是可逆过程？答: 等压过程是在环境压⼒恒定下，系统始，终态压⼒相同且等于环境压⼒的过程。

某系统经过⼀过程由状态1变为状态2之后，如果能使系统和环境都完全复原，则该过程称为可逆过程。

3. 什么是热⼒学第⼀定律？答：⾃然界的⼀切物质都具有能量，能量有多咱不同的形式，能量可以从⼀种形式转化为另⼀种形式，能量的总量在转化过程中保持不变。

4. 什么是标准摩尔⽣成焓？什么是标准摩尔燃烧焓？答：在标准压⼒和指定温度下，由最稳定的单质⽣成1mol物质的焓变，称为该物质的标准摩尔⽣成焓。

在标准压⼒和指定温度下，1mol物质完全燃烧的焓变，称为该物质的标准摩尔燃烧焓。

三、计算题1. 1 mol单原⼦理想⽓体在298K时，在恒定外压为终态压⼒下从15.00dm3等温膨胀到40.00 dm3，求该过程的Q、W、ΔU和ΔH。

ΔU＝ΔH＝０Ｐ＝nRT/V=(1*8.31*298)/(40/1000)=61.94KPa W=-61.94*(40-15)=-1548.5J Q=-W=1548.5J2. 1 mol⽔在100℃、101.3kPa 下蒸发为⽔蒸⽓，吸热40.7kJ，求该过程的答：Q＝40.7Kj W=-3.10kJ △U=37.6Kj △H=40.7kJ3. 已知298.2K时，NaCl(s)、H2SO4(l)、Na2SO4 (s)和HCl(g)的标准摩尔⽣成焓分别为-411、θθ-811.3、-1383和-92.3 kJ·mol-1，求下列反应的和2NaCl(s) + H2SO4(l) = Na2SO4(s) + 2HCl(g)答：2NaCl(s)+H2SO4(1)=Na2SO4(s)+2HCl(g)△rHme=(∑H)产物－(∑H)反应物＝（－1383－92.3*２）-(-411*2-811.3)=65.7KJ/mol4. 已知298.2K时，C（⽯墨）、H2（g）和C2H6（g）的标准摩尔燃烧焓分别为-393.5 kJ·mol-1、θθ-285.8 kJ·mol-1和-1559.8 kJ·mol-1。

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