物理化学傅献彩下册第五版课后习题答案
(完整版)南京大学物理化学下册(第五版傅献彩)复习题及解答
第八章电解质溶液第九章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。
对于气体电极和氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题?答：可逆电极有三种类型：(1)金属气体电极如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s)(2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m)， AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m)(3)氧化还原电极如：Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2)对于气体电极和氧化还原电极，在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。
2.什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电动势时要用对消法?答：正、负两端的电势差叫电动势。
不同。
当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中发生化学反应，溶液浓度发生改变，同时电池有内阻，也会有电压降，所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。
3.为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐时，标准电池都有稳定的电动势值?试用Cd一Hg的二元相图说明。
标准电池的电动势会随温度而变化吗?答：在Cd一Hg的二元相图上，Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区，在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。
因为标准电池的电动势在定温下只与Cd一Hg齐的活度有关，所以电动势也有定值，但电动势会随温度而改变。
4.用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负？用实验能测到负的电动势吗？答：用“|”表示不同界面，用“||”表示盐桥。
电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。
不能测到负电势。
5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst方程计算电极的还原电势?5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst 方程计算电极的还原电势?答：电极电势不是电极表面与电解质溶液之间的电势差。
《物理化学(第五版,傅献彩)》课后习题及答案
热力学第一定律
1mol,T1,
p1=2×101.325kPa V1=11.2dm3
pT=常数 可逆
(1)T1=(p1V1)/(nR)=273K
∵ p1T1 p2T2 c
∴
2
101325
2
101325 0.0112 8.314
K
4
101325T2
1mol,T2 p2=4×101.325kPa
V2
T2 136.6K
n, T1=293K, p1=p V1=3dm3
p1=p2
n,T2=353K p2
V2
n 101.325 3 mol 0.125mol 8.314 293
U
n
353
C 293 p,m
R
dT
0.125
353.2 18.96 3.26 103 T
293.2
dT
0.125 18.996353
V2
8.314 136.6 4 101325
m3
2.8 103 m3
(2) U
nCV ,m T2
T1
1
3 2
8.314(136.6
273)J
1701J
H 15 8.31（4 136.6 273）J 2835J 2
(3)W pdV c d( nRT T ) nR dT 2 2nRdT
T pT
T
W 2nR(T2 T1 ) 2 8.31（4 136.6 273）J 2268J 14．设有压力为 p，温度为 293K 的理想气体 3dm3，在等压下加热，直到最后的温度为 353K 为止。计算过程中的 W、ΔU、ΔH、和 Q。已知该气体的等压热容为： Cp,m=（27.28+3.26×10-3T）J·K-1·mol-1。 解：
(NEW)傅献彩《物理化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
目 录第1章 气 体1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第2章 热力学第一定律2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第3章 热力学第二定律3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第4章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第5章 相平衡5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第6章 化学平衡6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 名校考研真题详解第7章 统计热力学基础7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第8章 电解质溶液8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第9章 可逆电池的电动势及其应用9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第10章 电解与极化作用10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第11章 化学动力学基础（一）11.1 复习笔记11.2 课后习题详解11.3 名校考研真题详解第12章 化学动力学基础（二）12.1 复习笔记12.2 课后习题详解12.3 名校考研真题详解第13章 表面物理化学13.1 复习笔记13.2 课后习题详解13.3 名校考研真题详解第14章 胶体分散系统和大分子溶液14.1 复习笔记14.2 课后习题详解14.3 名校考研真题详解第1章 气 体1.1 复习笔记一、气体分子动理论1．理想气体理想气体：在任何压力、任何温度下都符合理想气体状态方程pV＝nRT 的气体。
理想气体状态方程中，p为气体压力，单位是Pa；V为气体的体积，单位是m3；n为物质的量，单位是mol；T为热力学温度，单位是K；R是摩尔气体常数，。
2．气体分子动理论的基本公式（1）气体分子运动的微观模型①气体是大量分子的集合体；②气体分子不断地作无规则的运动，均匀分布在整个容器之中；③分子彼此的碰撞以及分子与器壁的碰撞是完全弹性的。
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第八章电解质溶液第九章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。
对于气体电极和氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题?答：可逆电极有三种类型：(1)金属气体电极如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s)(2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m)， AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m)(3)氧化还原电极如：Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2)对于气体电极和氧化还原电极，在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。
2.什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电动势时要用对消法?答：正、负两端的电势差叫电动势。
不同。
当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中发生化学反应，溶液浓度发生改变，同时电池有内阻，也会有电压降，所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。
3.为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐时，标准电池都有稳定的电动势值?试用Cd一Hg的二元相图说明。
标准电池的电动势会随温度而变化吗?答：在Cd一Hg的二元相图上，Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区，在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。
因为标准电池的电动势在定温下只与Cd一Hg齐的活度有关，所以电动势也有定值，但电动势会随温度而改变。
4.用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负？用实验能测到负的电动势吗？答：用“|”表示不同界面，用“||”表示盐桥。
电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。
不能测到负电势。
5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst方程计算电极的还原电势?5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst 方程计算电极的还原电势?答：电极电势不是电极表面与电解质溶液之间的电势差。
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答:对电解质瀋液来说电导G 是其呆电的能力，以1 1型电解质洛腋为例.第八章电解质溶液L Faraday 电解定律的基本内容是什么？这定律在电牝学中有何用魁？答:拉第电解定律的基本内容込：通电于电解质溶液之后，（1）在电楼上（聘相界面八发生化学窘化的物质的駅勻通入电荷成正比.（2）若 将几亍电解池申联■通人一定的电荷議后•衽各个电解池的电极卜.发生化学变比的物质的帚祁相等.Qf-i> —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址的变化，就可求出电的址的数值•在 电化学的定駁研究和电解工业上有車要的应用.2. 电池中正极、负极、阴极、阳极的定义分别晶什么？为什么盘煤电池中负极是阳极而正极是阴极？ 笞:给出陀了•到外电路的电极叫做电池的负极，在外砲路中电勢*低. 从外电路接受电子的电极叫做电池的止槻•在外电路中电势较高.发生氧化柞用的电极称为阳极■发生还原作用的一极称为阴极•原电池杓阳扱发生麵化作用•阴橈发生 还甌作用.内电路的电子由阳极运动到阴极.所械电池的阴彊是正彊，阳极是负极.3*电解质涪液的电导車和摩尔电导率与电解质溶液浓度的关采有何不同。
为什么？答匕蹑电解质漳液的电导率随若浓度的增大而升高（导电粒子数但大到一定程度以后，由于 正、负禹子之间的相f 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故度 的变化不显蒼•浓度增加电离度减少.离子数目变化不天•摩尔电导率随灌廈的变化与电导率不同•浓度降 低，粒子之闾相互作用减弱・正、负薦子的运动速率因而增加•故摩爼电导率增加*4. 怎样分别求强电解嵐和弱电解质的无限稱降摩尔电錚率？为什么翌用车同的方袪？答:庄低威度尸,强电解陪液的摩尔电导率*枚线性关慕.Am*銘（1 一0Q在一定温度下，一定电解质溶液来说甲是定偵.通过作阳•宜线勺纵坐标的交点即为无限稀秫时落液 的辱尔电导率AS 1,即外推袪.弱电解质的无限廉释摩尔电导率A ;・跟据离了独立移动迄律•可由强电解质溶薇的无限稀释摩尔电 导率A 計设计求算，不能由外惟陆求出，由于购电解质的幡涪液在很低报度F ，Am 与丘不垦总线关系.并且 浓度的変化对的值影响很大.实验的谋差很大•由实验值直接求弱电解质的厲：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P 迁移数之间有哪些建址关系式？答，定図关系式*j uit* dE/dl r- = — dE/'dl牛t r_离子迁移連率*+川一厲产的电迁移率*A ；=（«7+u-）E6・在某电解质落液中•若丫门种离『疗在’则溶液的总电导应该用下列哪牛公式表示’(1) G =臣 +臣 + …*〔2〉G■无限稀释强电解质溶液十A ：,G=M A// te —Am • c稀电解质溶液 Am =At + A 二（Am 4-Am ）c = /lm * c+Am • CC4- ~Am * C 则 G+ =K+A// ・•・G 厂G+G 亠盒+斤…=》越7.电解质与非电解质的化学势表示形式冇何不同？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.阿=閔（T ） +RHny“・B 箫=山（T ） +RTlnu*R 电解质 抄=必（丁）+尺力皿8=川（7。
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
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。
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2.当电解池的两极流过一定电流时，阴极和阳极的电势（用φc 和φa 表示）将比平衡时 的电极电势（ ）。
A．二者均更正 B．二者均更负 C．φc 更负，φa 更正 D．φc 更正，φa 更负 【答案】C
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【解析】在一定电流密度下，电极发生极化，使阳极电极电势更正，阴极电极电势更负。
考虑 H2 在各电极上的超电势，其实际析出电势分别为：
所以根据在阴极上析出电势的物质先析出的原则，析出顺序为：Ag、Ni、H2、Cd、Fe。
2．燃料电池
已知 298.15K 时， E [H2O，H+ O2 (g) Pt ] 1.229V， E T p －8.46×10－4 V·K－1。
①写出电极反应和电池反应。
则由 可得
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即
5．在 298 K 时，当电流密度为 0.1 A·cm－2 时，H2（g）和 O2（g）在 Ag（s）电极 上的超电势分别为 0.87 V 和 0.98 V。今用 Ag（s）电极插入 0.01 mol·kg－1 的 NaOH 溶 液中进行电解，问在该条件下在两个银电极上首先发生什么反应？此时外加电压为多少（设 活度系数为 1）？
解：电池反应的各电极反应为
此时外加电压为
6．在 298 K，标准压力 pΘ时，某混合溶液中 CuSO4 浓度为 0．50 mol·kg－1，H2SO4 浓度为 0.01 mol·kg－1，用铂电极进行电解，首先 Cu（s）沉积到 Pt 电极上。若 H2（g） 和 Cu（s）上的超电势为 0.23 V，问外加电压增加到有 H2（g）在电极上析出时，溶液中 所余 Cu2＋的浓度为多少（设活度系数均为 1，H2SO4 作一级电离处理）？
物理化学傅献彩下册第五版课后习题答案
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第九章 可逆电池的电动势及其应用
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物理化学课后答案下册(傅献彩_第五版)[整理]
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物理化学课后答案下册(傅献彩_第五版)[整理]第一章熵与平衡1.1 熵变的计算方法根据熵的定义，熵变的计算方法如下：$$\\Delta S = S_{\\text{最终状态}} - S_{\\text{初始状态}}$$其中，$S_{\\text{最终状态}}$表示系统处于最终平衡态时的熵，$S_{\\text{初始状态}}$表示系统处于初始平衡态时的熵。
1.2 熵的性质熵具有以下性质：•熵是一个状态函数，只与系统的初始状态和最终状态有关，与过程的具体路径无关。
•如果系统从初始状态发生微小的变化，熵的变化可以表示为：$$dS = \\frac{\\delta q_{\\text{可逆}}}{T}$$其中，$\\delta q_{\\text{可逆}}$表示系统与外界进行可逆过程时吸收或放出的微热量，T表示系统的温度。
•熵是一个单调增加的函数，即如果系统经历可逆过程从一个初始状态变化到一个最终状态，那么最终状态的熵一定大于或等于初始状态的熵。
1.3 熵的应用在物理化学中，熵被广泛应用于以下方面：•熵与热力学第二定律：根据热力学第二定律，自发过程的总熵变永远大于零。
因此，我们可以利用熵的计算方法来判断一个过程是否为自发过程。
•熵变与平衡条件：当一个系统达到平衡时，其熵变为零。
因此，我们可以通过计算熵变来确定平衡条件。
•反应熵与反应速率：在化学反应中，反应熵的变化可以影响反应速率。
反应熵的增大可以促进反应进行，而反应熵的减小则会减缓反应速率。
第二章化学平衡2.1 化学平衡的条件化学平衡的条件如下：•反应物和生成物浓度之间的比值稳定不变。
•可逆反应的正反应和逆反应速度相等。
化学平衡的条件还可以通过热力学定量描述，即当反应物和生成物的化学势相等时，达到化学平衡。
2.2 平衡常数平衡常数是描述化学平衡状态的一个量，通常用T表示。
对于一个可逆反应：$$aA + bB \\rightleftharpoons cC + dD$$其平衡常数定义为：$$K = \\frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}$$其中，[T]、[T]、[T]、[T]分别表示反应物和生成物的摩尔浓度。
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第八章电解质溶液第九章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。
对于气体电极和氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题?答：可逆电极有三种类型：(1)金属气体电极如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s)(2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m)， AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m)(3)氧化还原电极如：Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2)对于气体电极和氧化还原电极，在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。
2.什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电动势时要用对消法?答：正、负两端的电势差叫电动势。
不同。
当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中发生化学反应，溶液浓度发生改变，同时电池有内阻，也会有电压降，所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。
3.为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐时，标准电池都有稳定的电动势值?试用Cd一Hg的二元相图说明。
标准电池的电动势会随温度而变化吗?答：在Cd一Hg的二元相图上，Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区，在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。
因为标准电池的电动势在定温下只与Cd一Hg齐的活度有关，所以电动势也有定值，但电动势会随温度而改变。
4.用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负？用实验能测到负的电动势吗？答：用“|”表示不同界面，用“||”表示盐桥。
电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。
不能测到负电势。
5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst方程计算电极的还原电势?5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst 方程计算电极的还原电势?答：电极电势不是电极表面与电解质溶液之间的电势差。