物理化学5答案汇编
物理化学第五版复习题答案
物理化学第五版复习题答案1. 请解释什么是热力学第一定律，并给出其数学表达式。
答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，指出能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。
在封闭系统中，系统的内能变化等于系统吸收的热量与对外做功的代数和。
数学表达式为：\(\Delta U = Q - W\)，其中\(\Delta U\)表示内能的变化，\(Q\)表示系统吸收的热量，\(W\)表示系统对外做的功。
2. 描述理想气体状态方程，并解释其各参数代表的意义。
答案：理想气体状态方程为\(PV = nRT\)，其中\(P\)代表气体的压力，\(V\)代表气体的体积，\(n\)代表气体的摩尔数，\(R\)是理想气体常数，\(T\)代表气体的绝对温度。
该方程描述了理想气体在一定条件下压力、体积、温度和摩尔数之间的关系。
3. 什么是化学平衡？请举例说明。
答案：化学平衡是指在一个可逆反应中，正反应速率和逆反应速率相等的状态，此时反应物和生成物的浓度不再随时间变化。
例如，氮气和氢气合成氨的反应：\(N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3\)，在一定条件下，当生成氨的速率与氨分解回氮气和氢气的速率相等时，系统达到化学平衡。
4. 简述熵的概念及其物理意义。
答案：熵是一个热力学函数，用于描述系统的无序程度。
在统计力学中，熵与系统微观状态的数目有关，微观状态数目越多，系统的熵就越大。
物理意义上，熵的增加表示系统从有序状态向无序状态的自发转变，这是自然界普遍存在的现象。
5. 什么是电化学电池？请说明其工作原理。
答案：电化学电池是一种将化学能直接转化为电能的装置。
其工作原理基于氧化还原反应，其中一个电极上发生氧化反应，另一个电极上发生还原反应，电子通过外部电路从氧化电极流向还原电极，从而产生电流。
例如，常见的铅酸电池就是通过铅和二氧化铅之间的氧化还原反应来产生电能。
6. 描述表面张力的概念及其对液体性质的影响。
物理化学第五版复习题答案
物理化学第五版复习题答案物理化学是化学学科中的一个重要分支，它涉及到物质的物理性质和化学性质之间的相互关系。
以下是物理化学第五版复习题的一些答案，供参考：1. 什么是热力学第一定律？热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表述为：在一个封闭系统中，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转换为另一种形式，或者从一个系统转移到另一个系统。
在热力学中，能量的总量保持不变。
2. 描述熵的概念及其物理意义。
熵是一个物理量，用来描述系统的无序程度。
在热力学中，熵的增加表示系统趋向于更加无序的状态。
熵的物理意义在于，它与系统的微观状态数有关，微观状态数越多，系统的熵就越大。
3. 什么是理想气体状态方程？理想气体状态方程是描述理想气体状态的方程，其形式为：\[ PV = nRT \]，其中\( P \)是压力，\( V \)是体积，\( n \)是摩尔数，\( R \)是理想气体常数，\( T \)是绝对温度。
4. 简述化学平衡的概念。
化学平衡是指在一个封闭系统中，正向反应和反向反应进行得同样快，使得反应物和生成物的浓度保持不变的状态。
在化学平衡状态下，系统的宏观性质不随时间变化。
5. 什么是电化学电池的工作原理？电化学电池的工作原理基于氧化还原反应。
在电池中，一个物质在阳极上发生氧化，释放电子；另一个物质在阴极上发生还原，吸收电子。
电子的流动形成了电流，从而实现化学能向电能的转换。
6. 描述表面张力的概念及其影响因素。
表面张力是液体表面分子之间的相互吸引力，它使得液体表面尽可能地减小其表面积。
表面张力的大小受温度、压力和液体的化学性质等因素影响。
7. 什么是相变？相变是指物质从一种相态（如固态、液态或气态）转变为另一种相态的过程。
例如，冰融化成水是固态向液态的相变，水蒸发成蒸汽是液态向气态的相变。
8. 解释什么是阿伏伽德罗定律。
阿伏伽德罗定律指出，在相同的温度和压力下，等体积的任何气体都包含相同数量的分子。
物理化学第五版课后习题答案解析电子教案
物理化学第五版课后习题答案解析第五章 化学平衡5－1．在某恒定的温度和压力下，取n 0﹦1mol 的A (g )进行如下化学反应：A (g )B (g )若0B μ﹦0A μ，试证明，当反应进度﹦0.5mol 时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A ，B 间达到化学平衡。
解： 设反应进度为变量A (g )B (g )t ﹦0 n A , 0﹦n 0 0 0﹦0t ﹦t 平 n A n B﹦BBn ν n B ﹦B，n A ﹦n 0－n B ﹦n 0－B，n ﹦n A ＋n B ﹦n 0气体的组成为：y A ﹦A n n ﹦00B n n νξ-﹦01n ξ-，y B ﹦B nn﹦0n ξ各气体的分压为：p A ﹦py A ﹦0(1)p n ξ-，p B ﹦py B ﹦p n ξ各气体的化学势与的关系为：0000ln ln (1)A A AA p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0000lnln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+⋅ 由 G ＝n AA＋n BB＝(n A 0A μ＋n B 0B μ)＋00ln(1)A p n RT p n ξ-＋00ln B p n RT p n ξ⋅ ＝[n 0－A μ＋0B μ]＋n 00lnpRT p ＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ 因为 0B μ﹦0A μ，则G ＝n 0(0A μ＋0lnpRT p)＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ ,0()ln T p G RT n ξξξ∂=∂- 20,20()()T p n RT Gn ξξξ∂=-∂-＜0 令 ,()0T p Gξ∂=∂011n ξξξξ==-- ﹦0.5 此时系统的G 值最小。
5－2．已知四氧化二氮的分解反应 N 2O 4 (g ) 2 NO 2(g )在298.15 K 时，0r m G ∆＝4.75kJ ·mol －1。
物理化学第五版课后习题答案解析
第五章 化学平衡5－1．在某恒定的温度和压力下，取n 0﹦1mol 的A (g )进行如下化学反应：A (g )B (g )若0B μ﹦0A μ，试证明，当反应进度﹦0.5mol 时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A ，B 间达到化学平衡。
解： 设反应进度为变量A (g )B (g )t ﹦0 n A , 0﹦n 0 0 0﹦0t ﹦t 平 n A n B﹦BBn ν n B ﹦B，n A ﹦n 0－n B ﹦n 0－B，n ﹦n A ＋n B ﹦n 0气体的组成为：y A ﹦A n n ﹦00B n n νξ-﹦01n ξ-，y B ﹦B nn﹦0n ξ各气体的分压为：p A ﹦py A ﹦0(1)p n ξ-，p B ﹦py B ﹦p n ξ各气体的化学势与的关系为：0000ln ln (1)A A AA p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0000lnln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+⋅ 由 G ＝n AA＋n BB＝(n A 0A μ＋n B 0B μ)＋00ln(1)A p n RT p n ξ-＋00ln B p n RT p n ξ⋅ ＝[n 0－A μ＋0B μ]＋n 00lnpRT p ＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ 因为 0B μ﹦0A μ，则G ＝n 0(0A μ＋0lnpRT p )＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ ,0()ln T p G RT n ξξξ∂=∂- 20,20()()T p n RT Gn ξξξ∂=-∂-＜0 令 ,()0T p Gξ∂=∂011n ξξξξ==-- ﹦0.5 此时系统的G 值最小。
5－2．已知四氧化二氮的分解反应 N 2O 4 (g) 2 NO 2(g )在298.15 K 时，0r m G ∆＝4.75kJ ·mol －1。
物理化学第五版课后习题答案
第十二章胶体化学12－1 如何定义胶体系统？总结胶体系统的主要特征。
答：(1) 胶体定义：胶体系统的主要研究对象是粒子直径d至少在某个方向上在1－100nm之间的分散系统。
(2) 胶体系统的主要特征：溶胶系统中的胶粒有布朗运动，胶粒多数带电，具有高度分散性，溶胶具有明显的丁达尔效应。
胶体粒子不能透过半透膜。
[注] 溶胶系统中的胶粒的布朗运动不是粒子的热运动，且只有溶胶才具有明显的丁达尔效应。
12－2 丁铎尔效应的实质及产生的条件是什么？答：丁铎尔现象的实质是光的散射作用。
丁铎尔效应产生的条件是分散相粒子的直径小于入射光波长、分散相与分散介质的直射率相差较大。
12－3 简述斯特恩双电层模型的要点，指出热力学电势、斯特恩(Stern)电势和ζ电势的区别。
答：斯特恩认为离子是有一定大小的，而且离子与质点表面除了静电作用外还有范德华力。
(1) 在靠近质点表面1～2个分子厚的区域内，反离子受到强烈地吸引而牢固地结合在质点表面，形成一个紧密地吸附层－斯特恩层，(2) 在斯特恩层，非离子的电性中心将形成一假想面－斯特恩面。
在斯特恩面内电势呈直线下降的变化趋势，即由质点表面的ϕ0直线下降至处的ϕs，ϕs称为斯特恩电势；(3) 其余的反离子扩散地分布在溶液中，构成双电层的扩散层部分。
在扩散层中，电势由ϕs降至零。
因此斯特恩双电层由斯特恩层和扩散层构成；(4) 当固、液两相发生相对运动时，紧密层中吸附在质点表面的反离子、溶剂分子与质点作为一个整体一起运动，滑动面与溶液本体之间的电势差，称为ζ电势。
热力学电势ϕ0是质点表面与液体内部的总的电位差，即固液两相之间双电层的总电势。
它与电极∕溶液界面的双电层总电势相似，为系统的热力学性质，在定温定压下，至于质点吸附的(或电离产生的)离子在溶液中活度有关，而与其它离子的存在与否无关。
斯特恩电势ϕs是斯特恩面与容液本体的电势差，其值与集中在斯特恩层里的正负离子的电荷总数有关，即与双电层的结构状态有关。
物理化学第5章课后答案傅献彩_第五版
第五章相平衡1.As，DCs)分解的反应方程为AgRG—2Ag3) +寺。
S 当用A&O(s)进行分無达平衡时•系统的组分数、自由度数和可能平衡共存的最大相数各为多少？解:S=3, C=S~R=2(P—3»f~ C+2—^P=l/=0时4最大为4-2.搭出如下各系统的组分数、相数和自曲度数各为多少？{l)NH+CKs)在抽空容器中，部分分解为NH^Cgi.HCKg)达平衡：(2)NH1CKs)在含有一定量NHME的容器中，部分分解为NH J(g)T HCl(gJ达平衡；(3)NH<HS(5)与任竜量的NH,(g}和比虫g)混合,达分解平衡；(4)在900K 时CX叮与CO(g)1CO z(g)(G达平翫解：NHKHNH* (g) + HCKg)门)呂=3* C=S-R-R， {R=l f R f = r) [NHi]=[HCl]-C=1T贞=2, /=C—^+2 = 1(2)S=3, C=S-R-R"=2 f=C~^-\~2=2(3)S=3, C=S-'K-/?>=3-l~0=2t^=2同2)C<s)+yQ(g)—CO(g)①(4)9D0K 时’CCXg)+(^ (g)—Ct> (g) ②CW(◎中[CO]的慑不定龙=0、C=S-R-R f = 4-2-0=2^=2 厂=C+d_gL玉在制水煤气的过稈中，有五种物质,C(s)T CX)(g),COt(g},a(g)和H2(.)(g)建立如下三牛平衡，试求该系统的独立组分数.C(s> + H； 0(g)^=H2(g)4-CO(g) (1>COt(g) + H? H E 0( fi) +CO(g) (2)C02(g)+C(s>—2CO(g> <3)解:建立3个平衡，(3)式可由⑴十⑵得到5=5C=^S-R-R'=3t二已知2心為(打和压。
⑴可以生成如下三种水合物：N的CQ - H s O(s),Na s CCX・7H；O(s)和Na a C(.l * 10H2O(S)试求门)在大气压下•与Na^COj水溶液和冰平衡共存的忒合盐的最大值；(2)在时，与水蒸气平衡共存的水合盐的最大值.解：(1〉S=5t R=3t R^O C=S-R~R f^=2每生咸一种含水盐*R增加1.S增加1：匚、值不变.在P•下屮=0+1-①r =0时血绘大为3.已知有Na’EQ水陪揪和H2O(3)两相•则还能生成一种含水盐.(2)同样地T/* =c+i-0 e毘大为3故还可最多有两种含水盐主成-5.在不同温度下•测得Ag2O(s)分解时氧气的分压如下:T/K 401 417 443 463 486p(CQ)/kPa 10 20 51 101 203试问(1)分别于413K和423K时，在空气中加热银粉，是否有Ag2O(s)生成？(2)如何才能使Ag2O(s)加热到443K时而不分解？△ 1解:⑴ Ag2O(s)^=^2Ag(s)4—|-Oz(g)空气中Oz 的分压为0. 21X/>。
物理化学第五版复习题答案
物理化学第五版复习题答案物理化学第五版复习题答案物理化学是化学和物理学的交叉学科，研究物质的性质、结构和变化规律。
对于学习物理化学的学生来说，复习题是检验自己理解和掌握程度的重要方式。
下面是物理化学第五版的一些复习题答案，希望对大家的复习有所帮助。
一、热力学1. 热力学第一定律的表达式是什么？它的含义是什么？答案：热力学第一定律的表达式是ΔU = q + w，其中ΔU表示系统内能的变化，q表示系统吸热，w表示系统对外界做功。
这个定律表明，能量守恒，能量既可以以热量的形式传递给系统，也可以以做功的形式传递给系统。
2. 什么是焓？焓的变化与系统的吸热和放热有什么关系？答案：焓是系统的一个状态函数，表示系统在恒压条件下的能量。
焓的变化ΔH 等于系统吸热q，即ΔH = q。
当系统吸热时，焓增加；当系统放热时，焓减小。
3. 什么是熵？熵的变化与系统的有序度和热传递有什么关系？答案：熵是系统的一个状态函数，表示系统的无序度。
熵的变化ΔS与系统的有序度和热传递有关。
当系统的有序度增加时，熵减小；当系统的无序度增加时，熵增加。
热传递是熵增加的原因之一。
二、动力学1. 化学反应速率的定义是什么？如何表示化学反应速率？答案：化学反应速率是指单位时间内反应物消失或生成物出现的量。
化学反应速率可以用反应物浓度的变化率来表示，即速率等于反应物浓度的变化量除以时间。
2. 什么是反应速率常数？它与反应物浓度有什么关系？答案：反应速率常数是指在一定条件下，反应速率与反应物浓度的关系。
对于简单的一级反应，反应速率常数k与反应物浓度的关系为k = k0[A]，其中k0为反应速率常数的比例常数，[A]为反应物的浓度。
3. 什么是活化能？它与反应速率有什么关系？答案：活化能是指反应物转化为产物所需的最小能量。
活化能越大，反应速率越慢；活化能越小，反应速率越快。
三、量子化学1. 什么是波粒二象性？能量量子化现象是什么？答案：波粒二象性是指微观粒子既具有波动性又具有粒子性。
物理化学第五版全册课后习题答案
n H 2O nC H 2 2 n H 2O nC H 2 2
p H 2O 进 p C2 H 2 p H 2O 出 p C 2 H 2
3.17 0.02339(mol ) 进 138.7 3.17 123 0.008947(mol ) 出 138.7 123
可见，隔板抽去前后，H2 及 N2 的摩尔体积相同。 （3） y H 2
3n N 2 n N 2 3n N 2
3 , 4
y N2
1 4
3 1 p; p N 2 y N 2 p p 4 4
pH2 yH2 p
所以有
p H2 : p N2 3 1 p : p 3 :1 4 4
3
VO2 y O2 V
n pV 101325 200 10 6 0.008315mol RT 8.314 293.15
3
M
m 0.3897 y AM A yB M B 46.867 g mol 1 n 0.008315 30.0694 y A 58.123 y B
（1）
第七章 电化学
余训爽
1-8 如图所示一带隔板的容器中， 两侧分别有同温同压的氢气与氮气， 二者均克视为理 想气体。 H2 p 3dm T
3
N2 p
1dm T
3
（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体 混合后的压力。 （2）隔板抽去前后，H2 及 N2 的摩尔体积是否相同？ （3）隔板抽去后，混合气体中 H2 及 N2 的分压力之比以及它们的分体积各为若干？ 解： （1）抽隔板前两侧压力均为 p，温度均为 T。 n H RT n N RT （1） p H 2 2 3 p N2 2 3 p 3dm 1dm 得： nH 3n N
物理化学第五版课后习题答案
大学物理化学课后答案详解第一章气体的pVT性质1.1物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的，与压力、温度的关系。
解：根据理想气体方程1.5两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡密封着标准状态下的空气。
若将其中的一个球加热到100 C，另一个球则维持0 C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器空气的压力。
解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。
标准状态：因此，1.9 如图所示，一带隔板的容器，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。
（1）保持容器温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。
（2）隔板抽取前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？（3）隔板抽取后，混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）等温混合后即在上述条件下混合，系统的压力认为。
（2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？（3）根据分体积的定义对于分压1.11 室温下一高压釜有常压的空气，为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如下：向釜通氮气直到4倍于空气的压力，尔后将釜混合气体排出直至恢复常压。
重复三次。
求釜最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。
解：分析：每次通氮气后至排气恢复至常压p，混合气体的摩尔分数不变。
设第一次充氮气前，系统中氧的摩尔分数为，充氮气后，系统中氧的摩尔分数为，则，。
重复上面的过程，第n次充氮气后，系统的摩尔分数为，因此。
1.13 今有0 C，40.530 kPa的N2气体，分别用理想气体状态方程及van der Waals方程计算其摩尔体积。
实验值为。
解：用理想气体状态方程计算用van der Waals计算，查表得知，对于N2气（附录七），用MatLab fzero函数求得该方程的解为也可以用直接迭代法，，取初值，迭代十次结果1.16 25 C时饱和了水蒸气的湿乙炔气体（即该混合气体中水蒸气分压力为同温度下水的饱和蒸气压）总压力为138.7 kPa，于恒定总压下冷却到10 C，使部分水蒸气凝结为水。
物理化学5答案..
物理化学试卷班级 姓名 分数一、选择题 ( 共 9题 15分 ) 1. 2 分 (0278) 0278理想气体经历绝热不可逆过程从状态 1 (p 1,V 1,T 1)变化到状态 2 (p 2,V 2,T 2)，所做的功为： ( ) (A) p 2V 2-p 1V 1 (B) p 2(V 2-V 1) (C) [p 2V γ2/(1-γ)](1/V 2γ-1-1/V 1γ-1)(D) (p 2V 2-p 1V 1)/(1-γ)2. 2 分 (5291) 5291某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应的半衰期与反应物初始浓度： ( ) (A) 成正比 (B) 成反比 (C) 平方成反比 (D) 无关3. 2 分 (3136) 3136标准态的选择对下列物理量有影响的是： ( ) (A) f ，μ，Δr G m $(B) m ，μ∃，ΔF (C) a ，μ∃，Δr G m $ (D) a ，μ，(∂G /∂ξ)0,,=f w p T4. 2 分 (2058) 2058已知H 2O(l)在正常沸点时的气化热为40.67 kJ ⋅mol -1,某非挥发性物质B 溶于H 2O(l)后,其沸点升高10 K,则该物质B 在溶液中的摩尔分数为 ( )(A) 0.290 (B) 0.710 (C) 0.530 (D) 0.4675. 2 分 (0117) 0117压力为106 Pa 的2 m 3范德华气体进行绝热自由膨胀,直至体系压力达到5×105 Pa 时为 止。
此变化中,该气体做功为多少? ( ) (A) 2×106 J (B) 106 J (C) 105 J (D) 0 J6. 2 分 (0353) 0353 下述说法哪一种不正确? ( )(A) 理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化为零 (B) 非理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化不一定为零 (C) 非理想气体经绝热膨胀后,其温度一定降低 (D) 非理想气体经一不可逆循环,其内能变化为零7. 1 分 (5833) 5833氢和氧的反应发展为爆炸是因为： ( ) (A) 大量的引发剂的引发 (B) 直链传递的速度增加 (C) 自由基被消除 (D) 生成双自由基形成支链8. 1 分 (2841) 2841化学反应等温式 Δr G m =Δr G m $+ RT ln Q a ，当选取不同标准态时，反应的Δr G m $将改变，该反应的 Δr G m 和 Q a 将： ( )(A) 都随之改变 (B) 都不改变 (C) Q a 变，Δr G m 不变 (D) Q a 不变，Δr G m 改变9. 1 分 (1783) 1783在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水 (A) 和纯水 (B)。
物理化学(第五版)复习(附详细参考答案)
热力学第一定律练习题一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画×1、已知温度T时反应H2(g) + 12O2(g) == H2O(g) 的∆rH，则∆rH即为温度为T时H2(g)的∆C H。
（）2、不同物质在它们相同的对应状态下，具有相同的压缩性，即具有相同的压缩因子Z。
( )。
3、d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何p，V，T过程均适用，( )4、物质的量为n的理想气体，由T1，p1绝热膨胀到T2，p2，该过程的焓变化∆H n C TpTT=⎰,m d12。
（）5、理想气体的热力学能和焓均只是温度的函数，而与压力或体积无关。
（）6、在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的内能和焓也不变。
( )7、25℃∆f H(S ,单斜) = 0 。
（）。
8、理想气体在恒定的外压力下绝热膨胀到终态。
因为是恒压，所以∆H = Q；又因为是绝热，Q = 0，故∆H = 0。
( )9、500 K时H2(g)的∆f H= 0 。
（）10、在临界点，饱和液体与饱和蒸气的摩尔体积相等。
( )11、∆f H(C ,石墨, 298 K) = 0 。
（）12、热力学标准状态的温度指定为25℃。
（）13、100℃时，1 mol H2O(l)向真空蒸发变成1mol H2O(g)，这个过程的热量即为H2O( l )在100℃的摩尔汽化焓。
（）14、处在对应状态的两种不同气体，各自对于理想气体行为的偏离程度相同。
( )15、CO2(g)的∆f H(500 K) = ∆f H(298 K) +C Tp,m2KK(CO)d298500⎰。
（）16、在p = p(环) = 定值下电解水制氢气和氧气则Q = ∆H。
（）17、系统从同一始态出发，经绝热不可逆到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达不到此状态。
（）18、化学反应热Q p其大小只取决于系统始终态；( )19、凡是化学反应的等压热必大于等容热；( )20、理想气体等容过程的焓变为21,md()TVTH nC T V p∆=+∆⎰；( )二、选择题1、对一个化学反应，若知其∑νB C p, m(B) > 0 ，则：（）。
物理化学第五版课后习题答案
第七章 电化学7－1．用铂电极电解CuCl 2溶液。
通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ？ (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )? 解：(1) m Cu ＝201560635462.F⨯⨯⨯＝5.527 g n Cu ＝2015602F⨯⨯＝0.09328 mol(2) 2C l n ＝2015602F⨯⨯＝0.09328 mol 2C l V ＝00932830015100.R .⨯⨯＝2.328 dm 37－2．用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 21.66×10－2g 。
通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。
阳极区溶液质量为62.50g ，其中含有Pb (NO 3) 21.151g ，计算Pb 2+的迁移数。
解： M [Pb (NO 3) 2]＝331.2098考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e＝262501151166103312098(..)..--⨯⨯－11513312098..＋0165821078682..⨯＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 mol t ＋(Pb 2+)＝4436823107685310..--⨯⨯＝0.4791考虑3N O -： n 迁＝n 后－n 前＝11513312098..－262501151166103312098(..)..--⨯⨯＝4.0030×10－3 molt －(3N O -)＝4440030107658310..--⨯⨯＝0.52097－3．用银电极电解AgNO 3溶液。
通电一段时间后，阴极上有0.078 g 的Ag 析出，阳极区溶液溶液质量为23.376g ，其中含AgNO 3 0.236 g 。
物理化学第五版课后习题答案解析
第五章 化学平衡5－1．在某恒定的温度和压力下，取n 0﹦1mol 的A (g )进行如下化学反应：A (g )垐?噲? B (g ) 若0B μ﹦0A μ，试证明，当反应进度﹦时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A ，B 间达到化学平衡。
解： 设反应进度为变量A (g )垐?噲?B (g )t ﹦0 n A , 0﹦n 0 0 0﹦0 t ﹦t 平 n A n B ﹦BBn ν n B ﹦B ，n A ﹦n 0－n B ﹦n 0－B ，n ﹦n A ＋n B ﹦n 0气体的组成为：y A ﹦A n n ﹦00B n n νξ-﹦01n ξ-，y B ﹦B nn﹦0n ξ各气体的分压为：p A ﹦py A ﹦0(1)p n ξ-，p B ﹦py B ﹦p n ξ各气体的化学势与的关系为：0000ln ln (1)A A AA p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0000lnln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+⋅ 由 G ＝n AA ＋n BB ＝(n A 0A μ＋n B 0B μ)＋00ln(1)A p n RT p n ξ-＋00ln B p n RT p n ξ⋅ ＝[n 0－0A μ＋0B μ]＋n 00lnpRT p ＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ 因为 0B μ﹦0A μ，则G ＝n 0(0A μ＋0lnpRT p)＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ ,0()ln T p G RT n ξξξ∂=∂- 20,20()()T p n RT Gn ξξξ∂=-∂-＜0 令 ,()0T p Gξ∂=∂011n ξξξξ==-- ﹦ 此时系统的G 值最小。
5－2．已知四氧化二氮的分解反应 N 2O 4 (g )垐?噲? 2 NO 2(g )在 K 时，0r m G ∆＝·mol －1。
物理化学第五版第三章答案
物理化学第五版第三章答案第三章热⼒学第⼆定律3.1 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作。
求（1）热机效率；（2）当向环境作功时，系统从⾼温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解：卡诺热机的效率为根据定义3．2 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作，求：（1）热机效率；（2）当从⾼温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出（2）3．3 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作，求（1）热机效率；（2）当向低温热源放热时，系统从⾼温热源吸热及对环境所作的功。
解：（1）(2)3．4 试说明：在⾼温热源和低温热源间⼯作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。
假设不可逆热机的热机效率⼤于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向⾼温热源，⽽违反势热⼒学第⼆定律的克劳修斯说法。
证：（反证法）设 r ir ηη>不可逆热机从⾼温热源吸热，向低温热源放热，对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向⾼温热源放热则若使逆向卡诺热机向⾼温热源放出的热不可逆热机从⾼温热源吸收的热相等，即总的结果是：得⾃单⼀低温热源的热，变成了环境作功，违背了热⼒学第⼆定律的开尔⽂说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
3．5 ⾼温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从⾼温热源传给低温热源，求此过程。
解：将热源看作⽆限⼤，因此，传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的⾼温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下，当热机从⾼温热源吸热时，两热源的总熵变。
（1）可逆热机效率。
（2）不可逆热机效率。
（3）不可逆热机效率。
解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义因此，上⾯三种过程的总熵变分别为。
3.7 已知⽔的⽐定压热容。
今有1 kg，10℃的⽔经下列三种不同过程加热成100 ℃的⽔，求过程的。
（1）系统与100℃的热源接触。
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物理化学试卷班级 姓名 分数一、选择题 ( 共 9题 15分 ) 1. 2 分 (0278) 0278理想气体经历绝热不可逆过程从状态 1 (p 1,V 1,T 1)变化到状态 2 (p 2,V 2,T 2)，所做的功为： ( ) (A) p 2V 2-p 1V 1 (B) p 2(V 2-V 1) (C) [p 2V γ2/(1-γ)](1/V 2γ-1-1/V 1γ-1)(D) (p 2V 2-p 1V 1)/(1-γ)2. 2 分 (5291) 5291某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应的半衰期与反应物初始浓度： ( ) (A) 成正比 (B) 成反比 (C) 平方成反比 (D) 无关3. 2 分 (3136) 3136标准态的选择对下列物理量有影响的是： ( ) (A) f ，μ，Δr G m $(B) m ，μ∃，ΔF (C) a ，μ∃，Δr G m $ (D) a ，μ，(∂G /∂ξ)0,,=f w p T4. 2 分 (2058) 2058已知H 2O(l)在正常沸点时的气化热为40.67 kJ ⋅mol -1,某非挥发性物质B 溶于H 2O(l)后,其沸点升高10 K,则该物质B 在溶液中的摩尔分数为 ( )(A) 0.290 (B) 0.710 (C) 0.530 (D) 0.4675. 2 分 (0117) 0117压力为106 Pa 的2 m 3范德华气体进行绝热自由膨胀,直至体系压力达到5×105 Pa 时为 止。
此变化中,该气体做功为多少? ( ) (A) 2×106 J (B) 106 J (C) 105 J (D) 0 J6. 2 分 (0353) 0353 下述说法哪一种不正确? ( )(A) 理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化为零 (B) 非理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化不一定为零 (C) 非理想气体经绝热膨胀后,其温度一定降低 (D) 非理想气体经一不可逆循环,其内能变化为零7. 1 分 (5833) 5833氢和氧的反应发展为爆炸是因为： ( ) (A) 大量的引发剂的引发 (B) 直链传递的速度增加 (C) 自由基被消除 (D) 生成双自由基形成支链8. 1 分 (2841) 2841化学反应等温式 Δr G m =Δr G m $+ RT ln Q a ，当选取不同标准态时，反应的Δr G m $将改变，该反应的 Δr G m 和 Q a 将： ( )(A) 都随之改变 (B) 都不改变 (C) Q a 变，Δr G m 不变 (D) Q a 不变，Δr G m 改变9. 1 分 (1783) 1783在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水 (A) 和纯水 (B)。
经历若干时间后，两杯液面的高度将是： ( )(A) A 杯高于 B 杯 (B) A 杯等于 B 杯 (C) A 杯低于 B 杯 (D) 视温度而定二、填空题 ( 共 5题 10分 ) *. 2 分 (0388)0388已知反应2 H 2(g) + O 2(g)−−→2 H 2O(l)在298 K 时恒容反应热Q V =-564 kJ·mol -1，则 H 2(g)在298 K 时标准摩尔燃烧焓Δc H m $= _______kJ·mol -1。
11. 2 分 (5207) 5207气相基元反应 2Ak 1B 在一恒容的容器中进行，p 0为 A 的初始压力, p t 为时间 t 时反应体系总压，此反应速率方程 d p t / d t = 。
12. 2 分 (2909) 2909若298 K 时，反应2224NO g N O g ()()=的8.834p K =$，则当p (NO 2)=1 kPa,p (N 2O 4)=10 kPa 时，反应将 。
（A ）向生成N 2O 4方向进行 （B ）向生成NO 2方向进行 （C ）反应恰好达到平衡（D ）不能判断其进行的方向13. 2 分 (1882) 1882理想气体的逸度系数为1，逸度系数为1的气体一定是理想气体。
此结论 。
（填正确或错误）14. 2 分 (0839) 0839选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格：若反应 C(s) + O 2(g) = CO 2(g) 在恒温、恒压条件下发生，其 Δr H m < 0，若在恒容绝热条件下发生，则Δr U m _____ 0，Δr S m _____ 0。
三、计算题 ( 共 6题 60分 ) 15. 10 分 (3132) 3132在 630 K 时，反应：2HgO(s) ＝ 2Hg(g) + O 2(g)的Δr G m $= 44.3 kJ ⋅mol -1。
(1) 求上述反应的标准平衡常数K p $； (2) 求 630 K 时 HgO(s) 的分解压力； (3) 若将 HgO(s)投入到 630 K ，1.013×105Pa 的纯O 2气的定体积容器中，在 630 K 时使其达平衡，求与 HgO(s) 呈平衡的气相中 Hg(g) 的分压力。
16. 10 分 (4467) 4467已知电池反应： 2Fe 3+ + Sn 2+ ＝ 2Fe 2+ + Sn 4+ (1) 写出电池表达式及电极反应 (2) 已知 φ ∃ (Sn 4+/Sn 2+) = 0.15 V , φ ∃ (Fe 3+/Fe 2+) = 0.771 V计算该电池在 298 K 时的标准电动势 (3) 计算反应的标准平衡常数17. 10 分 (2362) 2362已知固体苯的蒸气压在273.15 K 时为3.27 kPa ，293.15 K 时为12.303 kPa ，液体苯的蒸气压在293.15 K 时为10.021 kPa ，液体苯的摩尔蒸发热为1mol kJ 17.34-⋅。
求 (1)303.15K 时液体苯的蒸气压； (2)苯的摩尔升华热； (3)苯的摩尔熔化热。
18. 10 分 (0824) 0824计算 1mol He(理想气体) 在下列状态变化过程中的ΔH 和ΔG 。
He (101.325 kPa,473 K)−−→He (101.325 kPa,673 K) 已知：C p , m [He(g)] = (5/2)R ，473K 时 S m $[He(g)] = 135.1 J·K -1·mol -1 。
19. 10 分 (6778) 6778将正丁醇蒸气在298.15 K 时慢慢加压，当开始形成半径为1×10-9 m 的微小液滴时，蒸气压力为多大？已知正丁醇的正常沸点为390 K ，Δvap H m =43.822 kJ ·mol -1，298.15 K 时正丁醇的密度ρ =806 kg ·m -3，表面张力γ =0.0261 N ·m -1。
20. 10 分 (6412) 6412反应 12A +BC k k(A) 推导弛豫时间与 k 1、k 2等之关系式；(B) 当 [A]1= [B]1= 1.0 mol ·dm -3 时， τ 1= 2.0 μs ；当 [A]2= [B]2= 0.5 mol ·dm -3 时， τ2= 3.3 μs ， 求 k 1，k 2及 K 。
四、问答题 ( 共 3题 15分 ) 21. 5 分 (0281) 0281证明范德华气体 (p +a /V m 2)(V m -b )=RT 的焦耳系数：(∂T /∂V m )U =-a /V m 2C V , m22. 5 分 (3935) 3935无限稀释电解质水溶液的摩尔电导率与其正负离子的电迁移率之间的关系，在一定温度下可以表示为F U z F U z ∞---∞+++∞+=||m ννΛ，试问在一定温度下，无限稀释水溶液中任一种离子的摩尔电导率与其电迁移率之间存在何种关系？23. 5 分 (2485) 2485右图是水的状态图, 指出图中的错误并说明理由。
一、选择题 ( 共 9题 15分 ) 1. 2 分 (0278) 0278[答] (D) (2分)2. 2 分 (5291) 5291[答] (A)3. 2 分 (3136) 3136[答] (C)4. 2 分 (2058) 2058[答] (A)- ln x O H 2=(Δvap H m /R )(1/ T b *-1/ T b )= (40.67×103 J·mol -1/8.314 J·K -1·mol -1)(1/373.15 K-1/383.15 K)x O H 2= 0.710 , x B = 0.2905. 2 分 (0117) 0117[答] (D)6. 2 分 (0353) 0353[答] (B)7. 1 分 (5833) 5833[答] (D)8. 1 分 (2841) 2841[答] (C)9. 1 分 (1783) 1783[答] (A) μ(纯水) >μ(糖水中水)水从 (B) 杯向 (A) 杯转移。
二、填空题 ( 共 5题 10分 ) *. 2 分 (0388) 0388[答] r m H ∆$=Q p =Q V +ΔνRT ，c m H ∆$=1/2r m H ∆$=-285.7 kJ·mol -111. 2 分 (5207) 5207[答] - k (2p t - p 0)212. 2 分 (2909) 2909答：（B ） （2分）13. 2 分 (1882) 1882[答] 正确 (2分)14. 2 分 (0839) 0839[答] = >三、计算题 ( 共 6题 60分 ) 15. 10 分 (3132) 3132[答] (1) K p $= exp(-Δr G m $/RT ) = 2.12×10-4(3分)(2) 2HgO(s) ＝ 2Hg(g) + O 2(g) 设平衡分压为： 2p p K p $= 4p 3·(p ∃)-3 (1分) p = 3800 Pa (1分) 故p 总= 3p = 1.1 kPa (1分) (3) K p $= 2.12×10-4 = (2p )2(p + 101 325 Pa) (2分) p = 739.7 Pa (1分) 故 p (Hg) = 2p = 1.5 kPa (1分)16. 10 分 (4467) 4467[答] (1) Pt │Sn 2+(aq),Sn 4+(aq)‖Fe 3+(aq),Fe 2+(aq)│Pt (2分) (-) Sn 2+(aq) - 2e - ─→ Sn 4+(aq) (+) 2Fe 3+(aq) + 2e - ─→ 2Fe 2+(aq) (2分) (2) E ∃= (φ+)∃-(φ-)∃= 0.62 V (2分) (3) ln K ∃= zE ∃F /RT = 48.30 K ∃= 9.4×1020 (4分)17. 10 分 (2362) 2362答：（1）vap m 2112Δ()11ln ()H p p R T T =-苯$)K15.3031K 15.2931(mol K J 314.8mol J 34170kPa 02.10ln 1112-⨯⋅⋅⋅=---p p 2 =15.91 kPa（2）sub m2112Δ()11ln ()H p p R T T =-苯$sub m 11Δ()12.303kPa 11ln ()3.27kPa 8.314J K mol 273.15K 293.15KH --=⨯-⋅⋅苯$1sub m Δ()44.11kJ mol H -=⋅苯$（3）1fus m sub m vap m ()()()9.94kJ mol H H H -∆=∆-∆=⋅苯苯苯$$$ （10分）18. 10 分 (0824) 0824 [答] ΔH = ⎰21T T n C p ,m d T = 4.157 kJ (1分) ΔS =⎰21(T T n C p ,m /T )d T = nC p ,m ln(T 2/T 1)= 7.3 J·K -1 (2分) S 2= ΔS + S 1= 142.4 J·K -1 (1分) ΔG =ΔH -Δ(TS ) = ΔH - T 2S 2+ T 1S 1= 27.780 kJ (1分)19. 10 分 (6778) 6778[答] 298.15 K 时正丁醇的蒸气压为p 0 vap m211211438 2211ln4.16358.314390298.15H p p RT T ∆⎛⎫⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ p 0=p 2=1.576 kPa r 90220.02610.074ln1.93348.314298.15806110p M p RT r γρ-⨯⨯===⨯⨯⨯⨯ ∴ p r =10.89 kPa （10分）20. 10 分 (6412) 6412[答](A) τ -1= k 1([A] + [B]) + k 2 (4分) (B) 2.0×10-6=｛k 2+ k 1( 1.0 + 1.0 )｝-1 3.3×10-6=｛k 2+ k 1( 0.5 + 0.5 )｝-1可得 k 1= 2.0×105 mol -1·dm 3·s -1 (2分) k 2= 1.0×105 s -1 (2分) K = k 1/k 2= 2.0 mol -1·dm 3 (2分)四、问答题 ( 共 3题 15分 ) 21. 5 分 (0281) 0281[答] m m m m (/)(/)(/)1U V T T V U T V U ∂∂∂∂∂∂=- (1分)2m ,m m m m(/)(1/)/()/()/U V T V C RT V b RT V b a V ⎡⎤∂∂=----+⎣⎦ =2,m m /()V a C V - (4分)22. 5 分 (3935) 3935[答] 在一定温度下，根据离子独立移动定律可知：∞-∞++∞+=m,-m,m ΛνΛνΛ（2分）此式与题给关系式相比较，根据恒等式对应项系数相等的原则，离子的摩尔电导率与离子的电迁移率之间的关系式为：F U z ∞++∞+=m,Λ；F U z ∞--∞=m,-Λ。