南京大学物理化学
南京大学物理化学选择题完整版教材
第一章热力学第一定律及其应用物化试卷（一）1．物质的量为n的纯理想气体，该气体在如下的哪一组物理量确定之后，其它状态函数方有定值。
( )(A) p (B) V (C) T,U (D) T, p2. 下述说法哪一个正确? ( )(A) 热是体系中微观粒子平均平动能的量度(B) 温度是体系所储存热量的量度(C) 温度是体系中微观粒子平均能量的量度(D) 温度是体系中微观粒子平均平动能的量度3. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将： ( )(A)不变 (B)升高 (C)降低 (D)无法判定4. 1 mol 373 K，标准压力下的水经下列两个不同过程变成373 K，标准压力下的水气， (1) 等温等压可逆蒸发，(2) 真空蒸发这两个过程中功和热的关系为： ( )(A) |W1|> |W2| Q1> Q2 (B)|W1|< |W2| Q1< Q2(C) |W1|= |W2| Q1= Q2 (D)|W1|> |W2| Q1< Q25. 恒容下，一定量的理想气体，当温度升高时热力学能将：( )(A)降低 (B)增加 (C)不变 (D)增加、减少不能确定6. 在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间： ( )(A) 一定产生热交换 (B) 一定不产生热交换(C) 不一定产生热交换 (D) 温度恒定与热交换无关7. 一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同时,燃烧等量的燃料,则可逆热机拖动的列车运行的速度：( )(A) 较快 (B) 较慢 (C) 一样 (D) 不一定8. 始态完全相同(p1,V1,T1)的一个理想气体体系，和另一个范德华气体体系，分别进行绝热恒外压(p0)膨胀。
当膨胀相同体积之后,下述哪一种说法正确?( )(A) 范德华气体的热力学能减少量比理想气体多(B) 范德华气体的终态温度比理想气体低(C) 范德华气体所做的功比理想气体少(D) 范德华气体的焓变与理想气体的焓变相等9．ΔH =Q p , 此式适用于下列哪个过程：( )(A) 理想气体从106 Pa反抗恒外压105 Pa膨胀到105 Pa(B) 0℃ , 105 Pa 下冰融化成水(C) 电解 CuSO4水溶液(D) 气体从(298 K, 105 Pa)可逆变化到(373 K, 104 Pa) 10．在100℃和25℃之间工作的热机，其最大效率为： ( ) (A) 100 % (B) 75 % (C) 25 % (D) 20 % 11．对于封闭体系，在指定始终态间的绝热可逆途径可以有:( )(A) 一条 (B) 二条 (C) 三条 (D) 三条以上12．某理想气体的γ =C p/C v=1.40,则该气体为几原子分子气体? ( ) (A) 单原子分子气体 (B) 双原子分子气体(C) 三原子分子气体 (D) 四原子分子气体13．实际气体绝热恒外压膨胀时,其温度将： ( )(A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不确定14．当以5 mol H2气与4 mol Cl2气混合，最后生成2 mol HCl气。
大学物理化学公式总结(傅献彩_南京大学第五版)
热力学第一定律功：δW ＝δW e ＋δW f（1）膨胀功 δW e ＝p 外dV 膨胀功为正，压缩功为负。
（2）非膨胀功δW f ＝xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW （机械功）＝fdL ，δW （电功）＝EdQ ，δW （表面功）＝rdA 。
热 Q ：体系吸热为正，放热为负。
热力学第一定律： △U ＝Q —W 焓 H ＝U ＋pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容 C ＝δQ/dT（1）等压热容：C p ＝δQ p /dT ＝ （∂H/∂T ）p （2）等容热容：C v ＝δQ v /dT ＝ （∂U/∂T ）v 常温下单原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＝3R/2常温下双原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＋C v ，m r ＝5R/2 等压热容与等容热容之差：（1）任意体系 C p —C v ＝[p ＋（∂U/∂V ）T ]（∂V/∂T ）p （2）理想气体 C p —C v ＝nR 理想气体绝热可逆过程方程：pV γ＝常数 TV γ-1＝常数 p 1-γT γ＝常数 γ＝C p / C v 理想气体绝热功：W ＝C v （T 1—T 2）＝11－γ（p 1V 1—p 2V 2） 理想气体多方可逆过程：W ＝1nR－δ（T 1—T 2） 热机效率：η＝212T T T － 冷冻系数：β＝－Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数：β＝121T T T －焦汤系数： μJ －T ＝H p T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＝－()pT C p H ∂∂ 实际气体的ΔH 和ΔU ：ΔU ＝dT T U V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＋dV V U T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ ΔH ＝dT T H P ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＋dp p H T ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 化学反应的等压热效应与等容热效应的关系：Q p ＝Q V ＋ΔnRT 当反应进度 ξ＝1mol 时， Δr H m ＝Δr U m ＋∑BB γRT化学反应热效应与温度的关系：()()()dT B C T H T H 21T T m p B1m r 2m r ⎰∑∆∆，＋＝γ热力学第二定律Clausius 不等式：0TQS BAB A ≥∆∑→δ—熵函数的定义：dS ＝δQ R /T Boltzman 熵定理：S ＝kln Ω Helmbolz 自由能定义：F ＝U —TS Gibbs 自由能定义：G ＝H －TS 热力学基本公式：（1）组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程：dU ＝TdS －pdV dH ＝TdS ＋Vdp dF ＝－SdT －pdV dG ＝－SdT ＋Vdp （2）Maxwell 关系：T V S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂＝VT p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Tp S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＝－p T V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ （3）热容与T 、S 、p 、V 的关系：C V ＝T V T S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C p ＝T pT S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂Gibbs 自由能与温度的关系：Gibbs －Helmholtz 公式 ()pT /G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂T ＝－2T H ∆ 单组分体系的两相平衡： （1）Clapeyron 方程式：dT dp＝mX m X V T H ∆∆ 式中x 代表vap ，fus ，sub 。
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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。
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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。
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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》(南大第五版)知识点总结
W=ΔU= CV dT ;ΔH= Cp dT
不可逆绝热过程：Q=0 ; 利用 CV(T2-T1)=－pe(V2-V1)求出 T2, W=ΔU= CV dT ;ΔH= Cp dT 2、相变化 可逆相变化：ΔH=Q=nΔ＿H； Ｗ＝－p(V2-V1)=－pVg=－nRT ; ΔU=Q+W
B (T , p, sln ) b , B (T ) RT ln a b , B ; ab,B=γb,B bB;
标准态为：同温下 bB=1 且符合
亨利定律的溶质（假想状态） 。
B (T , p, sln ) %, (T ) RT ln a%, B ; a%,B=γ%,B[%B]; B
标准态为：同温下[B%]=1 且
符合亨利定律的溶质（一般为假想状态） 。 三、各种平衡规律 1、液态混合物的气液平衡
* pA=p * A ax,A ; pA=p A ax,A ; p=pA+pB
2、溶液的气液平衡
pA=p * A ax,A；pB=kx,Bax,B=kb,Bab,B=k%,Ba%,B；p=pA+pB
r Gm (T ) RT ln K
[ p( H 2 ) / p ][c( ZnCl 2 )] c2 (H C l )
三、 范特荷夫等温方程
r Gm (T ) r Gm (T ) RT ln J RT ln J / K
四、平衡常数与温度的关系
B f Gm ( B,298)
（4）ΔG 与温度的关系 ΔG=ΔH-TΔS ，设 ΔH、ΔS 不遂温度变化。 五、化学势 1、化学式的定义和物理意义
B (
G ) T , p ,nc ( c B ) ；在 T、p 及其他物质的量保持不变的情况下，增加 1molB 物质引 n B
南京大学物理化学下册(第五版)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。
南京大学物理化学复习题答案
南京大学物理化学复习题答案一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔG = ΔH - TΔSD. ΔS = Q/T答案：A2. 在等压条件下，一个理想气体的内能变化只与温度有关，这是因为：A. 理想气体分子间无作用力B. 理想气体分子的平动能与温度成正比C. 理想气体分子的转动能与温度无关D. 理想气体的体积不变答案：B3. 根据范特霍夫方程，当温度升高时，化学平衡常数K的变化趋势是：A. 增大B. 减小C. 保持不变D. 无法确定答案：D二、简答题1. 简述热力学第二定律的两种表述方式。
答：热力学第二定律有两种表述方式。
克劳修斯表述：不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响。
开尔文-普朗克表述：不可能制造一种循环过程，其唯一结果就是将热量从冷源转移到热源。
2. 解释什么是吉布斯自由能，并说明其在化学反应中的应用。
答：吉布斯自由能（Gibbs free energy）是描述系统在恒温恒压条件下进行自发过程的能力的物理量，定义为G = H - TS。
在化学反应中，吉布斯自由能的变化量（ΔG）可以用来判断反应的自发性：ΔG < 0时反应自发进行，ΔG > 0时反应非自发进行，ΔG = 0时反应处于平衡状态。
三、计算题1. 已知某理想气体在298K时的摩尔热容Cp = 35.2 J/(mol·K)，求该气体在100K至298K温度范围内的焓变ΔH。
解：由于理想气体的焓变等于其热容与温度差的乘积，即ΔH =CpΔT。
将已知数值代入公式得：ΔH = 35.2 J/(mol·K) × (298K - 100K) = 35.2 J/(mol·K)× 198K = 6963.6 J/mol。
2. 某化学反应在298K时的平衡常数K = 10^3，求在相同温度下，该反应的吉布斯自由能变化ΔG。
南京大学《物理化学》每章典型例题讲解
第一章 热力学第一定律与热化学例题1 1mol 理想气体于27℃ 、101325Pa 状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡，再由该状态恒容升温到97 ℃ ，则压力升到1013.25kPa 。
求整个过程的W 、Q 、△U 及△H 。
已知该气体的C V ，m 恒定为20.92J ∙mol -1 ∙K -1。
解题思路：需先利用理想气体状态方程计算有关状态： (T 1=27℃, p 1=101325Pa ，V 1)→(T 2=27℃, p 2=p 外=?，V 2=?)→(T 3=97℃, p 3=1013.25kPa ，V 3= V 2)例题2水在 -5℃ 的结冰过程为不可逆过程，计算时要利用0℃ 结冰的可逆相变过程，即H 2O （l ，1 mol ，-5℃ ，θp ）（s ，1 mol ，-5℃，θp ）↓△H 2 ↑△H 4H 2O （l ，1 mol ， 0℃，θp ） O （s ，1 mol ，0℃，θp ）∴ △H 1=△H 2＋△H 3＋△H 4例题3 在 298.15K 时，使 5.27 克的甲醇(摩尔质量为32克) 在弹式量热计中恒容燃烧，放出 119.50kJ 的热量。
忽略压力对焓的影响。
(1) 计算甲醇的标准燃烧焓 θm c H ∆。
(2) 已知298.15K 时 H 2O(l) 和CO 2(g)的标准摩尔生成焓分别为－285.83 kJ·mol －1、－393.51 kJ·mol －1，计算CH 3OH(l)的θm f H ∆。
(3) 如果甲醇的标准蒸发焓为 35.27kJ·mol －1，计算CH 3OH(g) 的θm f H ∆。
解：(1) 甲醇燃烧反应：CH 3OH(l) +23O 2(g) → CO 2(g) + 2H 2O(l) Q V =θm c U ∆=－119.50 kJ/(5.27/32)mol =－725.62 kJ·mol －1Q p =θm c H ∆=θm c U ∆+∑RT v)g (B= (－725.62－0.5×8.3145×298.15×10－3)kJ·.mol －1 =－726.86 kJ·mol－1(2) θm c H ∆=θm f H ∆(CO 2) + 2θm f H ∆（H 2O )－θm f H ∆ [CH 3OH(l)] θm f H ∆[CH 3OH (l)] =θm f H ∆ (CO 2) + 2θm f H ∆ (H 2O )－θm c H ∆= [－393.51+2×(－285.83)－(－726.86) ] kJ·mol －1=－238.31 kJ·mol －1(3) CH 3OH (l) →CH 3OH (g) ，θm vap ΔH= 35.27 kJ·.mol －1θm f H ∆[CH 3OH (g)] =θm f H ∆[CH 3OH (l)] +θmv ap H ∆= (－38.31+35.27)kJ·.mol－1=－203.04 kJ·mol －1第二章 热力学第二定律例1. 1mol 理想气体从300K ,100kPa 下等压加热到600K ，求此过程的Q 、W 、U 、H 、S 、G 。
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。
南大物理化学学习指导附练习
基础物理化学学习指导前言物理化学是研究化学中的原理和方法以及化学系统行为最一般规律和理论的学科。
物理化学课程是一门十分强调概念和逻辑的基础理论课程。
其内容丰富、结构严谨，发展速度很快，并与许多学科发生联系，互相渗透，应用范围日益扩大。
物理化学是化学化工及有关专业的一门重要的基础课程，有相对稳定的教学大纲和一定的教学基本要求，要完成学习任务，满足教学要求，关键在于掌握良好的学习方法。
物理化学课程中涉及较多的抽象概念、理论、逻辑推理、数学公式、计算，其重点在于理解和应用，而并不在于死记硬背。
物理化学中的每一章节，可以理解为讲述化学运动和变化的某一方面所遵循的规律。
物理化学也是各大专院校、科学研究单位有关学科招收硕士研究生考试的主要科目。
在学习物理化学课程中，要抓住每一章节的重点。
在学习每一章时，要明确了解这一章的主要内容是什么？要解决什么问题？采用什么方法？根据什么实验？什么定律？什么理论？得到什么结果？该结论有什么用处？公式的使用条件是什么？如此等等。
物理化学中的公式、定律，要注意数学推导只是获得结果的必要手段，而不是目的。
学习过程中不要只注意繁复的数学推导过程，而忽视了结论的使用条件以及其物理意义。
学习物理化学，要注意章节之间的联系，知道来龙去脉。
把新学到的概念、公式和已经掌握的知识联系起来。
在学习过程中要结合物理化学课程的具体内容，注意其思想方法和逻辑推理的方法。
物理化学习题是培养学生独立思考问题和解决问题的重要环节之一。
通过习题可以检查对课程内容的理解程度和加深对课程内容的理解。
物理化学习题可以锻炼学生的思维能力和表达能力，其逻辑性非常强。
对同学来说，独立思考物理化学习题，有助于开拓思路，培养独立思考和解决问题的能力。
学生可以根据所学知识和原理，对各种解题方法加以归纳和总结，并分析各种方法的特点。
这样，有利于学生对所学知识的掌握，提高学生分析问题和解决问题的能力。
如何学好物理化学，这个问题值得探讨。
(完整word版)南京大学《物理化学》每章典型例题课件
第一章 热力学第一定律与热化学例题1 1mol 理想气体于27℃ 、101325Pa 状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡，再由该状态恒容升温到97 ℃ ,则压力升到1013.25kPa 。
求整个过程的W 、Q 、△U 及△H 。
已知该气体的C V ,m 恒定为20.92J •mol -1•K -1。
解题思路：需先利用理想气体状态方程计算有关状态： (T 1=27℃， p 1=101325Pa ，V 1）→(T 2=27℃, p 2=p 外=?，V 2=？) →(T 3=97℃, p 3=1013.25kPa ，V 3= V 2）例题2水在 -5℃ 的结冰过程为不可逆过程，计算时要利用0℃ 结冰的可逆相变过程,即H 2O （l ，1 mol ，-5℃ ,θp）2O(s ，1 mol ，-5℃，θp ） ↓△H 2 ↑△H 4H 2O （l,1 mol ， 0℃，θp 2O （s ，1 mol ，0℃,θp ） ∴ △H 1=△H 2＋△H 3＋△H 4例题3 在 298。
15K 时，使 5。
27 克的甲醇(摩尔质量为32克） 在弹式量热计中恒容燃烧,放出 119。
50kJ 的热量。
忽略压力对焓的影响。
（1) 计算甲醇的标准燃烧焓 θm c H ∆.(2) 已知298.15K 时 H 2O （l) 和CO 2(g ）的标准摩尔生成焓分别为－285.83 kJ·mol－1、－393.51 kJ·mol－1，计算CH 3OH(l)的θm f H ∆。
（3) 如果甲醇的标准蒸发焓为 35。
27kJ·mol －1，计算CH 3OH （g) 的θm f H ∆。
解：(1） 甲醇燃烧反应：CH 3OH （l ） +23O 2(g) → CO 2（g ） + 2H 2O(l ） Q V =θm c U ∆=－119.50 kJ/（5。
27/32)mol =－725.62 kJ·mol －1Q p =θm c H ∆=θm c U ∆+∑RT v)g (B= (－725。
南京大学物理化学3
V 1 V2
K = ∫ ν dV V V 1 K = (1ν )Vν 1
V2
V2 V 1
K K = ν 1 ν 1 (1ν )V 1 (1ν )V2 p2V2 p1V 1 = 1ν nR(T2 T ) 1 = ν 1
ν-1=Cp,m/CV,m -1=R/ CV,m - 所以W′ 所以 ′=n CV,m (T2-T1) 而U=n CV,m (T2-T1) =W′ ′ H=n Cp,m (T2-T1) 绝热不可逆过程: 绝热不可逆过程 Q=0 U =W′ =n CV,m (T2-T1) ′ = -p0(V2-V1)
3.1热力学第一定律 3.1热力学第一定律 1.表述 1.表述
3.热力学第一定律及其应用 热力学第一定律及其应用
自然界的一切物质都有能量, 自然界的一切物质都有能量,能量有各种不同 的形式,能够从一种形式转化为另一种形式, 的形式,能够从一种形式转化为另一种形式,或 从一个物体传递给另一个物体, 从一个物体传递给另一个物体,但在转化与传递 的过程中,能量的总值不变. 的过程中,能量的总值不变. 另一说法: 另一说法:不供给能量而可连续不断产生能量的 机器,叫第一类永动机,经验告诉我们, 机器,叫第一类永动机,经验告诉我们,第一类 永动机是不可能造出来的. 永动机是不可能造出来的
系统对环境的功(右边 系统对环境的功 右边): 右边
W2 = ∫ ′
V2
p 2 dV = p 2V 2
多孔塞
绝热筒
净功W 净功 ′= W 1′+ W 2′=p1V1- p2V2 所以U=U2 - U1= p1V1- p2V2 所以 U2 + p2V2 = U1 +p1V1 H2=H1 即H=0
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。
(完整版)南京大学物理化学选择题答案完整版
第一章热力学第一定律及其应用物化试卷（一）1．物质的量为n的纯理想气体，该气体在如下的哪一组物理量确定之后，其它状态函数方有定值。
( )(A) p (B) V (C) T,U (D) T, p2. 下述说法哪一个正确? ( )(A) 热是体系中微观粒子平均平动能的量度 (B) 温度是体系所储存热量的量度(C) 温度是体系中微观粒子平均能量的量度 (D) 温度是体系中微观粒子平均平动能的量度3. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将： ( )(A)不变 (B)升高 (C)降低 (D)无法判定4. 1 mol 373 K，标准压力下的水经下列两个不同过程变成373 K，标准压力下的水气， (1) 等温等压可逆蒸发， (2) 真空蒸发这两个过程中功和热的关系为： ( )(A) |W1|> |W2| Q1> Q2 (B)|W1|< |W2| Q1< Q2(C) |W1|= |W2| Q1= Q2 (D)|W1|> |W2| Q1< Q25. 恒容下，一定量的理想气体，当温度升高时热力学能将：( )(A)降低 (B)增加 (C)不变 (D)增加、减少不能确定6. 在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间： ( )(A) 一定产生热交换 (B) 一定不产生热交换(C) 不一定产生热交换 (D) 温度恒定与热交换无关7. 一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同时,燃烧等量的燃料,则可逆热机拖动的列车运行的速度：( )(A) 较快 (B) 较慢 (C) 一样 (D) 不一定8. 始态完全相同(p1,V1,T1)的一个理想气体体系，和另一个范德华气体体系，分别进行绝热恒外压(p0)膨胀。
当膨胀相同体积之后,下述哪一种说法正确?( )(A) 范德华气体的热力学能减少量比理想气体多 (B) 范德华气体的终态温度比理想气体低(C) 范德华气体所做的功比理想气体少 (D) 范德华气体的焓变与理想气体的焓变相等9．ΔH =Qp , 此式适用于下列哪个过程：( )(A) 理想气体从106 Pa反抗恒外压105 Pa膨胀到105 Pa (B) 0℃ , 105 Pa 下冰融化成水(C) 电解 CuSO4水溶液 (D) 气体从(298 K, 105 Pa)可逆变化到(373 K, 104 Pa)10．在100℃和25℃之间工作的热机，其最大效率为： ( )(A) 100 % (B) 75 % (C) 25 % (D) 20 %11．对于封闭体系，在指定始终态间的绝热可逆途径可以有:( )(A) 一条 (B) 二条 (C) 三条 (D) 三条以上12．某理想气体的γ =C p/Cv =1.40,则该气体为几原子分子气体? ( )(A) 单原子分子气体 (B) 双原子分子气体(C) 三原子分子气体 (D) 四原子分子气体13．实际气体绝热恒外压膨胀时,其温度将： ( )(A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不确定14．当以5 mol H2气与4 mol Cl2气混合，最后生成2 mol HCl气。
南京大学物理化学4
3.A和G的计算 (1)一般方法 A=U-TS A= U- (TS) = U+T1S1-T2S2 定温A= U- TS 理想气体定温过程A= - TS G=H-TS G= H- (TS) = H+T1S1-T2S2 定温G= H- TS 理想气体定温过程G= - TS = A G=H-TS=U+pV-TS=A+pV dG=dA+pdV+Vdp 或G=A+p2V2-p1V1
(4)p,V,T都变化的过程 只做体积功的可逆过程 dU=δQR-pdV =TdS-pdV 故dS=dU/T+pdV/T 理想气体 dS=nCV,mdT/T+nRdV/V S=nCv,mln(T2/T1)+nRln(V2/V1) S= nCp,mln(T2/T1)-nRln(p2/p1) S= nCv,mln(p2/p1)+nCp,mln(V2/V1) (5)可逆相变 QR=H(相变潜热) S= H/T=n Hm/T
3化学势
(1)化学势的定义及多组分系统的热力学基本方程 (aG/anB)T,p,nC≠nB=B B叫做组分的B化学势,它是组分B的偏摩尔吉布斯能. dG=-SdT+Vdp+∑BdnB ① dU=TdS-pdV+ ∑BdnB ② dH=TdS+Vdp+ ∑BdnB ③ dA=-SdT-pdV +∑BdnB ④ ①②③④为多组分系统热力学基本方程,适用于变组成的封闭系统, 也适用于开放系统,也可用于组成可变的多相多组分系统的每一 相,∑BdnB代表定温定压下,当系统中由于加入或减少某些组分的 物质的量使系统组成变化时,引起吉布斯能的改变值. dG=-SdT+Vdp+∑B(α)dnB (α) ⑤ dU=TdS-pdV+ ∑B (α) dnB (α) ⑥ ⑦ dH=TdS+Vdp+ ∑B (α) dnB (α) dA=-SdT-pdV+ ∑B (α) dnB (α) ⑧ ⑤⑥⑦⑧用于多组分,多相系统的热力学基本方程.
南大物化复习题答案
南大物化复习题答案南京大学物理化学（物化）课程复习题答案一、选择题1. 物理化学中，下列哪个概念与热力学第一定律相关？A. 熵B. 吉布斯自由能C. 焓D. 化学势答案：C2. 在理想气体状态方程 PV = nRT 中，下列哪个符号代表温度？A. PB. VC. nD. R答案：D3. 根据范特霍夫方程，当温度升高时，下列哪个反应的平衡常数K会增大？A. 吸热反应B. 放热反应C. 等温反应D. 无法确定答案：A4. 以下哪个不是热力学过程？A. 等温过程B. 等压过程C. 等熵过程D. 等离子体过程答案：D5. 根据吉布斯自由能变化，下列哪个反应在标准状态下是自发的？A. ΔG > 0B. ΔG < 0C. ΔG = 0D. ΔG 无法确定答案：B二、填空题1. 物理化学中的熵变______表示系统无序度的增加。
答案：ΔS2. 理想气体的内能只与______有关。
答案：温度3. 热力学第二定律表明，不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响。
答案：熵增原理4. 化学平衡常数Kp与温度的关系可以通过______方程来描述。
答案：范特霍夫5. 表面张力是液体表面分子之间的______作用力。
答案：不均匀三、简答题1. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。
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。
热力学第二定律，也称为熵增原理，表明在自然过程中，系统的熵总是增加，或者在可逆过程中保持不变。
2. 解释什么是吉布斯自由能，并说明其在化学反应中的应用。
答案：吉布斯自由能（Gibbs free energy）是一个热力学势，用于判断在恒温恒压条件下化学反应的自发性。
其定义为 G = H - TS，其中H是焓，T是温度，S是熵。
当ΔG < 0时，反应是自发的；当ΔG >0时，反应是非自发的；当ΔG = 0时，反应处于平衡状态。
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Electrochemistry Reference books南京大学《物理化学》，北京大学《物理化学》Atkins' Physical Chemistry, 7th Ed., Peter Atkins, Julio de Paula, Oxford University Press.课件下载网址/下载密码: jg4103学习物理化学（电化学）的特点和要点1.通过自学接受知识2.学习严谨推理和归纳本领3.掌握电化学的定位和特点4.学习分析问题的方法Physical ChemistryThermochemistry，Electrochemistry, Photochemistry，…Colloid Chemistry，Catalysis，Computational Chemistry，…Electrochemistry PhysicalChemistry Solution electrochemistry(electrolyte solution)Equilibrium stateelectrochemistryThermodynamicsSolid electrochemistry Photoelectrochemistry BioelectrochemistryQuantum Chemistry Statistical ThermodynamicsThree Characteristics of Electrochemistry1. Long history 1. Long history2. Wide application2. Wide application3. Electrochemical phenomenaexist everywhere3. Electrochemical phenomena exist everywhereElectrochemistry is over 200 Years Old! Luigi Galvani–Physician/Anatomist –“Animal Electricity”(1791)1799Volta Pile by A.Volta The most important giftto 19th century!Electrochemistry ScienceVolta Pile1. Long historyAlesandro Volta –“Metallic Electricity”(1800)The Characteristics of Electrochemistry1. Long history1799Volta Pile1834Faraday’s Law1887Journal of Physical Chemistry2. Wide Applications in Scientific Areas 2. Wide Applications in Scientific Areas Energy （battery, fuel cell, …)Materials（electrolysis, electrodeposition, corrosion…）Life（heart-electroencephalogram, electrophoresis, …) Environment (sensor, waste treatment, …）Information（surface process, chip fabrication …）3. Electrochemical Phenomena Exist Everywhere 3. Electrochemical Phenomena Exist Everywherewater exists universally in our natural world→electrolyte solution →charged ions(i)μiα≠μiβi -charged particle→spontaneous charge transferbetween two phasesμiα≠μiβi -charged particle →spontaneous transfer between phases, forming potential difference(b)μi α≠μi βi -charged particle →charge transfer between two phases (c)excess charge at the interface →potential difference(a)→Electrolyte solution →charged ions iwater exists universally in our natural worldThe Characteristics of Electrochemistry 1. Long history2. Wide application3. Existing everywhere1. Long history2. Wide application3. Existing everywhere Charged particlesMultiphase systemsThermodynamic of Electrochemical Systems()∑∑==+=211αααααφμK i i i i i dn F z dn dGααααααααφμi i i dn F z dp V dT S G d )(~+++−=∑ααααφμF z n G i i n p T ii j +=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂≠,,~βαdGdG dG +=ααααφμF z n G i i n p T i i j +=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂≠,,~ββααφμφμF z F z i i i i +=+βαμμii ~~=Electrochemical PotentialββββφμF z n G i i n p T i ij +=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂≠,,~i i i iEquilibrium ：μi β+ z i F φβ= μi α+ z iF φαparticle i has same electrochemical potential in two phasesEquilibrium ：μi β+ z i F φβ= μi α+ z i F φαparticle i has same electrochemical potential in two phases αβμμi i =Two Concepts of Electrode Material / Electrolyte Zn|Zn 2+, SO 42-Pt|H 2,H+Fe|Fe 3O 4|Fe 2O 3|waterElectrode (Electrochemical）Reaction Special HeterogeneousOxidation/Reduction ReactionElectrode (Electrochemical）ReactionSpecial Heterogeneous Oxidation/Reduction Reaction Oxidation and Reduction take place in the different place separatelyThe strength and direction of electric field can change the activation energy and rate of reaction！！！Electrochemical Device Electrochemical cell (Cell)Reactions at negative electrodePb + H 2SO 4PbSO 4+ 2H + + 2eOxRedoverall reactionPb + PbO 2 + 2H 2SO 42PbSO 4 + 2H 2OOutput energyInput energyPbO 2 + H 2SO 4+ 2H + + 2ePbSO 4 + 2H 2ORed OxReactions at positive electrodeQ Fz M kQ m 1==QnzF =m -mass of product,Q -reaction charge, n -number ofmoles ，z -number of react electrons ，F -Faraday constant /rimain/heritage/faradaypage.jspQ Fz M kQ m 1==QnzF =The quantity of a substance produced by electrolysis is proprotional to the quantity of electricty used.Faraday Constant F(1891)F= 6.023×1023e/mol×1.602×10-19coulomb/electron =96486.7 coulomb/mol≈96500 c /molDiscovery of Electron (1897)Some Features of Faraday Law F is a fundamental physical constantQ = nzF1. Establishment of quantitative relationship ofelectricity used and chemical reaction2. Independent of electrode, environment,reaction condition.cathodeanode（inertia ）Silver cathode Silver anode electrolyse smeltCl 2Ag Fe 2+Na +H 2O Cl -OH -Ag +H 2ONO 3-Ag +Fe 3+Br +H 2O Ag +Br 2H 2e-e -iicathode anode (1) NaCl(2) AgNO 3(3) FeBr 3（inertia ）Q = n 1z 1F = n 2z 2F = •••= n i z i F(1) cathode: H 2O + e -→OH -+ 1/2H 2anode: Cl -→1/2Cl 2+ e -gas product (1) cathode: H 2O + e -→OH -+ 1/2H 2anode: Cl -→1/2Cl 2+ e -gas product (2) cathode: Ag + + e -→Ag solid productanode: Ag →Ag + + e-(2) cathode: Ag + + e -→Ag solid product anode: Ag →Ag + + e -(3) cathode: Fe 3+ + e -→Fe 2+liquid producanode: Br -→1/2Br 2 + e-(3) cathode: Fe 3+ + e -→Fe 2+liquid product anode: Br -→1/2Br 2 + e -Q = n 1z 1F = n 2z 2F = •••= n i z i FSome Features of Faraday lawQ = nzF1. Establishment of quantitative relationship ofelectricity used and chemical reaction2. Independent of electrode, environment,reaction condition.3. Applicable to multi-setup reaction（in series）Q = n1z1F = n2z2F = •••= n i z i F--cathode anode Silver cathode Silver anode--Some Features of Faraday’s lawQ = nzF1. Establishment of quantitative relationship ofelectricity used and chemical reaction2. Independent of electrode, environment,reaction condition.3. Applicable to multi-cell reaction（in series）4. Applicable to single cell with multi-reaction(in parallel).Electrolyte SolutionConductance, Conductivity,Molar Conductivity, Limiting Molar ConductivityHow to compare, measure and understand the electric conductivity of different electrolyte solutions?Differences of Two Types of Charge ConductorElectronic / Ionic ConductorConduct mechanism free electron cations, anions Form of charge simple multiple Charge quantity single various Charge interaction constant various Temperature dependence T ↑, R↓T↑, R↓The conductivity of electrolyte solution κL=The conductance of a 1 m3cube containing electrolytesolution.κ⎯geometry normalizedCu KCl CuO pure water glass (aq, 1 M)1081010-310-610-12κ= κobserve-κwater electrolyteWheatstone AC BridgeConductance Measurementconductance cellconductance cell Cell constant K cell = l / A = κ/ L = κR cellConductance MeasurementThe conductance cell is usually calibrated with standard KCl (potassium chloride ) solution.11.21.2890.14110.0147κ/ S m -11.00.10.010.0010C/ mol dm -3a.Obtain R of a solution with known κ→K cell = κR cel lb. Measure R of unknown solution R cell →κobsc.OH obsx2κκκ−=Conductance Measurementκκ3c⋅/dmmol。