湖南大学环境科学环境工程专业第三次物理化学小考答案

湖南大学环境科学、环境工程专业第三次物理化学小考答案

一、选择题

1、氯化镁可以采用基本单元MgCl 2或

21MgCl 2。在一定温度与无限稀释的水溶液中,两者的极限摩尔电导率存在下列关系:2∞Λm (2

1MgCl 2)( b )∞Λm (MgCl 2) 选择填入:(a) >; (b) =; (c)<; (d) 二者之间无一定的关系

2、在一定条件下,强电解质AB 的水溶液中只存在A +与B -两种离子(H +、OH -与它们相比较完全可忽略不计)。已知A +与B -运动的速率存在下列关系:υ+ = 1、5υ- 。则B -的迁移数t -=( a )。

选择填入:(a) 0、40; (b) 0、50; (c) 0、60; (d) 0、70

3、在300K,无限稀释的水溶液中,极限摩尔电导率∞Λm 最大的正离子就是( d )。

选择填入:(a) Na +; (b) 21Mg 2+; (c) 3

1La 3+; (d) H +

4、在25℃时,若要使电池 Pt|H 2(g, p 1)| HCl 水溶液| H 2(g, p 2) Pt

的电动势E 为正值,则必须使( b )。

选择填入:(a) p 1=p 2; (b) p 1>p 2; (c) p 1

5、25℃时的水溶液中,当b (NaOH) = 0、10mol·kg -1时,其正、负离子的平均活度系数±γ=0、766,则正、负离子的平均活度±a =( b )。

选择填入:(a) 0、766; (b) 7、66⨯10-2; (c) 7、66; (d) 15、32⨯10-2

6、在电解池的阴极上,首先发生还原作用而放电的就是( c )。

选择填入:(a) 标准还原电极电势最大的反应;(b) 标准还原电极电势最小的反应;

(c) 极化电极电势最大的反应; (d) 极化电极电势最小的反应

7、已知25℃时电极反应

(1) Fe 2+ + 2e -

Fe(s)的标准电极电势O 1E =-0、439V (2) Fe 3+ + e -

Fe 2+的标准电极电势O 2E = 0、770V (3) Fe 3+ + 3e -Fe(s)所对应电极的标准电极电势

=+O )}Fe(s |Fe {33E ( b )。 选择填入:(a) 0、331 V;(b) -0、036V; (c) -0、331V; (d) 0、036V

8、25℃时电池反应:H 2(g, 100kPa) + 0、5O 2(g, 100kPa)

H 2O{1,p (环)=100kPa} 所对应的电池的电动势E 1=1、229V 。

25℃时电池反应:2H 2O{1,p (环)=100kPa }2H 2(g,100kPa) + O 2(g,100kPa)

所对应电池的电动势E 2=( c )。

选择填入:(a) -2、458V; (b) 2、458V; (c) -1、229V; (d) 1、229V

9、对弯曲液面所产生的附加压力∆p 一定就是( d )。

选择填入:(a) 大于零;(b) 等于零;(c) 小于零;(d) 不等于零

10、在一定温度与压力下,将表面活性物质加入溶剂中后,所产生的结果必然就是( a )。

选择填入:(a) T c )/(∂∂σ <0,正吸附; (b) T c )/(∂∂σ>0,负吸附;

(c) T c )/(∂∂σ >0,正吸附; (d) T c )/(∂∂σ<0,负吸附

二、填空题

1、在A 与B 两个串连的电解池中,分别放有物质的量浓度为1mol·dm -3的AgNO 3水溶液与1mol·dm -3的CuSO 4水溶液。两电解池的阴极皆为铂电极,阳极分别为Ag(s)与Cu(s)电极。通电一定时间后,实验测出在A 电解池的铂电极上有0、02mol 的Ag(s)析出,B 电解池的铂电极上必有( 0、01 )mol 的Cu(s)析出。

2、在温度、溶剂一定时,当某强电解的物质的量浓度c ( c 无限趋近于零 )时,该强电解质的∞Λm 趋于定值。

3、一个原电池必有两个电极。相对而言,电势高的电极称为( 正极 );电势低的电极称其为(负极)。

4、25℃时,E O [Cl -{a(Cl -)=1}|AgCl(s)|Ag] = 0、2221V , E O {Cl -{a (Cl -)=1}|Cl 2(g,p =100kPa)|Pt = 1、358V 由上述两电极在25℃组成电池时,该电池的阳极为( AgCl 电极 ),电池的表示式为( Ag|AgCl(s)|Cl{a (Cl -)=1}|Cl 2(g, p =100kPa)|Pt ),电池的电动势E =( 1、1359 )V 。

5、在一定温度下,液体分子间的作用力越大,其表面张力( 越大 )。

6、不论就是分散在大气中的小液滴与小气泡,或者就是分散在液体中的小气泡,以及在毛细管中的凹液面与凸液面,它们所承受附加压力∆p 的方向,皆就是指向( 弯曲液面曲率半径的中心 )。

7、在一定T 、p 下,一个小液滴滴在光滑的固体表面上,可以迅速地平铺在固体表面上,此过程可以视为气-液界面与固-液界面取代固-气界面的过程。若已知固体与液体的表面张力分别为σs -g 与σl -g ,固-液界面张力为σs -l ,铺展的面积为A ,则此铺展过程的表面吉布斯函数变

∆G (表面)= ( A (σg -l + σg -l -σs -g )

三、简答题

1、 在两支水平放置的毛细管中间皆放有一段液体,如附图所示。a 管中的液体对管的内壁完全润湿;b

管中的液体对管的内壁完全不润湿。若皆在两管的右端加热时,管内的液体各向哪一端流动。为什么？

当在毛细管的右端加热时,右端的毛细管膨胀而使液面的曲率半径r 变大;液体的温度升高而使其表

面张力σ变小。由∆p =2σ/r 可知,上述两因素皆使加热端弯曲液面的附加压力∆p 在数值上变小,因而破坏了原来的平衡。由于a 管内两端的∆p 皆指向气体,使管内液体向左流动。b 管内两端的∆p 皆指向液体,而使管内液体向右流动。

2、在一定的温度与大气压力下,半径均匀的毛细管下端,有两个大小不等的圆球形气泡,如右图所示,试问在活塞C 关闭的情况下,将活塞A 、B 打开,两气泡内的气体相通之后,将会发生什么现象？并解释其原因。

两气泡连通后,由于大气泡的附加压力小于小气泡的附加压力,大气泡将会变得更大,而小气泡将会变得

越来越小,直到小气泡收缩到毛细管口,其液面的曲率半径与大气泡的曲率半径相等时为止。

四、计算题

1、已知25℃时,纯水的电导率κ=5、50⨯10-6S ·m -1,无限稀释时H +与OH -的极限摩尔电导率∞Λm 分别为349、82⨯10-4S ·m 2·mol -1及198⨯10-4S ·m 2·mol -1,纯水的密度ρ=997、07kg ·m -3,水的摩尔质量M =18、015⨯10-3 kg ·m -1。试求25℃时水的离子积K W 为多少？

解:25℃时,水的物质的量浓度

c = ρ/M = 997、07 kg ·m -3/18、015⨯10-3 kg ·m -1=55、347⨯10-3 mol ·m -3=55、347 mol ·dm -3

纯水的摩尔电导率:

Λm = κ/c = 5、50⨯10-6S ·m -1/55、347⨯10-3 mol ·m -3=9、9373⨯1011S ·m 2·mol -1

水就是一种弱电解质,只有极少量的水分子发生如下电离:

H 2O(l) H + + OH -

c (1-α) αc αc

25℃时水的极限摩尔电导率:

∞Λm = ∞Λm (H +) + ∞Λm (OH -)

= (349、82 + 198、0) ⨯10-4S ·m 2·mol -1=547、82⨯10-4S ·m 2·mol -1

25℃纯水的电离度: 9411

m m 10814.110

82.547109373.9---∞⨯=⨯⨯ΛΛ=α 选用c O =1 mol ·dm -3为标准状态,纯水的活度a (H 2O) = 1, 纯水中H +与OH -的平均活度系数: