物理化学第二版课后答案
【篇一：大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参
考答案第8章】
．基本要求
1．理解电化学中的一些基本概念，如原电池和电解池的异同点，电
极的阴、阳、
正、负的定义，离子导体的特点和faraday 定律等。
2．掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要
应用等。了解
强电解质稀溶液中，离子平均活度因子、离子平均活度和平均质量
摩尔浓度的定义，掌握离子强度的概念和离子平均活度因子的理论
计算。
3．了解可逆电极的类型和正确书写电池的书面表达式，会熟练地写
出电极反应、
电池反应，会计算电极电势和电池的电动势。
4．掌握电动势测定的一些重要应用，如：计算热力学函数的变化值，计算电池反
应的标准平衡常数，求难溶盐的活度积和水解离平衡常数，求电解
质的离子平均活度因子和测定溶液的ph等。
5．了解电解过程中的极化作用和电极上发生反应的先后次序，具备
一些金属腐蚀
和防腐的基本知识，了解化学电源的基本类型和发展趋势。
二．把握学习要点的建议
在学习电化学时，既要用到热力学原理，又要用到动力学原理，这
里偏重热力学原理在电化学中的应用，而动力学原理的应用讲得较少，仅在电极的极化和超电势方面用到一点。
电解质离子在传递性质中最基本的是离子的电迁移率，它决定了离
子的迁移数和离子的摩尔电导率等。在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上，需要了
解电导测定的应用，要充分掌握电化学实用性的一面。
电化学在先行课中有的部分已学过，但要在电池的书面表示法、电
极反应和电池反应的写法、电极电势的符号和电动势的计算方面进
行规范，要全面采用国标所规定的符号，以便统一。会熟练地书写
电极反应和电池反应是学好电化学的基础，以后在用nernst方程计
算电极电势和电池的电动势时才不会出错，才有可能利用正确的电
动势的数值来计算其它物理量的变化值，如：计算热力学函数的变
化值，电池反应的标准平衡常数，难溶盐的活度积，水的解离平衡
常数和电解质的离子平均活度因子等。
学习电化学一方面要掌握电化学的基本原理，但更重要的是关注它
的应用。对于可逆电池的实验可测量有：可逆电池的电动势e、标准
可逆电动势e和电动势的温度系数???e???，利用这些实验的测定值，可以用来： ?t??p
?（1）计算热力学函数的变化量，如?rgm, ?rgm, ?rsm, ?rhm, qr 等。
??（2）计算电池反应的标准平衡常数，难溶盐的活度积kap和水
的解离常数kw等。
（3）根据电动势数值的正、负，来判断化学反应自发进行的方向。（4）计算离子的平均活度因子??。
（5）计算未知溶液的ph值。
（6）进行电势滴定
（7）绘制电势-ph图，并用于金属的防腐及湿法冶金等。
在这些应用中，难免要用到如何将一个化学反应设计成相应电池的
问题，所
以要了解如何将一些简单的化学反应设计成相应可逆电池的方法。
现在使用的标准电极电势表基本上都是氢标还原电极电势，所以关
于氧化电
极电势可以不作要求，免得在初学时发生混淆。
学习电解和极化的知识，主要是了解电化学的基本原理在电镀、电解、防腐和化学电源等工业上的应用，充分利用网络资源，都了解
一些最新的绿色环保的新型化学电源，如氢-氧燃料电池和锂离子电
池等。了解电解合成、电化学防腐等应用实例，拓宽知识面，提高
学习兴趣，充分了解物理化学学科的实用性的一面。
三．思考题参考答案
1．什么是正极？什么是负极？两者有什么不同？什么是阴极？什么是阳极？两者有什么不同？
答：比较电池中两个电极的电极电势，电势高的电极称为正极，电
势低的电极称为负极。电流总是从电势高的正极流向电势低的负极，电子的流向与电流的流向刚好相反，是从负极流向正极。
根据电极上进行的具体反应，发生还原作用的电极称为阴极，发生
氧化作用的电极称为阳极。在原电池中，阳极因电势低，所以是负极。阴极因电势高，所以是正极；在电解池中，阳极就是正极，阴
极就是负极。
2．电解质溶液的电导率随着电解质浓度的增加有什么变化？
答：要分强电解质和弱电解质两种情况来讨论。电解质溶液的电导
率是指单位长度和单位截面积的离子导体所具有的电导。对于强电
解质，如hcl, h2so4, naoh等，溶液浓度越大，参与导电的离子越多，则其电导率会随着浓度的增加而升高。但是，当浓度增加到一
定程度后，由于电解质的解离度下降，再加上正、负离子之间的相
互作用力增大，离子的迁移速率降低，所以电导率在达到一个最大
值后，会随着浓度的升高反而下降。对于中性盐，如kcl等，由于受饱和溶解度的限制，在到达饱和浓度之前，电导率随着浓度的增加
而升高。
对于弱电解质溶液，因为在一定温度下，弱电解质的解离平衡常数
有定值，所以在电解质的浓度增加的情况下，其离子的浓度还是基
本不变，所以弱电解质溶液的电导率随浓度的变化不显着，一直处
于比较低的状态。
3．电解质溶液的摩尔电导率随着电解质浓度的增加有什么变化？答：要分强电解质和弱电解质两种情况来讨论。电解质溶液的摩尔
电导率是指，将含有1 mol电解质的溶液，置于相距为单位距离的
两个电极之间所具有的电导。由于溶液中导电物质的量已给定，都
为1mol，所以，对于强电解质，当浓度降低时，正负离子之间的相
互作用减弱，正、负离子的迁移速率加快，溶液的摩尔电导率会随
之而升高。但不同的电解质，摩尔电导率随着浓度的降低而升高的
程度也大不相同。当浓度降到足够低时，摩尔电导率与浓度之间呈
线性关系，
4．在温度、浓度和电场梯度都相同的情况下，氯化氢、氯化钾、氯化钠三种溶液中，氯离子的运动速度是否相同？氯离子的迁移数是
否相同？ ? ? ? ??
答：因为温度、浓度和电场梯度都相同，所以三种溶液中氯离子的
运动速度是基本相同的，但氯离子的迁移数不可能相同。迁移数是
指离子迁移电量的分数，因为氢离子、钾离子、钠离子的运动速度
不同，迁移电量的能力不同，所以相应的氯离子的迁移数也就不同。
5．为什么氢离子和氢氧根离子的电迁移率和摩尔电导率的数值比同
类离子要大得多？答：因为氢离子和氢氧根离子传导电流的方式与
其它离子不同，它们是依靠氢键来传递的，所以特别快。它们传导
电流时，不是靠离子本身的迁移，而是依靠氢键和水分子的翻转来
传导电荷的。如果在非水溶液中，氢离子和氢氧根离子就没有这个
优势。
6．强电解质如cuso4，mgcl2等，在其溶液的浓度不是太大的情
况下，电解质的摩尔电导率与它的离子摩尔电导率之间是什么关系？答：在溶液不太浓时，可以近似认为强电解质是完全解离的，其摩
尔电导率就等于离子摩尔电导率的加和。但对于组成离子的电价数
大于1，特别是在正、负离子的电价不对称时，在选取基本单元时要
注意使粒子的荷电量相同，若粒子的荷电量不同时，要在前面乘以
因子，使等式双方相等。现用以下例子来表明它们之间的关系：
对于a?b型的对称电解质，它们之间的关系比较简单，如
对于a?b2型的不对称电解质，由于正负离子的电价数不同，要
注意选取荷电量相同的粒子作为基本单元，若荷电量不同，要在前
面乘以因子，如
7．在电解质溶液中，如果有i 种离子存在，则溶液的总电导应该用
如下的哪个计算式计算？
(1) g??i11(2) g? riri
i
答：应该用(1)式计算。因为溶液的总电导等于各个离子电导的加和，即
g??gb ?
b111????? r1r2brb
在溶液中，离子是以并联形式存在的，而不是以串联形式存在的，
总的电阻不可能等于所有离子电阻的加和。
8．标准电极电势是否就等于电极与周围活度为1的电解质溶液之间的电势差？
答：不是。由于电极表面性质比较复杂，电极与周围电解质溶液之
间的真实电势差是无法测量的。现在把处于标准状态下的电极（即
待测电极）与标准氢电极组成电池，将待测电极作还原极（即正极），并规定标准氢电极的电极电势为零，这样测出的电池电动势
就作为待测电极的电极电势，称为标准氢标还原电极电势，简称为
标准电极电势，用符号eox|red表示。
9．为什么标准电极电势的值有正有负？
答：因为规定了用还原电极电势，待测电极与氢电极组成电池时，
待测电极放在阴极的位置，令它发生还原反应。但是比氢活泼的金
属与氢电极组成电池时，实际的电池反应是金属氧化，氢离子还原，也就是说电池的书面表示式是非自发电池，电池反应是非自发反应，电动势小于零，所以电极电势为负值。如果是不如氢活泼的金属，
则与氢电极组成的电池是自发电池，电极电势为正值。
10．某电池反应可以写成如下两种形式，则所计算出的电动势e，
标准摩尔gibbs自由能变化值和标准平衡常数的数值是否相同？（1）h2(ph2)?cl2(pcl2)?2hcl(a)
（2） ?11h2(ph2)?cl2(pcl2)?hcl(a) 22
答：电动势e是电池的性质，不管电池反应中电子的计量系数是多少，电动势e总是相同的。如果从计算电池电动势的nernst方程看， e?e??rtbln?a?
b zfb
rt?项分母中的z与?abb项中的指数?b之间，有固定的比例关系，
所以电动势e有定值，zfb
即e1?e2。
【篇二：大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参
考答案第5章】
>一．基本要求
1．掌握化学反应等温式的各种形式，并会用来判断反应的方向和限度。 2．了解标准平衡常数的定义，掌握标准平衡常数的各种表示形
式和计算方法。
??
3．掌握标准平衡常数k?与?rgm在数值上的联系，熟练用热力学
方法计算?rgm，
从而获得标准平衡常数的数值。
?4．了解标准摩尔生成gibbs自由能?fgm的定义和它的应用。
5．掌握温度对化学平衡的影响，记住van’t hoff公式及其应用。6．了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。
二．把握学习要点的建议
把本章放在多组分系统之后的目的，就是要利用多组分系统中介绍
的化学势的概念和各种表示方式，来导出化学反应等温式，从而用
来判断化学反应的方向与限度。
本章又用到了反应进度的概念，不过其值处在0?1 mol的区间之内。因为在利用化学势的表示式来计算反应的gibbs自由能的变化值时，是将化学势看作为一个定值，也就是在有限的反应系统中，化学进
度为d?，如果在一个很大的系统中，??1 mol。
严格讲，标准平衡常数应该用绝对活度来定义，由于本教材没有介
绍绝对活度的概念，所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义，其含义是一样的。从标准平衡常数的定义式可知，标准平衡常
数与标准化学势一样，都仅是温度的函数，因为压力已指定为标准
压力。对于液相反应系统，标准平衡常数有其相应的形式。对于复
相化学反应，因为纯的凝聚态物
?
质本身就作为标准态，它的化学势就是标准态化学势，已经归
入?rgm中，所以在计算标准
平衡常数时，只与气体物质的压力有关。
学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度，知道如何
计算平衡常数，了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响，能找到
一个经济合理的反应条件，为科研和工业生产服务。而不要过多地
去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算，否则会
把自己搞糊涂了，反而没抓住主要内容。
??
?rgm??rtlnkp，由于标准平衡常数与?rgm在数值上有联系，所以
有了?rgm的
??
值，就可以计算kp的值。定义了标准摩尔生成gibbs自由能?fgm，就可以很方便地用热力学数据表中个物质的?fgm值，来计算反应
的?rgm，从而可以求出标准平衡常数。
为什么说?rgm与kp仅是在数值上有联系呢？因为它们处于不同的
状态，?rgm处于标准态，而kp处于平衡态，它们之间的关系可以
这样来理解。根据公式：
?
?
?
?
??
??
?
(?rg
mtp,
)
??gr
?rtl?nm
b
?pb?
????p?
?b
在等温、等压不做非膨胀功时，化学反应达到平衡，(?rgm)t,p?0，才得到
?pb???????rtlnkp ?p?e
?b
?
?rgm??rtln?
b
所以，kp是处于平衡状态时的压力商，而它又与标准化学势有关（根据它的定义式），故
?将kp称为标准平衡常数，它始终与系统的化学平衡状态相连。而?rgm?
?
?
?
???bb，是处b
于标准态时化学势的代数和，故称为反应的标准摩尔gibbs自由能变化值，它是处于标准状态下的物理量。只有在化学反应达到平衡时，才与kp联系在一起。之所以要强调这一点是
?
因为，如果把?rgm看作是平衡状态下的物理量，它的数值永远等于零；如果把kp看作是
?
?
标准状态下的平衡常数，那它就永远等于1，显然这些结论是荒谬的。
? 标准平衡常数的数值与?rgm一样，因为用到了化学反应进度的概念，所以与方程式的
?计量系数是有关系的。方程式的计量系数成倍数的关系，则?rgm 的值也呈倍数的关系，而
kp则成指数的关系。所以在计算kp时，一定要与化学计量方程对应。
??
温度是影响化学平衡的最主要的因素，温度会改变平衡常数的数值。根据van’t hoff 公式，对于吸热反应，升高温度，使平衡常数值增大。反之，对于放热反应，降低温度，使平衡常数值增大。要熟练
掌握v an’t hoff 定积分公式的应用。
压力不影响平衡常数的数值，而只可能影响有气体参与反应的平衡
组成，或通常说的会影响kx的数值。对于反应前后气体分子数不变
的反应，或受压力影响较小的凝聚相反应，则压力对平衡几乎没有
影响。只有在反应前后，气体分子数发生改变的反应，压力才会影
响平衡的组成，增加压力对气体分子数减少的反应有利，反之，降
低压力对气体分子数增加的反应有利，使产物的比例提高。
把不参与反应的气体称为惰性气体，惰性气体对平衡的影响与压力
相似，只有在反应前后气体分子数改变的反应，加入惰性气体才会
影响平衡的组成。加入惰性气体，降低了各个组成的分压，相当于
起了降压和稀释作用，对气体分子数增加的反应是有利的。反之，
对气体分子数减少的反应，惰性气体的存在会使产物在平衡组成中
的比例下降，必须定期清除这种反应物带入的或反应中产生的惰性
气体。
三．思考题参考答案
1．反应达到平衡时，宏观和微观特征有何区别？
答：反应到达平衡时，宏观上反应物和生成物的数量不再随时间而
变化，好像反应停止了。而微观上，反应仍在不断的进行，反应物
分子变为生成物分子，而生成物分子又不断变成反应物分子，只是正、逆反应的速率恰好相等，使反应物和生成物的数量不再随时间
而改变。
2．为什么化学反应通常不能进行到底？
答：严格讲，反应物与产物处于同一系统的反应都是可逆的，不能
进行到底。只有逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的反应，可
以粗略地认为可以进行到底。这主要是由于
?
存在混合gibbs自由能的缘故，反应物与产物混合，会使系统的gibbs自由能降低。如果没有混合gibbs自由能，在gibbs自由能
对反应进度的变化曲线上，应该是一根不断下降的直线，不会出现
最低点。如果将反应在van’t hoff平衡箱中进行，反应物与生成物
的压力都保持不变，反应物与生成物也不发生混合，反应物反应掉
一个分子，向平衡箱中补充一个分子。生成一个生成物分子，则从
平衡箱中移走一个分子，这样才能使反应进行完全。
3．什么是复相化学反应？其平衡常数有何特征?
答：有气相和凝聚相（液相、固体）共同参与的反应称为复相化学
反应。对凝聚相，只考虑是纯态的情况，纯态的化学势就是它的标
准态化学势，所以复相化学反应的标准平衡常数只与气态物质的压
力有关。
4．什么是物质的解离压？
答：在一定温度下，某纯的固体物质发生解离反应，如果只产生一
种气体，达到平衡时，这气体的压力就称为该固体在该温度时的解
离压。如果产生的气体不止一种，达到平衡时，所有气体压力的总
和称为该固体在该温度时的解离压。显然物质的解离压在定温下有
定值。 5．什么是标准摩尔生成gibbs自由能？答：因为gibbs自
由能的绝对值不知道，所以只能用相对值，需要规定一个共同的相
对标准。即将标准压力下稳定单质（包括纯的理想气体，纯的固体
或液体）的生成gibbs自由能看作零，在标准压力下，反应温度时，由稳定单质生成计量系数?b?1的物质b时，标准摩尔gibbs自由能的变化值称为物质b的标准摩尔生成gibbs自由能，用符号
?fgm(b,p,t)表示。热力学数据表上一般列出的是在298.15 k时的数值。
???
6．根据公式，?rgm??rtlnk，所以说 ?rgm 是在平衡状态时的
gibbs自由能?
的变化值，这样说对不对?
答：不对。在等温、等压、不作非膨胀功时，化学反应达到平衡时
的gibbs自由能的变
?
化值等于零，这样才得到上述公式。而?rgm是指在标准状态下
gibbs自由能的变化值，在
?数值上等于反应式中各参与物质的标准化学势的代数和，
即：?rgm(t)?
??b?b(t)，因
?
b
?此不能认为?rgm是在平衡状态时的gibbs自由能的变化值，否则在标准状态下。它的数值
永远等于零。
7．在一定的温度、压力且不作非膨胀功的条件下，若某反应
的?rgm0，能否研制出一种催化剂使反应正向进行？
答：不能。催化剂只能同时改变正向和逆向反应的速率，使平衡提前到达，而不能改变反应的方向和平衡的位置，催化剂不能影
响?rgm的数值。用热力学函数判断出的不能自发进行的反应，用加催化剂的方法也不能使反应进行，除非对系统做非膨胀功。
8．合成氨反应的化学计量方程式可以分别用如下两个方程来表示，两者的?rgm和k?
的关系如何？
(1) 3h2?n2?2nh3 (2)
32h2?
12
n2?nh3
?
答：?rgm的下标“m”表示反应进度为1 mol时gibbs自由能的变化值，现在两个反应式中各物的量成倍数关系，当反应进度都等于1 mol时，得：
????2
?rgm(1)?2?rgm(2) k1?(k2)
9．工业上，制水煤气的反应方程式可表示为：
c(s)?h2o(g)?co(g)?h2(g) ?rhm?133.5 kj?mol?1
设反应在673 k时达到平衡，讨论下列因素对平衡的影响。
①增加碳的含量；②提高反应温度；③增加系统的总压力；④增加水气分压；⑤增加氮气分压。
答：①只要碳是纯的固态，则它的活度等于1，它的化学势就等于标准态时的化学势，在复相化学平衡中，纯固态不出现在平衡常数的表达式中，则增加碳的含量对平衡无影响。②提高反应温度会使平衡向右移动，因为这是一个吸热反应，提高反应温度对正反应有利。
③增加系统的总压力，虽然不影响平衡常数的数值，但是会影响平衡的组成。因为这是一个气体分子数增加的反应，增加压力，会使平衡向体积变小的方向移动，会使平衡向左方移动，不利于正向反
应。所以，工业上制备水煤气时，一般在常压下进行。④水是反应物，增加水气的分压，会使平衡向正向移动。
⑤氮气在这个反应中是惰性气体，增加氮气虽然不会影响平衡常数
的数值，但会影响平衡的组成。因为这是个气体分子数增加的反应，增加惰性气体，使气态物质的总的物质的量增加，相当于将反应系
统中各个物质的分压降低了，这与降低系统的总压的效果相当，起
到了稀释、降压的作用，可以使产物的含量增加，对正向反应有利。 10．五氯化磷的分解反应为 pcl5(g)=cl2(g)+pcl3(g)，在一定温度
和压力下，反应达平衡后，改变如下条件，五氯化磷的解离度将如
何变化？并解释为什么？设所有气体均为理想气体。
(1) 降低系统的总压；
(2) 通入氮气，保持压力不变，使体积增加一倍；(3) 通入氮气，保
持体积不变，使压力增加一倍；
(4) 通入氯气，保持体积不变，使压力增加一倍。
答：（1）降低总压有利于正向反应，使五氯化磷的解离度增加，
因为这是一个气体分子数增加的反应。
（2）通入氮气，保持压力不变，这对气体分子数增加的反应有利，相当于起了稀释、降压的作用，所以五氯化磷的解离度会增加。
（3）通入氮气，因保持体积不变，压力和气体的总物质量同时增加，它们的比值不变，所以平衡组成也不变，五氯化磷的解离度亦不变。（4）通入氯气，增加了生成物的含量，使平衡向左移动，对正向
反应不利，会使五氯化磷的解离度下降。
四．概念题参考答案
1．在等温、等压且不做非膨胀功的条件下，当反应的?rgm?5
kj?mol时，该反应自发进行的方向为 ( )(a) 正向自发进行(b) 逆向
自发进行
?
?1
(c) 无法判断 (d) 反应不能进行
答：(c)。判断反应能否自发进行，要用等温、等压且不做非膨胀功
的条件下?rgm的
??
变化值，而不能用?rgm的值。除非该反应是在标准压力下进行，则?rgm0，反应能逆
?向自发进行。或者?rgm是一个绝对值很大的负值，改变压力商也
不可能改变?rgm的符号，
则?rgm也小于零，这时可以估计反应能自发正向进行。
2．理想气体混合物在化学反应达平衡时，应该使用下列哪个关系式？（）（a）?rgm??rtlnkp （b）?rgm??rtlnkp
????
（c）?rgm??rtlnkx（d）?rgm??rtlnkc
???
答：（b）。根据理想气体化学势的表示式，对数项中用pb/p?表示，在化学反应等温式中，对数项中是压力商qp，达平衡时，是平衡时
的压力商，所以标准平衡常数是kp，
?
相应的gibbs自由能的变化值为?rgm。
?
?
3．理想气体反应co(g)?2h2(g)?ch3oh(g)的?rgm与温度t的关系为：
?rgm/(j?mol)??21 660?52.92t/k。若要使反应的平衡常数大于1，
则应控制的反
??1
应温度为 ( ) (a) 必须低于409.3℃ (b) 必须高于409.3 k (c) 必须
低于409.3 k (d) 必须等于409.3 k
?
答：(c)。?rgm与标准平衡常数kp的关系式为?rgm??rtlnkp，要
使kp?1，
????
?
则?rgm?0。从已知的关系式，解得t?409.3 k。要使反应在标准压
力下能自发正向进
行，?rgm必须小于零，所以，根据已知的关系式，反应温度必须
低于409.3 k。
??4．在973 k时，反应co(g)?h2o(g)????co2(g)?h2(g)的标准平
衡常数
?
kp?0.71。若将如下各分压的理想气体混合在一起，pco?100 kpa，ph
?
2o
?50 kpa，
pco2?10 kpa，ph2?10 kpa，在相同温度下，反应的方向将()
(a) 向右进行(b) 向左进行
(c) 处于平衡状态 (d) 无法判断
答：（a）。有一个可以作为判据的化学反应等温式为
(?rgm)t,p??rtlnkp?rtlnqp
?
【篇三：物理化学核心教程课后答案完整版(第二版学生
版)】
ss=txt>二、概念题
1. 答：（d）热力学能是状态的单值函数，其绝对值无法测量。
2. 答：（c）气体膨胀对外作功，热力学能下降。
3. 答：（b）大气对
系统作功，热力学能升高。
4. 答：（a）过程（1）中，系统要对外作功，相变所吸的热较多。
5. 答：（a）对冰箱作的电功全转化为热了。
7. 答：（c）对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变。
8. 答：（c）由气体状态方程pvm= rt+bp可知此实际气体的内能只是温度的函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变（状态方程中无压力校正项，说明该气体膨胀时，不需克服分子间
引力，所以恒温膨胀时，热力学能不变）。
9. 答：（b）式适用于不作非膨胀功的等压过程。
757
，cv =rcp=r ，这是双原子分子的特征。 522
?n2mol
v2
10. （b）1.40=
?
?
16. 答：由气体状态方程pvm= rt+bp可知此实际气体的内能与压力和体积无关，则此实际气体的内能只是温度的函数。三、习题
1. （1）一系统的热力学能增加了100kj，从环境吸收了40kj的热，计算系统与环境的功的交换量；（2）如果该系统在膨胀过程中对环
境做了20kj的功，同时吸收了20kj的热，计算系统热力学能的变化值。
2. 在300 k时，有 10 mol理想气体，始态压力为 1000 kpa。计算
在等温下，下列三个过程做膨胀功：
（1）在100 kpa压力下体积胀大1 dm3 ；
p?
nrt
v
p2 (
?p2?nrtnrt
?－) = - nrt?1??? p2p1p1??
100
）= -22.45 kj 1000
= -nrtln
（3）∵ w = -
?pdv =-?
v1
nrt
dvv
v2p1
= -nrtln v1p2
1000
= -57.43 kj 100
3. 在373 k恒温条件下，计算1 mol理想气体在下列四个过程中所
做的膨胀功。已知始、终态体积分别为25 dm3和100 dm3 。
（1）向真空膨胀；（2）等温可逆膨胀；
（3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀；
（4）先外压恒定为体积等于50 dm3 时气体的平衡压力下膨胀，当
膨胀到50 dm3以后，再在外压等于100 dm3 时气体的平衡压力下
膨胀。
试比较四个过程的功，这说明了什么问题？解：（1）向真空膨胀，外压为零，所以
w2?0
（2）等温可逆膨胀
w1?nrtln
v125
?1 mol?8.314 j?mol?1?k?1?373 k?ln??4299 j v2100
（3）恒外压膨胀
w3??pe(v2?v1)??p2(v2?v1)??
nrt
(v2?v1) v2
1 mol?8.314 j?mol?1?k?1?373 k3???(0.1?0.025)m??2326 j 3
0.1 m
（4）分两步恒外压膨胀
w4??pe,1(v2?v1)?pe,2(v3?v2)??
nrtnrt
(v2?v1)?(v3?v2) v2v3
?nrt(
v1v2550
?1?2?1)?nrt(??2)??nrt v2v350100
??1 mol?8.314 j?mol?1?k?1?373 k??3101 j
说明作功与过程有关，系统与环境压差越小，膨胀次数越多，做的
功也越大。
w = -pvg = -ngrt =
?
m1
mh2o18
（2）在真空箱中，pe = 0，故w = 0
20. 在标准压力和298k时，h2（g）与o2（g）的反应为：h2（g）+ 设参与反应的物质均可作为理想气体处理，已知?fhm
?
12
o2（g）= h2o（g）。
?h2o，g?=-241.82kj?mol?1，它们的标准
?
cm?h2，g?=28.82j?k?1?mol?1
等压摩尔热容（设与温度无关）分别为，
??
cm?o2，g?=29.36j?k?1?mol?1，cm?h2o，
g?=33.58j?k?1?mol?1。试计算：298k时
的标准摩尔反应焓变?rhm变?rhm
?
?
?
（2）498k时的标准摩尔反应焓(298 k)和热力学能变化?rum(298 k)；
(498 k)。
解：（1）h2
?g??1o2?g??h2o?g?
2
??
?rhm?298k???fhm?h2o，g???241.82kj?mol?1
∵∴
?
?rh?298k??uvgrt???298?k??
mrm???rum?298k???rhm?298k???vgrt
??241.82??1?1?0.5??8.314?298?10?3
= -240.58kj?mol
（2）
?1
?rh?
m
?498k???rh?298k???298k?vc?p,mdt
?
m
?m
??cho，g?c?298k???298k???p,m2p,m?h2，g???
498k
498k
=
?rh
?
1??
cp,m?o2，g??dt 2?
?1
第三章热力学第二定律
二、概念题
1.答：（c）理想气体等温膨胀，体积增加，熵增加，但要从环境吸热，故环境熵减少。
2.答：（a）封闭系统绝热不可逆过程，熵增加。 v2
，v1
即?s?nrln
v2
。 v1
8.答：（c）系统始态与终态都相同，所有热力学状态函数的变量也都相同，与变化途径无关。 9. 答：（d）根据dg=vdp-sdt ，即
dg=vdp。 10. 答：（d）隔离系统的u，v不变。
12. 答：（a）状态方程中无压力校正项，说明该气体膨胀时，不需克服分子间引力，所以恒温膨胀时，热力学能不变。
13. 答：（a）这就是把helmholtz自由能称为功函的原因。
14. 答：（b）完整晶体通常指只有一种排列方式，根据熵的本质可得到，在0k时，完整晶体的熵等于零。 15. 答：（b）因
为?a??wr16. 答：（b）?s满足此条件。三、习题
（1）5mol双原子分子理想气体，在等容条件下由448k冷却到298k；
?0，?g?0qp??h?0，?u?qp?wr
?
?h??g
适用于等温、非体积功为零的任何封闭体系或孤立体系，本过程只有（b）
t
第一章 气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系? 解：对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1—2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl ）气体300m 3 ，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441。153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1—4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13。33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25。0163g 。试估算该气体的摩尔质量。 解：先求容器的容积33 ) (0000.1001 0000.100000 .250000.1252 cm cm V l O H == -= ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气.若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积,试求该容器内空气的压力。 解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态（f ）时 ??? ? ??+=???? ??+ =+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1
物理化学试卷1 班级姓名分数 一、选择题( 共16题30分) 1. 2 分(4932) 用铜电极电解·kg-1的CuCl2水溶液，阳极上的反应为( B ) (A) 2Cl- ─→Cl2+ 2e- (B) Cu ─→Cu2++ 2e- (C) Cu ─→Cu++ e- (D) 2OH-─→H2O + 1 2 O2+ 2e- 2. 2 分(4948) 金属活性排在H2之前的金属离子, 如Na+ 能优先于H+在汞阴极上析出, 这是由于： ( D ) (A) (Na+/ Na) < (H+/ H2) (B) (Na) < (H2) (C) (Na+/ Na) < (H+/ H2) (D) H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于(Na+/ Na) > (H+/ H2) 3. 2 分(4869) 极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是： ( C ) (A) 增加溶液电导 (B) 固定离子强度 (C) 消除迁移电流 (D) 上述几种都是 4. 2 分(4889) 下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律, 其中表示原电池阳极的是：( B ) (A) 曲线1 (B) 曲线2
(C) 曲线3 (D) 曲线4 5. 2 分(4910) 以石墨为阳极，电解mol·kg-1 NaCl 溶液，在阳极上首先析出：( A ) (A) Cl2 (B) O2 (C) Cl2与O2混合气体 (D) 无气体析出 已知：(Cl2/Cl-)= V , (Cl2)= 0 V ， (O2/OH-)= , (O2) = V 。 6. 2 分(5154) 将铅蓄电池在 A 电流下充电h，则PbSO4分解的量为： （M r(PbSO4)= 303 ）( B ) (A) kg (B) kg (C) kg (D) kg 7. 2 分(5102) 一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁 箱的寿命，选用哪种金属片为好( D ) (A) 铜片 (B) 铁片 (C) 镀锡铁片 (D) 锌片 8. 2 分(4940) 25℃时, H2在锌上的超电势为V，(Zn2+/Zn) = V，电解一含有 Zn2+(a= 的溶液，为了不使H2析出，溶液的pH值至少应控制在( A ) (A) pH > (B) pH > (C) pH > (D) pH > 9. 2 分(4857) 298 K、mol·dm-3的HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为V，电解此溶液 为：( C ) 时，氢在铜电极上的析出电势 H2 (A) 大于V (B) 等于V (C) 小于V
物理化学核心教程（第二版）参考答案 第一章气体 一、思考题 1. 如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状采用了什么原理 答：将打瘪的乒乓球浸泡在热水中，使球壁变软，球中空气受热膨胀，可使其恢复球状。采用的是气体热胀冷缩的原理。 2. 在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。试问，这两容器中气体的温度是否相等 答：不一定相等。根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相等。 3. 两个容积相同的玻璃球内充满氮气，两球中间用一玻管相通，管中间有一汞滴将两边的气体分开。当左球的温度为273 K，右球的温度为293 K时，汞滴处在中间达成平衡。试问： （1）若将左球温度升高10 K，中间汞滴向哪边移动 （2）若两球温度同时都升高10 K, 中间汞滴向哪边移动 答：（1）左球温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。 （2）两球温度同时都升高10 K，汞滴仍向右边移动。因为左边起始温度低，升高10 K所占比例比右边大，283/273大于303/293，所以膨胀的体积（或保持体积不变时增加的压力）左边比右边大。 4. 在大气压力下，将沸腾的开水迅速倒入保温瓶中，达保温瓶容积的左右，迅速盖上软木塞，防止保温瓶漏气，并迅速放开手。请估计会发生什么现象 答：软木塞会崩出。这是因为保温瓶中的剩余气体被热水加热后膨胀，当与迅速蒸发的水汽的压力加在一起，大于外面压力时，就会使软木塞崩出。如果软木塞盖得太紧，甚至会使保温瓶爆炸。防止的方法是灌开水时不要太快，且要将保温瓶灌满。 5. 当某个纯物质的气、液两相处于平衡时，不断升高平衡温度，这时处于平衡状态的气-液两相的摩尔体积将如何变化 答：升高平衡温度，纯物的饱和蒸汽压也升高。但由于液体的可压缩性较小，热膨胀仍占主要地位，所以液体的摩尔体积会随着温度的升高而升高。而蒸汽易被压缩，当饱和蒸汽压变大时，气体的摩尔体积会变小。随着平衡温度的不断升高，气体与液体的摩尔体积逐渐接近。当气体的摩尔体积与液体的摩尔体积相等时，这时的温度就是临界温度。 6. Dalton分压定律的适用条件是什么Amagat分体积定律的使用前提是什么 答：实际气体混合物（压力不太高）和理想气体混合物。与混合气体有相同温度和相同压力下才能使用，原则是适用理想气体混合物。
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 296500 It 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 10010 n RT V p ??===?（）（） 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(溶液就是电中性的)。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(12 Pb 2+) 则:n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(12 Pb 2+) n 电解(1 2Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 223162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 12331.22 n -+--??==??解前（）电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 12331.22 n +-==??解后电 n 迁移(12 Pb 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
四．概念题参考答案 1．在温度、容积恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，这时A 的分压 和分体积分别是A p 和A V 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ，问A p 和A V 的 变化为 ( ) (A) A p 和A V 都变大 (B) A p 和A V 都变小 (C) A p 不变，A V 变小 (D) A p 变小，A V 不变 答：(C)。这种情况符合Dalton 分压定律，而不符合Amagat 分体积定律。 2．在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的 物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ，容器中的总压为p 。试 判断下列公式中哪个是正确的 ( ) (A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+ (C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT = 答：(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件，所 以只有(A)的计算式是正确的。其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。 3． 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==?。 有一氢气钢瓶，在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ?，这时氢气的状态为 （ ） (A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定 答：(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值，所以是处在超临界 区域，这时仍为气相，或称为超临界流体。在这样高的温度下，无论加多大压力， 都不能使氢气液化。 4．在一个绝热的真空容器中，灌满373 K 和压力为 kPa 的纯水，不留一点 空隙，这时水的饱和蒸汽压 （ ） （A ）等于零 （B ）大于 kPa （C ）小于 kPa （D ）等于 kPa 答：（D ）。饱和蒸气压是物质的本性，与是否留有空间无关，只要温度定了， 其饱和蒸气压就有定值，查化学数据表就能得到，与水所处的环境没有关系。
物理化学试题之一 一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内) 1. 下列公式中只适用于理想气体的是1. B A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT) C. ΔU=dT C m ,V T T 2 1? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么 2. C A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为3. C A. 1/6.443 B. (6.443)1/2 C. (1/6.443)2 D. 1/(6.443)1/2 4. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是 A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n ( ≠?μ? B. i j n ,V ,T i )n p (≠?? C. i j n ,p ,T i )n (≠?μ? D. i j n ,V ,S i )n U (≠?? 6. A 和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？ A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D ( ) 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A =0.7。现有一组成为x A =0.5的AB 液体混合物，将其精馏可得到 A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. B
物理化学作业题答案 第六章 相平衡 思考题 5．在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡，43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+垐?噲?。指出该系统的独立组分数、 相数和自由度？ 答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，没有浓度限制条件。所以独立组分数为2，相数为2，自由度为2。 习题解析 3．3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g)，根据相律解释下述实验事实。 (1) 在一定压力的2CO (g)中，将3CaCO (s)加热，实验证明在加热过程中，在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。(2) 在3CaCO (s)的分解过程中，若保持2CO (g)的压力恒定，实验证明达分解平衡时，温度有定值。 解：(1) 该系统中有两个物种，2CO (g)和3CaCO (s)，所以物种数2S =。在没有发生反应时，组分数2C =。现在是一个固相和一个气相两相共存，2P =。当2CO (g)的压力有定值时，根据相律，条件自由度 *12121f C P =+-=+-=。这个自由度就是温度，即在一定的温度范围内，可维持两相平衡共存不变，所以3CaCO (s)不会分解。 （2）该系统有三个物种，2CO (g)，3CaCO (s)和CaO(s)，所以物种数3S =。有一个化学平衡，1R =。没有浓度限制条件，因为产物不在同一个相，故2C =。现在有三相共存（两个固相和一个气相），3P =。若保持 2CO (g)的压力恒定，条件自由度*12130f C P =+-=+-=。也就是说，在保持2CO (g)的压力恒定时，温度 不能发生变化，即3CaCO (s)的分解温度有定值。 5．结霜后的早晨冷而干燥，在-5℃，当大气中的水蒸气分压降至 Pa 时，霜会升华变为水蒸气吗? 若要使霜不升华，空气中水蒸气的分压要有多大？已知水的三相点的温度和压力分别为 K 和611 Pa ，水的摩尔气化焓 1vap m 45.05 kJ mol H -?=?，冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -?=?。设相变时的摩尔焓变在这个温度区间内是 常数。 解：冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和， sub m vap m fus m H H H ?=?+?11(45.05 6.01) kJ mol 51.06 kJ mol --=+?=? 用Clausius-Clapeyron 方程，计算 K （-5℃）时冰的饱和蒸气压 (268.15K)51 06011 ln 611 Pa 8.314273.16268.15p = - ? ? ??? 解得 (268.15K)401.4 Pa p = 而 K （-5℃）时，水蒸气的分压为 Pa ，低于霜的水蒸气分压，所以这时霜要升华。当水蒸气分压等于或大于401.4 Pa 时，霜可以存在。
关于物理化学课后习题 答案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
第一章两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内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，试求该容器内空气的压力。 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， 如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。 H2 3dm3 P(H2） T N2 1dm3 P(N2) T （1） 两种气体混合后的压力； （2）计算混合气体中H2和N2的分压力； （3）计算混合气体中H2和N2的分体积。 第二章 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，下全部凝结成液态水，求过程的功。假 设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 1mol某理想气体与27℃，的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态， 在恒容升温至℃，。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=*mol-1 *K-1。 容积为 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 C，4 mol的Ar(g)及150 C，2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度
t及过程的。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为 及，且假设均不随温度而变。 解：图示如下 假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计 则该过程可看作恒容过程，因此 假设气体可看作理想气体，，则 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓 ΔfusHm=*mol-1 *K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l）在100 C的摩尔蒸发焓。水和水蒸气已知水（H 2 在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm （H2O,g）=*mol-1 *K-1。求在25C时水的摩尔蒸发焓。 应用附录中有关物资的热化学数据，计算 25 C时反应 的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25 C的标准摩尔生成焓数据；
第四章多组分系统热力学 一．基本要求 1．了解混合物的特点，熟悉多组分系统各种组成的表示法。 2．掌握偏摩尔量的定义和偏摩尔量的加和公式及其应用。 3．掌握化学势的狭义定义，知道化学势在相变和化学变化中的应用。 4．掌握理想气体化学势的表示式，了解气体标准态的含义。 5．掌握Roult定律和Henry定律的含义及用处，了解它们的适用条件和不同之处。 6．了解理想液态混合物的通性及化学势的表示方法，了解理想稀溶液中各组分化学势的表示法。 7．了解相对活度的概念，知道如何描述溶剂的非理想程度，和如何描述溶质在用不同浓度表示时的非理想程度。 8．掌握稀溶液的依数性，会利用依数性来计算未知物的摩尔质量。 二．把握学习要点的建议 混合物是多组分系统的一种特殊形式，各组分平等共存，服从同一个经验规律（即Rault定律），所以处理起来比较简单。一般是先掌握对混合物的处理方法，然后再扩展到对溶剂和溶质的处理方法。先是对理想状态，然后扩展到对非理想的状态。 偏摩尔量的定义和化学势的定义有相似之处，都是热力学的容量性质在一定的条件下，对任一物质B的物质的量的偏微分。但两者有本质的区别，主要体现在“一定的条件下”，即偏微分的下标上，这一点初学者很容易混淆，所以在学习时一定要注意它们的区别。偏摩尔量的下标是等温、等压和保持除B以外的其他组成不变（C B ）。化学势的下标是保持热力学函数的两个特征变量和保持除B以外的其他组成不变。唯独偏摩尔ibbs自G由能与狭义化学势是一回事，因为Gibbs自由能的特征变量是,T p，偏摩尔量的下标与化学势定义式的下标刚好相同。 多组分系统的热力学基本公式，比以前恒定组成封闭系统的基本公式，在 d n时所引起的相应热最后多了一项，这项表示某个组成B的物质的量发生改变 B
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 ()22015 Cu 9.32610mol 296500 It 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：3 223 Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010 n RT V p ??===?（）（） 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(1 2Pb 2+) 则：n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(1 2 Pb 2+) n 电解(12 Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 2 23162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 1 2331.22 n -+--??==??解前（）电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 1 2331.22 n +-==??解后电 n 迁移(1 2 Pb 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 )2 n t n + -+ -+?==?移解（）=迁电
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 ＝201560 2F ??＝0.09328 mol (2) 2Cl n ＝2015602F ??＝0.09328 mol 2Cl V ＝00932830015 100 .R .??＝2.328 dm 3 7－2．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..＋01658 21078682 ..? ＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 mol t ＋(Pb 2+ )＝4 4 36823107685310..--??＝0.4791 考虑3NO -： n 迁＝n 后－n 前 ＝1151 3312098 ..－262501151166103312098(..)..--??＝4.0030×10－3 mol t －(3 NO -)＝4 4 40030107658310..--??＝0.5209 7－3．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 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求Ag +和3NO -的迁移数。 解： 考虑Ag +： n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝3233760236739101698731(..)..--??－023********..＋00781078682 .. ＝1.007×10－ 3－1.3893×10－ 3＋7.231×10－ 4
中考物理化学试卷和答案 注意事项： 1．答第一卷前，考生务必用钢笔或圆珠笔在答题卡上填写自己的姓名、考号，然后用铅笔涂准考证号、考试科目代码。 2．每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。答案答在试卷上无效。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。 3．考试结束，将答题卡和试卷一并交回。 一、选择题（本大题共27小题，各小题的四个选项中，只有一个选项符合题意。每小题2分，共54分）1．照相机的镜头相当于下列哪种光学元件 A．平面镜 B．凸透镜 C．凹透镜 D．凸面镜 2．关于安全用电，下列说法正确的是 A．测电笔可以辨别家庭电路中的火线和零线 B．发现有人触电后，立即用手把触电人拉离电源 C．熔丝被烧断，一定是电路中出现了短路故障 D．熔丝被烧断后，可用铜丝代替熔丝接上 3．下列关于声音的说法正确的是 A．声音是由物体振动产生的 B．“震耳欲聋”主要是指声音的音调高 C．“闻其声而知其人”主要根据声音的响度来判断的 D．声音在真空中不受阻力传播最快 4．在下面的四幅图中，属于光的反射现象的是 ＡＢＣＤ 5．下列属于通过做功途径改变物体内能的是 A．冬天对手“哈气”，手感到暖和 B．冬天两手相互摩擦，手感到暖和 C．围着火炉烤火，身体感到暖和 D．金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手 6．下列四个电路中与右边实物电路图对应的是
7．知识的价值体现之一，是它可以让我们避免许多不安全的事故。在下列安全提示中与 惯性知识有关的是 A．车未停稳，请勿下车 B．在地铁站台候车的人必须站在安全线外 C．高压危险，请勿靠近 D．高温蒸汽，小心烫伤 8．下面现象中物体动能和重力势能都发生变化的是 A．跳伞运动员在空中匀速下降 B．空中加速下落的冰雹 C．匀速上坡的汽车 D．在水平轨道上加速行驶的列车 9．青藏铁路路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2米的铁棒(如图所示)，我们叫它热棒。热棒在路基下还埋有5米深，整个棒体是中空的，里面灌有液氨。热棒的工作原理很简单：当路基温度上升时，液态氨受热发生①，上升到热棒的上端，通过散热片将热量传导给空气，气态氨由此冷却②变成了液态氨，又沉入了棒底。这样，热棒就相当于一个天然“制冷机”。请问文中空格处的物态变化名称是 A．①汽化②液化 B．①液化②汽化 C．①升华②液化 D．①升华②凝华 10．从下面的图像得到的信息中，不正确的是 A．图甲说明物体所受的重力跟它的质量成正比 B．图乙表示物体在以5m／s的速度做匀速直线运动 C．图丙表示导体的电阻随电压增大而增大 D．图丁表示某种晶体的熔化曲线 11．当温度一定时，比较两根铝导线电阻的大小，下列说法中正确的是 A．长导线的电阻大 B．细导线的电阻大 C．长度相同，粗导线的电阻大 D．粗细相同，长导线的电阻大 12．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定，这种方法在科学上叫做“转换法”。下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取的方法与研究电路中是否有电流方法相同的是 A．通过测100张纸的厚度来测1张纸的厚度 B．人们通过研究墨水的扩散现象认识分子的运动情况
第一章热力学第一定律习题解答 1． 1mol 理想气体依次经过下列过程：(1)恒容下从 25℃升温至 100℃，(2)绝热自由膨胀至二倍体积，(3)恒压下冷却至25℃。试计算整个过程的Q、W、?U及?H。 解：将三个过程中Q、?U及W的变化值列表如下： 过程Q?U W (1)C V ,m (T 1末 ?T 1初 )C V ,m (T 1末 ?T 1初 ) (2)000 （3）C p,m(T3末?T3初) C v,m (T 3末 ?T 3初 ) p(V3末?V3初) 则对整个过程: T= T＝298.15K T= T= 373.15K 1初3末1末3初 Q ＝nC v,m(T1末－T1初)+0+ nC p,m(T3末－T3初) ＝nR(T3末?T3初） ＝[1×8.314×(-75)]J＝-623.55J ?U＝nC v,m(T1末－T1初)+0+nC v,m(T3末－T3初)＝0 W ＝- p(V3末?V3初)＝-nR(T3末?T3初） ＝-[1×8.314×(-75)]J＝623.55J 因为体系的温度没有改变，所以?H＝0 2．0.1mol 单原子理想气体，始态为 400K、101.325kPa，经下列两途径到达相同的终态： (1)恒温可逆膨胀到10dm3，再恒容升温至610K； (2) 绝热自由膨胀到6.56dm3，再恒压加热至610K。 分别求两途径的Q、W、?U及?H。若只知始态和终态，能否求出两途径的?U及?H？ 解：(1)始态体积V1＝nRT1/p1＝(0.1×8.314×400/101325)dm3＝32.8dm3 W ＝W恒温+W恒容＝nRT ln V V2+0 1 ＝(0.1×8.314×400×ln3210 .8+0)J ＝370.7J ?U＝nC V,m(T2?T1)＝[0.1×3 2 ×8.314 ×(610?400) ]J＝261.9J 1
物理化学试题及答案 C. 易于液化 D. 不易液化 2006-2007学年度上期物理化学试题,B, 水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行4、如图，将CuSO4 电解，可以看作封闭体系的是( )。 A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 (可带计算器) C. 蓄电池和铜电极 一、判断题。判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“?”，错误的说得分 D. CuSO水溶液 4法后面打“×”。(每小题1分，共10分) 5、在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间( )。 1、温度一定的时候，气体的体积与压力的乘积等于常数。( ) A. 一定产生热交换 B. 一定不产生热交换 2、热力学过程中W的值应由具体过程决定 ( ) C. 不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关 3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。( ) 6、下列定义式中，表达正确的是( )。 4、处于标准状态的CO (g)，其标准燃烧热为零。( ) A. G=H，TS B. G=A，PV C. A=U，TS C. H=U—PV 5、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。 7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么( )。( )
A. Q > 0，W > 0，ΔU > 0 6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。( ) B. ΔQ = 0，W = 0，ΔU < 0 7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。( ) C. Q = 0，W = 0，ΔU = 0 8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。( ) D. Q < 0，W > 0，ΔU < 0 9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。( ) 8、ΔH =Q , 此式适用于下列哪个过程: ( )。 p10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。( ) 655A. 理想气体从10 Pa反抗恒外压10 Pa膨胀到10 Pa 5B. 0? , 10 Pa 下冰融化成水得分二、选择题。以下各题，只有一个正确选项，请将正确的选项填在相应位 置。(每小题3分，共45分) C. 电解 CuSO水溶液 4 54D. 气体从 (298 K, 10 Pa) 可逆变化到 (373 K, 10 Pa) 1. 一定压力下，当2 L理想气体从0?升温到273?时，其体积变为( )。 9、下述说法中，哪一种不正确:( )。 A. 5 L B. 4 L C. 6 L D. 1 L A. 焓是体系能与环境进行交换的能量 2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa，其中气体A的摩尔分数0.6，则气体B B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量的分压为( )。 C. 焓是体系状态函数 A. 100kPa B. 60kPa C. 40kPa D. 不确定 D. 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等 3、当实际气体的压缩因子Z 大于1的时候表明该气体( )。 10、凝固热在数值上与下列哪一种热相等:( )。 A. 易于压缩 B. 不易压缩 1
第一章热力学第一定律习题解答 1． 1ｍol理想气体依次经过下列过程:(1）恒容下从 2５℃升温至 100℃，(2)绝热自由膨胀 至二倍体积,(3)恒压下冷却至2５℃。试计算整个过程的Q、W、?U及?H。解：将三个过程中Q、?Ｕ及W的变化值列表如下： 过程Q?ＵW (1）C V ,ｍ （Ｔ 1末 ?Ｔ １初 ) C V ,m （T 1末 ?T 1 初 ) (２）00０ (３）C p,m(T3末?T３初) C v，m (T ３末 ?Ｔ 3 初 ） ｐ(V３末?V3初) 则对整个过程: T = T=２９8.１ ５ＫT= T = 37 ３.15K 1初3末1末3初 Ｑ=nＣv，m(T１末－T１初)＋０＋ nC p，m(Ｔ3末－T３初) ＝ｎR（T3末?T3初) ＝[１×8.314×(-75)]J=-62３.55J ?U=nＣv,m(T1末-Ｔ1初)+０+nC v,m（T3末－T3初)=０ W ＝-p(V3末?V3初）=-nR(T3末?Ｔ3初） ＝－[1×8．31４×（-7５）]J＝６23.55Ｊ 因为体系的温度没有改变，所以?H=0 2.0.1mol 单原子理想气体，始态为 400K、１01.325ｋPa，经下列两途径到达相同的终态： (1)恒温可逆膨胀到10ｄｍ3，再恒容升温至６１0K; (2) 绝热自由膨胀到6.５6ｄm3,再恒压加热至610K。 分别求两途径的Q、Ｗ、?U及?H。若只知始态和终态,能否求出两途径的?U及?H？ 解:(1)始态体积Ｖ1＝nRT1/p1＝(0．1×８.３１4×400/101325)dm3＝32.8dm３ W ＝Ｗ恒温+Ｗ恒容=ｎＲT ln V Ｖ2＋０ １ =（0.1×8.314×400×ｌｎ3210 .8+0）J ＝370.7Ｊ
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11.2% 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 1.56%。 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19.4 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1.0023 mol·dm-3,时刻t的浓度为c） 0 30 60 90 130 180 0 0.1001 0.1946 0.2770 0.3726 0.4676 解：数据标为 0 30 60 90 130 180 1.0023 0.9022 0.8077 0.7253 0.6297 0.5347 0 -0.1052 -0.2159 -0.3235 -0.4648 -0.6283
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： 0 1 2 3 4 6 8 49.3 35.6 25.75 18.5 14.0 7.3 4.6 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， 0 1 2 3 4 6 8
4.930 3.560 2.575 1.850 1.400 0.730 0.460 0 -0.3256 -0.6495 -0.9802 -1.2589 -1.9100 -2.3719 。 6．对于一级反应，使证明转化率达到87.5%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21.332 kPa，1000 s后总压为 22.732 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：
第十章 界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答： (1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”， 根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG ＜0，而ΔS ＜0，由ΔG =ΔH －T ΔS ，得 ΔH ＜0，即反应为放热反应。 10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ? ＝γ(A 2－A 1)＝4πγ·( N 22 r －21 r )＝4πγ·(3 12 r r －21r )
物理化学第二版课后答案 【篇一：大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参 考答案第8章】 ．基本要求 1．理解电化学中的一些基本概念，如原电池和电解池的异同点，电 极的阴、阳、 正、负的定义，离子导体的特点和faraday 定律等。 2．掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要 应用等。了解 强电解质稀溶液中，离子平均活度因子、离子平均活度和平均质量 摩尔浓度的定义，掌握离子强度的概念和离子平均活度因子的理论 计算。 3．了解可逆电极的类型和正确书写电池的书面表达式，会熟练地写 出电极反应、 电池反应，会计算电极电势和电池的电动势。 4．掌握电动势测定的一些重要应用，如：计算热力学函数的变化值，计算电池反 应的标准平衡常数，求难溶盐的活度积和水解离平衡常数，求电解 质的离子平均活度因子和测定溶液的ph等。 5．了解电解过程中的极化作用和电极上发生反应的先后次序，具备 一些金属腐蚀 和防腐的基本知识，了解化学电源的基本类型和发展趋势。 二．把握学习要点的建议 在学习电化学时，既要用到热力学原理，又要用到动力学原理，这 里偏重热力学原理在电化学中的应用，而动力学原理的应用讲得较少，仅在电极的极化和超电势方面用到一点。 电解质离子在传递性质中最基本的是离子的电迁移率，它决定了离 子的迁移数和离子的摩尔电导率等。在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上，需要了 解电导测定的应用，要充分掌握电化学实用性的一面。 电化学在先行课中有的部分已学过，但要在电池的书面表示法、电 极反应和电池反应的写法、电极电势的符号和电动势的计算方面进 行规范，要全面采用国标所规定的符号，以便统一。会熟练地书写 电极反应和电池反应是学好电化学的基础，以后在用nernst方程计
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。 （2）系统先与55℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 （3）系统先与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此