19. 计算化学反应的热效应 , 下述说法哪些是正确的 ? ( )
(1) 在同一算式中必须用同一参比态的热效应数据 (2) 在同一算式中可用不同参比态的热效应数据 (3)
在不同算式中可用不同参比态的热效应数据
(A) 升华热 (B)
溶解热
(C)
17 .
已知 1moI HCI 的无限稀释溶液与
,实测得热效应为 Qvo 公式Qp=Qv+An RT 中
(A) 生成物与反应物总物质的量之差 (C) 生成物与反应物中凝聚相物质的量之差 16.凝固热在数值上与下列哪一种热相等：
(4) 在不同算式中必须用同一参比态的热效应数
(A) 1,3 (B) 2,4 (C) 1,4 (D) 2,3
20．Cl2(g) 的燃烧热为何值? ( )
(A)HCl(g) 的生成热(B)HClO3 的生成热
(C)HClO4 的生成热(D)Cl2(g) 生成盐酸水溶液的热效应
第一章热力学第一定律及其应用
物化试卷(二)
1．1mol 单原子分子理想气体从298 K ，200.0 kPa 经历：① 等温, ② 绝热, ③ 等压三条途径可逆膨胀，使体积增加到原来的2倍，所作的功分别为W1,W2,W3三者的关系是：()
(A) |W1|>|W2|>|W3| (B) |W2|>|W1|>|W3|
(C) |W3|>|W2|>|W1| (D) |W3|>|W1|>|W2|
2. 下述说法哪一个是错误的? ( )
(A) 封闭体系的状态与其状态图上的点一一对应
(B) 封闭体系的状态即是其平衡态
(C) 封闭体系的任一变化与其状态图上的实线一一对应
(D) 封闭体系的任一可逆变化途径都可在其状态图上表示为实线
3. 凡是在孤立体系中进行的变化，其AU和AH的值一定是：()
(A) A U > 0 , △H > 0 (B) A U = 0 , △H = 0
(C) A U < 0 , A H < 0 (D) A U = 0 , AH 不确定
4. "封闭体系恒压过程中体系吸收的热量Qp等于其焓的增量A H ”，这种说法：()
(A) 正确(B) 需增加无非体积功的条件
(C) 需加可逆过程的条件(D) 需加可逆过程与无非体积功的条件
5. 非理想气体进行绝热自由膨胀时, 下述答案中哪一个是错误的? ( )
(A) Q=0 (B) W=0 (C) A U=0 (D) A H=0
6. 当体系将热量传递给环境之后, 体系的焓：( )
(A) 必定减少(B) 必定增加(C) 必定不变(D) 不一定改变
7. 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经(1) 等温压缩，(2) 绝热压缩到具有相同压力的终态，以H1, H2分别表示两个终态的焓值，则有：()
8. 下列诸过程可应用公式dU = (Cp- nR)dT 进行计算的是：( )
(A)H1> H2 (B)H1= H2 (C)H1< H2 (D)H1>=H2
(A) 实际气体等压可逆冷却(C) 理想气体绝热可逆膨胀
(B) 恒容搅拌某液体以升高温度(D) 量热弹中的燃烧过程
9. 1mol单原子分子理想气体，从273 K , 202.65 kPa, 经pT=常数的可逆途径压缩到405.3 kPa 的终态，该气体的AU为：()
(A)1702 J (B)-406.8 J (C)406.8 J (D)-1702 J
10. 一定量的理想气体从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，
终态体积分别为V1,V29:()
(A) V1> V2 (B)V1< V2 (C) V1= V2 (D) 无法确定
11. 一容器的容积为V1=162.4立方米，内有压力为94430 Pa,温度为288.65 K的空气。当把容器加
热至Tx时，从容器中逸出气体在压力为92834 Pa,温度为289.15K下，占体积114.3 m3 ;则Tx的值
为： ( )
(A)1038.15 K (B)948.15 K (C)849.15 K (D)840.15 K
12. 石墨的燃烧热：( )
(A)等于CO生成热(B) 等于CO2生成热
(C) 等于金刚石燃烧热(D) 等于零
13. 298 K 时，石墨的标准摩尔生成焓△ fH :()
(A) 大于零(B) 小于零(C) 等于零(D) 不能确定
14. 人在室内休息时，大约每天要吃0.2 kg 的酐酪(摄取的能量约为4000 kJ )。假定这些能量
全部不储存在体内，为了维持体温不变，这些能量全部变为热使汗水蒸发。已知水的汽化热为44 kJ/mol ，则每天需喝水：( )
(A) 0.5 kg (B) 1.0 kg (C) 1.6 kg (D) 3.0 kg
15. 高温下臭氧的摩尔等压热容C(p,m) 为：( )
(A) 6R (B) 6.5R (C) 7R (D) 7.5R
16. 从统计热力学的观点看，对理想气体封闭体系在Wf =0、体积不变的情况下吸热时体系中粒子：( )
(A) 能级提高，且各能级上的粒子分布数发生变化
(B) 能级提高，但各能级上的粒子分布数不变
(C) 能级不变，但能级上的粒子分布数发生变化
(D) 能级不变，且各能级上的粒子分布数不变
17. 若以B代表化学反应中任一组分，和n(B)分别表示任一组分B在E = 0及反应进度为E时的物质的量，则定义反应进度为：( )
(A) E =n(B,0) - n(B) (C) E =[n(B) - n(B,O)]/ v (B)
(B) E = n(B) -n(B,0) (D) E =[n(B,0) -n(B)]/ v (B)
18. 已知：Zn(s)+(1/2)O2 —> ZnO,A cHm=351.5 kJ/mol
Hg(l)+(1/2)O2 ---> HgO ,△ cHm= 90.8 kJ/mol
因此Zn+HgO ---> ZnO +Hg 的△ rHm 是：(
(A) 442.2 kJ/mol (B) 260.7 kJ/mol
(C) -62.3 kJ/mol (D) -442.2 kJ/mol
19. 下述说法正确的是：( )
(A) 水的生成热即是氧气的燃烧热(B) 水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热
(C) 水的生成热即是氢气的燃烧热(D) 水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热
20. 完全燃烧8 dm3 乙炔，需空气的体积为：
(A) 20 dm3 (B) 120 dm3 (C) 100 dm3 (D) 4 dm3
第二章热力学第二定律
物化试卷(一)
1 ．理想气体绝热向真空膨胀，则：( )
(A) △ S = 0 , W = 0 (B) △ H = 0 ,△ U = 0
(C) △ G = 0 ,△ H = 0 (D) △ U = 0 ,△ G =0
2?熵变AS是：(1)不可逆过程热温商之和(2)可逆过程热温商之和(3)与过程无关的状态函
数(4) 与过程有关的状态函数以上说法正确的是：( )
(A) 1,2 (B) 2,3 (C) 2 (D) 4
3. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：()
(A) 可以从同一始态出发达到同一终态
(B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态
(C) 不能断定(A) 、(B) 中哪一种正确
(D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定
4. 在标准压力，273.15 K下水凝结为冰，判断体系的下列热力学量中何者一定为零？()
(A) AU(B) AH(C) AS(D) AG
5. 水在100C，标准压力下沸腾时，下列各量何者增加？()
(A) 熵(B) 汽化热(C) 吉布斯自由能(D) 蒸气压
6. 在N2 和O2 混合气体的绝热可逆压缩过程中，体系的热力学函数变化值在下列结论中正确的是：
( )
(A) △ U=0 (B) △ F=0 (C) A S=0 (D) A G=0
7. 在270 K,101.325 kPa 下，1 mol 过冷水经等温等压过程凝结为同样条件下的冰，则体系及环
境的熵变应为：( )
(A) △ S(体系)< 0 , △ S(环境)< 0 (B) A S(体系)< 0 , A S(环境)> 0
(C) △ S(体系)> 0 , △ S(环境)< 0 (D) A S(体系)> 0 , A S(环境)> 0
8. 理想气体在等温条件下, 经恒外压压缩至稳定, 此变化中的体系熵变 A S(体)及环境熵变A S(环) 应为：( )
(A) △S(体)>0, AS (环)<0 (B) A S(体)<0, A S(环)>0
(C) A S(体)>0, A S(环)=0 (D) A S(体)<0, A S(环)=0
9.一个由气相变为凝聚相的化学反应，在恒温恒容下自发进行, 问下列各组答案中, 哪一个是正确的? ( )
(A) △ S(体)>0, △ S(环)<0 (B) △ S(体)<0, △ S(环)>0
(C) △ S(体)<0, △ S(环)=0 (D) △ S(体)>0, △ S(环)=0
10 . 在一简单的( 单组分, 单相, 各向同性) 封闭体系中, 恒压只做膨胀功的条件下, 吉布斯自由能值随温度升高如何变化? ( )
( G/ T) p ( G / T) p
(A) p> 0 (B) p< 0
(C) ( G/ T) p= 0 (D) 视具体体系而定
11. 某气体的状态方程为pV(m)= RT + a P,其中a为大于零的常数，该气体经恒温膨胀，其热力学能：( )
(A) 不变(B) 增大(C) 减少(D) 不能确定
12. 下列四个关系式中, 哪一个不是麦克斯韦关系式? ( )
(A) ( T/ V)s ( T/ V)P (B) ( T/ V)s ( T/ V)P
(C) ( T/ V)T ( T / V)V (D) ( T/ V)T ( T/ V)P
13 .
下列各式中哪个是化学
势？( )
傅献彩五版物理化学思考题
第二章 热力学第二定律 1. 什么是自发过程？实际过程一定是自发过程？ 答：体系不需要外界对其作非体积功就可能发生的过程叫自发性过程，或者体系在理论 上或实际上能向外界做非体积功的过程叫自发过程。实际过程不一定是自发性过程， 如电解水就是不具有自发性的过程。 2. 为什么热力学第二定律也可表达为：“一切实际过程都是热力学不可逆的”？ 答：热力学第二定律的经典表述法，实际上涉及的是热与功转化的实际过程的不可逆性。 导使过程的不可逆性都相互关联，如果功与热的转化过程是可逆的，那么所有的实 际过程发生后都不会留下痕迹，那也成为可逆的了，这样便推翻了热力学第二定律， 也否定了热功转化的不可逆性，则“实际过程都是不可逆的”也不成立。因而可用“ 一切实际过程都是不可逆的”来表述热力学第二定律。 3. 可逆过程的热温商与熵变是否相等，为什么? 不可过程的热温商与熵变是否相等？ 答：可逆过程的热温商即等于熵变。即ΔS ＝Q R /T (或ΔS ＝∫δQ R /T )。不可逆过程热温 商与熵变不等，其原因在于可逆过程的 Q R 大于 Q Ir ，问题实质是不可逆过程熵变 由两部分来源，一个是热温商，另一个是内摩擦等不可逆因素造成的。因此，不可逆 过程熵变大于热温商。由于熵是状态函数，熵变不论过程可逆与否，一旦始终态确定, 则ΔS 值是一定的。 4. 为什么说(2-11)式是过程方向的共同判据? 为什么说它也是过程不可逆程度的判据? 答：(2-11)式为：ΔS A →B －∑A δQ /T ≥0，由于实际过程是不可逆的，该式指出了实 际过程只能沿 ΔS A →B －∑A δQ /T 大于零的方向进行；而 ΔS A →B －∑A B δQ /T 小于零 的过程是不可能发生的。因而(2-11)式可作为过程方向的共同判据。但不是自发过程方 向的判据．(ΔS-∑δQ /T ) 的差值越大则实际过程的不可逆程度越大，因此又是不可逆 程度的判据。 5. 以下这些说法的错误在哪里？ 为什么会产生这样的错误？写出正确的说法。 B (1)因为ΔS ＝｜ δQ R /T ，所以只有可逆过程才有熵变；而ΔS ＞∑δQ Ir /T ，所以不可 A 逆过程只有热温商，但是没有熵变。 (2) 因为ΔS ＞∑δQ Ir /T ，所以体系由初态 A 经不同的不可逆过程到达终态 B ，其熵 的变值各不相同。 B (3) 因为ΔS ＝｜δQ R /T ，所以只要初、终态一定，过程的热温商的值就是一定的， A 因而 ΔS 是一定的。 答：(1) 熵是状态函数，ΔS ＝S B －S A 即体系由 A 态到 B 态其变化值 ΔS 是一定的，与 过程的可逆与否无关；而热温商是过程量，由A 态到B 态过程的不可逆程度不同，则 其热温商值也不相同。产生上述错误的原因在于对熵的状态函数性质不理解，把熵变与 B 热温商这两个本质不同的概念混为一谈。ΔS ＝｜ δQ R /T ，只说明两个物理量值上相 A 等，并不是概念上等同。 (2) 因为熵是状态函数不论过程可逆与否，其ΔS ＝S B －S A ，只要始终态一定，其值一定， 其改变值与过程无关。错误原因在于没掌握好状态函数的概念。 (3) 错误在于将过程量热温商与状态函数改变量混为一谈，始终态一定，热温商可以是 许多数值。正确的说法是：只要始、终态一定，其ΔS 改变值就一定，热温商的却随 过程的不可逆程度不同而不同，而其中可逆过程的热温商数量等于熵变ΔS 。 6.“对于绝热过程有ΔS ≥0，那末由A 态出发经过可逆与不可逆过程都到达B 态，这样同 一状态B 就有两个不同的熵值，熵就不是状态函数了”。显然，这一结论是错误的， 错在何处？请用理想气体绝热膨胀过程阐述之。 答：绝热可逆过程中ΔＳ值一定等于零，因此该过程中Q R ＝0，体系与环境无热交换； 而绝热不可逆过程中，Q Ir ＝0，而ΔＳ一定大于零．另外，从同一始态出发经绝热 可逆过程与绝热不可逆过程达到的终态是不同。现以理想气体从同一始态出发，分别 经过绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀达到相同的压力，绝热可逆膨胀过程向外做的功 的绝对值比绝热不可逆过程膨胀向外做的功的绝对值要大些，内能降低得也多些，故 绝热可逆过程终态温度低于绝热不可逆过程终态温度，相同的终态压力时，终态体积
物理化学第五版课后习题答案
物理化学第五版课后习 题答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
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 3682310 7685310 ..--??＝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
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?
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?0直线下降至处的?s，?s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?s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?0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?s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。外加电解质的种类和浓度对其亦有较大的影响。 ζ电势是当胶粒与分散介质之间发生相对滑动时，胶粒滑动面与溶液本体之间的电势差、ζ电势有如下性质： ①ζ电势则只有当固液两相发生相对运动时才能呈现出来，且可以通过电泳或电渗实验测定； ②ζ电势绝对值的大小与反号离子在双电层中的分布状况有关，扩散曾层中反号离子越少，│ζ│值就越小；反之就越大； ③ζ电势极易受外加电解质的影响。随着外加电解质浓度增加，│ζ│值显著下降直
南大物化第五版知识梳理 (16)
第八章电解质溶液 教学目的与要求: 使学生了解和掌握理解离子在外电场下的迁移情况，明确电导、电导率、 摩尔电导率、迁移数、离子淌度与离子独立移动定律等概念及其关系式，了解 强电解质溶液的德拜—尤格尔互吸理论、翁萨格电导理论的基本观点与公式推 导，强电解质溶液的化学势的表示方法，了解离子活度、平均活度、和平均活 度系数的概念。 重点与难点: 离子在外电场下的迁移情况，电导、电导率、摩尔电导率等概念，迁移数、 离子淌度与离子独立移动定律等概念及其关系式，强电解质溶液的德拜— 尤格尔互吸理论、翁萨格电导理论的基本观点与公式推导，强电解质溶液的化学 势的表示方法，了解离子活度、平均活度、和平均活度系数的概念。 电化学是研究电能与化学能相互转化以及相关规律的科学。 电化学在各行业中的应用： １．电解金属、冶炼―电解铜以及其他金属，电镀。 电解法合成化学物质。 ２．化学电源—化学电池。 ３．金属的腐蚀机理研究及腐蚀的防护。 ４．在基础理论研究中的应用。 电化学科学的内容：电解质溶液理论，可逆电化学过程，非平衡电化学过程。 §8.１电化学的基本概念和法拉第定律 基本概念 导体的分类：第一类导体（电子导电体），金属，石墨，导电能力随温度的升高而降低。 第二类导体（离子导体），电解质溶液，导电能力随温度的升高而增加。 电化学装置：电解池，将电能转化为化学能的装置。 原电池：将化学能转化为电能的装置。 电极的分类：正极和负极――以电势高低来划分。 阴极和阳极――以电极反应来划分。 电化学装置的结构和特点： CuCl溶液的电解 电解池：（１）2 电极反应：
阳极（氧化） ()()g Cl e aq Cl 221 → +- 阴极（还原） () s Cu e Cu 21 212→++ 总反应： ()() g Cl s Cu CuCl 2221 2121+→ 离子的迁移方向：正离子向负极移动，负离子向正极移动（离子受电场力 的作用）。 电池： 44CuSO ZnSO -电池 电池反应： 正极（阴极） ()()s Cu e aq Cu →++ 22 负极（阳极） ()()aq Zn e s Zn + →-22 总反应 ()()()()s Cu aq Zn aq Cu s Zn +→++ +22 离子的迁移方向：正离子向正极移动，负离子向负极移动（离子受化学 力的作用）。 关于电极名称的规定： （1）按电势高低划分：电极电势高者的为正级，电极电势低者为负极。 （2）按电极反应的类型划分：发生氧化反应的电极为阳极，发生还原反应的 电极为阴极。 Faraday 电解定律 Faraday 归纳了多次的实验结果，于1833年总结出了一条定律，称为Faraday 电解定律：（1）通电与电解质溶液，在电极上发生的反应的物质的量与通过的电量成正比；（2）若将几个电解池串联，通入一定的电量后，在各个电极上发生反应的物质的量都相等。 n Q ∝ 通电量与反应所涉及的电子的电量相同 Z n F L Z e n Q == 1123199650010022.610602.1---?=???==mol C mol C Le F (本书采用相当于原电荷所荷电量的电解质作为基本单位, 如SO Cu H 21,21,2++等。 电流效率：由于电极上常发生副反应或次级反应，所以要电解一定数量的物质所通过的电量要比理论计算所需要的电量多一些，两者之比为电流效率。 % 100?=实际所需要的电荷量量 定律计算所需要的电荷按电流效率Faraday 或可表示为
南大物化第五版知识梳理 (10)
物理化学课程教案
第五章相平衡 §5.1 引言 相：系统内物理和化学性质完全均匀的一部分称为相。 相与相之间有明显的界面，从宏观上讲，越过界面时，性质将发生突变。 关于气，液，固的相的说明（固溶体）。 热力学对相平衡研究的应用 根据热力学的结论：“在达到相平衡时，任一组分在各相的化学势相等”，可以推出一定的系统最多可以平衡的相数，在一定的范围内可以自由变化的强度性质（温度，压力，浓度等）——相律。 相律：相平衡系统中，组分数，相数，和自由度数之间关系的规律。 相律只能告诉“数目”，不能告诉“数值”。 自由度：在不引起新相生成和原来的相消失的条件下，在一定的条件下可以自由变化的强度性质的数目（以水为例说明之）。 相图：用点，线，面等表示的多相平衡体系中相与强度性质变化关系的几何图形称为相图。 多相平衡体研究的意义：理论意义，实际意义。 如：盐的提纯，反应产物的提纯，新材料的研究与开发（金属材料与陶瓷材料）。 §5.2多相系统平衡的一般条件 在由一个多相构成的系统中，相和相之间没有任何限制，每个相都是相互敞开的，有物质的交换，热和功的传递。 热力学平衡 一个热力学系统，如诸性质不随时间而改变，则系统处于热力学平衡状态。 热力学平衡实际上包括了热平衡，力学平衡，相平衡和化学平衡。 （1）热平衡：指系统的各部分没有热的传递。 （2）力学平衡：指系统的各部分没有因力的作用而变生形变。 （3）相平衡：系统中不会发生新相的生成和旧相的消失。 （4）化学平衡：系统中不会发生净的化学反应过程。 热力学平衡的条件 相平衡的条件：在一定的条件下，相平衡的条件为任一种物质在每一相的化学势相等。 热平衡的条件：设系统有α，β两相，在内能及体积不变的条件下，有δQ的
物理化学实验(南京大学出版社)课后思考题总结
物理化学实验（南京大学出版社）课后思考题总结——网络收集仅供参考液体饱和蒸汽压的测定----静态法 课内思考题： 1答：分情况，测定过程中溶剂挥发溶液的浓度发生变化，则不能测;但是对于难溶物的饱和溶液或者恒沸物等可以使用本方法测定。 2答：蒸汽温度越高 相对的测量器具温度同样会升高 从而改变测量器具的物理特性 使测量器具内部金属硬度降低延展性增加等等从而使测量值改变 燃烧热的测定 1实验中哪些是体系？哪些是环境？实验过程中有无热损耗？这些热损耗对实验结果有无影响？ 答：内桶和氧弹作为体系，而外桶作为环境。实验过程中有热损耗，有少量热量从内桶传到外桶，使得内桶水温比理论值低，而使得燃烧焓偏低。 2水桶中的水温为什么要选择比外筒水温低？低多少合适？为什么？答案：为了减少热损耗，因反应后体 系放热会使内筒的温度升高，使体系与环境的温度差保持较小程度，体系的热损耗也就最少。低1度左右合适，因这个质量的样品燃烧后，体系放热会使内筒的温度升高大概2度左右，这样反应前体系比环境低1 度，反应后体系比环境高1 度，使其温差最小，热损耗最小。 3找找总会有。（1）实验过程中搅拌太慢或太快；（2）引火丝和药片之间的距离; (3)药片没有干燥；（4）搅拌时有摩擦；（5）压片时或松或紧 应从以上方面考虑，实验过程中匀速搅拌，引火丝和药片之间的距离要小于5mm或接触，但不能碰到燃烧皿，记住药片一定要干燥，保证燃烧完全，搅拌式不能有摩擦，而且压片时，压力要适中等等。 T----X图 1蒸馏器中收集气相冷凝液的袋状部的大小对结果有何影响？ 答：若冷凝管下方的凹形贮槽体积过大，则会贮存过多的气相冷凝液，其贮量超过了热相平衡原理所对应的气相量，其组成不再对应平衡的气相组成，因此必然对相图的绘制产生影响。 2该实验中，测定工作曲线时折射仪的恒温温度与测 定样品时折射仪的恒温温度是否需要保持一致？为 什么？ 答：因溶液的折射率是温度的函数，温度不同，折射率不同，因此，二者的温度必须一致。 3过热现象对实验产生什么影响？如何在实验中尽可能避免？ 答：如果产生过热现象，会使液相线上移，相区变窄；可通过 加入沸石的方法消除，加入时，应少量多次，防止沸石失效。 成。另外，气相和液相取样量较多，也影响溶液的组成。 4本实验的误差主要来源有哪些？ 答：组成测量：(1)工作曲线；(2)过热现象、分馏效应；(3)取样量。 温度测量：(1)加热速度；(2)温度计校正。蔗糖水解速率常数的测定 1蔗糖的转化速率常数k 与哪些因素有关？ 答：温度、催化剂浓度。 2在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？ 答：选用较长的旋光管好。根据公式〔α〕＝α×1000/Lc，在其它条件不变情况下，L越长，α越大，则α的相对测量误差越小。 3如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算α0和α∞? 答：α0＝〔α蔗糖〕D t℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕D t℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕D t℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]D t℃，[α葡萄糖]D t℃，[α果糖]D t℃分别表示用钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖] ∞ 和[果糖] ∞ 表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t＝20℃L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝66.6×2×10/100＝13.32° α∞＝ ×2×10/100×（52.2-91.9）＝－3.94° 4、试分析本实验误差来源？怎样减少实验误差？ 答：温度、光源波长须恒定、蔗糖溶液要现用现配。 1、实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点？在 蔗糖转化反应过程中，所测的旋光度αt 是否需要零 点校正？为什么？ 答：(1)因水是溶剂且为非旋光性物质。 (2)不需，因作lg(αt-α∞)～t 图，不作零点校正，对计算反应速度常数无影响。 2、蔗糖溶液为什么可粗略配制？ 答：因该反应为(准)一级反应，而一级反应的速率常数、半衰期与起始浓度无关，只需测得dC/dt 即可。 4、试分析本实验误差来源？怎样减少实验误差？ 答：温度、光源波长须恒定、蔗糖溶液要现用现配。 BZ振荡 1．影响诱导期的主要因素有哪些？ 答：影响诱导期的主要因素有反应温度、酸度和反应物的浓度。温度、酸度、催化剂、离子活性、各离子的浓度2．本实验记录的电势主要代表什么意思？与Nernst方程求得的电位有何不同？ 答：本实验记录的电势是Pt丝电极与参比电极（本实验是甘汞电极）间的电势,而Nernst方程求得的电位是电极相对于标准电极的电势，它反映了非标准电极电势和标准电极电势的关系。 ()℃ 果糖 ℃ 葡萄糖 〕 α 〕 〔α 蔗糖 t D t D 0[ 100 ] L[ 2 1 + =
物理化学第五版课后知识题目解析
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) 在一个封闭的钟罩内，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范德华力，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－TΔS，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 时汞的表面张力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3 132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ?＝ (A 2－A 1)＝4·( N 2 2 r －21 r )＝4 ·(3 12 r r －21r ) ＝4× ×(339 (110)110 --??－10－6) ＝5.9062 J 10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。已知时水的表面张力为58.91×10－3 N ·m －1 (1) 水中存在的半径为0.1μm 的小气泡；kPa (2) 空气中存在的半径为0.1μm 的小液滴； (3) 空气中存在的半径为0.1μm 的小气泡； 解：(1) Δp ＝2r γ ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (2) Δp ＝2r γ ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (3) Δp ＝4r γ ＝36 458.91100.110--???＝2.356×103 kPa 10－4 在293.15K 时，将直径为0.1nm 的玻璃毛细管插入乙醇中。问需要在管内加多大的压力才能防止液面上升？若不加压力，平衡后毛细管内液面的高度为多少？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3×10－3 N ·m －1，密度为789.4 kg ·m －3，重力加速度为9.8 m ·s －2。设乙醇能很好地润湿玻璃。
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﹦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﹦0 t ﹦t 平 n A n B ﹦ B B n 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 ﹦00 B n n νξ-﹦01n ξ-，y B ﹦B n n ﹦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：0 000 ln ln (1)A A A A p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- ~ 000 ln ln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+? 由 G ＝n A A ＋n B B ＝(n A 0 A μ＋n B 0 B μ)＋00ln (1)A p n RT p n ξ-＋00 ln B p n RT p n ξ ? ＝[n 0－ A μ＋0 B μ]＋n 00 ln p RT p ＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ 因为 0B μ﹦0A μ，则G ＝n 0(0 A μ＋0 ln p RT p )＋0 0()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ ,0()ln T p G RT n ξξξ?=?- 20,20()() T p n RT G n ξξξ?=-?-＜0 令 ,( )0T p G ξ?=? 0 11n ξξξξ==-- ﹦ 此时系统的G 值最小。
南京大学物化实验 思考题总结 2
燃烧热的测定 七．思考题 1. 在这实验中，哪些是体系，哪些是环境？实验过程中有无热热交换？热交换对实验结果有何影响？ 解答：体系：内筒以及其中的水、氧弹。环境：内筒以外的一切。由于环境与体系没有绝热，两者只要存在温差就可能存在热交换。视体系温度相对于环境温度得高低，会使所测的燃烧热偏小或偏大。实验中采用雷诺图解法进行校正。另一版本解 体系：据吸热＝放热的 2.1.2式分析，氧弹、内筒(包括沉没在水中的一截搅拌棒)和水。环境：夹套中水和搅拌器产生的搅拌热。本法属于普通环境恒温式量热计。热交换是实验引进的主要误差，水温低于室温的前期，环境向体系放热引进正偏差（体系升温）；高于室温后，环境吸收体系的热量引进负偏差，所以用雷诺校正图进行适当的升温差值校正。 2. 加入内筒中水的水温为什么要选择比外筒水温低？低多少合适？为什么？ 解答：因为体系与环境之间的热交换是不可能避免的，所以开始加入内筒水的水温应比环境低，即比外筒水温低，这样热就从环境传递到体系；当样品燃烧以后，体系温度比环境高，热就从体系传递到环境。这样就可以使得由于体系与环境之间的热交换引起的误差减小到最少。为了尽量让两个过程中传递的热量相等而抵消，内筒水被调低的温度应是样品燃烧前后温差的一半。本实验中△T 在1.5K 左右，所以温度选择低0.9~1K 。 3. 实验中，哪些因素容易造成误差？如果要提高实验的准确度应从哪几方面考虑？ 解答：造成误差因素：⑴.样品的预处理条件。⑵.燃烧是否充分，由于压片不好或充氧不足造成样品没有完全燃烧，将会带来极大的误差。⑶.水温的选择影响内外筒之间的热量传递。 ⑷.内筒中水量是否准确。⑸.燃烧丝的燃烧热。⑹.工业氧气中含氮杂质的氧化带来的热效应。为了提高实验的准确度，可以：⑴.待测样品需干燥，受潮样品不易燃烧且称量有误。称量要尽量准确。⑵.适当多充一些氧气，使样品充分燃烧。且实验后应检查是否燃烧充分，并决定是否需要重做。⑶.水温应尽量选择比环境温度低T ?2 1，使热传递抵消。⑷.每次做完实验后内筒中的水要倒尽，且加水时要严格定容。⑸.可以测定燃烧丝燃烧前后失重的量，用以校正它带来的误差。⑹.用蒸馏水洗涤氧弹内壁，并用NaOH 滴定，通过计算可校正氧气中杂质带来的误差。 4. 何谓热量计水当量？其单位是什么？ 解 体系中除水以外热量计的总热容，用相当于多少克水的热容来定义，设燃烧产生的热为Q ，则Q =M （w +w '）/mol ，M 为水的分子量，w +w '即水与热量计的质量(g)，水当量就是热量计每升高1摄氏度所需的热量。水当量用基准物质(优质纯的苯甲酸)来标定，具有实验常用的测仪器常数的意义。其单位是J ?K -1或k J ?K -1，是标准的二级状态函数单位。这与水的质比热容C 水的意义和单位都是不同的。 注：实验关键： 1、点火成功、试样完全燃烧是实验成败关键，可以考虑以下几项技术措施： ①试样应进行磨细、烘干、干燥器恒重等前处理，潮湿样品不易燃烧且有误差。 压片紧实度：一般硬到表面有较细密的光洁度，棱角无粗粒，使能燃烧又不至于引起爆炸性燃烧残剩黑糊等状。 ②点火丝与电极接触电阻要尽可能小，注意电极松动和铁丝碰杯短路问题。 ③充足氧(2MPa)并保证氧弹不漏氧，保证充分燃烧。燃烧不完全，还时常形
物理化学第五版课后习题答案解析
物理化学第五版课后习 题答案解析 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
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﹦0 t ﹦t 平 n A n B ﹦ B B n 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 ﹦00 B n n νξ-﹦01n ξ-，y B ﹦B n n ﹦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：0 000ln ln (1)A A A A p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0 000 ln ln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+? 由 G ＝n A A ＋n B B ＝(n A 0 A μ＋n B 0B μ)＋00ln (1)A p n RT p n ξ-＋00 ln B p n RT p n ξ ? ＝[n 0－ A μ＋0 B μ]＋n 00 ln p RT p ＋0 0()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ 因为 0B μ﹦0A μ，则G ＝n 0(0 A μ＋0 ln p RT 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 G n ξξξ?=-?-＜0 令 ,( )0T p G ξ ?=? 011n ξξξξ==-- ﹦0.5 此时系统的G 值最小。
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﹦0 A 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 ﹦ B B n 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 ﹦00 B n n νξ-﹦01n ξ-，y B ﹦B n n ﹦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：0 000ln ln (1)A A A A p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0 000 ln ln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+? 由 G ＝n AA ＋n BB ＝(n A 0A μ＋n B 0 B μ)＋00ln (1)A p n RT p n ξ-＋00 ln B p n RT p n ξ ? ＝[n 0－0A μ＋0 B μ]＋n 00 ln p RT p ＋0 0()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ 因为 0B μ﹦0A μ，则G ＝n 0(0 A μ＋0 ln p RT 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 G n ξξξ?=-?-＜0 令 ,( )0T p G ξ ?=? 011n ξξξξ==-- ﹦ 此时系统的G 值最小。
南大物化第五版知识梳理 (18)
第九章 可逆电池的电动势及其应用 教学目的与要求: 使学生了解和掌握电池过程的热力学函数改变m m m S H G ???,,与电功、电动势的关系，了解电动势产生的原因和熟悉电化学的惯用符号；熟练地从所给电池、电极写出有关的电化学反应方程式以及根据所给化学反应设计原电池；掌握电池电动势、电极电势的能斯特方程与电动势测定的应用。石化学能转变为电能的装置称为原电池或电池。如果这个转变过程是在热力学上的可逆的条件下进行的，则这个电池称为可逆电池。 在等温等压及可逆的条件下，系统Gibbs 自由能的减少等于系统所作的最大非体积功． ()m a x ,,f p T W G =? 如果非膨胀功只是电功，则上式可以写成 ()nEF W G f p T -==max ,,? 式中为电池输电荷的物质的量，单位为mol ，E 为可逆电池的电动势，单位为V ， F 是Faraday 常数。如果电池在放电的过程中，按反应式发生了1=ξmol 的化学反应，系统的Gibbs 自由能的变化为 () zEF nEF G p T m -=- =ξ ?, 或中为按所写的电极反应，当反应进度1=ξmol 时，反应式中电子的计量系数，其单位为1。 上式是一个重要的关系式，是联系热力学和电化学的一个桥梁，可以使人们通过对可逆电池的电动势的测定等电化学方法求得电池反应的各种热力学函数的改变量。同时上式也揭示了化学能转变为电能的最高限度，为改善电池性能或研制新的化学电源提供了理论依据。 重点与难点: 电池过程和热力学的关系，即电池过程的热力学函数改变m m m S H G ???,,与电功、电动势的关系以及可逆电池的条件, 电动势的测定；电池电动势产生的机理；电池电动势（包括浓差电池）的计算以及可逆电池电动势的测定的应用等。 §9.１ 可逆电池与可逆电极 要使化学能可逆的转化为电能，首先必要的条件是在电极上发生一个或几个氧化还原应（只有这样，才可能由电子的转移），并且是有适当的装置—电池，其次，这个电能与化学能之间的转换必须是可逆的。 可逆电池是一个非常重要的概念，并且只有可逆电池，才能用上述关系式将电池所作的功和Gibbs 自由能的变化值联系起来。
