物理化学习题七章--电化学
第七章电化学
一．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。
电解质溶液与非电解质溶液不同，电解质溶液中有离子存在，而正、负离子总是同时存在，使溶液保持电中性，所以要引入离子的平均活度、平均活度因子和平均质量摩尔浓度等概念。影响离子平均活度因子的因素有浓度和离子电荷等因素，而且离子电荷的影响更大，所以要引进离子强度的概念和Debye-Hückel极限定律。
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他物理量的变化值，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p
E T ??? ????，利用这些实验的测定值，可以用来： （1） 计算热力学函数的变化量，如r m r m r m r m R , , , , G G S H Q ????等。
（2） 计算电池反应的标准平衡常数，难溶盐的活度积ap K 和水的解离常数W K 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γ±。
（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24HCl, H SO , 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著，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，可用公式表示为( m m 1∞=-ΛΛ。所以强电解质的无限稀释的摩尔电导率可以用外推到0→c 得到。
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，在电解质的浓度下降的情况下，其离子的浓度基本不变，所以弱电解质溶液的摩尔电导率在一般浓度下，随浓度的变化不显著，一直处于比较低的状态。直到溶液的浓度很稀薄时，由于正负离子之间的相互作用减弱，摩尔电导率随着浓度的降低开始升高，但不成线性关系，当溶液很稀很稀时，摩尔电导率随着浓度的降低迅速升高，到0→c 时，弱电解质溶液的离子无限稀释的摩尔电导率与强电解质的一样。所以弱电解质的无限稀释的摩尔电导率可以用离子的无限稀释的摩尔电导率的加和得到，即 m m, m,∞∞∞+-=+ΛΛΛ。
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4CuSO ，2MgCl 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
22 m 4 m m 4(CuSO )(Cu )(SO )+-=+ΛΛΛ
或 22 m 4 m m 4111CuSO Cu SO 222+-??????=+ ? ? ???????
ΛΛΛ 对于2A B -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
2 m 2 m m (MgCl )(Mg )2(Cl )+-=+ΛΛΛ
或 2 m 2 m m 11MgCl Mg (Cl )22+-????=+ ? ?????
ΛΛΛ 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？
11(1) (2) i i i
i
G G R R ==∑∑ 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 B B B 12B
111 G G
R R R ==++=∑∑ 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Ox|Red E 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） 222H 2Cl H ()Cl ()2HCl()p p a +=
（2） 222H 2Cl 11H ()Cl ()HCl()22
p p a += 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， B B B
ln RT E E a zF ν
=-∏
RT zF 项分母中的z 与B B B
a ν∏项中的指数B ν之间，有固定的比例关系，所以电动势E 有定值，即12E E =。
但是摩尔Gibbs 自由能的变化值和标准平衡常数值却不同，r m G ?中的下标“m ”是指反应进度为1 mol 时的Gibbs 自由能变化值，若化学方程式中的计量系数成倍数的关系，则当反应进度都等于1 mol 时，r m G ?的值也成倍数的关系，即r m,1r m,22G G ?=?。如果电池都处于标准状态，则标准摩尔Gibbs 自由能变化值的关系也是r m,1r m,2G G ?=?。
标准平衡常数与标准Gibbs 自由能的变化值之间的关系为
r m ln G RT K ?=-，
r m G ?的数值成倍数的关系，则K 的数值就成指数的关系，即212 ()K K =。
11．如果规定标准氢电极的电极电势为1 V ，则各可逆电极的标准氢标还原电极电势的值有什么变化？电池的电动势有什么变化？
答：由于单个电极的电极电势无法测量，人们不得不采用相对的电极电势。目前国际上绝大多数采用的是氢标还原电极电势，即规定标准氢电极的电极电势为0 V ，将待测电极作阴极（还原极），这样组成的电池的电动势就作为待测电极的标准还原电极电势Ox Red E |，即
2
Ox Red Ox Red Ox Red H H 0 V E E E E E +=-=-=|||| 如果规定标准氢电极的电极电势为1 V ，组成电池的电动势应是个定值，即实验测定的E 不变，那
2
Ox Red Ox Red H H 1 V E E E E +=-=-||| Ox Red 1 V E E =+|
即各电极的标准还原电极电势值也都增加1 V 。
电池的电动势是两个电极的电极电势之差，所有的电极电势都增加1 V ，电动势的值不会改变，这就是为什么要取共同标准的原因。
12．如何用电化学的方法，测定2H O(l)的标准摩尔生成Gibbs 自由能f m 2(H O,l)G ?？
答：2H O(l)的生成反应为
2221H ()O ()H O(l,)2
p p p += 要设计一个电池，使电池反应与之相同。方程式中，显然2H (g)是被氧化的，将氢电极放在电池的左边作阳极，2O (g)是被还原的，将氧电极放在电池右边作阴极，这是一个氢-氧燃料电池。由于氢-氧燃料电池的电动势与电解质溶液的pH 没有关系，所以两个电极中间的介质在pH 等于114之间都可以，只要保持2H (g)和2O (g)的压力都是标准压力即可。所以设计的电池为
222Pt H ()H O pH 114O ()Pt p p =-||溶液（）
|| 这个电池的反应就是2H O(l)的生成反应，测定电池的标准可逆电动势E （或从标准电极电势表，查阅电极的标准电极电势，进行计算得到），就可以计算2H O(l)的标准摩尔生成Gibbs 自由能f m 2(H O,l)G ?
f m 2(H O,l)G zE F ?=-
13．设计合适的电池，计算24Hg SO (s)的溶度（活度）积常数ap K 。
答：24Hg SO (s)的解离反应为
2+224
2+22424Hg SO Hg SO (s)Hg ()SO ()a a --+ 2+224
ap Hg SO K a a -=? 2+22+2Hg Hg ()a 是从第一类电极中来的，是由Hg(l)氧化而来的，所以用2+2
2+2Hg Hg(l)Hg ()a |电极作阳极，再用一个难溶盐电极242424SO SO ()Hg SO (s)Hg(l)a --
||作阴极，因为24Hg SO (s)在还原时会放出24SO -。2+2Hg 和24SO -不能共存在一个容器内，中间要用盐桥隔开，所以设计的电池为
2+2242+22424Hg SO Hg(l)Hg () ||SO ()Hg SO (s)Hg(l)a a --
|||
该电池的净反应与24Hg SO (s)的解离反应一致（读者可以自己检验一下）。
从标准电极电势表，查得两个电极的电极电势，得到电池的标准电动势E ，或用实验测定该电池处于标准态时的标准电动势E ，就可以计算难溶盐的活度积常数
ap exp zE F K RT ??= ???
14．为什么实际分解电压总要比理论分解电压高？
答：实际分解电压要克服三种阻力：
（1）原电池的可逆电动势，这数值通常称为理论分解电压，其绝对值用R E ||表示；
（2）由于两个电极上发生极化而产生的超电势a η和c η，通常称为不可逆电动势；
（3）克服电池内阻必须消耗的电位降IR 。所以实际分解电压为
R a c E E IR ηη=
+++分解|| 这样，实际分解电压E 分解一定大于理论分解电压R E ||。
15．在电解池和原电池中，极化曲线有何异同点？
答：它们的相同点是：无论是在原电池还是在电解池中，随着电流密度的增加，阳极的实际析出电势不断变大，阳极的极化曲线总是向电势增大的方向移动；阴极的实际析出电势不断变小，阴极的极化曲线总是向电势减小的方向移动。
所不同的是，在电解池中，由于超电势的存在使实际分解电压变大，随着电流密度的增加，实际消耗的电能也不断增多。而在原电池中，由于超电势的存在，使电池的不可逆电动势小于可逆电动势，随着电流密度的增加，电池的不可逆电动势不断下降，对环境作电功的能力也下降。
16．将一根均匀的铁棒，部分插入水中，部分露在空气中。经若干时间后，哪一部分腐蚀最严重？为什么？
答：在靠近水面的部分腐蚀最严重。因为在水下部分的铁棒，虽然有2CO (g)和2SO (g)等酸性氧化物溶于水中，使水略带酸性，但H + 离子的浓度还是很低的，发生析氢腐蚀的趋势不大；铁棒露在空气中的部分，虽然与氧气接触，但无电解质溶液，构成微电池的机会较小；而在靠近水面的部分，既有氧气，又有微酸性的电解质溶液，所以很容易构成微电池，发生耗氧腐蚀，这样形成的原电池的电动势比在水中的析氢腐蚀的电动势大，因而这部分腐蚀最严重。
17．以金属铂为电极，电解Na 2SO 4水溶液。在两极附近的溶液中，各滴加数滴石蕊试液，观察在电解过程中，两极区溶液颜色有何变化？为什么？
答：这实际是一个电解水的过程，硫酸钠仅仅起了导电的作用。电解时，在阳极上放出氧气，阳极附近氢离子的浓度变大，使石蕊试液呈红色；在阴极上析出氢气，阴极附近氢氧根离子的浓度变大，使石蕊试液呈蓝色。
18．为了防止铁生锈，分别电镀上一层锌和一层锡，两者防腐的效果是否一样？
答：在镀层没有被破坏之前，两种防腐的效果是一样的，镀层都起了将铁与环境中的酸性气体和水隔离的目的，防止微电池的形成，防止了铁被电化腐蚀。但是镀层一旦有破损，则两者的防腐效果就大不相同。
镀锡铁俗称马口铁，锡不如铁活泼。若将锡与铁组成原电池，则锡作阴极，称为阴极保护层，而铁作阳极，这样铁被腐蚀得更快。
镀锌铁俗称白铁，锌比铁活泼，组成原电池时，锌作阳极，称为阳极保护层，锌被氧化，而铁作阴极，仍不会被腐蚀。
19．在氯碱工业中，电解NaCl 的浓溶液，以获得氢气、氯气和氢氧化钠等化工原料。为什么电解时要用石墨作阳极？
答：若不考虑超电势的影响，在电解NaCl 的水溶液时，根据电极电势的大小，在阳极上首先析出的是氧气，而不是氯气。由于氯气的工业价值比氧气高，所以利用氧气在石墨上析出时有很大的超电势，而氯气在石墨上析出的超电势很小，所以用石墨作阳极，在阳极上首先析出的是氯气，而不是氧气，可以利用氯气作为化工原料。
20．氢-氧燃料电池在酸、碱性不同的介质中，它们的电池反应是否不同？在气体压力相同时，电池的电动势是否相同？
答：氢、氧燃料电池的电解质溶液可以是酸性，也可以是碱性，pH 在1~14的范围内，它们的电极反应虽不相同，但电池的净反应相同。在气体压力都等于标准压力时，其标准电动势都等于是1.229 V 。具体反应式和计算式如下：
（1） 假定是pH 7<的酸性溶液
22+2H 2O Pt |H ()|H (pH 7 )| O ()|Pt p p <
负极，氧化 22H H H ()2H ()2e p a ++-
→+ +2H |H 0 V E = 正极，还原
22O 2H 1O ()2H ()2e H O(l)2
p a ++-++→ +22O |H O,H 1.229 V E = 电池净反应 （1） 222H 2O 21H ()O ()H O(l)2
p p +→ 当22H O p p p ==时，
++222
1O |H O,H H |H 1.229 V E E E E ==-= （2） 假定是pH 7>的碱性溶液
222H 2O Pt |H ()|OH (pH 7) | O ()|Pt p p ->
负极，氧化 22H 2OH H ()2OH ()2H O(l)2e p a ---+→+
2
OH |H 0.828 V E -=- 正极，还原 22O 2OH 1O ()H O(l)2e 2OH ()2
p a ---++→ 2O |OH 0.401 V E -=
电池净反应 （2） 222H 2O 21H ()O ()H O(l)2p p +
→ 当22H O p p p ==时，
22
2O |OH OH |H (0.4010.828)V 1.229 V E E E E --==-=+= 四．概念题参考答案
1．按物质导电方式的不同而提出的离子型导体，下述对它特点的描述，哪一点是不正确的？ （ ）
(A) 其电阻随温度的升高而增大 （B ）其电阻随温度的升高而减小
（C ）其导电的原因是离子的存在 (D) 当电流通过时在电极上有化学反应发生
答：(A)。对于离型子导体，在温度升高时，离子的水合程度下降，溶液的黏度下降，电阻是变小的。
2．使2000 A 的电流通过一个铜电解器，在1 h 内，能得到铜的质量是 （ ）
(A) 10 g
(B) 100 g (C) 500 g
(D) 2 369 g
答：(D)。用Faraday 定律计算可得 (Cu)(Cu)Q m M zF
=
112000 A 3600 s 63.5 g mol 2 369 g 296500 C mol --?=??=??
3．在298 K 时，当 H 2SO 4溶液的浓度从 0.01 mol·kg -1 增加到 0.1 mol·kg -1时，其电导率k 和摩尔电导率L m 的变化分别为
( )
(A) k 减小 , L m 增加 (B) k 增加 , L m 增加
(C) k 减小 , L m 减小 (D) k 增加 , L m 减小
答：(D)。强电解质溶液的电导率，随溶液浓度的增加而增加，因为电导率只规定
了电解质溶液的体积，是单位立方体，浓度大了，导电离子多了，电导率当然要增加。但是摩尔电导率只规定了电解质的量是1 mol ，电极间的距离是单位距离，但没有固定溶液的体积，所以随溶液浓度的增加，溶液体积变小，离子间相互作用增加，因而摩尔电导率减小。
4．用同一电导池，分别测定浓度为 (1) 0.01 mol·kg -1和 (2) 0.1 mo l·kg -1的
两个电解质溶液，其电阻分别为 1000 W 和 500 W ，则 (1) 与 (2) 的摩尔电导率之比为
( )
(A) 15∶
(B) 5∶1
(C) 105∶ (D) 5∶10
答： (B)。根据摩尔电导率的定义， m c κ
=Λ，cell K l G A R
κ==，cell K 称为电导池常数，同一电导池的电导池常数相同。所以电导率之比就等于电阻的反比，代入摩尔电导率的定义式，得
1 m 211 m 12
(1)/500/0.01 mol kg 5(2)/1000/0.1 mol kg 1R c R c --Ω?===Ω?ΛΛ 5．有下面四种电解质溶液，浓度均为0.01 mol·dm -3
，现已按它们的摩尔电导率L m 的值，由大到小排了次序。请判定下面正确的是 （ ）
(A) NaCl > KCl > KOH > HCl (B) HCl > KOH > KCl > NaCl
(C) HCl > NaCl > KCl > KOH (D) HCl > KOH > NaCl > KCl
答：(B) 。这4种都是1-1价的强电解质，当溶液的浓度相同时，氢离子摩尔电导
率最大，其次是氢氧根离子
，因为氢离子和氢氧根离子是通过氢键导电的。钾离子的离子半径虽然要比钠离子
的大，但是钾离子的水合程度小，所以钾离子的摩尔电导率还是比钠离子的大。
6．2CaCl 的摩尔电导率与其离子的摩尔电导率之间的关系是 ( )
(A) 2m 2m m (CaCl )(Ca )(Cl )∞∞+∞-=+ΛΛΛ (B) 2m 2m m 1(CaCl )(Ca )(Cl )2∞∞+∞-=
+ΛΛΛ (C) 2m 2m m (CaCl )(Ca )2
(Cl )∞∞+∞-=+ΛΛΛ (D)2m 2m m (CaCl )2(Ca )(Cl )∞∞+∞-??=+??ΛΛΛ
答： (C)。电解质的摩尔电导率与离子摩尔电导率之间关系的通式是
m m,+ m,νν∞∞∞+--=+ΛΛΛ
在表示多价电解质的摩尔电导率时，为了防止混淆，最好在摩尔电导率的后面加个括号，写明所取的基本质点，防止误解。如 m 2 m 21(CaCl ), (CaCl )2∞∞ΛΛ，
两者显然是倍数的关系。 7．有4个浓度都是 0.01 mol·kg -1 的电解质溶液，其中离子平均活度因子最大
的是 ( )
(A) KCl (B) CaCl 2
(C) Na 2SO 4
(D) AlCl 3
答：(A) 。按Debye-H ückel 极限定律，I z z A -+±-=γlg ，离子强度越大，平均活度因子越小。这里KCl 的离子强度最小，所以它的平均活度因子最大。
8．下列电池中，哪个电池的电动势与Cl -
的活度无关？ ( )
(A) Zn│ZnCl 2(aq)│Cl 2(g)│Pt
(B) Zn│ZnCl 2(aq)‖KCl(aq)│AgCl(s)│Ag
(C) Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl 2(g)│Pt
(D) Hg│Hg 2Cl 2(s)│KCl(aq)‖AgNO 3(aq)│Ag
★物理化学(上)期末试题及参考答案
一、填空题（每小题2分，共20分） 1、热力学第零定律是指： 。 2、熵与热力学概率之间的函数关系式是。 3、补全热力学函数关系式：C P= (?S/?T)P 4、一定量的单原子理想气体定压下从T1变化到T2的熵变与定容下从T1变化到T2的熵变之比为： 5、化学势的表示式中，是偏摩尔量。 6、稀溶液的依数性包括、、和。 7、反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)，在298K时测得分解压为66.66Pa，则该温度下该反应的K pΘ= ；K p= 。 8、1atm压力下水和乙醇系统的最低恒沸混合物含乙醇质量分数为0.9557，现将含乙醇50%的乙醇水溶液进行分馏，最终得到的物质为。 9、水在101.3kPa时沸点为373K，汽化热为40.67 kJ/mol（设汽化热不随温度变化）；毕节学院的大气压约为85.5 kPa，则在毕节学院水的沸点为K。 10、反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)已达平衡；保持总压不变，往系统中充入一定量的惰性气体，平衡移动方向为。 二、选择题（每小题2分，共30分） 1、下列属于化学热力学范畴的是（） （A）物质结构与性能的关系（B）化学反应速率 （C）化学变化的方向和限度（D）反应机理 2、下列关于热力学方法叙述正确的是（） （A）热力学研究所得的结论不适用于分子的个体行为 （B）热力学可以解决某条件下怎样把一个变化的可能性变为现实性的问题 （C）经典热力学详细讨论了物质的微观结构 （D）经典热力学常需计算一个变化所需要的时间 3、下列函数中为强度性质的是：（） (A) S (B) (?G/?p)T(C) (?U/?V)T(D) C V 4、一定量的纯理想气体，下列哪组量确定后，其他状态函数方有定值。（） （A）T （B）V （C）T、U （D）T、p
新物理化学下学期期末考试试卷A卷及其答案详解
新乡学院2009―2010学年度第一学期 《物理化学》期末试卷A 卷 课程归属部门：化学与化工学院 试卷适用范围：07级化学工程与工艺班 1．吉布斯吸附等温式 Г=（ ），若一溶质加入纯水中后使表面张力降低，则该溶 质在溶液表面发生（ 正 ）吸附。 2．不论是电解池或是原电池，极化的结果都是使阳极电势（ 更高），阴极电势（ 更 低 ）。 3．kg 的CaCl 2水溶液，若γ± =，则平均离子活度 a ± =( )。 4．常见的亚稳态有四种，它们分别是（过冷液体），（过热液体 ），（过饱和蒸气），（ 过饱和溶液 ）。 5．在下图中画出γsl , γsg , γlg 和 θ 。 6．振动配分函数计算公式引入的k h V ν =Θ 的量纲为（ K 或者温度 ）。 7．由玻尔兹曼公式可知，任意两个能级的玻兹曼因子之比，等于（该两能级分配的粒子数之比 ）。 8. 合成氨反应N 2（g ）+3H 2（g ）→2NH 3（g ）若反应在恒容条件下进行时，则其反应速率可表示为ΥH 2=（ 2H dc dt -； ）或ΥNH 3=（ 3NH dc dt ），两者之间的关系为 （ 2H dc dt - ： 3NH dc dt =3：2 ）。 9.碰撞理论的临界能C E 与Arrhenius 活化能a E 的关系为（ a E = C E +12RT ） 在（ ）的条件下，可以认为a E 与温度无关。 10.憎液溶胶在热力学上是不稳定的，它能相对稳定存在的原因是（ 胶体粒子带电 ）； （ 溶剂化作用）和（ 布朗运动）。 1．原电池在恒温、恒压 可逆放电，ΔH 与Q r 的大小关系为ΔH （ ）Q r 。 A.＞ B.＜ C.= D.无法判断 2．下列原电池中，其电池电动势与氯离子的活度无关的是（ ） A. Hg ∣ Hg 2Cl 2(s )∣KCl(a )∣Cl 2(p )|Pt B. Zn∣ZnCl 2(a )∣Cl 2(p )|Pt C. Zn∣ZnCl 2(a 1)‖KCl(a 2)∣Hg 2Cl 2(s) |Hg 3．一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，相同温度下，两种状态相比，以下性质保持不变的是（ ） A.表面吉布斯函数 B.表面张力 C.比表面 D.液面下的附加压力 4．玻尔兹曼分布，( ) A. 只适用于定域子系统； B . 只适用于离域子系统； C. 只适用于独立子系统； D. 只适用于相依子系统。 5．酸碱催化的主要特征是（ ） A. 反应中有酸的存在 B. 反应中有碱的存在 C. 反应中有电解质存在 D .反应中有质子的转移 6.某反应，当反应物反应掉5／9所需时间是它反应掉1／3所需时间的2倍时，该反应是（ ） A.一级反应 B.二级反应 C.三级反应 D.零级反应 7.反应 A 1k ?? → B ① , A 2k ??→ C ② 。已知反应①的活化能1E 大于反应②的活化能2E ,以下措施中哪一种不能改变获得B 和D 的比例。（ ） 一、填空题（每小题1分，共19 分） 二、选择题（每题1分，共8分） 院系:________ 班级:__________ 姓名:______________ 学号:_____________ …….……………………….密…………………封…………………线………………………… (/)(/)T c RT c γΓ=-??
物理化学试题及答案
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
物理化学期末试卷A含答案讲课稿
学院试卷 系别 班级姓名准考证号 ………………………………密………………………………封………………………………线……………………………… 2005—2006学年第一学期期末考试 专业级物理化学试卷 题号一二三四总分 得分 一、选择题（每小题2分，共36分） 1．如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有：(C) (A) W =0，Q <0，?U <0 (B). W＞0，Q <0，?U >0 (C) W <0，Q <0，?U >0 (D). W <0，Q =0，?U >0 2．在等压下，进行一个反应A + B = C，若?r H m > 0，则该反应一定是：( D) (A) 吸热反应(B) 放热反应(C) 温度升高(D) 无法确定。 3．下列各式哪个表示了偏摩尔量：(A) 4．关于吉布斯函数G, 下面的说法中不正确的是(A) (A) ΔG≤W'在做非体积功的各种热力学过程中都成立 (B) 在等温等压且不做非体积功的条件下, 对于各种可能的变动, 系统在平衡态的吉氏函数最小 (C) 在等温等压且不做非体积功时, 吉氏函数增加的过程不可能发生 (D) 在等温等压下, 一个系统的吉氏函数减少值大于非体积功的过程不可能发生 5．下列叙述中错误的是：(A) (A) 水的三相点的温度是273.15K，压力是610.62 Pa (B) 三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变得分评卷人
6．恒温下某氧化物分解反应：AO 2(s) = A(s) + O 2(g) 的平衡常数为K p (1)，若反应2AO 2(s) = 2A(s) + 2O 2(g) 的平衡常数 K p (2)，则：(D) (A) K p (1) > K p (2) (B) K p (1) < K p (2) (C) K p (1) = K p (2) (D) 有的 K p (1) > K p (2)，有的 K p (1) < K p (2) 7．由A 及B 二种液体组成理想溶液，A 、B 的饱和蒸气压分别为p *A 、p *B ，x 为液相组成，y 为气相组成，若p *A > p *B ( * 表示纯态)，则：（D ） (A) x A > x B (B) x A > y A (C) 无法确定 (D) x A < y A 8．某高压容器中盛有的气体可能是O 2、Ar 、CO 2、NH 3中一种，在298K 时由5dm 3 绝热可逆膨胀到6dm 3，温度降低21K ，则容器中的气体是：( A ) (A) O 2 (B) CO 2 (C) NH 3 (D) Ar 9．可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车：（B ） (A) 跑的最快 (B) 跑的最慢 (C) 夏天跑的快 (D) 冬天跑的快 10．求任一不可逆绝热过程的熵变dS ，可以通过以下哪个途径求得？（C ） (A) 始终态相同的可逆绝热过程。 (B) 始终态相同的可逆恒温过程。 (C) 始终态相同的可逆非绝热过程。 (D) B 和C 均可。 11．今有298K ，P°的N 2气（状态Ⅰ）和323K ，P°的N 2气（状态Ⅱ）各一瓶，问哪瓶N 2气的化学势大？（A ） （A ）μ（Ⅰ）＞μ（Ⅱ） （B ）μ（Ⅰ）＜μ（Ⅱ） （C ）μ（Ⅰ）＝μ（Ⅱ） （D ）不可比较 12．用1mol 理想气体进行焦耳实验（自由膨胀），求得△S ＝19.16J·K －1，则体系的吉布斯自由能变化为：（B ） （A ） △G ＝19.16J （B ） △G ＜19.16J （C ） △G ＞19.16J （D ） △G ＝0 13．25℃时，A 与B 两种气体的亨利常数关系为k A > k B ，将A 与B 同时溶解在某溶剂中达溶解到平衡，若气相中A 与B 的平衡分压相同，那么溶液中的A 、B 的浓度为：（A ） (A) m A < m B (B) m A > m B (C) m A = m B (D) 无法确定 14．等温等压下，1mol C 6H 6与1mol C 6H 5CH 3形成了理想溶液，现要将两种组分完全分离成纯组分，则最少需要非体积功的数值是：（C ） (A) RT l n 0.5 (B) 2RT l n 0.5 (C) -2RT l n 0.5 (D) -RT l n 0.5 15．室温下对一定量的纯物而言，当没有非体积功时，V F T ??? ????值为：（B ） （A ）大于零 （B ）小于零 （C ）等于零 （D ）无定值 16．若反应气体都是理想气体，反应平衡常数之间有K a =K p =K x 的反应是：(B) (1) 2HI(g) = H 2(g) + I 2(g) (2) N 2O 4(g) = 2NO 2(g) (3) CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H 2(g) (4) C(s) + CO 2(g) = 2CO(g) (A) (1)(2) (B) (1)(3) (C) (3)(4) (D) (2)(4) 17．硫酸与水可组成三种化合物：H 2SO 4·H 2O(s)、H 2SO 4·2H 2O(s)、H 2SO 4·4H 2O(s)，在p 下，能与硫酸水溶液共存 的化合物最多有几种：(B) (A) 1 种 (B) 2种 (C) 3 种 (D) 0 种 18．甲、乙、丙三个小孩共吃一支冰棍，三人约定：⑴各吃质量的三分之一；⑵只准吸，不准咬；⑶按年龄由小到大顺序先后吃。结果，乙认为这只冰棍没有放糖，甲则认为这冰棍非常甜，丙认为他俩看法太绝对化。则三人年龄：(B) (A) 甲最大，乙最小 (B) 甲最小，乙最大 (C) 丙最大，甲最小 (D) 丙最小，乙最大
物理化学期末考试试题(1)
物理化学期末考试试题(1)
《物理化学》上册期末试卷本卷共 8 页第1页 《物理化学》上册期末试卷本卷共 8 页第2页 化学专业《物理化学》上册期末考试试卷（1）（时间120分钟） 一、单 项选择题（每小题2分，共30分） 1、对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是（ ） A 体系处于一定的状态，具有一定的内能 B 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值 C 状态发生变化，内能也一定跟着变化 D 对应于一个内能值，可以有多个状态 2、在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（ ） A Q > 0，W > 0，?U > 0 B Q = 0，W = 0，?U < 0 C Q = 0，W = 0，?U = 0 D Q < 0，W > 0，?U < 0 3、一种实际气体，其状态方程为PVm=RT+αP （α<0），该气体经节流膨胀后，温度将（ ） A 、升高 B 、下降 C 、不变 D 、不能确定 4、在隔离体系中发生一个自发过程，则ΔG 应为( ) A. ΔG < 0 B. ΔG > 0 C. ΔG =0 D. 不能确定 5、理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变（ ） A 、ΔS 体＞0 ΔS 环＞0 B 、ΔS 体＜0 ΔS 环＜0 C 、ΔS 体＞0 ΔS 环＜0 D 、ΔS 体＞0 ΔS 环=0 6、下面哪组热力学性质的配分函数表达式与体系中粒子的可别与否 无关（ ） (A ). S 、G 、F 、C V (B) U 、H 、P 、C V (C) G 、F 、H 、U (D) S 、U 、H 、G 7、在N 个独立可别粒子组成体系中，最可几分布的微观状态数t m 与配分函数q 之间的关系为 （ ） (A) t m = 1/N ! ·q N (B) t m = 1/N ! ·q N ·e U /kT (C) t m = q N ·e U /kT (D) t m = N ! q N ·e U /kT 8、挥发性溶质溶于溶剂形成的稀溶液，溶液的沸点会（ ） A 、降低 B 、升高 C 、不变 D 、可能升高或降低 9、盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是（ ） A 、天气太热 B 、很少下雨 C 、水分倒流 D 、肥料不足 10、在恒温密封容器中有A 、B 两杯稀盐水溶液，盐的浓度分别为c A 和c B (c A > c B )，放置足够长的时间后（ ） (A) A 杯盐的浓度降低，B 杯盐的浓度增加 ； (B) A 杯液体量减少，B 杯液体量增加 ； (C) A 杯盐的浓度增加，B 杯盐的浓度降低 ； (D) A 、B 两杯中盐的浓度会同时增大 。 11、298K 、101.325kPa 下，将50ml 与100ml 浓度均为1mol·dm -3 萘的苯溶液混合，混合液的化学势μ为：（ ） (A) μ = μ1 + μ2 ； (B) μ = μ1 + 2μ2 ； (C) μ = μ1 = μ2 ； (D) μ = ?μ1 + ?μ2 。 12、硫酸与水可组成三种化合物：H 2SO 4·H 2O （s ）、H 2SO 4·2H 2O （s ）、H 2SO 4·4H 2O （s ），在P θ 下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种（ ） A 、1种 B 、2种 C 、3种 D 、4种 13、A 与B 可以构成2种稳定化合物与1种不稳定化合物，那么A 与B 的体系 可以形成几种低共熔混合物（ ） A 、5种 B 、4种 C 、3种 D 、2种 14、对反应CO(g)+H 2O(g)=H 2(g)+CO 2(g) ( ) (A) K p $=1 (B) K p $=K c (C) K p $＞K c (D) K p $ ＜K c 15、 一定温度下，一定量的 PCl 5(g)在某种条件下的解离度为α，改变下列条件， 何者可使α增大？( ) 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 得 分 得分 得分 评卷人 复核人 学院： 年级/班级： 姓名： 学号： 装 订 线 内 不 要 答 题
最新物理化学第七章课后答案完整版
第七章电化学 7.1用铂电极电解溶液。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?(2) 在的27 ?C，100 kPa下的？ 解：电极反应为 电极反应的反应进度为 因此： 7.2在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。当电路中通电1 h后，在氢电量计中收集到19 ?C、99.19 kPa的；在银电量计中沉积。用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。 解：两个电量计的阴极反应分别为 电量计中电极反应的反应进度为 对银电量计
对氢电量计 7.3用银电极电解溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出的，并知阴极区溶液中的总量减少了。求溶液中的和。 解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差： 7.4用银电极电解水溶液。电解前每溶液中含。阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成，其反应可表示 为 总反应为 通电一定时间后，测得银电量计中沉积了，并测知阳极区溶液重，其中含。试计算溶液中的和。 解：先计算是方便的。注意到电解前后阳极区中水的量不变，量的改变为
该量由两部分组成（1）与阳极溶解的生成，（2）从阴极迁移到阳极 7.5用铜电极电解水溶液。电解前每溶液中含。通电一定时间后，测得银电量计中析出，并测知阳极区溶液重，其中含 。试计算溶液中的和。 解：同7.4。电解前后量的改变 从铜电极溶解的的量为 从阳极区迁移出去的的量为 因此，
7.6在一个细管中，于的溶液的上面放入的溶液，使它们之间有一个明显的界面。令的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。以后，界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。计算在实验温度25 ?C下，溶液中的和。 解：此为用界面移动法测量离子迁移数 7.7已知25 ?C时溶液的电导率为。一电导池中充以此溶液，在25 ?C时测得其电阻为。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为的溶液，测得电阻为。计算（1）电导池系数；（2）溶液的电导率；（3）溶液的摩尔电导率。 解：（1）电导池系数为 （2）溶液的电导率 （3）溶液的摩尔电导率
物理化学习题七章 电化学
第七章电化学 一.基本要求 1.理解电化学中的一些基本概念,如原电池与电解池的异同点,电极的阴、阳、正、 负的定义,离子导体的特点与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、离子平均活度与平均质量摩尔浓度的定义,掌握离子强度的概念与离子平均活度因子的理论计算。 3.了解可逆电极的类型与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,会计算电极电势与电池的电动势。 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,求难溶盐的活度积与水解离平衡常数,求电解质的离子平均活度因子与测定溶液的pH等。 5.了解电解过程中的极化作用与电极上发生反应的先后次序,具备一些金属腐蚀 与防腐的基本知识,了解化学电源的基本类型与发展趋势。 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,仅在电极的极化与超电势方面用到一点。 电解质溶液与非电解质溶液不同,电解质溶液中有离子存在,而正、负离子总就是同时存在,使溶液保持电中性,所以要引入离子的平均活度、平均活度因子与平均质量摩尔浓度等概念。影响离子平均活度因子的因素有浓度与离子电荷等因素,而且离子电荷的影响更大,所以要引进离子强度的概念与Debye-Hückel极限定律。 电解质离子在传递性质中最基本的就是离子的电迁移率,它决定了离子的迁移数与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、电极反应与电池反应的写法、电极电势的符号与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与电池反应就是学好电化学的基础,以后在用Nernst方程计算电极电势与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她物理量的变化值,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,水的解离平衡常数与电解质的离子平均活度因子等。
《物理化学》下册期末考试试卷
化学专业《物理化学》下册期末考试试卷 一、单项选择题（每小题2分，共30分） 1、0.001 mol ·kg -1 K 3[Fe(CN) 6] 水溶液的离子强度为：（ ） (A) 6.0×10-3 mol ·kg -1 (B) 5.0×10-3 mol ·kg -1 (C) 4.5×10-3 mol ·kg -1 (D) 3.0×10-3 mol ·kg -1 2、电导测定应用广泛，但下列问题中哪个是不能用电导测定来解决的（ ） (A)求难溶盐的溶解度 (B)求弱电解质的解离度 (C)求平均活度系数 (D)测电解质溶液的浓度 3、298 K 时， 0.005 mol ·kg -1 的 KCl 和 0.005 mol ·kg -1 的 NaAc 溶液的离子平均活度系数分别为 γ ±,1和 γ ±,2,则有 ( ) (A) γ ±,1= γ ±,2 (B) γ ±,1＞ γ ±,2 (C) γ ±,1＜ γ ±,2 (D) γ ±,1≥ γ ±,2 4、金属与溶液间电势差的大小和符号主要取决于: ( ) (A) 金属的表面性质 (B) 溶液中金属离子的浓度 (C)金属与溶液的接触面积 (D)金属的本性和溶液中原有的金属离子浓度 5、金属活性排在H 2之前的金属离子,如Na + 能优先H +在汞阴极上析出,这是由于：（ ） (A) φθ(Na +/ Na) < φ θ(H +/ H 2) (B) η (Na) < η (H 2) (C) φ (Na +/ Na) < φ (H +/ H 2) (D) H 2在汞上析出有很大的超电势, 以至于φ (Na +/Na) > φ (H +/H 2) 6、已知Λ ()K O H m 291,2∞=4.89×10-2-1 2 mol m S ??，此时(291K)纯水中的m (H +) =m (OH -) =7.8×10-8 mol ·kg -1 ，则该温度下纯水的电导率为（ ） (A)3.81×10-9 S ·m -1 （B ）3.81×10-6 S ·m -1 (C)7.63×10-9 S ·m -1 （D ）7.63×10-6 S ·m -1 7、基元反应体系aA + dD → gG 的速率表达式中，不正确的是：( ) (A) -d[A]/dt = k A [A]a [D]d ； (B) -d[D]/dt = k D [A]a [D]d ； (C) d[G]/dt = k G [G]g ； (D) d[G]/dt = k G [A]a [D]d 。 8、某反应速率常数k = 2.31 × 10-2mol -1·dm 3·s -1，反应起始浓度为1.0 mol ·dm -3，则其反应半衰期为： ( ) (A) 43.29 s ； (B) 15 s ； (C) 30 s ； (D) 21.65 s 。 9、反应A + B → C + D 的速率方程为r = k[A][B] ，则反应：( ) (A) 是二分子反应 ； (B) 是二级反应但不一定是二分子反应 ； (C) 不是二分子反应 ； (D) 是对A 、B 各为一级的二分子反应 。 10、有关绝对反应速率理论的叙述中，不正确的是： ( ) (A) 反应分子组实际经历途径中每个状态的能量都是最低 ； (B) 势能垒是活化络合物分子在马鞍点的能量与反应物分子的能量之差 ； (C) 活化络合物在马鞍点的能量最高 ； (D) 反应分子组越过马鞍点后可能返回始态 。 11、在低于室温的温度下，在固体表面上的气体吸附一般是什么形式：( ) (A) 形成表面化合物 ； (B) 化学吸附 ； (C) 液化 ； (D) 物理吸附 。
物理化学第七章 电化学习题及解答
第七章 电化学习题及解答 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27℃，100 kPa 下，阳极析出多少Cl 2？ 解：电极反应为 阴极：Cu 2+ + 2e - = Cu 阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2 电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF) 因此： m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = 63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928g V Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 3 2. 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出1.15g 的Ag ，并知阴极区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。 解： 解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中Ag +的总量的改变D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差： D m Ag = m Ag - m’Ag m’Ag = m Ag - D m Ag t (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474 t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.526 3. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。 解：（1）电导池系数K Cell 为 K Cell = k R = 0.2768×453 =125.4 m -1 （2）CaCl 2溶液的电导率 k = K Cell /R = 125.4/1050 = 0.1194 S/m （3）CaCl 2溶液的摩尔电导率 Λm = k/C = 110.983×0.1194/(0.555×1000)= 0.02388 S·m 2 ·mol - 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液，测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 解：查表知NH 4OH 无限稀释摩尔电导率为 ∞Λm (NH 4OH)=∞Λm (NH 4+)+∞ Λm (OH -) =73.4×10-4+198.0×10-4 =271.4 ×10-4S·m 2 ·mol - 因此， α = ∞ΛΛm m O H)(NH O H)(NH 44= O H) (NH O H)l)/cR(NH k(KCl)R(KC 4m 4Λ∞
大学物理化学下_期末考试试卷
，反应 1 的关系为 212 = 1212121 2
A
?C2H2(g) + H2(g)是一级反应，在1073.2 K时，反应经10 h有三. 乙烯热分解反应：C2H4(g)?→ 转化率为50%的乙烯分解。已知上述反应的活化能为250.8 kJ?mol-1。欲使10 s内有转化率为60%的乙烯分解，问温度应控制在多少？(12分) 四.镉-甘汞电池反应式为Cd+ Hg2Cl2(s) === Cd2++2Cl－+2Hg，如果各物质均处在标准状态下，其原电池电动势与温度的关系式为： E/ V = 0.67-1.02×10-4(T/K-298) -2.4×10-6(T/K-298)2 （1）写出原电池简式； （2）计算上述电池反应在40℃时的?r G，?r H和?r S各为多少？(12分) 五.反应C2H6+ H2?→ ?2CH4 的反应机理如下： C2H62CH3·； CH3·+ H2k1 ?CH4 + H·； ?→ H·+ C2H6k2 ?→ ?CH4＋CH3·。 设第一个反应为快速平衡，平衡常数为K；设H·处于稳定态,试建立CH4生成速率的动力学方程式。 (12分) 六. 电池Zn|ZnCl2（b=0.555 mol·kg-1）|AgCl(s)|Ag，测得25℃时电动势E=1.015V。已知：E(Zn2+|Zn) =－0.763V，E(Cl-|AgCl|Ag) = 0.2223 V。 （1）写出电池反应（得失电子数为2）； （2）求上述反应的标准平衡常数K； （3）求溶液ZnCl2的平均离子活度因子(系数)γ±。 (12分)
武汉理工大学教务处 试题标准答案及评分标准用纸 | 课程名称——物理化学（下）— （ A 卷） 一. 选择题答案 : （12分，每题2分） BACDBC 二. 填空题答案 : （40分，每空2分） 1. 0.9 mol ·kg － 1 2. 变大 变小 3. 小 小 4. (γ + 2·γ - 3)15 10815 (γ + 2 ·γ －3) 15(m /b ) 5. > 6. {[Al(OH)3]m n OH －·(n －x )Na +}x －·x Na + 负 7. mol 1－α·dm 3(α－1)·s －1 11y c t m c t k m c d d d d Y A A A =-=?α 8. < < < 9. 散射 大于 10. e r v t ln ln ln ln ln q q q q q +++= 或=q e r v t q q q q 11. 1 12. △p =4γ / r 三. 解：反应为一级，则 k T (.).../1073206930693 1000693121K h h = ==- =1.925×10-5 s -1 (2分) k T t x ()ln =-11 1A =1s 0916.060.011ln s 101-=?? ? ??- (3分) 由阿仑尼乌斯方程： ()()ln ..k T k E R T a 10732110732 1K K ??????? ?=-?? ??? (3分) 代入k (1073.2K)，k (T )及E =250.8×103 J ?mol -1 得： T =1535.9 K (4分) 四. 解: （1）Cd ?Cd 2+(a =1) ?? Cl -(a =1) ?Hg 2Cl 2(s)?Hg(l) （3分）
物理化学下册期末试卷(一)
一、 判断题（每题1分，5题，共5分） 1. 化学反应的标准平衡常数K 与反应的压力无关。( ) 2. 金属导体的电阻随温度升高而增大，电解质溶液的电阻随温度升高而减少。( ) 3. 盐桥的作用是导通电流和减小液体接界电势。( ) 4. 原电池正极的电极电势为正值，负极的电极电势为负值。( ) 5. 对所有的化学反应，都可以指出它的反应级数。( ) 二、 选择题（每题2分，18题，共36分） 1. 1000 K 时 ,CO (g) +O 2 (g) == CO 2(g ) 其K 1= 5.246×1012； C(s) + CO 2(g) == 2CO(g) 其K 2= 1.719×10 -5 则反应C(s) +O 2(g) == CO (g) 的K 3为：（）。 (1) 1.109×10-6 (2)1.036×10-10 (3) 9.018×107 (4)4.731×1020 2. 影响任意一个化学反应的标准平衡常数值的因素为：（）。 (1) 催化剂； (2) 温度； (3) 压力。 3. 对某些电解过程应用法拉第定律产生偏差的原因是：（）。 (1) 应用的温度范围不当； (2) 应用的浓度范围不当； (3) 电解过程不可逆； (4) 过程中有副反应发生。 4. 准确测量通过电解池的电量用银电量计或铜电量计，而不用电流表和计时器 (如秒 表)，主要原因是：（）。 (1)电量计便宜；(2)电量计使用方便； (3)电解电流难于恒定；(4)物质质量的测准比较容易。 5. 在298.15 K 时，质量摩尔浓度为0.1 mol ·kg -1和0.01 mol ·kg -1HCl 溶液的液 接电势为E J (1)；质量摩尔浓度为0.1 mol ·kg -1 和0.01 mol ·kg -1 KCl 溶液的液接电势为E J (2)，则有：（）。 （1）E J (1)=E J (2)；（2）E J (1)>E J (2)； （3）E J (1) 第一章 333气体pVT 性质 1-1物质的体膨胀系数V α及等温压缩系数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及压力、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。 期末试卷 课程名称： 物理化学A 考试时间： 120 分钟 考试方式： 闭卷 （开卷/闭卷） （卷面总分100分，占总成绩的 60 %） 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 题分 10 20 8 10 10 10 20 12 核分人 得分 复查人 一、填空题（每小题2分，共10分） 1、实际气体的0???? ????=-H T J P T μ，经节流膨胀后该气体的温度将 。 2、从熵的物理意义上看，它是量度系统 的函数。 3、稀溶液中溶剂A 的化学势 。 4、在ξ-G 曲线的最低点处m r G ? ，此点即为系统的平衡点。 5、一定温度下，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于 。 二、单项选择题（每小题2分，共20分） 1、在标准状态下，反应 C 2H 5OH （l ）+ 3O 2(g) →2CO 2(g) + 3H 2O(g)的反应焓为 Δr H m Θ , ΔC p >0。下列说法中正确的是（ ） (A)Δr H m Θ 是C 2H 5OH （l ）的标准摩尔燃烧焓 (B)Δr H m Θ 〈０ (C)Δr H m Θ＝Δr Ｕm 0 (D)Δr H m Θ 不随温度变化而变化 2、当理想气体其温度由298K 升高到348K ，经(1)绝热过程和(2)等压过程，则两过 程的（ ） (A)△H 1>△H 2 W 1 0 ΔA>0 (B)ΔS>0 ΔA<0 (C)W<0 ΔG<0 (D)ΔH>0 ΔS<0 (E)ΔU>0 ΔG ＝0 得分 评卷人 得分 评卷人 得分 评卷人 得分 评卷人 准考证号和姓名必 须由考生本人填写 △△△△△△△ △△△△△△△ 该考场是 课混 考场。 混编考场代号： 考 座准 考 证 号 姓 名 ○ ○ ○ ○ ○ （装 订 线 内 不 要 答 题 ） ○ ○ ○ ○ ○ ○ △△△△△△△ △△△△△△△ 准考证号、 姓名、 学 院和专业必须由考生 本人填写 △△△△△△△ △ △△△△△△ 场 代 号： △△△△△△△△△△△△△△ 座位序号由考生本人填写 位 序 号 △△△△△△△ △△△△△△△ 姓 名 学 号 ○ ○ ○ ○ ○ （装 订 线 内 不 要 答 题 ） ○ ○ ○ ○ ○ ○ 学院 专业 大学《物理化学》下学期试题及答案2009-2010学年物理化学（下）复习讲义 【电化学纲要】 一、重要概念 阳极、阴极，正极、负极，原电池，电解池，电导，比电导，（无限稀释时）摩尔电导 率，迁移数，可逆电池，电池的电动势，电池反应的写法，分解电压，标准电极电位、电极 的类型、析出电位，电极极化，过电位，电极反应的次序二、重要定律与公式 1．电解质部分 （1）法拉第定律： （2）电导，电导率，摩尔电导率，摩尔电导率与浓度关系：稀的强电解质（3）离子独立定律：无限稀释溶液，电解质（4）电导应用： i. 计算弱电解质的解离度和解离常数 ii. 计算难溶盐的溶解度 （5）平均活度及活度系数：电解质 （6）德拜-许克尔公式： 2. 原电池 （1）热力学 G= -zFE S= -（,G/, T） = zF （, E/, T） pp H = G + T S = -zFE +zFT （, E/, T） p Q = T S =zFT （, E/, T） irp （2）能斯特方程 G =zFE= -RTlnK rm （3）电极电势，电池的电动势 E = E- E，电池的写法， + -三、关键的计算题类型 1．电解质溶液部分 由摩尔电导率计算解离率和解离平衡常数相关的题型。 2．给出电池，写出电极反应及计算电池反应热力学基本函数。这一类型相对容易。 3．给出反应，设计电池并计算电池反应热力学基本函数。 4．给出二个反应的基本量或若干个电极的电极电池，求相关反应的电动势或热力学量。这类题比较综合。 【化学动力学纲要】 一、主要概念 反应速率，依时计量学反应，(非依时计量学反应，)消耗速率，生成速率，基元反应，非基元反应，质量作用定律，级数，总级数，（基元反应的）反应分子数，速率方程，半衰 第7章 电化学 习题解答 1. 将两个银电极插入AgNO 3溶液，通以0.2 A 电流共30 min ，试求阴极上析出Ag 的质量。 解：根据B ItM m zF = 得 Ag Ag 0.23060107.87 g 0.4025 g 196500 ItM m zF ???= = =? 2. 以1930 C 的电量通过CuSO 4溶液，在阴极有0.009 mol 的Cu 沉积出来，问阴极产生的H 2的物质的量为多少？ 解：电极反应方程式为： 阴极 2Cu 2e Cu(s)+ -+→ 阳极 222H O(l)H (g)2OH 2e -- →++ 在阴极析出0.009 mol 的Cu ，通过的电荷量为: Cu Q (0.009296500) C 1737 C nzF ==??= 根据法拉第定律，析出H 2的物质的量为 2H Cu 19301737 mol 0.001 mol 296500 Q Q Q n zF zF --= = ==? 3. 电解食盐水溶液制取NaOH ，通电一段时间后，得到含NaOH 1 mol/dm 3 的溶液0.6 dm 3 ， 同时在与之串联的铜库仑计上析出30.4 g 铜，试问制备NaOH 的电流效率是多少？ 解：根据铜库仑计中析出Cu(s)的质量可以计算通过的电荷量。 Cu Cu 30.4 mol 0.957 mol 11 63.5 2 m n M = ==?电 理论上NaOH 的产量也应该是0.957 mol 。而实际所得NaOH 的产量为 (1.0×0.6) mol = 0.6 mol 所以电流效率为实际产量与理论产量之比，即 0.6 100%62.7%0.957 η= ?= 4. 如果在10×10 cm 2 的薄铜片两面镀上0.005 cm 厚的Ni 层[镀液用Ni(NO 3)2]，假定镀层能均匀分布，用2.0 A 的电流强度得到上述厚度的镍层时需通电多长时间？设电流效率为 96.0%。已知金属的密度为8.9 g/cm 3 ，Ni(s)的摩尔质量为58.69 g/mol 。 解：电极反应为： 2+Ni (aq)2e Ni(s)-+= 镀层中含Ni(s)的质量为：物理化学上册的答案第五版上册
物理化学期末考试试卷及答案10
大学《物理化学》下学期试题及答案
物理化学第7章-电化学参考答案