物理化学模拟试题及答案
第一章气体的PVT性质
问答题
1. 什么在真实气体的恒温PV－P曲线中当温度足够低时会出现PV值先随P的增加而降低，然后随P的增加而上升，即图中T1线，当温度足够高时，PV 值总随P的增加而增加，即图中T2线？
答：理想气体分子本身无体积，分子间无作用力。恒温时pV=RT，所以pV-p线为一直线。真实气体由于分子有体积且分子间有相互作用力，此两因素在不同条件下的影响大小不同时，其pV-p曲线就会出现极小值。真实气体分子间存在的吸引力使分子更靠近，因此在一定压力下比理想气体的体积要小，使得pV＜RT。另外随着压力的增加真实气体中分子体积所点气体总体积的比例越来越大，不可压缩性越来越显著，使气体的体积比理想气体的体积要大，结果pV ＞RT。
当温度足够低时，因同样压力下，气体体积较小，分子间距较近，分子间相互吸引力的影响较显著，而当压力较低时分子的不可压缩性起得作用较小。所以真实气体都会出现pV值先随p的增加而降低，当压力增至较高时，不可压缩性所起的作用显著增长，故pV值随压力增高而增大，最终使pV＞RT。如图中曲线T1所示。
当温度足够高时，由于分子动能增加，同样压力下体积较大，分子间距也较大，分子间的引力大大减弱。而不可压缩性相对说来起主要作用。所以pV值总是大于RT。如图中曲线T2所示。
2．为什么温度升高时气体的粘度升高而液体的粘度下降？
答：根据分子运动理论，气体的定向运动可以看成是一层层的，分子本身无规则的热运动，会使分子在两层之间相互碰撞交换能量。温度升高时，分子
热运动加剧，碰撞更频繁，气体粘度也就增加。但温度升高时，液体的粘度迅速下降，这是由于液体产生粘度的原因和气体完全不同，液体粘度的产生是由于分子间的作用力。温度升高，分子间的作用力减速弱，所以粘度下降。
3．压力对气体的粘度有影响吗？
答：压力增大时，分子间距减小，单位体积中分子数增加，但分子的平均自由程减小，两者抵消，因此压力增高，粘度不变。
4．两瓶不同种类的气体，其分子平均平动能相同，但气体的密度不同。问它们的温度是否相同？压力是否相同？为什么？
答：温度相同。因为气体的温度只取决于分子平移的动能，两种不同的气体若平移的动能相同则温度必然相同。但两种气体的压力是不同的，因为气体的压力与气体的密度是成正比的。两种气体的密度不同，当然它们的压力就不同。
第二章 热力学第一定律
问答题 1.dp p V dT T V dV T
p ???? ????+??? ????=的物理意义是什么？ 答：体积V 是温度T 和压力p 的函数，V ＝f(T,P)，当T ，p 同时发生微小变化时，所引起V 的变化是此两独立变化之和。
2．p
T V p T V V U T U T U ??? ??????? ????+??? ????=??? ????的物理意义是什么？ 答：上式表明，在恒压下改变温度而引起内能变化是由两方面引起的，也就是上式右端的两项。一方面，是由于恒容下改变温度而引起内能的变化。此变化是由于温度改变分子运动的动能改变，从而引起内能的变化；另一方面，恒压下，温度改变会引起体积变化，使分子间距发生变化，引起势能变化，内能亦随之变化。
3．对理想气体来说ΔU T ＝0，是否说明若水蒸气为理想气体则在25℃下将
水蒸发成水蒸气时ΔU T ＝0？
答：温度不变内能则不变的说法只是对理想气体才适用。水蒸发变为水蒸气不符合此条件，故不成立。实际上水蒸发过程需吸收热量q=ΔU －W ，可见所吸之热一部分对外做功，一部分使内能增加。
4．说明下列有关功的计算公式的使用条件。
（1）W ＝－p(外)ΔV
（2）W ＝－nRTlnV2/V1
（3）W ≈－pV=－nRT
（4）W ＝Cv ΔT
（5）)1/()(12γ---=T T nR W γ＝Cp/Cv
答：由体积功计算的一般公式?-=dV p W )(外可知：
（1）外压恒定过程。则W ＝－p(外)ΔV 。
（2）理想气体恒温可逆过程。此时p(外)＝p(内)，pV=nRT ，1
2ln V V RT dV V nRT W -=-=?。 （3）液体在恒温恒压p （外）＝p （内）下蒸发成气体，此蒸气为理想气体，且液体体积与气体体积相比较可以略去。nRT V p V V p W ＝－（内）－）－（外氯液氯≈-=)(。
（4）理想气体绝热过程。ΔU ＝W ＝Cv ΔT
（5）理想气体绝热可逆过程。k V p V p ==γγ2211，代入功的积分式可得)1/()(12γ---=T T nR W 。
5．从同一始态膨胀至体积相同的终态时，为什么理想气体的恒温膨胀功总大于绝热可逆膨胀功？
答：两过程中压力下降程度不同，理想气体恒温可逆膨胀过程中从环境吸热因此压力下降较小，而理想气体绝热可逆膨胀过程中无法从环境吸热故压力下降较大，因此理想气体恒温可逆膨胀过程所做的功总是大于绝热可逆膨胀过程所做的功。
6．为什么膨胀功和压缩功均使用相同的公式?-=dV p W （外）？
答：热力学中功是以环境为基础，即以环境所留下的变化来衡量的。膨胀时，系统抵抗外压对环境做功，环境得到功，相当于将一重物升高。因此?-=dV p W （外）。当外压大于系统压力时，系统被压缩，环境对系统做功，相当于重物高度下降，环境损失掉做功的能力，本身做功的能力就减小。因此压缩过程中，起作用的压力不是内压而是外压，外压决定了系统做功的大小，故其体积功的表达式仍为?-=dV p W （外）。
7．理想气体恒温条件下反抗恒外压膨胀，则
ΔH ＝ΔU ＋Δ（pV ），ΔU ＝0，Δ（pV ）＝0，故ΔH ＝0
ΔH ＝ΔU ＋p ΔV ，ΔU ＝0，p ΔV ≠0，故ΔH ≠0
上面两个考虑问题的方法哪个是正确的？
答：方法（1）是正确的。理想气体内能只是温度的函数，因恒温故ΔU ＝0，理想气体恒温下pV=nRT 为常数，故Δ(pV)＝0。方法（2）的错误在于H ＝U ＋pV 中的p 是指系统的压力。在反抗恒外压膨胀过程中，系统的压力既不是常数亦不等于外压，因此不能认为Δ(pV)＝p ΔV 。
8．系统经一个循环后，ΔH 、ΔU 、Q 、W 是否皆等于零？
答：否。其中H 和U 为状态函数，系统恢复至原态后其值复原，即ΔH ＝0、ΔU ＝0。而热与功是与途径有关的函数，一般不会正好抵消而复原，除非在特定条件下，例如可逆绝热膨胀后又可逆绝热压缩回至原态，或可逆恒温膨胀
后又可逆恒温压缩回至原态等。
9．理想气体从p1绝热膨胀至p2时，W ＝ΔU ，绝热膨胀时若外压为零则W ＝0，ΔU ＝0；若外压不为零则ΔU ≠0。以上两ΔU 不相等与U 为状态函数的性质是否矛盾？
答：不矛盾。在本例中，从同一始态出发进行绝热膨胀，若外压不同则终态是不可能相同的。因此ΔU 亦不会相同。若外压不等于零时，系统的内能要消耗一部分用以转化为功，同时系统的温度要下降；当外压等于零时，系统不对外做功，不消耗内能故ΔU ＝0，同时系统的温度也不变。
10．理想气体绝热膨胀时并不恒容，为什么仍可使用公式δW ＝CvdT?
答：dV V U dT T U dU T V ??? ????+??? ????=。对理想气体0=??? ????T
V U ，故V T U dT dU ??? ????=或 dT C dU V =。 因此在本例中dT C W dU V ==δ完全适用。
11．物系的Cv 是否有可能大于Cp ？
答：有可能。根据Cp 与Cv 的关系式：P
T V p T V p V U C C ??? ??????????+??? ????=-一般情况下，0＞P
T V ??? ????故Cp 总大于Cv 。但有些系统如液体水在0℃至3.98℃其密度随温度的增加反而增大，即0＜P
T V ??? ????。此时Cv 大于Cp 。 12. 25℃101.325Kpa 下Cu-Zn 电池放电做功时放热4561J 。问些反应的ΔH 是否就是4561J?
答：否。Qp ＝ΔH 的条件是恒压、只做体积功。此电池放电时做出电功，不符合上述条件，故ΔH ≠Qp 。
13．25℃100KPa 下液态氮的标准摩尔生成热(298)f m H K ?$为零吗？
答：否。因为按规定只有25℃100Kpa 下最稳定的单质的标准摩尔生成热才
为零。液态氮虽为单质，但在25℃100Kpa 下不能稳定存在，故其(298)
f m H K ?$不等于零。只有气态氮的(298)f m H K ?$才为零。
14．下面的说法是否正确，并说明理由？
系统的焓等于等压热。
系统的焓改变值ΔH 等于等压热。
系统的焓等于系统的热量。
答：
(1）不正确。系统的焓H ＝U ＋pV 。焓具有能量的单位，但其绝对值是不知道的，焓并没有明确的物理意义。因此系统的焓不等于等压热。
(2) 不正确。ΔH ＝Qp 的条件是等压且不做其它功。符合上述条件时ΔH 才
等于等压热。
(3) 不正确。焓为状态函数，状态一定焓有确定值。而热是与过程有关的函数。只有ΔH（而不是H）在等压和不做其它功的条件下才等于过程的热。
15．对于一定量的理想气体，温度一定时，内能与焓是否一定？是否对所有气体来说温度一定，内能与焓都一定呢？
答：对理想气体来说，其内能与焓只是温度的函数。故温度一定内能与焓就一定。其它气体内能与焓不仅是温度的函数而且是压力或体积的函数，故温度一定还要指定压力或体积内能与焓才有确定值。
16．1mol理想气体从0℃恒容加热至100℃和从0℃恒压加热至100℃,ΔU 是否相同？Q是否相同？W是否相同？
答：理想气体内能只是温度的函数，故ΔU是相同的。因热和功是与过程有关的，故Q和W是不相同的。恒容加热不对外做功，而恒压加热系统对外做体积功。
17．一个绝热气缸有一理想绝热活塞（无磨擦、无重量），其中含有理想气体，内壁绕有电阻丝，当通电时气体就慢慢膨胀。因为是一等压过程，Qp＝ΔH，又因为是绝热系统，Qp＝0，所以ΔH＝0。这结论对吗？
答：不对。此过程因环境对系统做了电功，故Qp≠ΔH。
18. 下列两个过程是否都是循环过程？
(1)由H
2与O
2
合成水，然后再电解成H
2
与O
2
；
(2)金属铜在试管中氧化成氧化铜，然后再通入氢气，使氧化铜还原为铜(以铜为体系与以铜和氧为体系有何不同)。
答：（1）为循环过程。（2）若以铜为系统，是循环过程；若以铜和氧为系统，则不是循环系统。因为若用氢气还原，氧生成水而未能还原成氧。
第三章热力学第二定律
问答题
1.理想气体恒温膨胀做功时ΔU＝0，故Q＝－W，即所吸之热全部转化为功。此与Kelvin说法有否矛盾？
答：不矛盾。Kelvin的说法是：“不可能从单一热源吸热使之全部转化为功而不引起其它变化”。本例中，虽然热全部转化为功但却引起了系统的体积的变化。
2．孤立系统从始态不可逆进行到终态ΔS＞0，若从同一始态可逆进行至同一终态时ΔS＝0。这一说法是否正确？
答：不正确。熵是状态函数与变化的途径无关，故只要始态与终态一定ΔS 必有定值。孤立体系中的不可逆过程ΔS＞0而可逆过程ΔS＝0是勿庸置疑的。问题是孤立体系的可逆过程与不可逆过程若从同一始态出发是不可能达到相同终态。
3．有人认为理想气体向真空膨胀是等熵过程。因为理想气体向真空膨胀时温度不变，故dU＝0；对外不做功，故pdV＝0。所以由dU＝TdS-pdV可得TdS
＝0。因T ≠0，故dS ＝0。这样的分析正确吗？
答：不正确。因为在dU ＝TdS-pdV 中p 指系统自身的压力，而膨胀功等于零是指p(外)dV ＝0。本例中p(外)≠p ，所以pdV ≠0，因此dS ≠0。上述过程不是等熵过程。
4．理想气体向真空膨胀是恒温过程，它的ΔS 可通过设计一个在相同的始态和终态下的恒温可逆过程来计算。理想气体向真空膨胀又是绝热过程，那么它的ΔS 是否也可通过设计一个在相同的始态和终态下的绝热可逆过程来计算呢？
答：不可以。因为理想气体向真空膨胀是绝热不可逆过程，它与绝热可逆膨胀不可能达到同一终态。这是因为理想气体向真空膨胀时温度不变，而绝热可逆膨胀时对外做功消耗内能从而温度下降。
5．dU ＝TdS-pdV 得来时假定过程是可逆的，为什么也能用于不可逆的pVT 变化过程？
答：因为在简单的pVT 变化过程中，系统的状态只取决于两个独立的强度变量。当系统从状态1变化至状态2时，状态函数U 、S 、V 的改变就是定值。
6．dG ＝－SdT+Vdp 那么是否101.325kPa 、－5℃的水变为冰时，因dT ＝0、dp ＝0，故dG ＝0？
答：不对。上述相变为不可逆相变，因此dG ＝－SdT+Vdp 不适用。
7．下列求熵变的公式，哪些是正确的，哪些是错误的？
(1) 理想气体向真空膨胀21
ln V S nR V ?= (2) 水在298K ，101325Pa 下蒸发ΔS ＝（ΔH －ΔG ）／T
(3) 在恒温、恒压条件下，不可逆相变()P
G S T ?-????=????? 答：（1）正确。因熵为状态函数，其熵变的计算与恒温可逆膨胀相同。
（2）正确。由G ＝H －TS 知，若恒温则ΔS ＝（ΔH －ΔG ）／T 。
（3）正确。此式为Gibbs-Helmhotz 方程。使用条件是恒压，化学反应或相变都可用。
８．冰在273K 下转变为水，熵值增大，则ΔS ＝（Q ／T ）＞0。但又知在273K 时冰与水处于平衡状态，平衡条件是dS=0。上面的说法有些矛盾，如何解释？
答：孤立系统的平衡条件是dS ＝0。上述过程非孤立系统，故熵值理应增大。
9．进行下述过程时，系统的ΔU 、ΔH 、ΔS 和ΔG 何者为零？
（1）非理想气体的卡诺循环
（2）隔离系统的任意过程
（3）在100℃,101325Pa 下1mol 水蒸发成水蒸气
（4）绝热可逆过程
答：（1）循环过程所有状态函数均不变，其增量都为零。
（2）ΔU ＝0。
（3）可逆相变ΔG ＝0。
（4）ΔS ＝0
10．改正下列错误
（1）在一可逆过程中熵值不变；
（2）在一过程中熵变是Q S T
δ?=?； （3）亥姆赫兹函数是系统能做非体积功的能量；
（4）吉布斯函数是系统能做非体积功的能量；
（5）焓是系统以热的方式交换的能量。
答：（1）在绝热可逆过程中熵值不变。
（2）在一过程中熵变是r Q S T
δ?=?； （3）在恒温恒容条件下，亥姆赫兹函数是系统能做非体积功的能量；
（4）在恒温恒压条件下，吉布斯函数是系统能做非体积功的能量；
（5）焓没有明确的物理意义。在恒压且不做非体积功的情况下，焓的增量等于恒压热，即ΔH ＝Qp 。
11．在标准压力下，将室温下的水向真空蒸发为同温同压的气，如何设计可逆过程？
答：这可以有两种设计途径，一种是等压可逆过程变温到水的沸点，再恒温恒压可逆相变为气，此气再可逆降温至室温；另一条是先等温可逆变压至室温下水的饱和蒸气压，然后可逆相变为气。
第四章 多组分系统热力学
问答题
1．下列说法是否正确，为什么？
(1) 系统所有广延性质都有偏摩尔量。
(2) 理想液态混合物各组分分子间没有作用力。
(3) 由纯组分混合成理想液态混合物时没有热效应，故混合熵等于零。
(4) 任何一个偏摩尔量均是温度、压力和组成的函数。
(5) 亨利系数与温度、压力以及溶剂和溶质的性质有关。
答：(1) 不正确。例如，热容为广延性质并没有偏摩尔量。
(2) 不正确。理想液态混合物各组分分子间不是没有作用力，而是作用力大小相等。
(3) 不正确。虽理想液态混合物混合时没有热效应，但混合后混乱度增加，故熵增加。
(4) 正确。
(5) 不正确。亨利系数与温度以及溶剂和溶质的性质有关，但与压力无关。
2．由A 和B 组成的溶液沸腾时必然要A 和B 的分压分别等于101.325Kpa 。此种说法对吗？
答：不对。A 和B 组成的溶液沸腾时应该是A 和B 的分压之和，即溶液的总压等于101.325Kpa 。
3．是否一切纯物质的凝固点都随外压的增大而下降？
答：由Clapeyron 方程dT T V dp H
?=?可知，凝固过程的ΔH 总是负值，但ΔV 因物质而异，若凝固过程体积减小，则ΔV ＝V （固）－V （液）＜0。这时纯物质的凝固点都随外压的增大而升高。若凝固过程体积增大，则ΔV ＝V （固）－V （液）＞0。这时纯物质的凝固点都随外压的增大而下降，例如水就是如此。
4．纯物质在恒压下G －T 曲线应该是凹的还是凸的？
答：可借二阶导数来判断由dG ＝－SdT ＋Vdp 可得
22(/)T
p p P p G S p C dT T C G S T T T T ???=- ???????????=-=-=- ? ????????
因为Cp 总是正值，故22p
G T ??? ????＜0。由此可以判断曲线只能是凸的。
图 a. 错 误 的 G －T 曲 线T G
图 b. 正 确 的 G －T 曲 线
T
G
5．是否任何溶质的加入都能使溶液的沸点升高？
答：加入的溶质必须是非挥发性的溶质才使溶液的沸点升高。假如别入的溶质使溶液的蒸气压高于溶剂，就会使溶液的蒸气压在较低的温度达到大气的压力，即101325Pa 而使沸点下降。
6．参与反应的物质的活度的标准态不同是否会影响反应的ΔG 0值，平衡常数K 0值？
答：若活度所选的标准态不同，0B μ值就不同，故K 0
会随标准态的不同而不同。
7．“p 趋近于零时，真实气体趋近于理想气体”。此种说法对吗？“x B 趋
近于零时，真实溶液趋近于理想溶液”。此种说法对吗？
答：理想气体的基本假设是分子间没有作用力，分子没有体积。任何真实气体当压力趋近于零时，分子间的距离就很大，因此分子间的相互作用将减弱到可以忽略不计。在压力趋近于零时，分子本身所占的体积与与气体的体积相比亦可以忽略不计。因此当p 趋近于零时，真实气体趋近于理想气体的说法是正确的。理想溶液的分子假定是组成溶液的分子A 和分子B 的体积相同，各分子间的相互作用力亦相同。故理想溶液各组成在全部浓度范围内均符合拉乌尔定律。当x B 趋近于零时，x A 则趋近于1。此时，组分B 符合亨利定律，而组分A
符合拉乌尔定律。因此，x B 趋近于零时，真实溶液趋近于理想溶液的说法是不
妥的。溶液是否是理想溶液主要取决于溶液中各组分的性质是否相似而不是溶液的高低。
8．为什么说稀溶液中若溶剂服从拉乌尔定律则在相同浓度范围内的溶质服从亨利定律。
答：恒温恒压条件下，若浓度为x A 至x A →1的浓度范围内服从拉乌尔定律
则由A A A p p x =$
得
ln ln ln A A A p p x =+$
对x A 微分得 ,,ln ln 1A A A A A
T p T p p x x x x ??????== ? ??????? 或 ,ln 1ln A A T p
p x ???= ???? 将此公式代入Duhem-Margules 公式得 ,,ln ln 1ln ln A B A B T p T p
p p x x ??????== ? ???????
或 ln ln B B d p d x =
在相同浓度范围内，即溶质的浓度从x B →0的不定积分为
ln ln B B p x C =+
或 B B p kx =
即在相同浓度范围内的溶质服从亨利定律。
第五章 化学平衡
1．对 aA + bB → cC 反应来说ln c C r m r m
a b A B C G G RT C C ?=?+$。从式中可见，当产物浓度c C
C ＝0时，ln c C a b A B C C C ＝－∞，即任何反应总能自发进行，那么用r m G ?来判断化学反应能否自发进行还有什么意义？
答：当产物浓度为零时，任何反应总能自发进行从理论上来看是成立的，
但往往并没有多少实际意义。因为若反应的r m G ?$值为很大的正值，例如大于
40KJ ，其平衡常数便是很小的数值。亦即当这些反应进行到产物的浓度还远不
能被觉察时反应就已经停止。也就是说c C C 由零增加一点，r m G ?即成为正值，
故实际上反应并没有进行。
2．若1
2232SO +O SO →在温度为T 的容器内达到平衡后，通入不参与反应
的惰性气体，会不影响平衡常数p K $
的值和平衡产量？设气体都是理想气体。
答：加入惰性气体且均为理想气体虽能改变系统压力，但并不能改变平衡常数p K $
，因其不是压力的函数。但却可以影响平衡产量。
3. 等温，等容，有2242NO N O ? 为可逆反应。当向该容器中再通24N O 时，反应是正移还是逆移？有这样两种解释：
(1)因为等温等容，所以增加24N O 后24N O 浓度增大，所以反应逆移。
(2)因为等温等容,所以增加24N O 后压强增大，且方程式左边气体系数和大于右边，所以反应正移。
以上两种解释，哪种说法是正确的？
答：加入24N O 后，压力增大，但标准平衡常数p K $
并不变，这时J p ＞p K $，
故平衡向左移动。
第六章 相平衡
1．指出下列体系分别有几相：
(1）空气；（2）冰雹；（3）金刚石和石墨混合物；（4）白色的冰和盐的共晶体；（5）一块黄铜(30%的锌－铜合金)；（6）酒精水溶液；（7）油和水的混合物；（8）密闭容器中让碳酸钙分解并达平衡；（9）牛奶
答：（1）、（2）、（5）、（6）只有一个相，（3）、（4）、（7）、
（9）有两个相，（8）有三个相。
判断相数的一般原则是：
无论有几种气体混合均为单相。
同一物质若物理性质和化学性质都相同，仅仅是有界面分开仍为一相。 不同晶型的同一物质是不同的相。例如石墨和金刚石。
不同物质若能以分子、原子或离子形式混合，即形成真溶液即为一相。例如，水溶液，固溶体合金都为单相。
两种不同物质的固体相混合，若不形成固溶体则为两相。例如，碳酸钙和氧化钙混合为两相。
两不互溶的液体相混合，仍为两相。例如，牛奶。
2．如何用相律来说明恒沸混合物不是化合物。
答：恒沸混合物的特点是其气相和其平衡的液相组成相同，故R ’=1。对这种两相平衡系统来说
F=(N-R-R’)-P+2
F=(2-0-1)-2+2=1
压力一经指定，其平衡系统中的温度、气相及液相的组成亦恒定，但若压力改变，平衡系统的温度及各相组成亦改变，可见恒沸混合物的组成随压力而变，它不是化合物。
3．如何用相律来改正下列相图的错误之处。
B A X
T
B
A X T
X T
X T
T
P
答：改正后的相图如下：
X T
X T
B A X T
B
A X T
P
T
图1纯B的熔点只能有一个，故两曲线应重合。
图2二元系不可能四相平衡共存。根据相律F＝C－P＋1＝2－4＋1＝－1自由度为负值是不合理的。故不应有γ相区边界线。另外，三相线应为水平线。
图3二元系三相平衡的温度只有一个，故三相线应为水平线。
图4二元三相平衡的液相浓度只有一个，故两液相线要在三相线上重合。
图5单元系T－P图只能有一个三相点，即三相点的温度和压力只能有一个。
4．某金属有多种晶型，有人声称他在一定T、p下制得了这一纯金属的蒸气、液态、γ晶型及δ晶型的平衡共存系统。问这是否可能。
答：不可能。根据相律F＝C－P＋2＝1－4＋2＝－1是不可能的。说明单组分系统最多只能有三相平衡共存。
第七章电化学
问答题
设计了如下两个电池：1．有人为反应1
Na + H O = NaOH(aq) + H
22
2
,Pt
Na|NaOH(aq)|H
2
,Pt
Na(Hg)|NaOH(aq)|H
2
你认为错在哪里？应如何设计？
答：根据电池反应分别写出阴阳极的电极反应如下：
阴极：1-
→+
H O + e H OH
22
2
阳极.：Na → Na＋＋ e
上面所设计的电池（1）是金属Na在NaOH水溶液中，这样金属钠会与水立刻反应放出氢气，化学能不能转变为电能，故电池（1）的设计是错误的。在电池（2）的设计中阳极反应为Na（Hg）→Na＋＋e,电池总反应为：
1
与要求不符，故设计（2）亦为错误的。正确的设计Na(Hg) + H O = NaOH(aq) + H
22
2
可如下形式：
Na|NaI(EtNH
2)|Na(Hg)|NaOH(aq)|H
2
,pt
其中，EtNH
2
为乙基胺。这样的设计即把下面两个电池串联起来。
左边一只为：Na|NaI(EtNH
2
)|Na(Hg)。
右边一只为：Na(Hg)|NaOH(aq)|H
2
,pt
这样的设计符合要求。因为
左电池：阳极：Na → Na＋ + e
阴极：Na＋ + e → Na(Hg)
电池反应：Na → Na(Hg)
右电池：阳极：Na(Hg) → Na＋ + e
阴极：1
H O + e H2 + OH
2
2
－
电池反应：1
Na(Hg) + H O = NaOH(aq) + H
22
2
串联电池的电池反应＝左电池＋右电池，即
1
Na + H O = NaOH(aq) + H
22
2
。
2．电解浓度为0.5mol的硫酸水溶液和电解浓度为1mol的氢氧化钠水溶液，都使用铂作电极，在相同温度下的理论分解电压是否总是相同？为什么？
答：是的。因为其理论分解电压与相应的原电池的电动势相等。分别计算两个不同溶液的原电池的电动势，结果都为1.23伏。说明电解水产生氢和氧的理论分解电压与溶液的pH值无关。
填空题
1．双液电池中不同电解质溶液间或不同浓度的同一种电解质溶液的接界处存在液界电势，可采用加盐桥的方法减少或消除。
2．电池Zn(s)\Zn2+(a1)\Zn2+(a2)\Zn(s),若a1>a2,则电池电动势E〈0。若a1=a2,则电池电动势E=0。
3在电池Pt\H2(p)\HCL(a1)\\NaOH(a2)\H2(p)\Pt中阳极反应是0.5H2(g)---H+(a1)+e 阴极反应是H2O(l)+e---0.5H2(g)+OH-(a2)电池反应是H2O(l)—H+(a1)+OH-(a2)
4．在298。15K时，已知Cu2+加2e—Cu 标准电池电动势为0。3402V Cu+加e—Cu标准电池电动势为0。522，则Cu2+加e—Cu+ 标准电池电动势:0.1582V 5.在一个铜板中有一个锌制铆钉，在潮湿空气中放置，锌制铆钉先腐蚀。6．Ag\AgCL(s)\\KCL(aq)\CL2(g)\Pt电池电动势与氯离子活度无关.
第八章统计热力学
第九章表面现象
问答题
1．若天空中的小水滴要起变化，一定是其中大水滴进行蒸发，水蒸气凝结在小水滴,使大小不等的水滴趋于相等。对吗？为什么？
答：不对。根据开尔文公式
2
ln r
p M
RT
p r
σ
ρ
=小水滴的蒸气压较大，因此应
为小水滴蒸发，水蒸气凝结在大水滴上，使大水滴变得更大，最后小水滴消失。
2．在装有部分液体的毛细管中，当在一端加热时，问润湿性和不润湿性液体分别向毛细管哪一端移动？
答：当在图中右端加热时，润湿性液体（左图）将向左移动；而不润湿性液体（右图）将向右移动。因为表面张力随温度的升高而降低，润湿性液体（左图）两弯曲液面的附加压力分别指向管的左右两端，当右端加热时，右端的附加压力降低，因此液体将向左移动；而不润湿性液体（右图）因两附加压力指向液体内部，则右端加热时，液体移动方向正好相反，向右移动。
3．从资料上查得某固体的σ
s-g
数据可否直接代入杨氏方程
σ
l-g cosθ=σ
s-g
-σ
s-l
?
答：不可以。因为杨氏方程只有在平衡条件下才成立，故式中σ
s-g
是指被所研究的液体的蒸气所饱和的气相与固相之间的界面张力。固体表面吸附液体
蒸气后它的表面张力就会下降，故σ
s-g 低于资料上的数值，而资料上σ
s-g
的气
相是指空气。
第十章化学动力学
第十一章胶体化学
问答题
1.有稳定剂存在时胶粒优先吸附哪种离子？
答：稳定剂一般是略过量的某一反应物，胶核为了使自己不被溶解，首先吸附与胶核中相同的那个离子。例如，制备AgI溶胶时，若KI略过量，胶核优先吸附I-离子，若AgNO3过量，则优先吸附Ag＋离子，利用同离子效应保护胶核不被溶解。若稳定剂是另外的电解质，胶核优先吸附的是使自己不被溶解的离子或转变成溶解度更小的沉淀的离子，一般优先吸附水化作用较弱的阴离子，所以自然界的天然胶粒如泥沙，豆浆，橡胶等都带负电。
2.憎液溶胶有哪些特征？
答：(1) 特有的分散程度；(2) 不均匀多相性；(3) 热力学不稳定性
憎液溶胶的基本特征可归纳为三点：
(1) 特有的分散程度。因为胶粒的大小一般在1－100nm之间，所以有动力稳定性强，散射作用明显，不能通过半透膜，渗透压低等特点。
(2) 不均匀多相性。从溶液到溶胶是从均相到多相的过程，胶团结构复杂，是一个具有相界面的超微不均匀质点。
(3) 热力学不稳定性。由于胶粒小，表面积大，表面能高，所以有自动吸附相同的离子，由于带电的溶剂化层存在可保护胶粒不聚沉。
大学物理化学实验全集
实验六.二组分固-液体系相图的绘制 一、实验目的 （1）热分析法测绘Sn-Bi二元合金相图 （2）掌握热分析法的测量技术 （3）掌握热电偶测量温度的基本原理以及数字控温仪和升降温电炉的使用方法 二、实验原理 用几何图形来表示多相平衡体系中有哪些相,各相的成分如何,不同相的相对量是多少,以及它们随浓度、温度、压力等变量变化的关系图叫相图。以体系所含物质的组成为自变量,温度为应变量所得到的T-x图就是常见的一种相图。 绘制相图的方法很多,热分析法就是常用的一种实验方法。即按一定比例配成一两组分体系,将体系加热到熔点以上成为液态,然后使其逐渐冷却,每隔一定时间记录一次温度,以体系的温度对时间的关系曲线称为步冷曲线。熔融体系在均匀冷却过程中无相变时,其温度将连续均匀下降,得到一条平滑的冷却曲线,当冷却过程中发生相变时,放出相变热,使热损失有所抵偿,冷却曲线就会出现转折。当两组分同时析出时，冷却速度甚至变为零,冷却曲线出现水平段。转折点或平台所对应的温度,即为该组成合金的相变温度。 取一系列组成不同的二元合金，测得冷却曲线，再将相应的转折点连接起来即得到二元合金相图（如下图所示） 三、实验所用仪器、试剂 1.KWL-09可控升降温电炉，SWKY-1数字控温仪 2.编号为1-6的六个金属硬质试管依次分装：纯铋、含锡20%，42%，60%，80%的合金、纯锡。8号试管为空管。 四、实验步骤 1.安装并调整SWKY-1数字控温仪与KWL-09可控升降温电炉，将控温仪与电炉用电缆连接。2号炉膛（右侧）放8号空管，将与控温仪相连的温度传感器（传感器2）插入其中 2.1．将装有试剂的试管1放入1号炉膛（注意安全，始终用铁夹小心夹住试管），并将与电炉连接的温度传感器（传感器1）插入炉膛旁边的另一小孔中（注：不要将传感器1插入试管中）。将2号传感器插入放有8号空管的炉膛2 2.2.调节控温仪（工作/量数按钮），将电炉温度设定为350℃，再调为工作状态，此时1号炉膛开始加热。调节定时按钮，是时间显示为30s。将电炉“冷风量调节”电压调到零，“加热量调节”调到180V(电压过低加热太慢，电压过高有损仪器使用寿命)，给2号炉膛预热到200度左右（避免温度下降过快，减小试管冷却时发生过冷现象的可能） 2.3.当温度显示1号炉膛温度达到350℃时，再等10min左右。待温度稳定后将预热后的8号空管用铁夹移出去，并将1号试管夹入2号炉膛。换入2号试管加热，熔融。关闭“加热量调节”，此时控温仪显示温度上升，当温度上升到310℃以上时，打开“冷风量调节”，电压调为1.5V。此时温度开始下降，当温度降到接近300℃时，开始记录温度。每隔30s，控温仪会响一声，依次记下此时的仪表读数即可。
物理化学期末考试大题及答案
三、计算 1、测得300C时某蔗糖水溶液的渗透压为252KPa。求 （1）该溶液中蔗糖的质量摩尔浓度； （2）该溶液的凝固点降低值； （3）在大气压力下，该溶液的沸点升高值已知Kf =1.86K mol–1Kg–1 , Kb =0.513K mol–1Kg–1 ，△vapH0m=40662J mol–1 2、有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=H2O(g)，在2000K时，已知K0=1.55×107
1、计算H2 和O2分压各为1.00×10 4 Pa, 水蒸气分压为1.00×105 Pa的混合气体中，进行上述反应的△rGm，并判断反应自发进 行的方向。 2、当H2和O2分压仍然分别为1.00×10 4 Pa 时。欲使反应不能正向自发进行，水蒸气分 压最少需多大？ △rGm=-1.6﹡105Jmol–1；正向自发；P （H2O）=1.24﹡107Pa。 装 订 线
在真空的容器中放入固态的NH4HS，于250C 下分解为NH3（g）与H2S（g）， 平衡时容器内的压力为66.6kPa 。 （1）当放入NH4HS时容器中已有39.99kPa 的 H2S（g），求平衡时容器内的压力；（2）容器中已有6.666kPa的NH3（g），问需加多大压力的H2S（g），才能形成NH4HS 固体。 1）77.7kPa 2）P（H2S）大于166kPa。
4、已知250C时φ0(Fe3+/ Fe) =-0.036V，φ0(Fe3+/ Fe2+) =-0.770V 求250C时电极Fe2+|Fe的标准电极电势φ0(Fe2+/ Fe)。 答案: φ0(Fe2+/ Fe)= -0.439V 5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250C时的摩尔电导率为1.62×10-3S m2 mol–1，无限稀释时的摩尔电导率为39.07×10-3S m2 mol–1 计算（1）醋酸水溶液在250C，0.01mol dm-3
物理化学期末考试试题库-2017(附答案与解析)
物理化学期末考试试题库-2017(附答案与解析)
第一章热力学第一定律 选择题 1．关于焓的性质, 下列说法中正确的是（） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案：D。因焓是状态函数。 2．涉及焓的下列说法中正确的是（） (A) 单质的焓值均等于零(B) 在等温过 程中焓变为零(C) 在绝热可逆过程中焓变为 零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 答案：D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若 Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。 3．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是 （） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零(B) 化合物的生成热一定不为零(C) 很多物质的生 成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上 都是相对值 答案：A。按规定，标准态下最稳定单质的生成热 为零。 4．下面的说法符合热力学第一定律的是（） (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发 2
3生化学反应时,其内能一定变化 (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关 答案：C 。因绝热时ΔU ＝Q ＋W ＝W 。（A ）中无热交换、无体积功故ΔU ＝Q ＋W ＝0。（B ）在无功过程中ΔU ＝Q ，说明始末态相同热有定值，并不说明内能的变化与过程有关。（D ）中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的，故ΔU 亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛盾，因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。 5．关于节流膨胀, 下列说法正确的是 (A) 节流膨胀是绝热可逆过程(B)节流膨胀中系统 的内能变化(C)节流膨胀中系统的焓值改变(D)节流过程中多孔塞两边的压力不断变化 答案：B 6．在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: （A ）Q H ＝p < 0 （B ）Q ＝H p >0 （C ）Q ＝H ＝p <0 （D ） Q H ＝p <0 答案：C 。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。
大学物理化学实验报告---液体饱和蒸汽压的测定
纯液体饱和蒸汽压的测量 目的要求 一、 明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱 和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯－克拉贝龙方程式。 二、 用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验 技术。 三、 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸 点。 实验原理 通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm （101.325kPa ）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示： 2 m vap d ln d RT H T p ?= (1) 式中，R 为摩尔气体常数；T 为热力学温度；Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔 气化热。 假定Δvap H m 与温度无关，或因温度范围较小，Δvap H m 可以近似作为常数，积分上式，得： C T R H p +??-=1 ln m vap (2) 其中C 为积分常数。由此式可以看出，以ln p 对1/T 作图，应为一直线，直线的斜率为 R H m vap ?- ，由斜率可求算液体的Δvap H m 。 静态法测定液体饱和蒸气压，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此 法一般适用于蒸气压比较大的液体。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压，有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压，所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图1所示： 平衡管由A 球和U 型管B 、C 组成。平衡管上接一冷凝管，以橡皮管与压
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
物理化学试验-华南理工大学
物理化学实验Ⅰ 课程名称：物理化学实验Ⅰ 英文名称：Experiments in Physical Chemistry 课程代码：147012 学分：0.5 课程总学时：16 实验学时：16 （其中，上机学时：0） 课程性质：?必修□选修 是否独立设课：?是□否 课程类别：?基础实验□专业基础实验□专业领域实验 含有综合性、设计性实验：?是□否 面向专业：高分子材料科学与工程、材料科学与工程（无机非金属材料科学与工程、材料化学） 先修课程：物理、物理化学、无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验等课程。 大纲编制人：课程负责人张震实验室负责人刘仕文 一、教学信息 教学的目标与任务： 该课程是本专业的一门重要的基础课程，物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，是从事本专业相关工作必须掌握的基本技术课程。其任务是通过本课程的学习，使学生达到以下三方面的训练： （1）通过实验加深学生对物理化学原理的认识，培养学生理论联系实际的能力； （2）使学生学会常用的物理化学实验方法和测试技术，提高学生的实验操作能力和独立工作能力； （3）培养学生查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力，使学生受到初步的物理性质研究方法的训练。 教学基本要求： 物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，实验中常用多种物理测量仪器。因此在物理化学实验教学中，应注意基本测量技术的训练及初步培养学生选择和配套仪器进行实验研究工作的能力。 物理化学实验包括下列内容： （1）热力学部分量热、相平衡和化学平衡实验是这部分的基本内容。还可以选择稀溶液的依数性、溶液组分的活度系数或热分析等方面的实验。
《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 。
大学物理化学实验汇总
实验一 电导的测定及其应用 一、实验目的 1、 测量氯化钾水溶液的电导率,求算它的无限稀释摩尔电导率。 2、 用电导率测量醋酸在水溶液中的解平衡常数。 3、 掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。 二、实验原理 1、根据电导公式:G=kA/l 式中k 为该电解质溶液目的电导率,其中 l/A 称为电导池常数,由于l 与A 不易精确测量,因此,试验中就是用一种已知电导率的溶液求出电导池常数k cell ,然后把欲测的溶液放入该电导池测出其电导值,再根据公式G=kA/l 求出摩尔电导率 , k 与 的关系为: 2、 总就是随着溶液的浓度的降低而增大的, 对于强电解质系 对于特定的电解质与溶剂来说,在一定温度下,A 就是一个常数,所以将 作图得到一 条直线,将所得的直线推至c=0可求得A m ∞。 3、对于弱电解质,其 无法用 ,由离子独立运动定律: 求得,其中 A m ∞+ 与A m ∞-分别表示正、负离子的无限稀摩尔电导率,它与温度及离子的本性有关。在无限稀的弱电解质中: 以cAm 对 作图,根据其斜率求出K 、、 三、实验仪器及试剂 仪器:梅特勒326电导仪1台,量杯50ml 2只 ,移液管125ml 9只,洗瓶1只 ,洗耳球1只。 试剂:10、00mol/m3 KCl 溶液, 100、0 mol/m3HAC 溶液 , 电导水。 四、实验步骤 1、 打开电导率仪器开关,预热5分钟。 2、 KCl 溶液电导率的测定: （1） 用移液管准确移取25ml 10、00mol/m3的KCl 溶液,置于洁净、干燥的量杯中,测定器电 导率3次,取其平均值。 （2） 再用移液管准确量取25、00ml 电导水,置于上述量杯中,搅拌均匀后,测定器电导率3 次,取其平均值。 m c κ = Λ m m,+ m, νν+--∞ ∞ ∞ =+ΛΛΛ m Λ m Λ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m m = α∞ΛΛ() 2 m m m m 2 m m m m 1c c c K c c ∞∞ ∞∞?? ??-?=-=ΛΛΛΛΛΛΛΛΛ
物理化学期末考试试题库
物理化学期末考试试题库 第一章热力学第一定律选择题、热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于（） (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化答案：D 2、关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是 (A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义 (C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量 (D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B 、关于焓的性质, 下列说法中正确的是（） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。因焓是状态函数。、涉及焓的下列说法中正确的是（） (A)
单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化答案：D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。、下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数（） (A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体答案：D 、与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。、dU=CvdT 及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是（） (A) 等容过程 (B)无化学反应和相变的等容过程 (C) 组成不变的均相系统的等容过程 (D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D 、下列过程中, 系统内能变化不为零的是（） (A)
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）
大学物理化学实验思考题答案总结
蔗糖水解速率常数的测定 1．蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？ 答：主要和温度、反应物浓度和作为催化剂的H+浓度有关。 2．在测量蔗糖转化速率常数时，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？ 答：选用长的旋光管好。旋光度和旋光管长度呈正比。对于旋光能力较弱或者较稀的溶液，为了提高准确度，降低读数的相对误差，应选用较长的旋光管。根据公式（a）=a*1000/LC,在其他条件不变的情况下，L越长，a越大，则a的相对测量误差越小。 3．如何根据蔗糖、葡萄糖、果糖的比旋光度数据计算？ 答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃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．试估计本实验的误差，怎样减少误差？ 答：本实验的误差主要是蔗糖反应在整个实验过程中不恒温。在混合蔗糖溶液和盐酸时，尤其在测定旋光度时，温度已不再是测量温度，可以改用带有恒温实施的旋光仪，保证实验在恒温下进行，在本实验条件下，测定时要力求动作迅速熟练。其他误差主要是用旋光仪测定时的读数误差，调节明暗度判断终点的误差，移取反应物时的体积误差，计时误差等等，这些都由主观因素决定，可通过认真预习实验，实验过程中严格进行操作来避免。 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 电导的测定及其应用 1、本实验为何要测水的电导率？ 答：因为普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质而存在一定电导，故实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。作电导实验时需纯度较高的水，称为电导水。水的电导率相对弱电解质的电导率来说是不能够忽略的。所以要测水的电导率。 2、实验中为何通常用镀铂黑电极?铂黑电极使用时应注意什么？为什么？
物理化学期末考试试卷及答案10
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 B.表明了它是双分子反应 D.表明它为基元反应 衣泓理工槌考试试题纸(A 卷) 课程名称物理化学(下)专业班级 备注：学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题) %1. 选择题(12分，每题2分) 1. 如图：,在毛细管中装入水，如果在左端加热，毛细管中的水将() A. 保持不变 B.向左移动 C.来回移动 D.向右移动 2. 将2滴K 2[Fe(CN)4]水溶液滴入过量的CuCl 2水溶液中形成亚铁氤化铜正溶液，下列三种电解质聚沉值 最大的是 A. KBr B. K 2SO 4 C. K 4[Fe(CN)6] D. Na 3PO 4 1 H t 3. 298K 时，电池反应H 2(g)+- 02(g) ===H 2O(1)所对应的电池标准电动势& ,反应 2 2 &0⑴===2 H 2(g) + 02(g)所对应的电池标准电动势E ： Ej e '和E 2e '的关系为 A. E?. = -2 Ep ' B ?E ： =2 E? ' C. E 2° '= - E? ' D. ' 4. 在统计热力学中，若按组成子能否被分辨来对系统分类，那么 A. 气体与晶体均属定域子系统 B.气体与晶体均属离域子系统 C.气体属定域子系统，而晶体属离域子系统 D.气体属离域子系统，而晶体属定域子系统 5. 一定量纯理想气体等温变压时，在分子运动的各配分函数中与压力有关的是： A.电子运动的配分函数 B.平动配分函数 C.转动配分函数 D.振动配分函数 6. 对于任意给定的化学反应A + B — 2Y,则在动力学研究中：( ) A.表明它为二级反应 C.表明了反应物与产物分子间的计量关系 期末练习题 1. 当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时,若采用不同的标准浓度, 则下列说法中正确的是： ( ) (A) 溶质的标准态化学势相同 (B) 溶质的化学势相同 (C) 溶质的活度系数相同 (D) 溶质的活度相同 2. 在298K 时，设液体A 和B 能形成理想的液态混合物，它们的蒸气形成理 想的气态混合物。 已知纯A 和纯B 的饱和蒸汽压分别为kPa p A 50=*，kPa p B 60=*， 如液相中40.0=A x ，则平衡的气相中B 的摩尔分数B y 的值为 （ ） （A ）0.25 (B) 0.40 (C) 0.50 (D) 0.64 3. 在一定温度和压力下,设纯的A(l)的化学势为*μ，其标准态化学势为θμ。 如在A 中加入另一液相B(l),形成理想的液态混合物，这时A(l)的化学势为 A μ，标准态化学势为θμA ， 则两种化学势之间的关系为 （ ） （A ）*μ=A μ，θμ=θ μA （B ）*μ＞A μ，θμ＜θμA （C ）*μ=A μ θμ＞θμA （D ）*μ＞A μ，θμ＝θμA 4. 在298K 时，已知①H 2(g)和②O 2(g)在水中的Henry 系数分别为 91,1012.7?=x k Pa, 92,1044.4?=x k Pa. 在相同的温度和压力下， 两者在水中的饱和溶解的量用摩尔分数表示分别为x 1和x 2，两者的关系为 （ ） （A ）x 1＞x 2 (B) 无法比较 (C) x 1=x 2 （D ）x 1＜x 2 5. 在恒温抽空的玻璃罩中，封入两杯液面相同的糖水（A ）和纯水（B ）。经 历若干时间后，两杯液面的高度将是： （ ） （A ）A 杯高于B 杯 （B ）A 杯等于B 杯 一、填空题（26分，每空2分） 1．已知水在25～100℃之间平均恒压摩尔热容为75.48 J·K -1·mol -1，则在101.3kPa 下，将1kg 水从25℃加热至100℃所需的热为 。 2．某一温度下，反应C(s) + O 2 (g) == CO 2 (g) 的标准平衡常数为K 1，反应 CO (g) + 1/2O 2 (g) == CO 2 ( g) 的标准平衡常数为K 2，则同样温度下反应 2C (s) + O 2 (g ) == 2CO (g) 的标准平衡常数K 3与K 1和K 2的关系是K 3=??????????。 3．450 ?C 时，将NH 3(g)与N 2(g)混合，由于NH 3(g)的分解，最终得到NH 3(g)、N 2(g)和H 2(g)平衡共存的系统，求该系统的组分数C ＝ ，自由数F ＝______。 4．克劳修斯不等式的形式是 ；其大于号适用于 过程。 5．对组成不变的均相封闭系统，(?S /?p )T = ；对理想气体，(?S /?p )T = 。 6．Cd(s)的蒸气压与温度的关系为：lg(p /Pa) =5693K /T -6.439，Cd(l)的蒸气压与温度的关系为：lg(p /Pa) = 5218K /T -5.772，则Cd 的三相点的温度为 ，压力为_______Pa 。 7．如果在溶剂A 中加入少量非挥发性溶质B 组成溶液，溶液凝固时析出的固体A 中也溶解有B ，则该液态溶液的蒸气压将比纯A 液体的蒸气压_________，沸点 ，凝固点___________。（填“升高”、“降低”、“不变”） 二、选择填空题（30分，每题2分） 1．反应PCl 5(g) == PCl 3(g) + Cl 2(g)在473 K 时的离解度为48.5%，而573 K 时的离解度为97 %，则可判断为 A.平衡常数K =2 B.两温度的平衡常数K 相等 C.反应是放热的 D.反应是吸热的 3．由A 及B 双组分构成的α和β两相系统，则在一定T ，p 下物质A 由α相自发向β相转移的条件为 A.β A A μμα > B.β A A μμα< C.βα μμA A = D. β αμμB A = 3．理想气体等温自由膨胀过程的 A.Q > 0 B.?U < 0 C.W < 0 D.?H = 0 4．对于只作膨胀功的封闭系统(?A /?T )V 的值是 A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.不能确定 5．在温度为T 时，纯液体组分A 和B 的饱和蒸气压分别为p A *和p B *，且p B *=3 p A *，若组分A 和B 形成理想液态混合物，当气液两相平衡时，气相中组分A 和B 的物质的量相等。则组分A 和B 在液相中的摩尔分数各应是 p ) = NH p p p ) = NO ) + p p 1 第一章热力学第一定律 选择题 1．关于焓的性质, 下列说法中正确的是（） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓(B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功(D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案：D 。因焓是状态函数。 2．涉及焓的下列说法中正确的是（） (A) 单质的焓值均等于零(B) 在等温过程中焓变为零(C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 答案：D 。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔＨ＜ΔＵ。 3．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零(B) 化合物的生成热一定不为零(C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值 答案：A 。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。 4．下面的说法符合热力学第一定律的是（） (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化 (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C)封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关 答案：C 。因绝热时ΔＵ＝Q ＋W ＝W 。（A ）中无热交换、无体积功故ΔＵ＝Q ＋W ＝0。（B ）在无功过程中ΔＵ＝Q ，说明始末态相同热有定值，并不说明内能的变化与过程有关。（D ）中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的，故ΔＵ亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛盾，因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。 5．关于节流膨胀, 下列说法正确的是 (A)节流膨胀是绝热可逆过程(B)节流膨胀中系统的内能变化(C)节流膨胀中系统的焓值改变(D)节流过程中多孔 塞两边的压力不断变化 答案：B 6．在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: （A ）Q >0, H ＝0, p < 0 （B ）Q ＝0, H <0, p >0 （C ）Q ＝0, H ＝0, p <0 （D ）Q <0, H ＝0, p <0 答案：C 。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。 7．系统经一个循环后，ΔＨ、ΔＵ、Q 、W 是否皆等于零？ 答：否。其中H 和U 为状态函数，系统恢复至原态后其值复原，即ΔＨ＝0、ΔＵ＝0。而热与功是与途径有关的函数，一般不会正好抵消而复原，除非在特定条件下，例如可逆绝热膨胀后又可逆绝热压缩回至原态，或可逆恒 温膨胀后又可逆恒温压缩回至原态等。 1. 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nA ，pA ，VA 和nB ，pB ，VB ，设容器中的总压为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 ）只有（A ）符合Dalton 分压定律。 4. 真实气体液化的必要条件是（）。 （A ）压力大于C p （B ）温度低于C T （C ）体积等于m,C V （D ）同时升高温度和压力 答：（B ）C T 是能使气体液化的最高温度，温度再高无论加多大压力都无法使气体液化。大学物理化学下_期末考试试卷..doc
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物理化学期末考试试题库2017(附答案与解析)汇总