大学物理化学课后习题答案.docx
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大学物理化学课后习题答案
大学物理化学课后习题答案
【篇一：
大学物理化学8-电化学课后习题及答案】
、是非题
1、用能斯特公式算得电池的电动势为负值，表示此电池反应的方向是朝正向进行。
（）
2f2f
3、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。
（）
4、电池反应的电动势emf与指定电池反应计量方程式的书写无关，而电池反应的热力学函数变?
rgm等则与指定电池反应计量方程式的书写有关。
5、锌、银两金属片同时插入hcl水溶液中，所构成的电池是可逆电池。
公式为：
emf=emf?
二、选择题
选择正确答案的编号，填在各题之后的括号内：
1、原电池在定温定压可逆的条件下放电时，其在过程中与环境交换的热量为：
（）。
（a）?
rhm；（b）零；（c）t?
rsm；（d）?
rgm。
2、电池hg（l）|zn（a1）|znso4（a2）|zn（a3）|hg（l）的电动势：
（）。
（a）仅与a1，a3有关，与a2无关；（b）仅与a1，a2有关，与a3无关；（c）仅与a2，a3有关，与a1无关；（d）与a1，a2，a3均无关。
3、在25℃时，电池pb（hg）（a1）|pb（no3）2（aq）|pb（hg）（a2）中a1?
a2，则其电动势e：
（）。
（a）?
0；（b）?
0；（c）=0；（d）无法确定
三、填空题
2、若已知某电池反应电动势的温度系数（
?
emf
）p?
0，则该电池可逆放电时的反应热?
t
qr?
?
?
?
?
?
?
?
；?
rsm?
?
?
?
?
?
?
?
?
。
（选择填入?
0，?
0，或=0）
四、综合题
习题1
写出下列原电池的电极反应和电池反应：
（i）pt｜h２（p?
）｜hcl（a）｜agcl（s）｜ag（s）（ii）pt｜h２（p?
）｜naoh（a）｜o２（p?
）｜pt
习题2
将下列化学反应设计成原电池，并以电池图式表示：
（i）zn（s）＋h２sＯ４（aq）h２（p）+znso4（aq）
（ii）pb（s）+hgo（s）hg（l）+pbo（s）（iii）ag＋（a）+i－（a）agi（s）
习题3
计算化学电池：
zn（s）｜zn
２＋
（a=0.1）‖cu
２＋
（a=0.01）｜cu（s）在25℃时的电动势。
习题4
有一原电池ag（s）|agcl（s）|cl－（a=1）||cu2+（a=0.01）|cu（s）。
（1）写出上述原电池的反应式；
（2）计算该原电池在25℃时的电动势emf；
习题5
－
习题6
习题7
－1）|agcl（s）|ag（s）的电动势为0.3522v，25℃时，电池pt（s）|h2（p?
）|hcl（0.1mol?
kg
（1）求反应h2（g,p?
）+2agcl（s）=2ag+2h++2cl－，在25℃的标准平衡常数。
（已知
（2）求金属银在1mol?
kg－1hcl溶液中产生h2的平衡压力。
（已知
习题8
电化学课后习题
一、是非题
二、选择题
1、（c）2、（a）3、（a）
三、填空题
1、2、
四、综合题
习题1
解
＋＋
（i）阳极（负极）：
1/2h２（p?
）→h［a（h）］＋e-（氧化，失电子）
－－
阴极（正极）：
agcl（s）+e-→ag（s）+cl［a（cl）］（还原，得电子）
＋＋－－
电池反应：
1/2h２（p?
）＋agcl（s）→ag（s）+h［a（h）］＋cl［a（cl）］
－－
（ii）阳极（负极）：
h２（g，p?
）+2oh［a（oh）］→２h２Ｏ＋２e（氧化，失电子）
－－
阴极（正极）：
1/2o２（g，p?
）＋h２Ｏ（l）＋2e-→2oh［a（oh）］（还原，得电子）?
电池反应：
h２（g,p?
）＋１/２Ｏ２（g,p?
）→h２Ｏ（l）
习题2
解:
设计方法是将氧化反应的物质作为负极，放在原电池图式的左边；起还原反应的物质作为正极，放在原电池图式的右边。
（i）在该化学反应中发生氧化反应的是zn（s），即?
２＋－
zn（s）→zn（a）＋２e?
＋＋－
而发生还原反应的是h，即2h（a）＋２e→→h２（g）
根据上述规定，此原电池图式为：
?
zn（s）｜znso4（aq）‖h２sＯ４（aq）｜h２（g）｜pt
（ii）该反应中有关元素之价态有变化。
hgo和hg，pbo和pb构成的电极均为难溶氧化物
－－
电极,且均对oh离子可逆，可共用一个溶液。
发生氧化反应的是pb,即pb（s）+2oh（a）→
－－－
pbo（s）+h２Ｏ（l）+2e发生还原反应的是hgo,即hgo（s）+h２Ｏ（l）＋2e→hg（l）+2oh（a）
根据上述规定，此原电池图式为：
?
－
pb（s）｜pbo（s）｜Ｏh（aq）｜hgo（s）｜hg（l）
－
（iii）该反应中有关元素的价态无变化。
由产物中有agi和反应物中有i来看，对应的电极
－
为ag（s）｜agi（s）｜Ｉ（a），电极反应为ag（s）+i－（a）═agi（s）+e。
此电极反应与所给电池反应之差为：
＋－
ag（a）＋Ｉ（a）→agi?
－－
－）ag+i→agi+e?
ag＋（a）→ag－e?
＋
即所对应的电极为ag｜ag。
此原电池图式为：
?
－＋
ag（s）｜agi（s）｜Ｉ（a）‖ag（a）｜ag（s）
习题3
解采用方法（ii）来计算，首先写出左、右两电极的还原反应：
２＋－
左：
zn（a=0.1）+2e→zn（s）
２＋－
右：
cu（a=0.01）+2e→cu（s）由电极反应的能斯特方程有：
e（左极，还原）?
e?
（zn2?
zn）?
rt1
lnzfa（zn2?
）
e（右极，还原）?
e?
（cu2?
cu）?
由表10-4查得e?
（zn可算得：
２＋
rt1
ln
zfa（cu2?
）
２＋
｜zn）=－0。
7626v，e?
（cu｜cu）=0.3402v，代入已知数据，
e（左极，还原）＝－0.792ve（右极，还原）＝0.281v?
因此，eＭＦ＝Ｅ（右极，还原）－e（左极，还原）＝0.281v－（－0.792v）＝1.07v?
采用方法（i）可算得同样的结果。
习题4
[题解]
（1）电池及电极反应：
－－
2ag（s）+2cl（a=1）==2agcl（s）+2e
－
2+2ag+2cl－（a=1）+cu2+（a=0.01）==2agcl（s）+cu
（2）emf?
[0.3402-0.2223-
0.059161
lg2]v?
0.05875v21?
0.01
?
?
?
lnk?
?
?
zfemf/rt?
2?
96485?
（0.3402?
0.2223）
?
9.1782
8.314?
298.15
k?
?
9.68?
103
[导引]（i）写出电池的电极反应和电池反应是该题求解首要步骤，它的正确与否将直
接影响下一步的计算，因此必须熟练掌握各类电极及电池反应式的写法。
（ii）能斯特方程是本章的重点内容之一，也是考研试题的热点之一，是必须掌握的内容。
习题5
[题解]电极及电池反应：
－
负极：
h2（g）→?
2h++2e
－
正极：
hg2cl2（s）+2e→2hg（l）+2cl
电池反应：
h2（g）+hg2cl2（s）===2hcl+2hg（l）
－
emf?
e?
mf
0.05916a2（hcl）?
a2[hg（l）]?
lg（）?
?
2p（h2）/p
=（0.268－0.05916lga（hcl））v
emf?
=e?
（cl－|hg2cl2|hg）－e?
（h+|h2|pt）=e?
（cl－|hg2cl2|hg）
e?
（cl－|hg2cl2|hg）=emf?
=0.268v[导引]解本题的几个关键点是：
（i）正确写出电极反应及电池反应式；
（ii）（iii）（iv）（v）（vi）列出电池反应的能斯特方程；
知道p（h2）/p?
=p?
（h2）/p?
=1,a[hg（l）]=1；
hcl为1－1型电解质，a（hcl）＝a?
2＝（?
?
b/b?
）2；应用emf?
=e?
（右，还原）－e?
（左，还原）；e?
[h+（a=1）|h2（p?
）]=0。
习题6
[题解]
－
（1）（+）zn（s）→zn2+（a）+2e
－－
?
zfemf2?
[0.2223?
（?
0.763）]
（2）lgk?
?
?
33.3153
2.303rt0.05916
?
k?
?
2.067?
1033
?
?
（3）emf?
emf?
rtrtb?
lna（zncl2）?
emf?
?
）3?
3?
]2f2fb
bb?
?
0.05916?
?
emf?
{lg[4（?
）3]?
3lg?
?
}?
emf?
0.02958{lg[4（?
）3]?
3lg?
?
}
2bb
?
emf?
emf1b310.9853?
1.0153
?
?
?
?
?
）]?
?
?
lg4?
?
0.555?
?
3?
0.02958
.0295833?
0.02958b?
?
0.38
?
?
?
0.4077
b33
）?
?
。
?
b
习题7
[题解]
（1）emf?
e
?
?
mf
?
?
?
?
2
emf?
=0.2223v－0v=0.2223vlnk?
=zemf?
f/（rt）
=
2?
96485?
0.2223
=17.306
8.314?
298.15
b?
?
）4/[p（h2）/p?
]?
b
（2）k?
={[a（h+）]2[a（cl－）]2}/[p（h2）/p?
]=（
【篇二：
大学物理化学7-动力学课后习题及答案】
题1
某溶液中反应a+b?
y开始时a与b的物质的量相等，没有y，1h后a的转化率为75%，问2h后a尚有多少未反应？
假设：
（1）对a为一级，对b为零级；
（2）对a，b皆为一级；（3）对a，b皆为零级。
习题2
－－
及xa=0.75时，所需时间，若对反应物a分别为?
（i）0级；（ii）1级；（iii）2级；
－
习题3
dpa
?
kpapb。
将气体a和b按物质的量dt
比2：
1引入一抽空的反应器中，反应温度保持400k。
反应经10min后测得系统压力为84kpa，经很长时间反应完了后系统压力为63kpa。
试求：
（1）气体a的初始压力pa,0及反应经10min后a的分压力pa；
（2）反应速率系数ka；
已知气相反应2a+b?
2y的速率方程为?
（3）气体a的半衰期。
习题4
反应2a（g）+b（g）?
y（g）的动力学方程为－
dcb.50.5
=kbc1今将a与b的摩尔比为acb。
dt
2∶1的混合气体通入400k定容容器中，起始总压力为3.04kpa，50s后，总压力变为2.03kpa，试求反应的反应速率系数kb及ka。
习题5
已知反应2hi→i2+h2，在508℃下，hi的初始压力为10132.5pa时，半衰期为135min；而当hi的初始压力为101325pa时，半衰期为13.5min。
试证明该反应为二级，并求出反
－－－－
习题6
某有机化合物a，在酸的催化下发生水解反应。
在50℃，ph=5和ph＝4的溶液中进行时，半衰期分别为138.6min和13.86min，且均与ca,0无关，设反应的速率方程为?
?
dcaa
?
kaca[c（h?
）]?
dt
（iii）求在50℃，ph=3的溶液中，a水解75%需要多少时间?
?
习题7
dpa
=kapap2b。
在dt
720k时，当反应物初始压力pa,0=1333pa，pb,0=3999pa时测出得用总压力表示的初始反应速
在定温定容下测得气相反应a（g）+3b（g）?
2y（g）的速率方程为：
?
率为?
[
dp总dt
?
?
]
t=0=200pa
-1
（1）试求上述条件下反应的初始反应速率－（需的时间；
?
1
dpa
）t=0，ka及气体b反应掉一半所dt
，试求反应在800k，pa?
0=pb,0=2666pa
dpa
）t=0。
dt
习题8
下列平行反应，主、副反应都是一级反应：
ky（主反应）已知lg（k1/s）=－k2
z（副反应）。
lg（k2/s
?
1?
1
2000
+4.00；t/k4000
+8.00t/k
，计算400k时，经10s，a的转化率为
）=－
?
3
多少?
y和z的浓度各为多少?
（2）用具体计算说明，该反应在500k进行时，是否比400k时更为有利?
习题9
对行反应a
mol?
dm?
3，cy,0=0，计算30s后y的浓度。
习题10
反应2no+o2?
2no2的反应机理为及各元反应的活化能为：
1
k
?
1
k
2
k
设前两个元反应达平衡，试用平衡态处理法建立总反应的动力学方程式，并求表观活化能。
习题11
反应c2h6+h2?
2ch4的反应机理如下：
（i）c2h62ch3；
k1?
?
ch4+h；（ii）ch3+h2?
?
1?
?
ch4＋ch3。
（iii）h+c2h6?
k
设第一个反应达到平衡，平衡常数为kc；设h处于稳定态,试建立ch4生成速率的动力学
方程式。
动力学课后习题答案
习题1
[题解]：
－dca/dt=kaca?
cb?
（1）?
=1，?
=0，即－dca/dt=kacaka?
1111
ln?
ln
t11?
xa,1t21?
xa,2
t2
ln（1?
xa,1）?
2ln（1?
0.75）t1
ln（1?
xa,2）?
1－xa,2=0.0625=6.25%；
（2）?
=?
=1，－dca/dt=kacacb=kaca2
kaca,0?
1111（?
1）?
（?
1）t11?
xa,1t21?
xa,2
xa,1t10.75?
2?
?
1?
2?
?
1?
7
1?
xa,2t11?
xa,11?
0.75
1－xa,2=0.1429=14.29%；
（3）?
=?
=0，－dca/dt=ka
c?
ca,0（1?
xa）ca,0xa1
ka?
（ca,0?
ca,x）?
a,0?
ttt
xa,2?
1无意义，说明反应物在2h以前已消耗完。
[导引]首先写出微分速率方程经验式的通式－dca/dt=kaca?
cb?
，再根据具体条件得出不同级数的积分速率方程，然后将转化率有关的数值代入，得出结果。
本题包括了零、一、二各级反应的速率方程的应用，是综合性强，考研题目中出现概率较大的题型。
习题2
[题解]:
?
（i）0级?
－－
1
ca,0xa，?
ka
t11mol?
dm?
3?
0.50?
ca,0xa?
?
50s?
?
3?
1
ka0.01mol?
dms
1
ca,0xa,?
ka
xa=0.75时，由式t?
11mol?
dm-3?
0.75t?
ca,0xa?
?
75s
ka0.01mol?
dm?
3s?
1
?
（ii）1级?
由式?
dca
ka?
0.01mol?
dm?
3?
s?
1?
1
?
?
0.01s?
3
1mol?
dm
由式t?
11
当xa=0.5时，ln
ka1?
xa
0.6930.693
?
?
69.3s?
?
?
1
ka0.01s
t1/2?
xa=0.75时，?
t?
1111ln?
ln?
138.6ska1?
xa0.01s?
11?
0.75
dca2
ka?
2ca,0
0.01mol?
dm?
3?
s?
1
?
?
0.01mol?
1?
dm3?
s?
1?
?
32
（1mol?
dm）
由式t?
xa
当xa=0．5时，
kaca,0（1?
xa）
11
?
?
100s?
?
13?
1?
3
kaca,00.01mol?
dm?
s?
1mol?
dm
t1/2?
xa=0.75时，
t?
习题3
xa0.75
?
?
300s?
13?
1?
3
kaca,0（1?
xa）0.01mol?
dm?
s?
1mol?
dm?
0.25
[题解]：
（1）2a+b?
2yt=0：
pa，0pa，0/20
pa,0pb,0
?
?
apa2
?
?
?
bpb1
dpapk
?
kapaa?
（a）pa2dt22
211
?
（3）t1/2?
1k
（a）?
pa,02
?
20min。
[导引]反应完毕系统内只有y，y的值应按2a+b?
2y物料衡算而得，不是py=pa，0=63kpa，而是p（总）=pa，0=63kpa。
第
（2）,（3）问考察的是二级反应的典型特征，要特别注意，当反应计量式反应物不是1：
1的关系时，其积分速率方程的形式与计量比的关系有关。
习题4
[题解]：
nac
?
2则a?
2ca?
2cbnbcb
?
p?
?
1
p0?
1.01kpa3
dcb1.50.522
?
kb?
2cb?
cb?
21.5kbcb?
k?
cb
dt
cb,0
1p0?
3rt
?
13.04?
103pa?
3?
?
10?
?
3.05?
104mol?
dm?
3?
?
?
1?
1
?
38.314j?
k?
mol?
400k?
k?
?
?
3.04?
2.03?
kpa?
1p0?
pt?
1
?
?
?
kpa?
tcb,0pt?
p?
?
50s?
3.05?
10?
4mol?
dm?
32.03?
1.01?
1
?
65.0dm3?
mo?
l?
s?
1
k?
?
21.5kb,则kb?
23.0dm3?
mol?
1?
s?
1
ka?
2kb?
46.0dm3?
mol?
1?
s?
1
【篇三：
大学物理化学5-相图课后习题及答案】
/p>下述各题中的说法是否正确?
正确的在题后括号内画“?
”,错的画“?
”。
1.相是指系统处于平衡时,系统中物理性质及化学性质都均匀的部分。
（）2.依据相律,纯液体在一定温度下,蒸气压应该是定值。
（）3.依据相律,恒沸温合物的沸点不随外压的改变而改变。
（）
二、选择题
选择正确答案的编号，填在各题题后的括号内。
1nh4hs（s）和任意量的nh3（g）及h2s（g）达平衡时有：
（）。
（a）c=2，?
=2，f=2；（b）c=1，?
=2，f=1；（c）c=1，?
=3，f=2；（d）c=1，?
=2，f=3。
2已知硫可以有单斜硫，正交硫，液态硫和气态硫四种存在状态。
硫的这四种状态____稳定共存。
（a）能够；（b）不能够；（c）不一定。
3硫酸与水可形成h2so4?
h2o（s），h2so4?
2h2o（s），h2so4?
4h2o（s）三种水合物，问在101325pa的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种？
（）
（a）3种；（b）2种；（c）1种；（d）不可能有硫酸水合物与之平衡共存。
4将固体nh4hco3（s）放入真空容器中，恒温到400k，nh4hco3按下式分解并达到平衡：
nh4hco3（s）===nh3（g）+h2o（g）+co2（g）系统的组分数c和自由度数f为：
（）
（a）Ｃ＝2，f＝2；（b）Ｃ＝2，f＝2；（c）Ｃ＝2，f＝0；（d）Ｃ＝3，f＝2。
5某系统存在c（s）、h2o（g）、co（g）、co2（g）、h2（g）五种物质，相互建立了下述三个平衡：
h2o（g）+c（s）h2（g）+co（g）co2（g）+h2（g）h2o+co（g）co2（g）+c（s）2co（g）则该系统的独立组分数c为：
（）。
（a）3；（b）2；（c）1；（d）4。
三、计算题习题1
a，b二组分在液态完全互溶，已知液体b在80?
c下蒸气压力为101.325kpa，
-1
（1）画出此二组分系统在101.325kpa下的沸点一组成图，并标出各相区；
（2）8molb和2mola的混合物在101.325kpa，65?
c时，
①求平衡气相的物质的量；
②求平衡液相中组分b的活度和活度因子；
③此混合物能否用简单精馏的方法分离为纯a组分与纯b组分？
为什么？
习题2
图5-2为a、b二组分液态完全互溶系统的沸点组成图。
t/℃
8060402000.0a
0.2
0.40.6xb?
0.8
1.0b
图5-2
（1）在图中标示各相区聚集态及成分（聚集态用g,l,s；成分用a,b,a＋b表示,不要另画图）
（2）在以下题中的“”处填上答案（不要另处作答）（i）4mola和6molb混合时，70℃时该系统相数为;其中物质的量n=mol;n=前者含n（a）=n（b）=后者含n（a）=n（b）=（ii）xb＝的a，b二组分混合物其在101325pa下沸点为70℃.（iii）70℃时，xb＝0.80的混合物，组分a的活度因子fa＝，活度aa＝
习题3
a和b固态时完全不互溶，101325pa时a（s）的熔点为30?
c，b（s）的熔点为50?
c，a和b在10?
c具有最低共熔点，其组成为xb?
e=0.4，设a和b相互溶解度曲线均为直线。
（1）画出该系统的熔点-组成图（t-xb图）；
（2）今由2mola和8molb组成系统，根据画出的t-xb图，列表回答系统在5?
c，30?
c，50?
c时的相数、相的聚集态及成分、各相的物质的量、系统所在相区的条件自由度数。
习题4
a和b形成相合熔点化合物ab：
a，b，ab在固态时完全不互溶；a，ab，b的熔点分别为200?
c，300?
c，400?
c，a与ab及ab与b形成的两个低共熔点分别为150?
c，xb,e?
0.2和250?
c，xb,e?
0.8。
21
（1）画出以上述系统的熔点-组成（t-xb）图；
（2）画出以下两条步冷曲线：
xb=0.1的系统从200?
c冷却到100?
c，及xb=0.5的系统从400?
c冷却到200?
c；
（3）8molb和12mola混合物冷却到无限接近150?
c时，系统是哪几相平衡？
各相的组成是什么？
各相物质的量是多少？
习题5
nacl-h2o二组分系统的最低共熔点为-21.1?
c，最低共熔点时溶液的组成为w（nacl）=0.233，在该点有冰和nacl?
2h2o的结晶析出。
在0.15?
c时，nacl?
2h2o分解生成无水nacl?
和w（nacl?
h2o）=0.27的溶液。
已知无水nacl在水中的溶解度随温度升高变化很小。
nacl与h2o的摩尔质量为58.0g?
mol-1，18.0g?
mol-1
（1）绘制该系统相图的示意图，并指出图中区、线的意义；
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