大学物理化学课后习题答案.docx

1、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

2、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

3、）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) pth（p?）hcl(a)agcl(s)ag(s) (ii) pth（p?）naoh(a)o(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)hs（aq)h(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 （a=0.1）cu （a=0.01）cu(s)在25时的电动势。 习题4

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?kg1 hcl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

5、空题 1、2、 四、综合题 习题1 解 (i)阳极(负极)：1/2h（p?）ha（h）e-(氧化，失电子) 阴极(正极)：agcl(s)+e-ag(s)+cla（cl）（还原，得电子） 电池反应：1/2h（p?）agcl(s)ag(s)+ha(h)cla(cl) (ii)阳极(负极)：h(g，p?)+2oha(oh)he (氧化，失电子) 阴极(正极)：1/2o(g，p?)h(l)2e-2oha(oh)（还原，得电子）? 电池反应：h（g, p?）/（g, p?）h(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。 (

6、i)在该化学反应中发生氧化反应的是zn(s)，即? zn(s)zn(a)e? 而发生还原反应的是h，即2h(a)eh(g) 根据上述规定，此原电池图式为：? zn(s)znso4（aq）hs（aq）h(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)+h(l)+2e发生还原反应的是hgo,即hgo(s)+h(l)2 ehg(l)+2oh(a) 根据上述规定，此原电池图式为：? pb(s)pbo(s)h（aq）hgo(s)hg(l) (iii

7、)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)(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)(a) agi? ）ag+iagi+e? ag(a)age? 即所对应的电极为agag。此原电池图式为：? ag(s)agi(s)(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： 左：zn（a=0.1）+2ezn(s) 右：cu（a=0.01）+2ecu(s) 由电极反应的能斯特方程有： e(左极，还原)?e?(zn2?zn)? rt1 ln z

8、fa(zn2?)e(右极，还原)?e?(cu2?cu)? 由表10-4查得e?（zn可算得： rt1 ln zfa(cu2?) zn）=0。7626v，e?（cucu）=0.3402v，代入已知数据， e(左极，还原)0.792v e(右极，还原)0.281v? 因此，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

9、-0.2223- 0.059161 lg2v?0.05875v 21?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 2 hg（l）+2cl 电池反应：h2（g）

10、+ hg2cl2（s）=2hcl+2 hg（l） emf?e?mf 0.05916a2(hcl)?a2hg(l)?lg() ?2p(h2)/p =（0.2680.05916lga(hcl) ）v emf? = e?(cl| hg2cl2|hg) e?(h+|h2|pt) = e?(cl| hg2cl2|hg) e? (cl| hg2cl2|hg) = emf? = 0.268 v 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, ahg(l)=1；

11、hcl为11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?lg4(?)3?3lg?emf?0.02958lg4(?)3?3lg? 2bb ? emf?emf1b310

12、.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 e mf ?=0.2223v0v=0.2223v lnk?= z e mf ?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

13、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400 k。反应经10min后测得系统压力为84 kpa，经很长时间反应完了后系统压力为63 kpa。试求： (1)气体a的初始压力pa,0及反应经10 min后a的分压力pa； (2)反应速率系数ka； 已知气相反应 2a

14、 + 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 21的混合气体通入400 k定容容器中，起始总压力为3.04 kpa，50s后，总压力变为2.03 kpa，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10132.5 pa 时，半衰期为135 min；而当hi的初始压力为101 325 pa时，半衰期为13.5 min。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

15、，ph=5和ph4的溶液中进行时，半衰期分别为138.6min和13.86 min，且均与ca,0无关，设反应的速率方程为? ? dcaa ?kacac（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 = 200 pa -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，k

16、a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：k y(主反应)已知lg(k1 / s) = k2 z(副反应)。lg(k2 / s ?1?1 2000 + 4.00 ； t/k4000 + 8.00 t/k ，计算400 k时，经10 s，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500 k进行时，是否比400 k时更为有利 ? 习题9 对行反应a mol?dm?3，cy,0=0，计算30 s后y的浓度。 习题10 反应 2no +

17、 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) c2h6 2ch3 ； 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 = kaca

18、 ka? 1111 ln?ln t11?xa,1t21?xa,2 t2 ln(1?xa,1)?2ln(1?0.75) t1 ln(1?xa,2)? 1xa,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 1xa,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

19、,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，? kat11mol?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 ?

20、(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?138.6s ka1?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=05时， kaca,0(1?xa) 11 ?100s? ?13?1?3 kaca,00.01mol

21、?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 ?2y t=0： pa，0pa，0/2 0 pa,0pb,0 ? ?apa2 ? ?bpb1 dpapk ?kapaa?(a)pa2 dt22 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

22、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?2 ca?2cb nbcb ? 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 ?

23、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。 1 nh4hs(s)和任意量的nh3(g)及h2 s(g)达平衡时有：( )。

24、 (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101 325pa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nh4hco

25、3(s) 放入真空容器中，恒温到400 k，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) 2，f 2； (b) 2，f 2； (c) 2，f 0； (d) 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；

26、(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101.325 kpa， -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) 8 mol b和2 mol a的混合物在101.325 kpa，65 ?c时， 求平衡气相的物质的量； 求平衡液相中组分b的活度和活度因子； 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

27、示各相区聚集态及成分(聚集态用g, l, s；成分用a, b, ab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) 4 mol a和6 mol b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，xb0.80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，101 325 pa 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

28、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2 mol a 和8 mol b 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

29、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)8 mol b和12 mol a 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58.0 g?mol-1，18.0 g?mol-1 （1）绘制该系统相图的示意图，并指出图中区、线的意义；