物化核心教程习题答案 下载本文

第 十 章 胶体分散系

答:(A)第二类导体是离子导体,温度升高,离子水合程度下降,溶液粘度下降,电阻变小。 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)2700 g 答:(D)用Faraday 定律计算可得。

3. 298 K,当 H2SO4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 ?m将( )。

(A)k减小,?m增加 (B)k增加,?m增加 (C)k减小,m减小 (D)k增加,?m减小

答:(D)电导率随溶液的浓度增加而增加,但是摩尔电导率随溶液的浓度增加而减小。

4. 用同一电导池分别测定浓度为(1) 0.01 mol·kg-1和(2)0.1 mol·kg-1的两个电解质溶液,其电阻分别为 1000 ? 和 500 ?,则(1) 与()的摩尔电导率之比为( )。

(A)1 : 5 (B)5 : 1 (C)10 : 5 (D)5 : 10

答:(B)?m= k/c k=KCell /R 同一电导池的电导池常数相同,代入得?m(1)/?m(2)=5 : 1。

5. 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?m 值由大到小排了次序。请根据你已有的知识,判定下面哪个是正确的( )。

(A)NaCl > KCl > KOH > HCl (B)HCl > KOH > KCl > NaCl (C)HCl > NaCl > KCl > KOH (D) HCl > KOH > NaCl > KCl

答:(B)相同浓度的电解质溶液,氢离子摩尔电导率最大,其次是氢氧根离子,因为它们是通过氢键导电。钾离子的水合程度小,摩尔电导率比钠离子大。

6. CaCl2的摩尔电导率与其离子的摩尔电导率之间的关系( )。 (A)?m(B)?m(C)?m(D)?m???2+CaCl2?=??Cl-? ? ?+??m?Cam? ?CaCl2?=? 1??m?Ca2+?+??Cl-? m? 22+?CaCl2?=??? ?+2??m?Cam?Cl? 2+?CaCl2?=2[??? ?+2??m?Cam?Cl?]

答:(C)CaCl2的摩尔电导率等于其离子的摩尔电导率的代数和。

7. 有 4 个浓度都是 0.01 mol·kg-1的电解质溶液,其中平均活度系数最大的是( )。

(A)KCl (B)CaCl2 (C)Na2SO4 (D)AlCl3

答:(A)按Debye-Huckel 极限定律,离子强度越大,平均活度系数越小。这里KCl的离子强度最小,所以

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第 十 章 胶体分散系

平均活度系数最大。

8. 下列电池中,哪个电池的电动势与 Cl-离子的活度无关( )。

(A)Zn│ZnCl2(aq)│Cl2(g)│Pt (B)Zn│ZnCl2(aq)‖KCl(aq)│AgCl(s)│Ag (C)Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl2(g)│Pt (D)Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag 答:(C)两个电极反应中的Cl-离子刚好消去,所以与电池的电动势无关。 9. 用对消法(补偿法)测定可逆电池的电动势时,主要为了( )。

(A)消除电极上的副反应 (B)减少标准电池的损耗 (C)在可逆情况下测定电池电动势 (D)简便易行

答:(C)用对消法测定电池的电动势时,电路中几乎无电流通过,所得电位降可以近似作为可逆电池的电动势。

10. 若算得电池反应的电池电动势为负值时,表示此电池反应是( )。

(A)正向进行 (B)逆向进行 (C)不可能进行 (D)反应方向不确定

答:(B)电池电动势为负值,表明该电池是非自发电池,不能正向进行,而能逆向进行。

11. 某电池反应为 2 Hg(l)+O2+2 H2O(l)=2 Hg2++4 OH -,当电池反应达平衡时,电池的电动势 E 必然是( )。

(A)E >0 (B)E =E? (C) E <0 (D) E =0 答:(D)电池反应达平衡,Gibbs自由能的变化值为零,所以电动势 E也必等于零。

12. 某电池在 298 K,标准压力下可逆放电时,放出 100 J 的热量,则该电池反应的焓变值?rHm为( )。

(A)100 J (B)>100 J (C)《100 J (D)-100 J

答:(C)?G = ?H - T?S 可逆放出的热量为T?S,等于-100 J,电池能放电,?G必定小于零,所以?H必须小于-100 J。

13. 在等温、等压下,电池以可逆方式对外作电功时的热效应QR等于( )。

(A)QR?dE??dE??zEF?Q?zFT (B)R???

?dT?p?dT?p(C)QR=?H (D) QR=nEF 答:(B)因为QR=T?S,与(B)式相同。

14. 有两个电池,电动势分别为E1和E2: Pt│H2(p Pt│H(p

)│KOH (0.1 mol·kg-1)│O2(p)│H2SO4 (0.0l mol·kg-1)│O2(p

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)│Pt E1 )│Pt E2

第 十 章 胶体分散系

比较其电动势大小为( )。

(A)E1< E2 (B)E1> E2 (C)E1= E2 (D)不能确定

答:(C)氢-氧燃料电池只要两种气体的压力相同,电动势就相等,与溶液的pH值无关。因为电动势的计算公式中没有离子浓度项。

15. 反应 Cu2+(a1)→ Cu2+(a2),已知 a1>a2,可构成两种电池

(1) Cu(s)│Cu2+(a2)‖Cu2+(a1)│Cu(s) (2)Pt│Cu2+(a2),Cu+(a')‖Cu2+(a1),Cu+(a')│Pt 这两个电池电动势 E1与E2的关系为( )。

(A)E1=E2 (B)E1=2 E2 (C)E1=

12E2 (D)无法比较

答:(C)两个电池的电池反应相同,Gibbs 自由能的变化值相同,但是电子得失不同,(1)中有两个电子得失,而(2)中只有一个,所以电子得失多的电动势反而小。 16. 298K时有如下两个电池:

Cu(s)│Cu+(a1)‖Cu+(a1),Cu2+(a2)│Pt(s) Cu(s)│Cu2+(a2)‖Cu+(a1),Cu2+(a2)│Pt

两个电池的电池反应都可写成Cu(s)+ Cu2+(a2)→ 2Cu2+(a1),则两个电池的E系为( )。

(A)?rGm和E(C)?rGm和E

都相同 (B)?rGm相同,E都不相同 (D)?rGm不同,E

不同 相同

与?rGm之间的关

答:(B)两个电池的电池反应相同,Gibbs 自由能的变化值相同,但是电子得失不同,(2)中有两个电子得失,而(1)中只有一个,所以电子得失多的电动势反而小。

17. 以石墨为阳极,电解 0.01 mol·kg-1 NaCl 溶液,在阳极上首先析出( )。

(A) Cl2(g) (B)O2(g) (C)Cl2与 O2混合气体 (D)无气体析出 已知:E

(Cl2/Cl-)= 1.36 V , ?(Cl2)= 0 V ,

E

(O2/OH-)= 0.401V ,

?(O2)= 0.8 V 。

答:(A)因为氧气在石墨阳极上的超电势很大,计算电极电势的结果,Cl2 (g)的电极电势小,所以先在阳极析出。

18. 电解时, 在阳极上首先发生氧化作用而放电的是( )。

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第 十 章 胶体分散系

(A)标准还原电极电势最大者

(B)标准还原电极电势最小者 (C)考虑极化后,实际上的不可逆还原电极电势最大者 (G)考虑极化后,实际上的不可逆还原电极电势最小者 答:(D)实际析出电极电势最小者,首先在阳极上氧化放电而析出。

第 九 章 表面现象

一、思考题

1. 表面自由能与表面张力有哪些共同点和不同点?

答: 它们的共同点是:(1)都反映了表面分子受力不均匀的情况;(2)两者的数值相同,通常用同一符号表示。

它们的不同点是:(1)两者的物理意义不同,表面自由能是指等温、等压、保持组成不变的条件下,可逆地增加单位表面积时,系统Gibbs自由能的增值。表面张力是指垂直作用于单位长度的边界上且与表面相切的收缩力。

(2)两者的单位不同,表面自由能的单位是J·m-2,而表面张力的单位是N·m-1。 2. 一个飘荡在空气中的肥皂泡上,所受的附加压力为多少?

答: 肥皂泡有内外两个球面,附加压力的方向都指向曲率半径的圆心。若忽略膜的厚度,一个凸球面和一个凹球面的曲率半径近似相等,则附加压力是普通球面附加压力的两倍。 3. 自然界中为什么气泡、小液滴都呈球形?

答: 液膜和液体表面都具有表面自由能,表面自由能越低,系统越稳定。所以,为了降低表面自由能,液体表面都有自动收缩到最小的趋势。而球形是相同体积的物体具有表面积最小的一种形式,所以气泡和小液滴都呈球形。

4. 纯液体、溶液和固体是怎样降低自身的表面自由能的? 答: 纯液体只有收缩,在体积小时收缩成球形。

溶液有两种方法,一种是收缩,另一种是调节表面层浓度。如果溶质是表面活性剂,则尽可能使溶质分子排在表面;如果溶质是非表面活性物质,尽可能将溶质分子藏在体相。

洁净的固体表面靠吸附液体或气体分子来降低表面自由能。 5. 为什么有机蒸馏中加了沸石才能防止暴沸?

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