湖南大学环境科学、环境工程专业第三次物理化学小考答案一、选择题1、氯化镁可以采用基本单元MgCl2或MgCl2。
在一定温度和无限稀释的水溶液中，两者的极限摩尔电导率存在下列关系：2(MgCl2)（b ）(MgCl2)选择填入：(a) >； (b) =; (c)<; (d) 二者之间无一定的关系2、在一定条件下，强电解质AB的水溶液中只存在A+和B两种离子（H+、OH与它们相比较完全可忽略不计）。
已知A+与B运动的速率存在下列关系：+ = 1.5。
则B的迁移数t=（ a ）。
选择填入：(a) 0.40; (b) 0.50; (c) 0.60; (d) 0.703、在300K，无限稀释的水溶液中，极限摩尔电导率最大的正离子是（ d ）。
选择填入：(a) Na+; (b) Mg2+; (c) La3+; (d) H+4、在25℃时，若要使电池 Pt|H2(g, p1)| HCl水溶液| H2(g, p2) Pt的电动势E为正值，则必须使（ b）。
选择填入：(a) p1=p2; (b) p1>p2; (c) p1<p2; (d) p1和p2都可任意取值5、25℃时的水溶液中，当b(NaOH) = 0.10mol·kg1时，其正、负离子的平均活度系数=0.766，则正、负离子的平均活度=( b )。
选择填入：(a) 0.766; (b) 7.66102; (c) 7.66; (d) 15.321026、在电解池的阴极上，首先发生还原作用而放电的是（ c ）。
选择填入：(a) 标准还原电极电势最大的反应；(b) 标准还原电极电势最小的反应；(c) 极化电极电势最大的反应； (d) 极化电极电势最小的反应7、已知25℃时电极反应(1) Fe2+ + 2eFe(s)的标准电极电势=0.439V(2) Fe3+ + eFe2+的标准电极电势= 0.770V(3) Fe3+ + 3eFe(s)所对应电极的标准电极电势( b )。
选择填入：(a) 0.331 V；(b) 0.036V; (c) 0.331V; (d) 0.036V8、25℃时电池反应：H2(g, 100kPa) + 0.5O2(g, 100kPa)H2O{1，p(环)=100kPa}所对应的电池的电动势E1=1.229V。
25℃时电池反应：2H2O{1，p(环)=100kPa }2H2(g,100kPa) + O2(g,100kPa)所对应电池的电动势E2=( c )。
选择填入：(a) 2.458V; (b) 2.458V; (c) 1.229V; (d) 1.229V9、对弯曲液面所产生的附加压力p一定是（ d ）。
选择填入：(a) 大于零；(b) 等于零；(c) 小于零；(d) 不等于零10、在一定温度和压力下，将表面活性物质加入溶剂中后，所产生的结果必然是（a）。
选择填入：(a) <0，正吸附； (b) >0，负吸附；(c) >0，正吸附； (d) <0，负吸附二、填空题1、在A和B两个串连的电解池中，分别放有物质的量浓度为1mol·dm3的AgNO3水溶液和1mol·dm3的CuSO4水溶液。
两电解池的阴极皆为铂电极，阳极分别为Ag(s)和Cu(s)电极。
通电一定时间后，实验测出在A电解池的铂电极上有0.02mol的Ag(s)析出，B电解池的铂电极上必有（0.01）mol的Cu(s)析出。
2、在温度、溶剂一定时，当某强电解的物质的量浓度c( c无限趋近于零 )时，该强电解质的趋于定值。
3、一个原电池必有两个电极。
相对而言，电势高的电极称为（正极）；电势低的电极称其为（负极）。
4、25℃时，E[Cl{a(Cl)=1}|AgCl(s)|Ag] = 0.2221V，E{Cl{a(Cl)=1}|Cl2(g,p=100kPa)|Pt = 1.358V由上述两电极在25℃组成电池时，该电池的阳极为( AgCl电极 )，电池的表示式为（Ag|AgCl(s)|Cl{a(Cl)=1}|Cl2(g, p=100kPa)|Pt），电池的电动势E=（ 1.1359）V。
5、在一定温度下，液体分子间的作用力越大，其表面张力（越大）。
6、不论是分散在大气中的小液滴和小气泡，或者是分散在液体中的小气泡，以及在毛细管中的凹液面和凸液面，它们所承受附加压力p的方向，皆是指向（弯曲液面曲率半径的中心）。
7、在一定T、p下，一个小液滴滴在光滑的固体表面上，可以迅速地平铺在固体表面上，此过程可以视为气-液界面和固-液界面取代固-气界面的过程。
若已知固体和液体的表面张力分别为sg和lg，固-液界面张力为sl，铺展的面积为A，则此铺展过程的表面吉布斯函数变G（表面）= （A（gl + gl sg）三、简答题1、在两支水平放置的毛细管中间皆放有一段液体，如附图所示。
a管中的液体对管的内壁完全润湿；b管中的液体对管的内壁完全不润湿。
若皆在两管的右端加热时，管内的液体各向哪一端流动。
为什么？当在毛细管的右端加热时，右端的毛细管膨胀而使液面的曲率半径r变大；液体的温度升高而使其表面张力变小。
由p=2/r可知，上述两因素皆使加热端弯曲液面的附加压力p在数值上变小，因而破坏了原来的平衡。
由于a管内两端的p皆指向气体，使管内液体向左流动。
b管内两端的p皆指向液体，而使管内液体向右流动。
2、在一定的温度和大气压力下，半径均匀的毛细管下端，有两个大小不等的圆球形气泡，如右图所示，试问在活塞C关闭的情况下，将活塞A、B打开，两气泡内的气体相通之后，将会发生什么现象？并解释其原因。
两气泡连通后，由于大气泡的附加压力小于小气泡的附加压力，大气泡将会变得更大，而小气泡将会变得越来越小，直到小气泡收缩到毛细管口，其液面的曲率半径与大气泡的曲率半径相等时为止。
四、计算题1、已知25℃时，纯水的电导率=5.50106S·m1，无限稀释时H+和OH 的极限摩尔电导率分别为349.82104S·m2·mol1及198104S·m2·mol1，纯水的密度=997.07kg·m3，水的摩尔质量M=18.015103 kg·m1。
试求25℃时水的离子积K W为多少？解：25℃时，水的物质的量浓度c= /M = 997.07 kg·m3/18.015103kg·m1=55.347103mol·m3=55.347 mol·dm3纯水的摩尔电导率：= /c = 5.50106S·m1/55.347103 mol·m3=9.93731011S·m2·mol1m水是一种弱电解质，只有极少量的水分子发生如下电离：H2O(l)H+ + OHc(1) c c25℃时水的极限摩尔电导率：= (H+) + (OH)= (349.82 + 198.0) 104S·m2·mol1=547.82104S·m2·mol125℃纯水的电离度：选用c=1 mol·dm3为标准状态，纯水的活度a(H2O) = 1, 纯水中H+和OH的平均活度系数：水的离子积：2、25℃时，Ag2O(s)标准摩尔生成焓= 31.0 kJ·mol1，标准电极电热= 0.343V，= 0.401V。
在空气中将Ag2O(s)加热至什么温度，才能发生下列分解反应？Ag2O(s)2Ag(s) + 0.5O2(g)假定此反应的r C p,m = 0，空气中氧气的分压力p(O2) = 21.278kPa。
解：为求上述反应的，需将上述反应设计成原电池。
阳极反应：2OH(a1)H2O(1)+0.5 O2(g)+2e；阴极反应：Ag2O(s)+ H2O(1)+ 2e2Ag(s)+ 2OH(a1)两电极反应中OH的活度相等，这两个电极反应之和则为题给反应。
可设计成下列单液电池：Pt|O2(g)|NaOH溶液| Ag2O(s)|Ag25℃时，原电池的标准电动势：E = =0.343V0.401V = 0.058V= 2F E = 296485(0.058) J·mol1=11192 J·mol1=()/T =(31.010311192) J·mol1/298.15K=66.44J·K1·mol1由于r C p,m= 0，故及皆不阻碍T而变。
Ag2O(s)发生热分解温度T可由下式求出。
== (T) 0由上式可得：T ==425.40K即Ag2O(s)在空气中，当温度高于425.40K时开始分解。
3、铅酸蓄电池可表示为：Pb | PbSO4(s) | H2SO4 (b=1mol·kg1) | PbSO4(s) | PbO2(s) | Pb在0℃~60℃的范围内，此电池的电动势E与温度t的关系为：E / V = 1.91737 + 5.61105t/℃ + 1.08108(t/℃)225℃时，此电池的标准电动势E=2.041V。
试写出放电2法拉第时的电极反应及电池反应。
计算电动势的温度系数，25℃时电池反应的r S m及H m，H2SO4的活度及正负离子的平均活度系数各为多少？r解：放电2法拉第，即z =2阳极反应：Pb(s) +PbSO4(s) + 2e阴极反应：PbO2(s) + 2H2SO4 + 2ePbSO4(s) ++2H2O(l)电池反应：Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(b)2PbSO4(s)+2H2O(l)电动势的温度系数： =(5.61105 +2.16108t/℃)V·K1t =25℃时， =(5.61105 +5.664105 )J·K1·mol1 = 10.93 J·K1·mol1E = 1.918V； = zFE = 370265J·mol1= +T = (370265 + 298.1510.93)J·mol1 = 367.0 kJ·mol1H2SO4活度及活度系数的计算：已知b= 1mol·kg1，假设溶液中a(H2O)1，其它纯固态物质的活度皆为1。
25℃时：∴ ln a (H2SO4) = = -4.7577a(H2SO4) = 8.586103又知b = b = 1mol·kg1, a (H2SO4) = 4(b/b)3∴ (H2SO4) = {a(H2SO4)/4}1/3 = 0.129说明：25℃时，b = 1mol·kg1H2SO4的文献值0.130。