物理化学 练习题及答案

11．对于电池Zn|ZnSO4(aq)||AgNO3(aq)|Ag，其中的盐桥可以用饱和KCl溶液。 二、单选题：

1．丹聂尔电池(铜 - 锌电池)在放电和充电时锌电极分别称为：

(A) 负极和阴极 ； (B) 正极和阳极 ； (C) 阳极和负极 ； (D) 阴极和正极 。 2．韦斯登标准电池放电时正极上发生的反应为：

(A) Cd2+ + 2e??Cd ； (B) PbSO4(s) + 2e??Pb + SO42- ； (C) Hg2SO4(s) + 2e??2Hg(l) + SO42- ； (D) Hg2Cl2(s) + 2e??2Hg(l) + 2Cl- 。 3．下列说法不属于可逆电池特性的是：

(A) 电池放电与充电过程电流无限小； (B) 电池的工作过程肯定为热力学可逆过程； (C) 电池内的化学反应在正逆方向彼此相反； (D) 电池所对应的化学反应ΔrGm = 0 。

4．电池在下列三种情况：(1)I→0；(2)有一定电流；(3)短路。忽略电池内电阻，下列说法正确的： (A) 电池电动势改变 ；(B) 电池输出电压不变 ；(C) 对外输出电能相同 ；(D) 对外输出电功率相等 。 5．下列电池中，哪个电池反应不可逆：

(A) Zn|Zn2+||Cu2+| Cu ；(B) Zn|H2SO4| Cu ； (C) Pt,H2(g)| HCl(aq)| AgCl,Ag ；(D) Pb,PbSO4| H2SO4| PbSO4,PbO2 。 6．对韦斯登(Weston)标准电池，下列叙述不正确的是：

(A) 温度系数小 ；(B) 为可逆电池 ；(C) 正极为含 12.5% 镉的汞齐 ；(D) 电池电动势保持长期稳定不变 。 7．电极①Pt,Cl2(g)|KCl(a1)与②Ag(s)，AgCl(s)|KCl(a2)，这两个电极的电极反应相界面有： (A) （1） 2 个，（2） 2 个 ； (B) （1） 1 个，（2） 2 个； (C) （1） 2 个，（2） 1 个； (D) （1） 1 个，（2） 1 个。 8．铅蓄电池放电时，正极发生的电极反应是：

(A) 2H+ + 2e??H2；(B) Pb??Pb2+ + 2e；(C) PbSO4 + 2e??Pb + SO42-；(D) PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e??PbSO4 + 2H2O。 9．对于甘汞电极，下列叙述正确的是：

(A) 电极反应为 Hg22+ + 2e ?? Hg ；(B) 属于第一类电极 ；

(C) 对阴离子可逆，电极电势较稳定 ；(D) 电极电势为φ(Hg2Cl2) = φ?(Hg2Cl2) + (RT/2F)lna(Cl - ) 。 10、不做

11．电极 Pb2+(a)|Pb-Hg(a’) 和 Pb2+(a)|Pb(s) 的电极电势和标准电极电势间的关系为： (A) φ?相同φ不同 ；(B) φ相同φ?不同 ；(C) φ和φ?均相同 ；(D) φ和φ?均不同 。

12．常用三种甘汞电极，即(1)饱和甘汞电极；(2)摩尔甘汞电极；(3)0.1mol·dm-3甘汞电极。反应式为：Hg2Cl2(s)＋2e = 2Hg

(1)＋2Cl-(aq)。25℃时三者的标准电极电位φ?相比：

(A) φ1> φ2> φ3；(B) φ2> φ1> φ3；(C) φ3> φ2> φ1；(D) φ1= φ2= φ3。 13．下列电池的电动势与氯离子活度无关的是：

(A) Zn| ZnCl2(aq)| Cl2(p),Pt ；(B) Zn| ZnCl2(aq)| KCl (aq)| AgCl,Ag ； (C) Ag,AgCl| KCl(aq)| Cl2(p),Pt ；(D) Pt,H2( p)| HCl (aq)| Cl2(p),Pt 。

14．25℃时电池反应 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) 对应的电池标准电动势为 E1?，则反应2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) 所对应的电池的标准电动势 E2?是： (A) E2? = - 2E1?； (B) E2? = 2E1?； (C) E2? = - E1?； (D) E2? = E1?。

15．下列反应 AgCl(s) + I - ?? AgI(s) + Cl - 其可逆电池表达式为： (A) AgI(s)|I - | Cl - | AgCl(s) ； (B) AgI(s)|I - ||Cl - | AgCl(s) ； (C) Ag(s),AgCl(s)|Cl - || I - | AgI(s),Ag(s) ；(D) Ag(s),AgI(s)|I - ||Cl - | AgCl(s),Ag(s) 。 16．可以直接用来求Ag2SO4的溶度积的电池是：

(A) Pt|H2(p)|H2SO4(a)| Ag2SO4(s)|Ag ； (B) Ag|AgNO3(a)||K2SO4(a)|PbSO4(s),Pb(s) ；

(C) Ag(s),Ag2SO4(s)|K2SO4(a)||HCl(a)|AgCl(s),Ag(s) ；(D) Ag|AgNO3(a)||H2SO4(a)|Ag2SO4(s),Ag(s) 。 17．下列电池中能测定AgCl的的是：

(A) Ag|AgCl(s)|KCl(aq)|Cl2(p?)|Pt ； (B) Ag|Ag+||Cl - |Cl2|Pt ； (C) Ag|Ag+||Cl - |AgCl(s)|Ag ； (D) Ag|AgCl|AgCl(s)|Ag 。 18．下列电池中能测定AgI的溶度积Ksp的是：

(A) Ag|AgI(s)|KI(aq)|I2 ； (B) Ag|Ag+||I - |AgI(s)|Ag ； (C) Ag|Ag+||I - |I2|Pt ；(D) Ag|AgI|Pt 。 19．若某电池反应的热效应是负值，那么此电池进行可逆工作时，与环境交换的热： (A) 放热 ； (B) 吸热 ；(C) 无热 ； (D) 无法确定 。 20．某电池反应的自由能变化ΔrGm和焓变ΔrHm的关系为：

(A) ΔrHm = ΔrGm ； (B) ΔrHm > ΔrGm ；(C) ΔrHm < ΔrGm ； (D) 三种均可能。 21．某电池在标准状况下，放电过程中，当Qr = -200 J 时，其焓变ΔH为： (A) ΔH = -200 J ； (B) ΔH < -200 J ；(C) ΔH = 0 ； (D) ΔH > -200 J 。

22．原电池Pt,H2(p?)|H2SO4(0.01m)|O2(p?),Pt 在298K时，E = 1.228V，并已知H2O(l)的生成热 = - 286.06 kJ·mol-1，n = 2，那么该电池的温度系数是：

(A) -8.53 × 10-4 V·K-1 ；(B) -4.97 × 10-3 V·K-1 ；(C) 4.12 × 10-3 V·K-1 ；(D) 8.53 × 10-4 V·K-1 。 23．在恒温恒压条件下，以实际工作电压E’放电过程中，电池的反应热Q等于： (A) ΔH - zFE’ ； (B) ΔH + zFE’ ；(C) TΔS ； (D) TΔS - zFE’ 。 24．不做

25．25℃时，反应2H2S + SO2 = 3S↓ + 2H2O达到平衡时，其平衡常数为多少 (已知25℃时，φ?(S/H2S) = 0.14 V，φ?(SO2/S) = 0.45 V)： (A) 3.1 × 1010 ；(B) 3.25 × 10

－11

；(C) 7.4 × 1013 ；(D) 0.13 × 10-12 。

26．已知电极电位：φ?(Cl2/Cl-) = 1.36 V，φ?(Br2/Br-) = 1.07 V，φ?(I2/I-) = 0.54 V，φ?(Fe3+/Fe2+) = 0.77 V， 标准状态下，Fe与卤素组成电池，下面判断正确的是：

(A) Fe3+可氧化Cl- ；(B) Fe3+可氧化Br- ；(C) Fe3+可氧化I- ；(D) Fe3+不能氧化卤离子 。

27．巳知下列两个电极反应的标准还原电势为：Cu2+ + 2e??Cu，φ? = 0.337 V；Cu+ + e??Cu，φ? = 0.521 V， 由此求算得Cu2+ + e??Cu+ 的φ?等于：

(A) 0.184 V ； (B) -0.184 V ； (C) 0.352 V ； (D) 0.153 V 。

28．已知φ?(Ti+/Ti) = - 0.34 V ，φ?(Ti3+/Ti) = 0.72 V ，则φ?(Ti3+/Ti+)为(V)： (A) (0.72 × 3) + 0.34 ；(B) 0.72 × 1.5 + 0.17 ；(C) 0.72 + 0.34 ；(D) 0.72 - 0.34 。 29．在温度T时φ?(Hg22+/Hg) = a，Hg2SO4的溶度积为Ksp，则φ?(Hg2SO4/Hg)为： (A) a + (RT/2F)lnKsp ；(B) a - (RT/2F)lnKsp ；(C) a + (RT/F)lnKsp ；(D) a - (RT/F)lnKsp 。

30．已知298K时Hg2Cl2 + 2e??2Hg + 2Cl - ，φ1? = 0.2676 V ；AgCl + e??Ag + Cl - ，φ2? = 0.2224 V。则当电池反应为：

Hg2Cl2 + 2Ag??2AgCl + 2Hg 时，其电池的E?为：

(A) - 0.0886 V ； (B) - 0.1772 V ；(C) 0.0276 V ； (D) 0.0452 V 。

31．298K时，若要使电池 Pb(Hg)(a1)|Pb(NO3)2(aq)|Pb(Hg)(a2) 的电池电动势E为正值，则Pb在汞齐中的活度必定是：

(A) a1 > a2 ； (B) a1 = a2 ；

(C) a1 < a2 ； (D) a1和a2可取任意值 。

32．电池 Ag(s)|AgNO3(γ±,1，m1) || AgNO3(γ±,2，m2)|Ag(s) 的电动势E应为： (A) - (2RT/F)ln(γ±,1m1/γ±,2m2) ；(B) -(2RT/F)ln(γ±,2m2/γ±,1m1) ； (C) - (RT/F)ln(γ±,1m1/γ±,2m2) ； (D) - (RT/F)ln(γ±,2m2/γ±,1m1) 。

33．已知电池反应 Zn + 2AgCl = ZnCl2 + 2Ag 在25℃时的平衡常数K? = 1032 ， ZnCl2浓度为0.01mol·kg-1，下列叙述不正确的是：

(A) 原电池符号为 Zn(s)|ZnCl2(0.01 mol·kg-1)|AgCl(s),Ag ；(B) 原电池符号为 Ag(s),AgCl(s)|ZnCl2(0.01 mol·kg-1)|Zn(s) ；

(C) 标准电池电动势 E?= 0.9754 V ； (D) 电池电动势 E = 1.1350 V 。

34．25℃时电极反应 Cu2+ + I - + e??CuI 和 Cu2+ + e??Cu+ 的标准电极电势分别为0.086V和0.153V，则CuI的溶度积Ksp为：

(A) 1.2 × 10-12 ； (B) 6.2 × 10-6 ； (C) 4.8 × 10-7 ； (D) 2.9 × 10-15 。

35．已知电池 Zn(s)|ZnCl2(m=0.555 mol·kg-1)|AgCl(s),Ag(s) 在25℃时的电动势为1.015 V，标准电动势为0.985 V， 电池可逆放电2F，以下各式正确的是：（1） (ZnCl2) = 0.09675；（2） a± = 0.4591；（3） γ± = 0.5211；（4） K?= 2.10 × 1033 ；（5） W’ = -202.62 kJ。

(A) （1）（2）（5） ； (B) （2）（3）（5）； (C) （1）（2）（3）（4） ； (D) （4）（5） 。 36．下列电池中E最大的是：

(A) Pt|H2(p?)|H+(a = 1)||H+(a = 0.5)|H2(p?)|Pt ；(B) Pt|H2(2p?)|H+(a = 1)||H+(a = 1)|H2(p?)|Pt ； (C) Pt|H2(p?)|H+(a = 1)||H+(a = 1)|H2(p?)|Pt ； (D) Pt|H2(p?)|H+(a = 0.5)||H+(a = 1)|H2(2p?)|Pt 。

37．下列电池中，液体接界电位不能被忽略的是：

(A) Pt,H2(P1)|HCl(m1)|H2(p2),Pt ； (B) Pt,H2(p1)|HCl(m1)|HCl(m2)|H2(p2), Pt ；

(C) Pt,H2(p1)|HCl(m1)||HCl(m2)|H2(p2),Pt ； (D) Pt,H2(p1)|HCl(m1)|AgCl,Ag-Ag,AgCl|HCl(m2)|H2(p2),Pt 。 38．下列四个原电池中，其电池反应不为 H2(2p?)??H2(p?) 的电池是： (A) Pt,H2(2p?)|H+(a = 0.1)||H+(a = 0.2)|H2(p?),Pt (B) Pt,H2(2p?)|H+(a = 10-8)|H2(p?),Pt

(C) Pt,H2(2p?)|H+(a = 0.1)|H2(p?),Pt

(D) Pt,H2(2p?)|H+(a = 0.1)||KCl(m = 1)|Hg2Cl2(s),Hg－Hg,Hg2Cl2(s)|KCl(m = 1)|H+(a = 0.1)|H2(p?),Pt

39．下列四组组成不同的混合溶液，当把金属铅分别插入各组溶液中组成电池，已知φ?(Pb2+/Pb) = -0.126V，φ?(Sn2+/Sn) = -0.136V，能从溶液中置换出金属锡的是：

(A) a(Sn2+) = 1.0，a(Pb2+) = 0.10 ；(B) a(Sn2+) = 1.0，a(Pb2+) = 1.0 ； (C) a(Sn2+) = 0.1，a(Pb2+) = 1.0 ；(D) a(Sn2+) = 0.5，a(Pb2+) = 0.5 。

40．在pH < 6.6水溶液中，反应为Fe2+(aq) + 2e??Fe；当pH > 6.6时，反应为Fe + 2OH-??Fe(OH)2 + 2e的反应，则此体系在φ～pH图中为：

(A) 与pH轴平行的直线 ； (B) 与pH轴垂直的直线 ；

(C) 与pH轴相交的斜线 ； (D) 当pH < 6.6时为与 pH 轴平行的直线，当pH > 6.6时，是斜线 。

第六章 统计热力学初步练习题 一、判断题：

1当系统的U，V，N一定时，由于粒子可以处于不同的能级上，因而分布数不同，所以系统的总微态数Ω不能确定。 2当系统的U，V，N一定时，因各粒子都分布在确定的能级上，且不随时间变化，因而系统的总微态数Ω一定。 3当系统的U，V，N一定时，系统宏观上处于热力学平衡态，这时从微观上看系统只能处于最概然分布的那些微观状态上。

4．玻尔兹曼分布就是最概然分布，也是平衡分布。 5．分子能量零点的选择不同，各能级的能量值也不同。 6．分子能量零点的选择不同，各能级的玻尔兹曼因子也不同。 7．分子能量零点的选择不同，分子在各能级上的分布数也不同。 8．分子能量零点的选择不同，分子的配分函数值也不同。 9．分子能量零点的选择不同，玻尔兹曼公式也不同。

10．分子能量零点的选择不同，U，H，A，G四个热力学函数的数值因此而改变，但四个函数值变化的差值是相同的。

11．分子能量零点的选择不同，所有热力学函数的值都要改变。

12．对于单原子理想气体在室温下的一般物理化学过程，若要通过配分函数来求过程热力学函数的变化值，只须知道gt这一配分函数值就行了。

13．根据统计热力学的方法可以计算出U、V、N确定的系统熵的绝对值。 14．在计算系统的熵时，用lnWB代替1nΩ，因此可以认为WB与Ω大小差不多。 15．在低温下可以用qr = T/σΘr来计算双原子分子的转动配分函数。 二、单选题：

1．下面有关统计热力学的描述，正确的是：

(A) 统计热力学研究的是大量分子的微观平衡体系 ；(B) 统计热力学研究的是大量分子的宏观平衡体系 ； (C) 统计热力学是热力学的理论基础 ； (D) 统计热力学和热力学是相互独立互不相关的两门学科 。 2．在统计热力学中，物系的分类常按其组成的粒子能否被辨别来进行，按此原则，下列说法正确的是：

(A) 晶体属离域物系而气体属定域物系 ；(B) 气体和晶体皆属离域物系 ；

(C) 气体和晶体皆属定域物系 ； (D) 气体属离域物系而晶体属定域物系 。 4． 在作N、V、U有确定值的粒子体系的统计分布时，令Σni = N， Σniεi = U，这是因为所研究的体系是：

(A) 体系是封闭的，粒子是独立的 ；(B) 体系是孤立的，粒子是相依的 ； (C) 体系是孤立的，粒子是独立的 ；(D) 体系是封闭的，粒子是相依的 。

5． 某种分子的许多可能级是εo、ε1、ε2，简并度为g0 = 1、g1 = 2、g2 = 1。5个可别粒子，按N0 = 2、N1 = 2、N2 = 1的分布方式分配在三个能级上，则该分布方式的样式为： (A) 30 ； (B) 120 ； (C) 480 ； (D) 3 。

6． 假定某种分子的许可能级是0、ε、2ε和3ε，简并度分别为1、1、2、3。四个这样的分子构成的定域体系，其总能量为3ε时，体系的微观状态数为： (A) 28 ； (B) 24 ； (C) 20 ； (D) 3 。

6．对热力学性质(U、V、N)确定的体系，下面描述中不对的是： (A) 体系中各能级的能量和简并度一定 ；(B) 体系的微观状态数一定 ； (C) 体系中粒子在各能级上的分布数一定 ；(D) 体系的吉布斯自由能一定 。 7．对于定位体系，N个粒子分布方式D所拥有微观状态数WD为：

(A) WD = N!πNigi/Ni！ ；(B) WD = N!πgiNi/Ni！ ；(C) WD = N!πgiNi/Ni ；(D) WD = πgiNi/Ni！ 。

7． 设一粒子体系由三个线性谐振子组成，体系的能量为 (11/2) hν,三个谐振子分别在三个固定点a、b、c上振动，体系总的微观状态数为：

(A) 12 ； (B) 15 ； (C) 9 ； (D) 6 。

8． 使用麦克斯韦 - 玻尔兹曼分布定律，要求粒子数N很大，这是因为在推出该定律时： (A) 假定粒子是可别的 ；(B) 应用了斯特令近似公式 ；

(C) 忽略了粒子之间的相互作用 ；(D) 应用拉氏待定乘因子法 。 10．式子ΣNi = N和ΣNiεi = U的含义是：

(A) 表示在等概率假设条件下，密封的独立粒子平衡体系 ； (B) 表示在等概率假设条件下，密封的独立粒子非平衡体系 ；

(C) 表示密闭的独立粒子平衡体系 ； (D) 表示密闭的非独立粒子平衡体系 。 11．下面关于排列组合和拉格朗日求极值问题的描述正确的是：

(A) 排列组合都是对可别粒子而言的，排列考虑顺序，组合不考虑顺序 ； (B) 排列是对可别粒子而言的，而组合是对不可别粒子而言的 ；

(C) 拉格朗日未定因子法适用于自变量相互独立的多元函数的求极值问题 ； (D) 拉格朗日未定因子法适用于一定限制条件下的不连续多元函数的求极值问题 。

12．对于玻尔兹曼分布定律ni = N/Q·gn·exp(-εi/kT) 的说法：⑴ ni是第i能级上的粒子分布数；⑵ 随着能级升高，εi增大，

ni总是减少的；⑶ 它只适用于可区分的独立粒子体系；⑷ 它适用于任何的大量粒子体系。其中正确的是： (A) ⑴⑶ ； (B) ⑶⑷；(C) ⑴⑵ ； (D) ⑵⑷。 13．玻尔兹曼统计认为：

(A) 玻尔兹曼分布不是最可几分布但却是平衡分布 ；(B) 玻尔兹曼分布只是最可几分布但不是平衡分布 ； (C) 玻尔兹曼分布不是最可几分布也不是平衡分布 ；(D) 玻尔兹曼分布就是最可几分布也就是平衡分布 。 14．对于分布在某一能级εi上的粒子数ni，下列说法中正确是： (A) ni与能级的简并度无关；(B) εi值越小，ni值就越大 ；

(C) ni称为一种分布； (D) 任何分布的ni都可以用波尔兹曼分布公式求出。

15．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tm与配分函数Q之间的关系为： (A) tm = 1/N! ·QN ； (B) tm = 1/N! ·QN·eU/kT ；(C) tm = QN·eU/kT ； (D) tm = N! QN·eU/kT 。

16．I2分子的振动能级间隔是0.43 × 10-20J，则在298K时某一振动能级和其较低能级上分子数之比为： (A) 1 ； (B) 0.43 × 10-20 ；(C) 0.35 ； (D) 无法计算。

17．在已知温度T时，某种粒子的能级εj = 2εi，简并度gi = 2gj，则εj和εi上分布的粒子数之比为： (A) ?exp(εj/2kT) ； (B) 2exp(-εj/2kT) ； (C) ?exp(-εj/2kT) ； (D) 2exp(-2εj/kT) 。