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一、计算题

1． 在298K ，液，若

压力时，用铁

为阴极，C （石墨）为阳极，电解

在石墨阳极上的超电势为

的

水溶的超

在铁阴极上的超电势为

电势可忽略不计，试说明两极上首先发生的反应及计算至少需加多少外加电压，电解才能进行（设活度系数均为1）。

【答案】电池反应的电极反应为： 阴极

阳极

则

因为

故

先析出

电解进行时，

至少需加的外加电压为

2． 25°C 时用铜片作阴极，石墨作阳极，电解浓度为的溶液，若电流密度为在石墨电极上的超电

问在阴极上首先析出什么物质？在阳极上又析出什么物质？已知此电流密度下H 2在

铜电极上的超电势为-0.584V , 在石墨电极上的超电势为0.896V , 并假定势可略而不计，活度可用浓度代替。

【答案】可能的阴极反应：

可能的阳极反应：

3． 25°C 用铂电极电解

（1）计算理论分解电压； （2）若两电极面积均为的关系分别为：

问当通过的电流为1mA 时，外加电压为若干。

【答案】（1）所谓的理论分解电压是指外加电压比可逆原电池电动势大一个dE 时，此时的原电池就变成电解池，所加的外加电压就称为理论的分解电压。用钼电极电解水。

所以，电解反应阳极阴极

电解液电阻为

和

的超电势

与电流密度J

实际上是电解

查表知

因为上述原电池的电动势等于其标准电动势，所以可得电流密度为

相应的

和

的超电势分别为

因此，外加电压为

4． 已知某气体的状态方程为

其中a 为常数，求该气体的逸度表达式。

的状态为参考态，

（2）当通过电解池的电流不是无限小时，因极化作用而使外加电压要增大，根据题给数据，

【答案】依据气体状态方程推导逸度f 和压力P 的关系，首先需要选择合适的参考状态。由于当压力趋于零时，实际气体的行为就趋近于理想气体的行为，所以可选择此时变量

根据状态方程

在恒温条件下

积分上式可得

当因为

5． （1）分子的转动特征温度

—定量的氯气为系统，（2）若系统中有到其他激发态）=已

知

综合以上关系得

请计算在的

时

的摩尔转动熵为多少？ ，请估算系统的温度

。

以lmol 该气体为基础，在一定温度下，若系统的状态由改变至P ，吉布斯函数的改

分子由振动基态激发到第一振动激发态下（不

分子的振动波

数

【答案】（1）由特征温度可知转动特征配分函数为：

可得摩尔转动熵为：