物理化學(xué)答案(下冊(cè)).

1、電化學(xué)第七章7.1用鉑電極電解溶液。通過的電流為20 A，經(jīng)過15 min后，問：(1)在陰極上能析出多少質(zhì)量的 二？(2)在的27 ?C，100 kPa下的 ？解：電極反應(yīng)為陰極；Ou2* + 2e' ® Cu 陽(yáng)極：2C1' ® Cl2 + 2e電極反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)度為_Q _比x=7f=7f63.546f 20r 15 602f 96485.309因此：xRT_21亍 60 8.314 300.15=2.328dmP2 96485.309100=5.928g7.2 在電路中串聯(lián)著兩個(gè)電量計(jì)，一為氫電量計(jì)，另一為銀電量計(jì)。當(dāng)電路中通電1 h后，在氫電量計(jì)中收

2、集到19 ?C、99.19 kPa的11：；在銀電量計(jì)中沉積a- . ：L二匚。用兩個(gè)電量計(jì)的數(shù)據(jù)計(jì)算電路中通過的電流為多少解：兩個(gè)電量計(jì)的陰極反應(yīng)分別為銀電量計(jì)：Ag+ + e ® Ag 氫電量計(jì)；H+ + e ® lHa對(duì)銀電量計(jì)對(duì)氫電量計(jì)電量計(jì)中電極反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)度為二 0.2079 AV 96485.309 0.83683600107868f zFx F2pV 96485.309 2r 99.19f 95 Iff3“J =：= 0 '/ASO At i ST 36008.314 292 157.3 用銀電極電解 AgNOs 溶液。通電一定時(shí)間后，測(cè)知在陰極上析

3、出的:心，并知陰極區(qū)溶液中工二的總量減少了：汕:壬。求亠-一溶液中的丿和2解：解該類問題主要依據(jù)電極區(qū)的物料守恒(溶液是電中性的)。顯然陰極區(qū)溶 液中上一的總量的改變-"匸等于陰極析出銀的量'與從陽(yáng)極遷移來(lái)的銀的量 小亠之差：D性=叫-吸'桝蠅二D%i(Ag+>%=性=怙 D梆超二 1 15- (>605= 0474 ''Q 叫 叫115t(NOj )= 1- £(他+)二 1- 0.474 = 0.5267.4 用銀電極電解水溶液。電解前每二溶液中含1-。陽(yáng)極溶解下來(lái)的銀與溶液中的了反應(yīng)生成 AgCl(s)，其反應(yīng)可表示總反應(yīng)為

4、Ag+Cf =AgO(M e*通電一定時(shí)間后，測(cè)得銀電量計(jì)中沉積了 -叮/二也，并測(cè)知陽(yáng)極區(qū)溶液重 ,，其中含：二'- bo試計(jì)算：二溶液中的1和卩)。解：先計(jì)算！丿是方便的。注意到電解前后陽(yáng)極區(qū)中水的量不變，二量的改 變?yōu)?17 51- 0.6659W0-0.7422'0 7422- 0.66590.2078 g#0.6136 0.2078=2903 10 3 mol該量由兩部分組成(1)與陽(yáng)極溶解的工二生成-':：1，( 2)從陰極遷移到陽(yáng)0.61360.2078T07868- 74551_«cr_2.W 10 107.868_n 叫0.6136/(K+)

5、= 1- /(' )= 1- 0.510= 04907.5 用銅電極電解1水溶液。電解前每溶液中含丨'i.n：。通電一定時(shí)間后，測(cè)得銀電量計(jì)中析出：匕，并測(cè)知陽(yáng)極區(qū)溶 液重u ?：:-，其中含 二二一匚。試計(jì)算溶液中的f_ /+ i和解：同7.4。電解前后二日丄量的改變廠54.565- 5.72610.06= 0.2632 gD梆沁二5-726-.壯6從銅電極溶解的IT的量為0500821 107 868二 2.32V Id'3 mol3#從陽(yáng)極區(qū)遷移出去的_的量為A料屮二®- T)n- 2.32T 10'3 -而和=6.7198" 10*4

6、 mol因此，0.5008心色二如=叫汕=門觀潔6,71灣0289 ''Q % 叫Z（SOj- ）= 1- Z（Cu）= 1- 0.289= 07117.6在一個(gè)細(xì)管中，于J二' 的丄溶液的上面放入.- .1.：!：.':的溶液，使它們之間有一個(gè)明顯的界面。令 二2!."-的電流直上而下通過該管，界面不斷向下移動(dòng)，并且一直是很清晰的。衛(wèi)ML以后,界面在管內(nèi)向下移動(dòng)的距離相當(dāng)于1.二 二的溶液在管中所占的長(zhǎng)度。計(jì)算在 實(shí)驗(yàn)溫度25 ?C下，龍L溶液中的'!和(1丿。解：此為用界面移動(dòng)法測(cè)量離子遷移數(shù) i(G(T)=0 4343f 1002f l(

7、r5/ 0.03327f 96485.3095.594f W3976i（Cf ）= h /（Cl ）= 1- 0.434= 0 5667.7 已知25 ?C時(shí)一一二"訂二l溶液的電導(dǎo)率為一 1。一電導(dǎo)池 中充以此溶液，在25 ?C時(shí)測(cè)得其電阻為 壬孑在同一電導(dǎo)池中裝入同樣體積 的質(zhì)量濃度為 的、I溶液，測(cè)得電阻為1.工匚。計(jì)算（1）電導(dǎo)池系數(shù)；（2） -1，溶液的電導(dǎo)率；（3）-；-溶液的摩爾電導(dǎo)率。解：（1）電導(dǎo)池系數(shù)為411=0768 453= 1254m1（2）溶液的電導(dǎo)率（3）；-1溶液的摩爾電導(dǎo)率 k 110.983f 0.1194 A A._ c 仝 riL.- ；-0.

8、02383 S>tn xmoln cH5 亍 10s7.8 已知25 ?C時(shí)一二匸二匸溶液的電導(dǎo)率為一二匸"。一電導(dǎo)池 中充以此溶液，在25 ?C時(shí)測(cè)得其電阻為” 1孚。在同一電導(dǎo)池中裝入同樣體積 的濃度分別為一 I匚:I -二:，一 .1 H二:"匕，一 I工二-【二 和1-.1 的摩爾電導(dǎo)率。二"的I；_一溶液，測(cè)出其電阻分別為A . ：，V '丄匚和 二匚試用外推法求無(wú)限稀釋時(shí)0.14V 4847R解：1一的摩爾電導(dǎo)率為0 0005 moldm' 10.0010 moldm' 10.0020 md_MnT 10.0050 moL

9、xdm' 110910W5454 W2772 W1128.9 W造表如下r _ NiCl _ KClKCl皿c cR0.01251C1.012420.012310.01209/S>mJ Mnof 1/S>mJ Mnof 11/S >mor 1無(wú)限稀釋時(shí)匚的摩爾電導(dǎo)率：根據(jù)Kohlrausch方程r 一：擬和 得到作圖如下6#Z*= 0.01270 S>m24iior 17.9 已知 25 ?C 時(shí) J-"：試計(jì)算覽叩及解：離子的無(wú)限稀釋電導(dǎo)率和電遷移數(shù)有以下關(guān)系#產(chǎn)（NH；y：（NH4Q）0 490丁 0.0126251S/? nol#產(chǎn)（C1衛(wèi)：迥H

10、g）=6 43CT 10'5 S如'和0.5093 0.012625#7.10已知25 ?C時(shí)11 I' ' -I'廠溶液的電導(dǎo)率為；二計(jì)算一丄一11 一的解離度一；及解離常熟匸。所需離子摩爾電導(dǎo)率的數(shù)據(jù)見表732。解：-A的解離反應(yīng)為CH3C00Ef CE3COCf +E+查表知Z*(H+)= 349.82 Iff4 SxnaW£*(Aca )= 409 10r* S>tna>mol'1 Z* (AcOH)= Z*(H+ )f Ll(AcO )= 390.72 Iff 4 Sxm2 rnol 1因此,La(AcOH)_ 泅

11、 W J/1000f 0.05Z*(cOH) 390 72 1Z7.11 25 ?C時(shí)將電導(dǎo)率為一的：二 溶液裝入一電導(dǎo)池中，測(cè)得其電阻7#為二 匚。在同一電導(dǎo)池中裝入-d 二'的1溶液，測(cè)得電阻為'|；11 V'.'o利用表7.3.2中的數(shù)據(jù)計(jì)算：的解離度及解離常熟匸。 解：查表知卜上,丄二無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率為監(jiān)帆 QH）=£：（NH：）+X（0H）= 73.4f Iff *+198 W4= 2714f 10 + Sxmol1因此,Z*(NH4OH)c/?(NH4OH) l * (NH4OH)O UT 525O.r 103, 2030 27 1 4f

12、 W4 ° 小如7.12已知25 ?C時(shí)水的離子積,打i I、二；和山門的分別等于 m|二|和-iitm 二：!. 1 o 求25 ?C時(shí)純水的電導(dǎo)率。解：水的無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率為磚但如曲+監(jiān)輕眄L：(NaCl)=0.042616+0.024811- 0.012645 = 0.054777 Sxmol1 純水的電導(dǎo)率i(n2o> cl2o)= z*(x3o)=眞亡 il(s3o)=J1OO8T0 z 103f 0.054777= 5.500TO” SE 】7.13已知25 ?C時(shí)'的溶度積 鼻-八 。利用表7.3.2中的數(shù)據(jù)計(jì) 算25 ?C時(shí)用絕對(duì)純的水配制的 亠二飽和

13、水溶液的電導(dǎo)率，計(jì)算時(shí)要考慮水的 電導(dǎo)率(參見題7.12)。解：查表知的無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率為Z：(AgBr>£*(Ag+>£：0B= 6192 1CP+悠4T0* 140.32* 10*4 S>tn3>taorL二二飽和水溶液中的濃度為因此，k = ki(H3O)= c7Z*Br>=103V63r W 13 f 140.32f IO'4 + 5 50(T W6=1 664H 10 Sxm2>mof 17.14已知25 ?C時(shí)某碳酸水溶液的電導(dǎo)率為l.'_ / 1'：.'，配制此溶液的水的電導(dǎo)率為I山 匸。假

14、定只考慮的一級(jí)電離，且已知其解離常數(shù)二=-/.'.，又25 ?C無(wú)限稀釋時(shí)離子的摩爾電導(dǎo)率為Z：(T)=34982'軸0】Z；(HCOj二4451U4 SaWlQ 試計(jì) 算此碳酸溶液的濃度解：由于只考慮一級(jí)電離，此處碳酸可看作一元酸，因此,“一£：學(xué)&2)一也：dCOJ "一 益?zhèn)艭O _亠丄|丘3人001 一毗 rZ*(JI；CO3)壯血co£ 吋 Jt(H2CO3)=-1 87f W'4- 6f IQ 6=18? 10'4 Sxm-Z * (H2CO3)= A * ICO )+ A *(H+ )= 349.82 10&#

15、39;< + 44 5/ W=394.32TW Sxm2>tnor 1_ 1 SV IO'4 * j 18V IO'41_ 394.32z 1C* 訂943亍1卩¥ 4.3V 10'7f 105=0.05376 mol 加一3 = 5.348r 10'5 mol xdin' 37.15試計(jì)算下列各溶液的離子強(qiáng)度：（1）；： " 1二；（2）.r： ' -1 ；( 3)11r：' ' - : '-解：根據(jù)離子強(qiáng)度的定義(1) 2= 0,02亍 f+ 0.025r (- 1)2= 0.025 n

16、iQkg"(2) 1= |0.025 夕 + 0血亍(-窈= 0.1mol>kgT1 Z = *0 02亍 32 + 0.075 G 1了= 0.15 molxkg17.16應(yīng)用德拜-休克爾極限公式計(jì)算25 ?C時(shí) "： ' -'-: -1-溶液中解：離子強(qiáng)度/= o.002r f + 0004,-1$= 0.006mol>kg' lgg(Ca)= - 0.509r 22r JO OD6 二-0.1577; £(Ca2+)= 0 6955 igg(cr )= - 0 509 G 1 7cioo6= - 0.03943；g(a )

17、= 09132 Igg, = - 0 5眇蘭卜 1匸 5/0.006=- 0.07885,g4 = 0.83407.17應(yīng)用德拜-休克爾極限公式計(jì)算25 ?C時(shí)下列各溶液中的；：(1) "_：；( 2)訂打.-。解：根據(jù)Debye-Htckel極限公式- -.-二，25 ?C水溶液中_ f-亠(1) 7= (0.005 f+o.oor G 1) 0.005 mol >4<g 1lggt = - 0.509 r G 1$ 005=- 0.03599, g£ = 0.9205(2) z = Ifo.oor 22+ 0 001; (- 2= 0.004mol牝dlgg

18、± = - 0.5092, iy 7004 = - 0.12877, g±= 0.74347.18 25 ?C時(shí)碘酸鎖'在純水中的溶解度為1二。假定可以應(yīng)用德拜-休克爾極限公式，試計(jì)算該鹽在 一一工二"中-丄1溶液中的 溶解度。解:先利用25 ?C時(shí)碘酸鋇在純水中的溶解度求該溫度下其溶度積。由于是稀溶液可近似看作內(nèi)寸4，因此，離子強(qiáng)度為厶=|a 礙=f 046W + 1 092T汽 G 廳=1.633f lCTsmol1lgg±- 0.509r 2* |- Ip &6弭 1(P 二 0(4120,召二 0,9095= ti(Ba+ y (

19、IO； )= 4gl (hjb j= VO 909 尹 仲 2 了=4 8983 10r10設(shè)在一 HI二1 二' 中丄丄溶液中八- d的溶解度為丨，則召二強(qiáng)瞬侶*aor(巧+ 0蕊+6町E=30 01+ b/b molcg'1lgg± = - 0.509 » If(30一01+做)=” 1.7632 01+(i/A )<2k898r 10 10 b _ 49659T0%v 4瓦整理得到lgg±= - 1.763201+ 4.9659 ICT */g±采用迭代法求解該方程得-"所以在一 二J ：?.中一丄溶液中的溶解度為4

20、.9659* l(r460-6563=7,566 10”mol>kg'L11#c » 7.566r 10'+ mol xdm7.19電池班郵O向胞SO/OHQ泡和濺隔倫（»悶在25 ?c時(shí)電動(dòng)勢(shì)為一上J ，電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)為:-.：1 _ <1 o（ 1）寫出電池反應(yīng)；（2） 計(jì)算25 ?C時(shí)該反應(yīng)的- r -1' - r'-'i-；二，以及電池恒溫可逆放電時(shí)該反應(yīng)過程的： . o解：電池反應(yīng)為Pb+|5gaSO+=5g+|PbSO4 z=l該反應(yīng)的各熱力學(xué)函數(shù)變化為= - zFE= - V 96485 309 0.964

21、7= - 93 08kJnorDA = zF=T 96485.309, 1.74F Iff4 = 16.79 J4nol'xK1DIffB = Drt4 + 7Dr = - 93X8f 103 + 298J5* 1679= 88.07 kJ如成0“ = 71) = 298 15 16 79= 5 006kJof7.20 電池Pt|Ha（101.325 kJ>a）HCl（O.l molxkg- >2Cla（3> 電動(dòng)勢(shì)g 與溫度的關(guān)系為5/V = 0.0694+ 1.88K 10T3T/K- 2V 1O，0/K$（1）寫出電池反應(yīng)；（2）計(jì)算25 ?C時(shí)該反應(yīng)的,丄I丄

22、二 以及電 池恒溫可逆放電時(shí)該反應(yīng)過程的 J =1。解：（1）電池反應(yīng)為|E3+Hg+HCl z=l（2）25 ?C 時(shí)E=（0 0694+ 1.881r Iff298.15- 2.9r 10+ 5/ 298.152V=0 3724 V1.88r 10 < 5.8f 10 5f 298.15=1517 10 * VxEuD國(guó)=-zFE= - T 96485.309f 0 3724= - 35.93 kJnof 1警¥ = r 96485,309, L517r W * = 14.64 Jxmof 110 = 0+ 71? = - 35.93z 103 + 298 15 14.64

23、= - 31.57 kJ mid-1Q皿=倫沐=298 15 16.79= 4365 kJmof 17.21 電池兄二邛|二丄.：；： 士 的電池反應(yīng)為Ag+ |Hg2Cl2(s>= AgCl(s)+ Hg已知25 ?C時(shí)，此電池反應(yīng)的亠二-，各物質(zhì)的規(guī)定熵川啦“分別為：*匚：；,.：； I.：；。試計(jì)算25 ?C時(shí)電池的電動(dòng)勢(shì)及電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)。解：該電池反應(yīng)的各熱力學(xué)函數(shù)變化為D凡=必（HgJ）+ 凡（Aga, s> 彖（卮 s）-風(fēng)（HgQ和 s）/2=77.4+96.2- 42.55- 195.8/2= 33.15 J>mor 1DrGL =- 7DX = 5435-

24、 298 15r 33 15=- 4449 Jol'1thI in.r hl因此,4449V 96485.309=0.04611V33.15V 96485.309=1436f 10r*V«-7.22在電池Pt|H血100莊訓(xùn)印濬液匕畫二1|咲)默中，進(jìn)行如下兩個(gè)電池反應(yīng):(1) 100kPa> 12(?>= 2Hlj(ffl> 1)(2) H2 100 kPa> |l2(s)=1應(yīng)用表7.7.1的數(shù)據(jù)計(jì)算兩個(gè)電池反應(yīng)的 鮎，卩解：電池的電動(dòng)勢(shì)與電池反應(yīng)的計(jì)量式無(wú)關(guān)，因此£ft= E f £ E(H+ |E2()= 0.535- 0=

25、 0.535 V(1) D£,= - zFE =-才 96485.309/ 0 535= - 103 2kJnol 1 K= exp- D陽(yáng)RT= exp103 2 1078 314f 298.15)= 1.22f 1013 DrG- - zFE 二-r 96485.309r 0.535= - 51.62 kJ>moT 1K= ezp DrC4/«T= e®p51.d 1"慮幻4, 298.15)= 1.1? 10s7.23氨可以作為燃料電池的燃料，其電極反應(yīng)及電池反應(yīng)分別為陽(yáng)極 皿了尸 30H' = jN3(gy 3H2O0+ 3t陰極l

26、O/g)+ |HaOGX 3e_ = 30H'電池庚應(yīng)(g> 02(g)= |Na(g)+ |EaO0試?yán)梦镔|(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成 Gibbs函數(shù)，計(jì)算該電池在25 ?C時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電 動(dòng)勢(shì)。解：查表知各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成 Gibbs函數(shù)為hc2Q)D/kJxmol-116.400 0-237.14電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs函數(shù)為=$ 237.14)- 16 4= - 339.28 kJof LE= - DrC4/zF= 339.23 103/3 96435.309= 1.172 V7.24寫出下列各電池的電池反應(yīng)，并寫出以活度表示的電動(dòng)勢(shì)公式。(1) Pt|H. ?(H2)|Ha(!

27、(Ha)|HgaCl2(S)|Hg(2) Zn|Zn (Zn2+ ) Sn*+ (Sn), Sn2+ (?(Sna+)Pt解：(1)陽(yáng)扱 H2 = 2H+ + 2e'陰板 Hg2da + 2e' = 2Ife+ 2CF電池反應(yīng) H2HgaCla(;)= 2Hg + 2HC1 s (HQ)E* 竺血艸刃迪ci)2F口代妙)£= 0.7959-竽lz 但O)(2)陽(yáng)扱Zn = Zna+ + 2e'陰極S十十2£ = ST電池反應(yīng) Zn+ Sn4+ g(Sn*)= Zn鈔幺(Z/)+ Sn2+ (Sn3+)E= ERT <Zn2+>(Sn2+)

28、2(Sn<+(Zn> =0.913-竺嚴(yán)（汕）=0.15- (- 0.763)麗山1（汕）2F 疋嚴(yán)）7.25寫出下列各電池的電池反應(yīng)，應(yīng)用表7.7.1的數(shù)據(jù)計(jì)算25 ?C時(shí)各電池的電動(dòng)勢(shì)及各電池反應(yīng)的摩爾Gibbs函數(shù)變，并指明各電池反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行(1) Pt|Ha & 100 kPa|HCl a(HCl> l|aa fe, 100 kPaPt Zn | Znd (j(2nCl2 = 05)|AgQ (s 屜解:( 1丄: L : ：； I C :.i- 1 >.：' :- ：|RT/ (EQ)EIn<=E = 1.3580 VT)g - 瀝；

29、96481309 1.3580= - 262.1 kJnoF1-：-!',反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。(2) i. i1! ' J; . "J I .'：: if 吐E -執(zhí)需蠶眇<°'2221- <- °'763»-務(wù)噸口)2f 96485.309DrG； = -zf£=- 2r 96485別9 0.9940=- 191.8kJW=0.985VJflnO.5= 0.9940 V-1 ,反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。7.26寫出下列各電池的電池反應(yīng)。應(yīng)用表7.7.1的數(shù)據(jù)計(jì)算25 ?C時(shí)各電池的電動(dòng)勢(shì)、各電池反應(yīng)的摩爾

30、Gibbs函數(shù)變及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，并指明的電池反應(yīng)能 否自發(fā)進(jìn)行。(1) Cd|cd3* i(Cd3+)=0.01|cr >( )=0.5a3 g, 100 kPa|ptPb|pba+丸臚)卜l|Ag*老(站)卜1帖(3) 列ZJ+ 玄(Z巧卜 0.0004|C護(hù) £(C巧卜 0.2|cd解：(1)電池反應(yīng)Cd(滬 a3(gj 100 kPa)= Cd" a(Cd>)= 0.01+ 2CT £(CT )= 0.5)根據(jù)Nernst方程EE -2FA(Cp=(1.358- Q 0.4028)-=1.3378 VIn b.or 0.538.314f 298.

31、152f 96485.309D氐=-應(yīng)=-工 964S5.309/ 1.8378= - 354 63 kJxmoV 1K = expii ZFE二霊靄&；畀=3 39, 1護(hù)(2)電池反應(yīng)Pb(s)+ 2Ag+ ja(+)= 1= 2Ag(s> Pb3+ 幺 J二 1ln <Pb2+y(Ag)竺= 7994 - 0,1265)= 0.9259 VDrG = 述=工 36485.309r 0.9259= - 178.67 kJol 1K "十而了RT=廟竺輕護(hù)卜20V爐 I 3314 298 15 L16#(3) 電池反應(yīng)Zn(s)+ Cda+ 匕(Cd"

32、)二 0.2)= Cd(s> ZnH g(Zi?)二 0.0004)I -詁畑咚曠)r cm” f298 151 J 0.0004®0.2= 0 4028- < 0 7630>)- 2- 96485.309 ln|=0 4400 VD氐-zFE -96485.309 0.4400- 84.91 kJof 1卩IzFE f冷 96485.309 0.3602g 仆存佔(zhàn)8.314f 293.15K = exp y= expi。,一=1.51 10i Ki bt7.27寫出下列各電池的電池反應(yīng)和電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算式。解：該電池為濃差電池，其電池反應(yīng)為HC10HClft)因此,7

33、.28寫出下列電池的電池反應(yīng)。計(jì)算25 0C時(shí)的電動(dòng)勢(shì)，并指明反應(yīng)能否自發(fā) 進(jìn)行。匚“丁v-.:' -（X 表示鹵素）。解：該電池為濃差電池（電解質(zhì)溶液），電池反應(yīng)為X l（jfc）= 0.1| 牛 X1）二 0X01根據(jù)Nernst方程，乞峻丿杯298%叫°腮VzF 011x96485 309由于亠-一 '-，該電池反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。7.29應(yīng)用表7.4.1的數(shù)據(jù)計(jì)算下列電池在25 ?C時(shí)的電動(dòng)勢(shì)。Cu CuSO4電=0.01 mol他 1 |CuSO4(=0.1 mol牯Cu解：該電池為濃差電池，電池反應(yīng)為CuSO4 %= O.lmol' '揚(yáng)獨(dú)

34、CuSO4 = 0,01 mol1 j查表知 g± CuSO4, 0.01 kg W 】= 041 禺CuSOy 0 lkgol1 0.1618#0,1749 V8 314 298 15u 0.4V 0.012f 96485 309 0J6H 0 17.30電池咖雋IO。陰|H理"lm牲牛JO0kP護(hù)在25 ?C時(shí)電動(dòng)勢(shì)為 1.4881V, 試計(jì)算HCI溶液中HCI的平均離子活度因子解：該電池的電池反應(yīng)為H2 100kPa+Cl3 100kPa牛 2HC申二 0mol1）根據(jù)Nernst方程a2 (HC1)E 貯 in （HCI）_ 日碼g 徂m8.314r 298.15

35、a 但a）= 廟色謬卜/ gm叭9瀝3觀=6.320f 10TQ«(EC1> S )3 P g± (HC1> 譽(yù)嚴(yán)g±aiCl）=A_2£i= 079507.31 濃差電池 PblPbgCdSO 血畑）|CdSO危牝）|PbSOQ|Pb，其中一二門一 - ' .r". r .-.',已知在兩液體接界處Cd2+離子的遷移數(shù)的平均值為，二一廣 1.寫出電池反應(yīng)；2計(jì)算25 0C時(shí)液體接界電勢(shì)E（液界）及電池電動(dòng)勢(shì)E解：電池反應(yīng)CdSO* 仏 JtCMSO* 仏）由7.7.6式In 口土二乞總±】/b - 0.2

36、; 0.1= 0.02 兀產(chǎn)虬品七 Jb =M2f 0.32=0.00648.314x293.15,0.02hi2x96485.3090.0064=-0.003806 V電池電動(dòng)勢(shì)E =創(chuàng)濃差）+ E（液界卜篡In空1 +仁-匚）In竺zF a+QzF a+ 3益竺曲測(cè)%竺山加J zF 撿96僦 5.3090.00647.32為了確定亞汞離子在水溶液中是以Hg+還是以二工形式存在，涉及了如下電池Hg硝酸亞汞0 263mZ如心HNO3 O.lmGlxdm3 硝酸亞汞2.63 molin'320#測(cè)得在18 0C時(shí)的E = 29 mV,求亞汞離子的形式。解：設(shè)硝酸亞汞的存在形式為-；，則電

37、池反應(yīng)為2NO； bNO?） + Hg a （NOJr 幺血NO J JT 2NO- S （NO?） + 也 a（NO我 （Hg a（NO嘉）電池電動(dòng)勢(shì)為-竺出應(yīng)空邑廻型 i活花（阻）勺H勿（W/作為估算，可以取_,：；'.，八G丁 丁。8314f 298.15 f2f 96485 309 M竺田空哲迴竺辺市乜（叫為覘燼Q）路/二 0.02888 V= 29 mV2.63所以硝酸亞汞的存在形式為二總f卽片7.33亠與生成配離子，其通式可表示為，其中為正整數(shù)。為了研究在約二1.一 二的硫代硫酸鹽溶液中配離子的形式，在16 ?C37.53503S朋2 mol an"32 molx

38、dm'3I100 mmolxdm 3Ag+100 inmol>dm 31.88 mol&bn '2.13 molxdm'3 |soj-0.25 mol xdm' 3(1) AgAg4電時(shí)對(duì)如下兩電池測(cè)得 匸 匚-求配離子的形式，設(shè)溶液中主要形成一種配離子解：（略）7.34 電池Pt|Ha 100kPa)|待測(cè) pH的溶液|lmol3KCl|HgA(Hg在 25 ?C時(shí)測(cè)得電池電動(dòng)勢(shì). r-!''，試計(jì)算待測(cè)溶液的pH。解：電極及電池反應(yīng)為陽(yáng)極 比 100 k?a= 2H* + 2才陰極Hg3Cl3 0+ 鮎=2Hg+ 2Cf電池反應(yīng)

39、 H2 低 100 kPa> 也£打 G>= 2Hg(s> 2C+ 2H+查表知(表7.8.1)，在所給條件下甘汞電極的電極電勢(shì)為，則:22= 6.49F PH+竽噸厲).2799 - 0.664 F2.303 RT0.3841： 96485.3092.303'f S.314r 298.157.35 電池'-'l|- 1- I -1'在 25 0C,當(dāng)某溶液為 pH=3.98的緩沖溶液時(shí)，測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì)-I - -；當(dāng)某溶液換成待測(cè)pH的溶液時(shí)，測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì)-:.=1 - o試計(jì)算待測(cè)溶液的pH。解：電池反應(yīng)陽(yáng)極 2Sb+ 3H

40、2O%® Sb+SH* + 6了陰極 3Hg2Cl2+ 6e' %謔 6Hg+ 6CT電池反應(yīng)2Sb+ 3H3O+日創(chuàng)也唸Sb3O3 + 6H+ + 63'根據(jù)Nernst方程，電池電動(dòng)勢(shì)為設(shè)在兩種情況下H2O的活度相同，則w 2.3037 < 口口、比二一-龐 _pHj口 口 FHE “ 96185309x(0.3451-0.28)"直pH, = pH】+= 3.98+= 5.9631 230372.303x8.314x298 157.36將下列反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，并應(yīng)用表 7.7.1的數(shù)據(jù)計(jì)算25 0C時(shí)電池反應(yīng)的叫及敘 2Ag+ + H/>=

41、 2A+2H+ Cd+ Cu齢=Cd+ Cua+ SnH + Ph3' = Sn*+ + Pb解：( 1)-J 化臚二 E (Ag* |Ag)- E(H+|H3(g)|Pt)= 0.7994- 0= 0.7994 VDrG®= - zFE = 2” 0.7994r 96485.309=- 154.3kJxmol'1=expj DAL , j w io。1| RtI eXp| 8.314 298.15J=IM 102724#（2）二"£*= S (Cd1* 101 S (Cd1* | Cd)二 0.34 - (- 0.4028)= 0.7428 VD

42、rG= - zFE =-2f 0.7428r 96485.309= - 143.3kJW1（3）二 M汽i 143了 1000 jj a “邛8.314 Zi5r13010/= E (Pb2* |Pb)- B (Sn2Sn4+|Pt)=- 0.1265- 0.15=- 0.2765 VDrGf = - zFE 二-2飛 0,2765 96485309= 53.36 kJmol'15136 1000 豊 4A9f 10w8.314 2981 勺7.37 (1)應(yīng)用表7.7.1的數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)_ 八一勺 在25 OC時(shí)的平衡常數(shù)匚（2）將適量的銀粉加入到濃度為.IL門丄尤溶液中，計(jì)算平衡時(shí)A

43、g+的濃度（假設(shè)各離子的活度因子均等于 1）。解：（1）設(shè)計(jì)電池Pt|FeFe5+|Ag+|£*= 5(Ag+1Ag)- E (F尹花菇 |Pt)二 0.7994- 0.770= 0 0294 VDrGj二-zFE =- (0.0294)96485309= 2.837 kJof1#DGP r mRT=expj t(2)設(shè)平衡時(shí)Fe2+的濃度為x,則i 2 837f 1000 n »8.314 298：15C 3 4Felf + Ag+pt F + AgX XOC X竺丄疋-3 141因此，.廠，解此二次方程得到二-： ：-：'7.38 (1)試?yán)盟哪柹?Gi

44、bbs函數(shù)計(jì)算在25 0C于氫-氧燃料電池中進(jìn)行 下列反應(yīng)時(shí)電池的電動(dòng)勢(shì)。H2(g, lOOkP+loJOOkPa) HQQ)(2) 應(yīng)用表7.7.1的數(shù)據(jù)計(jì)算上述電池的電動(dòng)勢(shì)。(3) 已知-：.仁 川"''' ''-1-'，計(jì)算25 0C時(shí)上述電池電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)。解：(1)查表知“.，因此,耳氐237.129f 1031F- 2r 96485.309=1.229 V(2)設(shè)計(jì)電池Pt | Ha 100 kPa)| H+(H+)= 1)| Oa (g, 100 kPajPt(3)5*=£e- &二 1229 0= 1

45、.229 V酣呃_D皿_DA- DR曬 _ 7ft£ 285.83- (- 237.129)f 103F 96485309 2915=-8 46f 10u V<-7.39已知25 cC廠，m 試計(jì)算應(yīng)25 OC時(shí)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)解：上述各電極的電極反應(yīng)分別為25F 尹 + 3e =Fe(1)F 尹 + e' = F 尹 (2)Fea+ 2e_ = Fe 顯然，二匚-乙，因此，。瓷“氐廠D% (與氫電極比較)-2(Fe |Fe)= - 3FE (te3+ |Fe)+ FE|F尹)E*(F |Fe)= * 盟(FP |Fe)- B(F|F 尹)V 0.036- 0.770

46、> - 0.439 V7.40已知25 0C時(shí)AgBr的溶度積1：.i，廠迖八，一三丨+ .；：丨。試計(jì)算25 0C時(shí)(1) 銀-溴化銀電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì) 屮，：.;(2) 兒玉門的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)。解：(1)設(shè)計(jì)電池 竺 u |-廠，電池反應(yīng)為AgBr(s)O Ag+Br根據(jù)Nernst方程£ = £&（Br |AgBr（s）|Ag）'£（Ag+1 Ag）- In沉淀反應(yīng)平衡時(shí)11，所以童咆廣|趣Br （" |題）"（AT |趣）+$ln心（總Br ） r= 07994 + 8 314x298 15ln（4.88xl0

47、-1Q96485.309'z= 0 071IV(2)設(shè)計(jì)電池二L 口 ，電池反應(yīng)為Ag()+|Br3(/) = AgBr(s)該反應(yīng)為廠曲：；二的生成反應(yīng)，ArGj = -zFE = -96485309x(1065-0.0711) = -95.90 kJ moK17.41 25 OC時(shí)用鉑電極電解1二一二的工(1)計(jì)算理論分解電壓；(2)若兩電極面積均為1二,電解液電阻為1 .沁，丁二和的超電勢(shì)- 與電流密度的關(guān)系分別為7 H3 )護(hù)=0.472 + O.1181g(7/A cm *)7(O2(g)/r=r062 + 0.1181g(j/A cm-1)問當(dāng)通過的電流為1 mA時(shí)，外加電

48、壓為若干。解：(1)電解二f 溶液將形成電池工 匚一-一工1：,該電池的 電動(dòng)勢(shì)1.229 V即為 比巴 的理論分解電壓。(2)計(jì)算得到丁；和的超電勢(shì)1分別為譏Hjg)二 0472 + 0一11險(xiǎn)(10蟲)二 0.1180V7(O2(g) = l 062 + 0 llSlg(10-3) = 0.7030V3電解質(zhì)溶液電壓降：10 x 100 = 0.1 V因此外加電壓為：1. 11 I-"： ' ' 界面現(xiàn)象Hg這兩互不相溶的液體界面上滴入第十章10.3解：求解此題的關(guān)鍵在于弄清楚乙醚與 一滴水，達(dá)到平衡后，潤(rùn)濕角的位置。根據(jù)O點(diǎn)的力平衡，可得：=Hg _H 2O+

49、'乙醚_h 2o 'COS日y_ yHg 工醚一 Hg . H 2 Oy 乙醚_H 2 O凹75 二 0.37380.010710.468.05解由開爾文公式InPr = P expRT rRT Pr 丿二 2.337 exp272.7510 30018028.314298.15998.3 10 9二 6.8 KP 二10.6解：根據(jù)拉普拉斯方程r ，微小氣泡所受的附加壓力272258.8510 -1 10 -3-1.17710 3 KPa,指向氣體微小液滴的附加壓力258.8510 -1.17710 3 KPa10.9 解:此液體能很好潤(rùn)濕玻璃,h =cos 9 =根據(jù)公式，

50、指向液體2 costgr丫 = Pgrh2.56100.23510 97909.82 1二 2.3310 N m28#10.10解：1)水在汞面上的鋪展系數(shù)SY飛yH 2O |Hg 一 Hg 殳一 Hg _H 2。一 H 2O氣二(483 - 375 - 72 .8)10 '二 0.0352 N m J 0,能夠鋪展1)汞在水面上的鋪展系數(shù)S h 2O Hg 二 H 2O -氣- Hg _H 2O - Hg _氣二(72.8 483 - 375 )10 ° = 0.7852 N m '0,不 能 夠鋪展10.13 解:2)1)vmbP1 bPvmbP1 bP二 93.

51、8，代入數(shù)據(jù)可得b = 0.5459 KPaP=6.6672KPa0.54596.667210.54596.6672二 73.58 dm 3 kg#c d飛10.19解：本題涉及溶液的表面吸附，故利用吉布斯吸附等溫式- RT de 但不是計(jì)算表面過剩吸附量r,而是求某一濃度溶液的表面張力丫。已知很稀濃度范圍內(nèi)，丫與c成線性關(guān)系則 y = 0+be ，其中 y = 丫純水)=0.072N m 1 ,若能求出b則可求出丫。dRT& 314298 .153102b = 二二二 0.3718 N m moldee0.2-1 -1 -1y =( 0.072- 0.3718 -C )N m = (

52、 0.072 0.3718 X 0.20 )N m =0.06456 N mr _ _ cd_10.20解：1)吉布斯吸附等溫式RT de=0 - a ln( 1 be)-d ded ln( 1 be)一 a deab(1 be)r e d ；'abeRT de RT(1 + be)2)當(dāng)c=0.200mol dm-3時(shí)，則表面過剩量abc13.110 319.6210 30.20010 3爲(wèi)13.1105.39310 6mol m 28.314292 .15=4.29810 6mol m 23) 丁酸濃度足夠大時(shí)，溶質(zhì)在溶液表面吸附達(dá)到飽和，bc>>1每個(gè)丁酸分子在飽和吸

53、附時(shí)所占溶液的表面積為Am1RT (1 bc) 8.314292.15(119.6210 30.20010 3)1192:L 5.39310 66.02210 = 3.07910 m化學(xué)動(dòng)力學(xué)1. 反應(yīng)"11 b 1 ：1 :為一級(jí)氣相反應(yīng)，320(C 時(shí)k :山。問在320 0C加熱90:的分解分?jǐn)?shù)為若干?解：根據(jù)一級(jí)反應(yīng)速率方程的積分式£= c扎q exp(-kt) =>1- = 1 - exp'(- kt)= 1-62.2x10x5400)= 11 20%答: SO他的分解分?jǐn)?shù)為11.2%2. 某一級(jí)反應(yīng)丄-!的半衰期為10 min。求1h后剩余A的分?jǐn)?shù)

54、。 解：同上題，工二網(wǎng)(- h)=exp(- 3600 x In 2/600)二 L 56%答：還剩余A 1.56%。3. 某一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行10 min后，反應(yīng)物反應(yīng)掉30%。問反應(yīng)掉50%需多 少時(shí)間？解：根據(jù)一級(jí)反應(yīng)速率方程的積分式ln2ln(0.7)=19.4 mm29答：反應(yīng)掉50%需時(shí)19.4 min#4. 25 0C時(shí)，酸催化蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)CH竝0 + Ha0 > C(HiaO + C(HuO6sucroseglucose fructose的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)如下(蔗糖的初始濃度 co為1.0023 mol dm-3，時(shí)刻t的濃度為c)打min0306090130180(% - r)/mol dm 屯00.10010.19460.27700.37260.4676使用作圖法證明此反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。求算速率常數(shù)及半衰期；問蔗糖轉(zhuǎn)化95%需時(shí)若