物理化學下冊習題答案(全部)

1、第七章化學反響動力學1以氨的分解反響2NH3= N2+ 3H2為例，導出反響進度的增加速率山 與血隅 血論 冊町，韋廠，礦 之間的關系，并說明何者用于反響速率時與選擇哪種物 質為準無關。E _ 月叫-“HHjN 一 " -就* _ 解: - - - 2甲醇的合成反響如下:CO+2H2CHOHii: ;-|;1 答案：2.44，4.88mol dm-3 h-1解：'1 '-%訂去，-止hJ趣各為多少?竽=2牛F3理想氣體反響 2N2O5 4NQ+ O2,在298.15 K的速率常數(shù)k是1.73 X 1)s -1,速率方程為 "一肚5。計算在298.15K05-

2、10打臨、12.0 dm3的容器中，此反響的和5從即山 各為多少？ 被分解的N2O5分子數(shù)目。答案：17.11.01 X 10(2)計算在(1)的反響條件下，1s內X 10 -1.14 X1mddm-3s-1 2101325c解：1珂卩-7-_S314x29S.15 _4 0S''yl° mol dm-3嚴-.g小-門沁ItTz聞 m J 了mol dm-3 J.% 叭 芥 1.4?IDmol dm-3 s-1X 10-7 XXX 1023X 1018 個分子4. 每克隕石中含 238U 6.3 X 他，He為 20.77 X 1Ost1:chmetcnv UnitN

3、ame="cm"SourceValue="6" HasSpace="False" Negative="True" NumberType="1"TCSC="0">cm3標準狀態(tài)下,238U的衰變?yōu)橐患壏错懀?38U 206Pb+ 84He由實驗測得238U的半衰期為=4.51 X 1y,試求該隕石的年齡。答案：2.36 X 10 年解：每克隕石中含He：=空=巴空匹叱£“2冷計mol最開始每克隕石中含238U的量：呱 63x1()-® 9J76xia

4、«v,o 十帀238jj=3.805 x 10cmol現(xiàn)在每克隕石中含238U的量：6.3x10% 二=2.647 xlOmol衰變速率常數(shù):In 2In 2=期 r i a ic訂貢而"戲7心y=5洛皿“、5. 303.01 K時甲酸甲酯在85%的堿性水溶液中水解，其速率常數(shù)為 4.53mol-1 L s-1。(1)假設酯和堿的初始濃度均為1 X 10mol L-1，試求半衰期。(2 )假設兩種濃度，一種減半，另一種加倍，試求量少者消耗一半所需的時間為 多少。答案：220.8，82.36s解：(1)甲酸甲酯的水解反響為二級反響，且當酯和堿的初始濃度相等時，其速尸二-旦二耘

5、：率方程可化為純二級反響速率方程形式：7在1100 K,測得NH3在W上起催化反響的數(shù)據(jù)如下:NH3的初壓 po/Pa35330173327733半衰期t2/mi n(1)試證明該反響近似為零級反響；(2)求速率常數(shù)k 0。答案：38.66Pas-1故:T" _址屮勺空燈口，-220.SS(2)且當酯和堿的初始濃度不相等時為混二級反響,將反響簡寫為：A + B V產物設 t = 0 時：2X 10 0.5 X-1(0即：ca,o = 2 X-1 mol , cb,o= 0.5 xlOnolL-1, 那么動力學方程為：對 B:當 cbcb,o時，必有：ca =1.75 x_30nol

6、L-1, 所以對B而言：14.53x(2x10 -0.5x10)2xlOJ 0.15解：(1)對于純零級反響，其半衰期為，那么用嘗試法計算ko如下：船血)1353302x7.6x60= 38.79Pas-1 ;173322x55x60Pt>,i=39MPa s-177332x1.7x60=17.91Pa s-1ko值根本為常數(shù)，因此為零級反響。 該反響的速率常數(shù)ko值可取以上3個計算值的平均值：ko =38.56 Pas-1 -8. 777 K時二甲醚分解實驗測得如下數(shù)據(jù)，試用微分法確定反響CHbOCHb CH+ CO+ H2 的級數(shù)。t /s0390665119522403155sP體

7、系/ Pa4159754396623957492795192103858 124123提示：先由p體系及po求出不同t時的PCH3OCH3作圖求-dp/dt答案：一級 解：CfOCHs CH+ CO+ H2t =0 pot = t PCH3OCH3PCH4= pCO = pH2 = po- PCH3OCH3p 體系=5 = 3po- 2 PCH3OCH3pCH3OCH3=3p0-p 體系/2從而得到以下數(shù)據(jù)：t /s0390665119522403155PCH3OCH3/Pa415973519731198249321479910466d ； /dtkx 10注：d：/dt= ( po -PCH

8、3OCH?/ t, k = ( & /dt) X/ (pCH3OCH3 所得速率常數(shù)根本不變，故為一級反響。9.解GH 小 H盤尸(A)(B)(C)t=0p000t=tpft-ApApAp動力學為程式為:一 dpA/dt=kpAr11為反響級數(shù)，設n分別為1, 2代入后積分得：n-1=n=2 ¥ 十£ q2分別用各組實驗數(shù)姻代入(1) (2)公式，計算各個k 值。結果說明只假設叫根本為常嗷，而杠和k是均不是 常數(shù)丫濟攻茲反臨歡皮應，=938 10-luin恒溫恒容氣相反響2A+2B->L+M速率方程為實 驗測得以下數(shù)據(jù)，試求算反響級數(shù)皿和總P&Q -P

9、酥時47432484176時yjA0/kPa4(1203r0/kPaBS 10J370,034 J自時，用化學計量比進料法，有卩尸Pn，rkpp = kp = kpPaPi'rPkPa, p*p*a4(/2= 32.4/2= 162 kPn 根據(jù)半衰期法，總反響級數(shù).IfiU的1K(«4/176)“噸(“Mp 詠)lg(162ffi5 .7 '21當測?卩心時，用隔離法，rkpp=kpp kfp 根據(jù)初速法，反響級數(shù)_ lB(ru/,u) Jg( 0-034)a2八滬“32=1】g(Ac/At1)lg( 40/203)亠-i11設有對峙反響 AD, A的初始濃度為：=

10、1.89 mol L-1 ,上時間測得D的濃度x為:t/s1803004209001 440oox/ (mol L-1)1.58(xe)求正、逆反響速率常數(shù)。答案：6.29 X10-4 s-1, 1.23 X10-4s-1亠/f-i解： 對峙反響 AD為正、逆反響均為一級反響，那么：XXX.屁=二n In =(熱 +挺兀電-X耳電-X?試算得如下數(shù)據(jù)：t1803004209001440k1X104k-1 XO412某金屬的氧化反響服從以下拋物線方程式：y2二kit + k2,式中y為在反響到t時間的金屬氧化膜的厚度，試確定該金屬氧化是幾級。答案：-1級解： T y2= kit + k2,A 2

11、ydy = kidt那么左 “，故此反響為-1級反響。14.氣相反響2N0 +N.0 + H20陡進釘丸全.且門育速率方程r = (NO)/AH>)實驗結果為：/(NOVkPa80801.32,680p°(H：)/kPa1J2.680801.31 t / s19.219.283041510Tl Ki (m1093109310931113求診反戰(zhàn)級數(shù)口及弘井計伴實驗清化能E，°由(1)(2)組實騎 (NO)»pfl (HJ 且血與(H；)無關，Up CI? = 1由 組實驗 f (H2)»p° (NO) tf2 K "府(NO)

12、即0=2pD (NO)»p° (H2)時 0.693可得： T= 1093 K ltjfcF5.64X IO-6kPa-2 s1T=1 113 K 時A>= 1.08 X JOkPa'2 - f£丸二匚R In ) = 317 kJ * m<J 1(TJ2_ 心17 .反響 A(g ) = C(g) D(g)在 298 K 時，k1 和 k-1-1x 10Pa-1 s-1，溫度增加到310 K時，k1和k-1均增加到原來的兩倍。計算：(1) 298 K時的平衡常數(shù)；(2)正、逆反響的活化能E、E-1； 如果在298 K反響 開始時只有A,其壓強

13、p= 101325Pa,計算當總壓強增至151987.5Pa時反響時間 為多少。乞=400Pa解：可求得：E = E-1-12根據(jù) A = C + Dt = 0 101325 0 0t = t 101325 -px Px Px故：p 總=101325+px當 p 總=151987.5Pa時，px = 50662.5 Pa 即 A 減少了一半。而k1>>k-1，故可以把A的分解當作單向一級反響處理，那么所需時間就是A物的# _ln2 “半衰期：俎18.醋酸酐的分解反響是一級反響。該反響的活化能Ea= 144.35 kJmol-1。10 min內轉化率達90%,521.2 K557.1

14、5 K時這個反響的k= 3.3 X 10-1。現(xiàn)要控制該反響在 試確定反響溫度應控制在多少度。答案：A=ln解：對一級反響有：廣所以要使反響在10 min內轉化率達90%,溫度應為T2,那么:kr = In 100=3.84x105'10x60100-90(1,3.84x10=> Ijl144350r i11 3.3xl(J-38.314冷7TJ扁 E kr R解得：T2 = 521.2 K22. N2O5分解反響的機理如下:20s <> NO + M03(3)試用穩(wěn)態(tài)近似法證明:I當用02的生成速率表示反響速率時,耳二昵弘0；日1n設反響2為決速步，反響1為快平衡，

15、用平衡假設寫出反響的速率表 示式2 ；川在什么情況下ri=2 ?角軍：廠 ：廠 _-|'訂' "v" 一乳輪4二燦Q卜皿昭彰卜耳砂劃00-屯M?盹二0妊齪屮必二鈕眈眈叮-幼眈叫以代入2a4代入徐22 +fc_!恥】n第二步為決速步，第一步是快平衡G二也必二禺血2 prok_K 彩陰"ti_ 跖。以6代入5，得學咤川要使ri=r2,那么必須有：上希f汰2 + 5二/匕25.在無催化劑存在時，反響 2HI= H+ T2的活化能為183920 Jmol-1，當用鉑作催化劑時改變了其反響歷程， 活化能降低為104500 Jmol-1。假設反響在575 K時

16、進行，求鉑催化劑使此反響速率增加的倍數(shù)。答案：1.6 X 10解：根據(jù)阿侖尼烏斯方程得：& = >4cxp 卜罰 k2 = >4expexp83920-104500<8.314 x 575=1.6xlC7第八章電解質溶液1. 用鉑電極電解氯化銅 CuCl2溶液，通過的電流為 20A，經(jīng)過15分鐘后，在陰極上能析出 多少克銅？在陽極上能析出多少 dm3的，的氯氣？答案：2.297 dm3解：1在陰極 Cu2+ + 2e t Cu析出銅 Wcu=Mcu(2)在陽極 2Cl- t ci2(g) + 2en Ci2Vci2=nci2RT/P=0.093279 採314 300

17、.15/101325=2.297 10丈m332. 一電導池中裝入dm-3的KCl水溶液，時測得其電阻為 453 Q。 dm-3溶液的電導率為m-1。在同一電導池中裝入同樣體積的濃度為dm-3的CaCl2溶液，測得電阻為1050Q。計算電導池常數(shù)、 該CaCl2溶液的電導率和摩爾電導率Am(1/2CaCl2)。答案：125.4 m-1, 0.1194s m-1, 0.02388 S m2 mol-1解：1電導池常數(shù)GG=L/A=K kci?R=0.2768 X 453=125.4 -m2CaCl2的電導率caci2=L/AR=125.4/1050=0.1194 s?m -1(3)摩爾電導率C

18、caci2=0.555/110.986=0.0050 mol?dm3Acaci2= ?103 /c=0.1194 1臚/0.0050=0.02388 s?m2?mol-13. 在298K, H +和HC0-3的離子極限摩爾電導率入(H + X 10-2S m2 mol-1，入(HC0-3X10-3S m2 mol-1。在同溫度下測得 dm-3H2CO3溶液的電導率kX 10-3S m-1，求H2CO3離 解為H +和HO-3的離解度。答案：aX 10-3解：人8=入8(卅入a (HCO=3.4982 X0-2+ 4.45 X0-3=0.03943 s?m2?mol-1A m= ?10-3/C

19、3.86 10-3 X10-3心0275=1.4036 10-4 s?m2?mol-1a =A m/ Aa =1.4036-4/0.00943=3.56 103 291K時NaCl , NaOH及NHQI的極限摩爾電導率入分別為X 10-2, X 10-2及X10-2S m2 mol-1, 291K時及 dm-3NH3 H2O的摩爾電導率入m分別為和cm2 mol-1，利用上述實測數(shù)據(jù)求及dm-3NH3 H2O的離解常數(shù) K。答案：K1X 10-5, ax 10-5解：入 ° NH 3?啟0=入 !(H 4 )+ 入(0)4-入 (酣 入8 (Na 入8 (Na+ 入 8 (JI=1

20、.298 氷0-2+2.172 氷0-21.086 >10-2=2.384 10-2 s?mf?mo1(1) 0.1mol?dm-3 NH 3?H2Oa =入 m/人8 =3.094/(213B4 10-2K=C?a22心-0.01296)=1.702 10欣(2) 0.01 mol dm-3 溶液a =入 m/ 人8 =9.624/(2.1384 1%-2K=C? a22/(1-0.04035)=1.697 10-5X5.在測得某電導池充以dm-3KCl溶液的電阻為484 Q,用同一電導池充以不同濃度的NaCl水溶液，在測得電阻值如下表：濃度 c/mol - dm-3：電阻R/ Q10

21、91054942772 試計算表列不同濃度 NaCl溶液的摩爾電導率； 以A m對c作圖，用外推法求 NaCl溶液的極限摩爾電導率。答案：，0.01209 S - m2 - mol-1 2 0.01270 S - m2 - mol-1解：查知298K, 0.01mol?dm-3 KCl水溶液的電導率為：=0?141s?ni1G=L/A= -11=G/R11A1= 110-3/C1 68.244 10-3/R1C1以不同濃度C1溶液的電阻R1代入上式求得相應的摩爾電導率如下表C1(mol?dm-3A1(s?m2?mol-1C1 計算 C1也列入上表中，然后以A1對C1作圖,將圖中直線外推至

22、9; C1 =0時得A8 (NaCl)=0?01270s?2?mol-16. 298K時，濃度- dm-3的NaCl水溶液中，Na +與Cl-的離子淌度分別為 UNa+ x 10-8m2 Vs-1 和Uci-x 10-8m2 - V-1 - s-1，試求該溶液的摩爾電導率和電導率。答案： 106.7 S - m2 - mol-1， 1.07 S - m-1解：A m=(UNa+Uci-)F=(4.26 X0-8+6.8 X0-8) X6500=1.067 W-2 S ?mf ?mol-17. LiCI的極限摩爾電導率是x10-4s m2 mol-1,在298KLiCI溶液陰離子的遷移數(shù)外推到無

23、限稀釋處的值是，試計算 Li +和Cl-離子的摩爾電導率和離子淌度。答案：入Li +x10-4,入Cl-x10-4 sm2mol-1,ULi+x10-8,UCl-x10-8 m2 V-1 s-1解:Cl啲摩爾電導率：入(C)=t-A m(LiCI)=0.6636 x 115.034=76l.03 X0-4 s?m2?mol-1Li+的摩爾電導率：(Li+)= A m(LiCI)入(Cl- 76.33) >10'4=38.70 10-4 s?m2?mol'1離子淌度：U1(Li+)= X(Li+)/F =38.70 10/96485=4.01 10-8 m2?V-1 ?si

24、1U-(Cl ')= "C門/F 38.70 X0-4/96405=7.91 1>-8 m2?V-1 ?si18. dm-3的BaCl2水溶液在時的電導率為m-1，此溶液中Ba2 +離子的遷移數(shù)為，試求出此溶液中Ba +和Cl-1離子的淌度。答案：U Ba2+x 10-8, UCl-x 10-8 m2 V-1 s1解：A m=?10"3/c=0.238 10-3/0.0仁0.0238s?m2?mol-1汕(Ba2+)=t+ A m=0.04375 x 0.0238=0.0104s?mol-1A m=A(Ba2+)+2 RCl-)二 入(CI-)=1/2( A

25、A+ 0.0104)=0.0067 s?m2 mol-1Ar= I Zr I FU r二 U+= x+/( I Z+ I F)=0.0104/(2 96X85)=5.39 1X-8m2?J51?V-1U+"/( I Z- I F)=0.0067/96485=6.49 10>m2?s1?V-19. 在遷移數(shù)測定管中，裝入一定濃度的鹽酸溶液，在兩鉑電極間電解一定時間，測得電解前陰極區(qū)含CI-離子，電解后含，串聯(lián)在電路中的庫侖計銅片質量增0. 6464g，計算H+和CI-的遷移數(shù)。答案：t+, t 解：通過溶液的總電量電解后陰極區(qū)損失 CI-1的物質的量等于 CI-1所遷移的法拉第數(shù)

26、：3.639 >10-3FCl遷移的電量故 t-=總電量 =3.639 10-3t+=1 10. 用銅電極電解 CuSO4溶液每100 g溶液中含10.06 g CuS04。通電一定時間后，測得銀 電量計析出0.5008 g銀，并測知陽極區(qū)溶液重 54.565g,其中含CuSO4 5.726 g.試計算CuSO4t t 2溶液中離子的遷移數(shù) Lu2和SO4 .答案：t+, t-解：M cuso4=159.6038, M An陽極上Cu2+/2反響的物質的量等于通過溶液的總電量0.5008/107.060=4.643 10-萊通電后陽極區(qū) :W CuSO4WH2O通電前陽極區(qū)：W cuso

27、4=Wh2o X10.06/100 陽極Cu2+:n原有+n產生n通電后=n遷出=1/2Cu2+傳遞電量 =5.4628/(1/2M cuso4)+4.643 W3 5.726/159.6028/2)=0.068455+4.643 1區(qū)3 0.071753=1.345 X10-3ftcu2+5X 10-3/件646 W3 tSO4= 1 tCu2+11. 在時,將濃度為X 10-3 mol -dm'3的CdC"溶液注入毛細管中，再小心地注入73x 10-3的LiCl 溶液，使兩種溶液間保持明顯的分界面.如果通過電流，3976秒后，界面向下移動的距離相當于3溶液在管中所占長度

28、試求Cd3+和Cl-離子的遷移數(shù).答案：t+, t-解: 1.002 cm3溶液中所含1/3Cd3+的物質的量為：3 X33.27 X.002 X0-3=1.001 X0-4 moltcd3+=n3cd3+ F/It=1.000110X946.85/5.594 10-3tcl- = 1 tcd3+12. 298K時,SrS04的飽和水溶液電導率x 10-2 S - m-1,純水電導率為x 10-4 S - m-1.假設 該溫度下離子摩爾電導率入m(1/2Sr2+x 10-4 S -m2-mol-1,入 m(1/2SO42-x10-4s -m2-mol-1,計算SrS04此時在水中的溶解度.答案

29、：x 10-4mol - dm-32解：A mSrSQ=2 入1/2Sr2+2 入1/2S°4=(59.46 >10-4x 10-44) x2=0.027052 S - m2 - mol-1(SrS04)=(溶液)(純水)1.462 10-2 1.5 沁0-4 =0.01467 S m-1-溶解度 C= (srso4) x10-3/ A m=0.01467 x10-3/(0.013926 2*5.27 10-4 mol dm-313. 298K時AgBr的溶度積x 10-13 mol2 - dm-6，純水電導率為x 10-4 S - m-1,計算298K 時AgBr飽和水溶液的

30、電導率.答案：kx 10-4 sm-1因此，Am(AgBr) = + + 入=140.32 氷0-4 S m2 mol-1Ksp=C Ag+ CBr-nS?A m= (AgBr) (H2O) >10-3/S(AgBr) (H2O) = 10 3 A m KSp(AgBr)=103X140.32 >0-4 >6.3 >0-13)1/2+1.5 >0-4=1.114 >0-5+1.5 >0-4=1.61 X0-4s?m'114. 得用德拜-休克爾極限公式計算0.002 mol dm-3MgCl2水溶液在298K時Mg2+和Cl-離子的活度系數(shù)和平均

31、離子活度系數(shù)。答案：y +,Y +， 丫解：溶液的離子強度為21=1/2 EmZ1 =1/2(m >22lg 丫 AZ1 I1/2289K水溶液1/2_lg 丫 +=lg y=Ylg 丫 = A | Z+ Z- I I1/2=1/2 =Y2或 丫=羊1/32)1/315.某水溶液中含有 dm-3的FeCb和 dm-3的HCI04,計算該溶液的離子強度。答案:I = 0.12 mol dm-3解:m1 = 0.01 m2Z 2I=1/2 刀m 厶1 1/2(m1 x32+3m 1 X12+m2X12+m2>2) 6m1+m2=0.06+0.06=0.12 mol dm-316. 某水

32、溶液中含有dm-3的dm-3的NaS04以及 dm-3的MgCI 2,計算該溶液在 298K時其中各種離子的活度系數(shù)和各種鹽的平均活度系數(shù)。解:答案:;0.678Na+ 0.016=m1, C門=0.01+2 >007=0.024=m22Mg 2+=0.007=m 3, S °4 =0.003=m 41=1/2 Em 乙=1/2(miX12+m2X12+m3X22+m4X22)=1/2(0.016+0.024+0.028+0.012)=0.04 mol dm-3 對于離子：2Ig y 0.509 Zi I1/2/(1+11/2)一價離子：lg Y0.0845 i 丫二價離子：l

33、g Y 0.3380 i 丫對于鹽的lg=| Z+ Z 1 l1/2/(1 + I 1/2)NaCl: lg=0.0845 ,MgCl2 或 Na2SO4：lg= 0.1961 ,17. AgBrO 3在298K的溶度積為X 10-5,試用德拜-休克爾極限公式分別計算它在純水中 和dm-3KBrO 3水溶液中的溶解度(設在純水中丫=1。答案：；0.0051 mol dm-3解：1在純水中：設丫 =1，貝Ksp=C Ag+ CBrO3 - =S2S= Ksp= .5.7710 5I=1/2(m1X12+mX12)=Slg 丫 =0.509 XXI X0.007596丫 =0.9029 因此,Ka

34、=丫 2 CAg+ CBrO2 - =( 丫 )2 (SAgBrO3)2SAgBrO3 =、Ka /=0.007596/0.9029=0.00841 mol dm-3 2在0.01mol dm3 KBrO 3中：考慮純水中溶液的 AgBrO 3對離子強度的影響，那么2 2 2I = 1/2(C kX12+CBrO3 - X2+CAg &2)| 0.0084)=0.0104 mol dm-3flg 丫 = 0.509 XX Xv0.0184= Ka= aAg+ BrO3 =(丫 )2 CAg+(0.01+C Ag+)CAg+ Ksp/0.01 丫X(=5.77 X0-52)=0.0079

35、3mol dm-3再逼近一次1=1/2丨=0.0179mol dm-3 lg 丫 =_ 0.509 KX1 x'°-0179 =-YCAg+=Ksp/0.01 ( )2=5.77 K0-5/(0.01 8K549)=0.007895mol dm-3因此 AgBrO 3 的溶解度 S=0.007895 mol dm-318. 298K時Ba(IO3) 2在純水中的溶解度為K 10-4mol dm-3，假定可以應用德拜-休克爾極限 公式，試計算該鹽在dm-3CaCl2水溶液中之溶解度。答案：x 10-4 mol dm"3解：Ba(IO3)2在純水中溶解度Co=5.46

36、K0-4(1) 求 KaIo =1/2(CoK4+2CoK)=3Clg,o= - 0.509 K X K 3 5.46 10 4 =_,oKa=(,o)3Co(2Co)2=4Co2(,o)3=4K(5.46 X-4K0.90949)3=4.0901 KO-10Z2設 Ba(IO 3)2在 mol dm-3 CaCl2 溶液中的溶解度為 C,那么 I=1/2, C1 Z1 =3(0.01+C) lg =-0.509 KK 3(0.01 C)Ka=4C 03 (,o)3=4C3 ()3C=C0 ,0/=5.46 K0-4=4.9658 K0-4/逐步逼近：令 C=C 0X5.46 10-4lg=0

37、.509C1=4.9658 10-4/0.65906=7.5347 104令 C=C1=7.5347 10-lg=0.509 2K.3(0017.5347 10Ca=4.9658 10-4心65638=7.5659 10令 C=Ca3(0.017.5659 10 4)lg = 0.509 2八 ''C3=4.9658 10-4/0.65634=7.5659 10-4二 Ba(IO 3)2在 mol dm-3CaCl2 中的溶解度為 7.5659 10-4 mol dm-319. 某電導池先后充以dm-3 - dm-3NaCI和 dm-3NaNO3三種溶液，分別測得電阻為468,

38、1580和1650Q。NaNO3的摩爾電導率為x 10-2S - m2 - mol-1。如不考慮摩爾電導率隨 濃度的變化，試計算dm-3NaNO3溶液的電導率；電導池常數(shù)；此電導池充以dm-3HNO3溶液時的電阻和 HN03的摩爾電導率。答案：x 10-4 S - m-1 ; 5cm； 475 Q; 421 S - cm2 - mol-1解：(1) A m= X10-3/cNaNO3溶液電導率=CA m/ft=0.001 1.21 10-2X103=1.21 10-2 S m-1(2) 電導池常數(shù)G=L/A= R=1.21 X0-2-1(3) 0.001 mol dm-3HNO3溶液的電阻和摩

39、爾電導率A m (HNO3) = ?(H+) + 入NO3-)Am (HCl) + Am(NaNO3) Am (NaCl)=HCl X10-3/0.001+ NaNO3 X1。-3 NaCl X0-3=G(1/RHCl+1/R NaNO3=1/R NaCl=19.965(1/468+1650 S m2 mol-1(hno3 )=C A m - 1=4.2124 X0-2S m-1R HNO3=G/k=19.965/4.212410X=474 Q20. 某溫度下純水的電導率為x 10-5S - m-1，在同溫度下參加 AgCl，并達飽和后溶液的電導 率為x 10-4S - m-1。假設在1V -

40、 cm-1電場作用下，Ag +和Cl-離子在無限稀溶液中的絕對速 率分別為x 10-4和x 10-1 cm - s-1，計算該溫度下 AgCl的溶度積。答案：x 10-11解：電勢梯度為1 V m-1時離子的遷移速率稱作離子淌度，故Ag+ : U+ =5.6 W-4cm2 s-1 V-1=5.6 x0-8 m2 s-1 V-1Cl-：U-=6.8 x0-4 cm2 s-1 V-1=6.8 x0-8 m2 f V-1An,R= I Zr I FUmAg+和Cl-的丨Zr I =1,所以A m(Agci)= A m(Ag+)+ A m(ci-)=(U+ U-)F=(5.6 10-8+6.8 M0-

41、8) >96485 =0.01196 s m2 mol-1A m= (AgCl)(水)>0-3/CC= (AgCl)(水)10-3/A m=(1.550 >0-4 4.3 >0-6)10-3/0.01196=9.3645 10> mol dm-3Ksp=CAg+ Cci- =C2=8.76 10-11 (mol dm-3)221. 298K時，Ag2CrO4在純水和dm-3NaNO3溶液中的溶解度分別為>10-5和> 10-5mol -dm-3,試求Ag2CrO4在dm-3NaNO3溶液中的平均離子活度系數(shù)。答案：C c解：Ka=( )3 CAg2 C

42、c心C 2設純水中溶解度為 S0那么CrO4 =SoKa=(,o)3(2So)2 So4(,o)3 So3=4()3 S3通常認為純水中 ，o=1所以 r=(,o)So/S=8.00 1>/0.04 >-5(2)假設以德拜-體克爾極限公式計算，o,那么I = 1/2(C Ag+ +CCrOfX22)=1/2(2So+4So)=3So=2.40 10爻lg,o = 0.509故= ,o S0/S=0.9643 (29050=0.872722. 某一元酸HA濃度為 kg-1，在298K時測得摩爾電導率為210-4S m2 mol-1。而HA的極限摩爾電導率為210-4s m2 mol-

43、1，試用德拜-休克爾極限公式計算該一元酸的離解常數(shù) Ka。答案：x 10-6解：HA=H +A-電離度 a= m/ As =5.201 2 10/(3.907 12-4CA-=CH+=a C=0.01331 2 0.0100=1.3314m02 k0-1I=1/2(C a- X12+Ch+ X12X10-4lg= 0.509 22 2節(jié).3310 厶=_2*1.331 W-4)2/0.01(1 0.01331)=1.74477 10第9章電池反響熱力學1 寫出以下原電池中各電極反響、電池反響及 E的計算公式PbgPbsq(G)l sot (張PII Cu%3 3) Pt,H 2(101325P

44、a) | KOHQ) I Q(101325Pa),Pt_： I-“1解： 負極 Pb(s)+ °(a；) PbSO(s)+2e正極 Cu2+(+ 2e Cu(s)電池反響 Pb(s)+SO4(a)+ Cu 2+ (ac2+) = PbSO4(s)+Cu(s) 負極 比(p0 ) -2e 2H+ (aH+)正極 yO2( p0 ) + H 2O +2e 2OH (a oh-) 電池反響 H2(p0) + yO 2( P0) H2O(l)(3)負極 3比(Ph2) - 6e 6H+(aq)正極 Sb2Q3(s) + 6e + 6H +(aq) 2Sb(s) +3H 20(1)電池反響Sb

45、zQ +3H2 ( Ph2) 2Sb(s) + 3H 20(1)RT、E _ 呼一In .滬+In 12F 護負極Ag(s) + I-(ai -) AgI(s) + e正極 AgCl(s) + e Ag(s) + Cl - ( aci-)電池反響Agl(s) + I(ai -) Ag(s) + Cl( a。-) RT.RTE-E 試將以下化學反響設計成原電池1Zn(s) + H 2SQ( a» = ZnSO 4( ) + H 2( Ph2)；2Ni(s) + H 2O = NiO(s) + H 2( Ph2)3H2(Ph2)+ yO 2(po2)= H 2OQ)；4H(Ph2)+ H

46、gO(s) = Hg(l) + H20(1) 解：1負極 Zn(s) -2e Zn 何) 正極 2H+( ai) + 2e H2(Ph? 電池反響 Zn(s) +2H (ai) = Zn (a2)+ H 2( Ph2) 電池符號 Zn(s) | ZnSO 4( a?) | H 2S0( ai) | H 2( pH?,Pt (2)負極 Ni(s) + 20H - NiO(s) + H 2O +2e 正極 2H2O + 2e Ph2)+20H - 電極反響 Ni(s) + H 2O = NiO(s) + H 2( Ph2) 電池符號 Ni(s),NiO(s) | KOH( 稀)| H 2(pH2)

47、, PtIn 口_ 滬 +In rF叫F 缶3 負極 H2(Ph2) + 20H - 2H2O + 2e正極 2H2O +2e 20H- + yO2( P02)電池反響 H2( Ph2)+ yO 2( Po2)= = = = H 20(1)電池符號 Pt,H 2( PH2)| NaOH(稀)| 0 2(po?,Pt(4)負極 H2( Ph2)+ 20H - 2HbO +2e正極 HgO(s) + H 2O +2e Hg(l) +20H -電池反響 H2( Ph2) + HgO(s) = Hg(l) + H20(1)電池符號 Pt ,H 2(Ph2)| KOH(稀)| HgO(s),Hg(l)3

48、工業(yè)上用鐵屑參加硫酸銅溶液中以置換銅，試設計原電池；計算該反響在298.15K時的平衡常數(shù)，并說明此置換反響進行的完全程度。人:=260.3402V,X 10 :解： 電池符號為：一Fe(s) | Fe2+ ( a)| Cu 2+(比)| Cu(s) ( +二孑戲A毗g-賂沁=0.14Li - (-04402) = 0.7804V0.7804x2x964858.314x298.15 )因很大，故可以認為反響進行徹底。-=QJ7VIF &廣EM<(0.77-1.065)x2x96485K& = exp"J=exp= 1.0627 xlQ-u4試計算反響：2Fe3+

49、 +2Br-2Fe2+Br2在298.15K下的標準平衡常數(shù)？ X 10-10 解：將反響設計為原電池：-)Pt, Br 2 | Br -(a) | Fe 3+-(比)，F(xiàn)e 2+(a3)| Pt (+PIH/) | HSO kg1) | Q(F°), Pt0)1 mol-1。試計算： 此電池的溫度系數(shù)；設反響熱在 此溫度范圍內為常數(shù)，試求此電池在273.15K時的電動勢。答案：-X 10-4vk ;1.2492V解： 負極：H2(F ) 2H+(rh+ =2 X 0.01 mol kg-1 ) + 2e正極：yO2(F ) + 2H +( mH+ =2 X kg-1) + 2e 出

50、0(1)電池反響： 比()+ yO 2( " ) = H 2OQ)1求電池的溫度系數(shù) G= -2 EF= -2 XX 96485 = -236967.16 J mol_ AZf -A(7_ (-285.83) - (-236.97) xlOJAA =11-163.89 J mol-1 kT諛十WVK求電動勢-zEF = G= H - TA S = H-4-3X 2X 96485XX 10 ) X 10 = -241.06 kJ-mol-1zF 2x%4856；混合，試計算平衡時Cu'10-5 解： Cu 2+ + 2e = Cu 疇r - 昭402 V 5：- 2 皿他&qu

51、ot;oi*/cn_a 522V。求 kg-1 的 CuSO溶液(2) Cu + + e = Cu 內= asnv igZ = -i xd.su x f Cu 2+ +e = Cu+ "m1因(1)-= ，故氣門山，即心"二碩4 -Z22)xF a0.1584VCu粉與CuSQ溶液混合時，可能發(fā)生下述反響Cif+ + Cu = 2Cu +0.01 0x 2xArG* =- 2A,G®7 = -(2x0.3402 -2 x 0.522JF 0.363SFfl. _ expl財丿一 CJipk=7.1378 LO-17取 m =1.0mol kg-1n rr,站=.=

52、442X101.ue7在298.15K時，將金屬鐵片和鎘片分別插入以下溶液之中構成原電池，何者為負極？(1) 溶液中 Fe 2+及 Ccf+ kg-1;答案：1鐵;2(2) 溶液中含 Fe2+ kg-1，含 CcT為 0.0036 mol kg-1。 鎘解：設溶液中各離子的活度系數(shù)均為1，m kg-1(1)計算Fe及Cd的電極電勢Fe2+ ( m =0.1 mol kg-1) + 2e Fe(s)2° 鈾疋覽丄=(-0.4402) + 0.02958 lgO.L = -0.4698 V1 叫CcT( m2 kg-1) + 2e Cd(s)0.059161曲“l(fā)e 一 二(-0.402

53、6) + 0,02958 lgO 丄=-Q4322W在因為F，< 'll,所以此溶液中鐵為負極 (2)在此溶液中，尺葉“EfCl = (-0.4026) + 0.02958 lg0.003£ = -0.4749V因為7I<Ff 2，故在此溶液中金屬鎘為負極。8上=_0.1263V, PbSO的活度積 Kx 10-8，試求_:； _： ； - : _ 答案：-0.3564V 解：1Pb2+ ( ai) + 2e - Pb 亠一 PbSO4 Pb2+(a + 乳兒(a?)PbSQ +2e Pb + 空兒(a?)9 kg-1 kg-1的AgNO溶液中Ag+離子的平均遷移數(shù)為0.467。試計算以下電池在 298.15K時的電動勢及電池 的液體接界電勢。 Ag | AgNO- kg_1,r，' = 0.892) II AgNO kg：=0.733 | Ag Ag | AgNO kg_二 八=0.89