物理化学答案(下册).

1、电化学第七章7.1用铂电极电解溶液。通过的电流为20 A，经过15 min后，问：(1)在阴极上能析出多少质量的 二？(2)在的27 ?C，100 kPa下的 ？解：电极反应为阴极；Ou2* + 2e' ® Cu 阳极：2C1' ® Cl2 + 2e电极反应的反应进度为_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 在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。当电路中通电1 h后，在氢电量计中收

2、集到19 ?C、99.19 kPa的11：；在银电量计中沉积a- . ：L二匚。用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少解：两个电量计的阴极反应分别为银电量计：Ag+ + e ® Ag 氢电量计；H+ + e ® lHa对银电量计对氢电量计电量计中电极反应的反应进度为二 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 用银电极电解 AgNOs 溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析

3、出的:心，并知阴极区溶液中工二的总量减少了：汕:壬。求亠-一溶液中的丿和2解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。显然阴极区溶 液中上一的总量的改变-"匸等于阴极析出银的量'与从阳极迁移来的银的量 小亠之差：D性=叫-吸'桝蝇二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 用银电极电解水溶液。电解前每二溶液中含1-。阳极溶解下来的银与溶液中的了反应生成 AgCl(s)，其反应可表示总反应为

4、Ag+Cf =AgO(M e*通电一定时间后，测得银电量计中沉积了 -叮/二也，并测知阳极区溶液重 ,，其中含：二'- bo试计算：二溶液中的1和卩)。解：先计算！丿是方便的。注意到电解前后阳极区中水的量不变，二量的改 变为117 51- 0.6659W0-0.7422'0 7422- 0.66590.2078 g#0.6136 0.2078=2903 10 3 mol该量由两部分组成(1)与阳极溶解的工二生成-':：1，( 2)从阴极迁移到阳0.61360.2078T07868- 74551_«cr_2.W 10 107.868_n 叫0.6136/(K+)

5、= 1- /(' )= 1- 0.510= 04907.5 用铜电极电解1水溶液。电解前每溶液中含丨'i.n：。通电一定时间后，测得银电量计中析出：匕，并测知阳极区溶 液重u ?：:-，其中含 二二一匚。试计算溶液中的f_ /+ i和解：同7.4。电解前后二日丄量的改变厂54.565- 5.72610.06= 0.2632 gD梆沁二5-726-.壮6从铜电极溶解的IT的量为0500821 107 868二 2.32V Id'3 mol3#从阳极区迁移出去的_的量为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=门观潔6,71灣0289 ''Q % 叫Z（SOj- ）= 1- Z（Cu）= 1- 0.289= 07117.6在一个细管中，于J二' 的丄溶液的上面放入.- .1.：!：.':的溶液，使它们之间有一个明显的界面。令 二2!."-的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。卫ML以后,界面在管内向下移动的距离相当于1.二 二的溶液在管中所占的长度。计算在 实验温度25 ?C下，龙L溶液中的'!和(1丿。解：此为用界面移动法测量离子迁移数 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时一一二"订二l溶液的电导率为一 1。一电导池 中充以此溶液，在25 ?C时测得其电阻为 壬孑在同一电导池中装入同样体积 的质量浓度为 的、I溶液，测得电阻为1.工匚。计算（1）电导池系数；（2） -1，溶液的电导率；（3）-；-溶液的摩尔电导率。解：（1）电导池系数为411=0768 453= 1254m1（2）溶液的电导率（3）；-1溶液的摩尔电导率 k 110.983f 0.1194 A A._ c 仝 riL.- ；-0.

8、02383 S>tn xmoln cH5 亍 10s7.8 已知25 ?C时一二匸二匸溶液的电导率为一二匸"。一电导池 中充以此溶液，在25 ?C时测得其电阻为” 1孚。在同一电导池中装入同样体积 的浓度分别为一 I匚:I -二:，一 .1 H二:"匕，一 I工二-【二 和1-.1 的摩尔电导率。二"的I；_一溶液，测出其电阻分别为A . ：，V '丄匚和 二匚试用外推法求无限稀释时0.14V 4847R解：1一的摩尔电导率为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无限稀释时匚的摩尔电导率：根据Kohlrausch方程r 一：拟和 得到作图如下6#Z*= 0.01270 S>m24iior 17.9 已知 25 ?C 时 J-"：试计算覽叩及解：离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系#产（NH；y：（NH4Q）0 490丁 0.0126251S/? nol#产（C1卫：迥H

10、g）=6 43CT 10'5 S如'和0.5093 0.012625#7.10已知25 ?C时11 I' ' -I'厂溶液的电导率为；二计算一丄一11 一的解离度一；及解离常熟匸。所需离子摩尔电导率的数据见表732。解：-A的解离反应为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时将电导率为一的：二 溶液装入一电导池中，测得其电阻7#为二 匚。在同一电导池中装入-d 二'的1溶液，测得电阻为'|；11 V'.'o利用表7.3.2中的数据计算：的解离度及解离常熟匸。 解：查表知卜上,丄二无限稀释摩尔电导率为监帆 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时水的离子积,打i I、二；和山门的分别等于 m|二|和-iitm 二：!. 1 o 求25 ?C时纯水的电导率。解：水的无限稀释摩尔电导率为砖但如曲+监輕眄L：(NaCl)=0.042616+0.024811- 0.012645 = 0.054777 Sxmol1 纯水的电导率i(n2o> cl2o)= z*(x3o)=眞亡 il(s3o)=J1OO8T0 z 103f 0.054777= 5.500TO” SE 】7.13已知25 ?C时'的溶度积 鼻-八 。利用表7.3.2中的数据计 算25 ?C时用绝对纯的水配制的 亠二饱和

13、水溶液的电导率，计算时要考虑水的 电导率(参见题7.12)。解：查表知的无限稀释摩尔电导率为Z：(AgBr>£*(Ag+>£：0B= 6192 1CP+悠4T0* 140.32* 10*4 S>tn3>taorL二二饱和水溶液中的浓度为因此，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时某碳酸水溶液的电导率为l.'_ / 1'：.'，配制此溶液的水的电导率为I山 匸。假

14、定只考虑的一级电离，且已知其解离常数二=-/.'.，又25 ?C无限稀释时离子的摩尔电导率为Z：(T)=34982'轴0】Z；(HCOj二4451U4 SaWlQ 试计 算此碳酸溶液的浓度解：由于只考虑一级电离，此处碳酸可看作一元酸，因此,“一£：学&2)一也：dCOJ "一 益偲CO _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试计算下列各溶液的离子强度：（1）；： " 1二；（2）.r： ' -1 ；( 3)11r：' ' - : '-解：根据离子强度的定义(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应用德拜-休克尔极限公式计算25 ?C时 "： ' -'-: -1-溶液中解：离子强度/= 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眇兰卜 1匸 5/0.006=- 0.07885,g4 = 0.83407.17应用德拜-休克尔极限公式计算25 ?C时下列各溶液中的；：(1) "_：；( 2)訂打.-。解：根据Debye-Htckel极限公式- -.-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时碘酸锁'在纯水中的溶解度为1二。假定可以应用德拜-休克尔极限公式，试计算该盐在 一一工二"中-丄1溶液中的 溶解度。解:先利用25 ?C时碘酸钡在纯水中的溶解度求该温度下其溶度积。由于是稀溶液可近似看作内寸4，因此，离子强度为厶=|a 碍=f 046W + 1 092T汽 G 厅=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设在一 HI二1 二' 中丄丄溶液中八- d的溶解度为丨，则召二强瞬侶*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±采用迭代法求解该方程得-"所以在一 二J ：?.中一丄溶液中的溶解度为4

20、.9659* l(r460-6563=7,566 10”mol>kg'L11#c » 7.566r 10'+ mol xdm7.19电池班邮O向胞SO/OHQ泡和濺隔伦（»悶在25 ?c时电动势为一上J ，电动势的温度系数为:-.：1 _ <1 o（ 1）写出电池反应；（2） 计算25 ?C时该反应的- r -1' - r'-'i-；二，以及电池恒温可逆放电时该反应过程的： . o解：电池反应为Pb+|5gaSO+=5g+|PbSO4 z=l该反应的各热力学函数变化为= - 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 电池Pt|Ha（101.325 kJ>a）HCl（O.l molxkg- >2Cla（3> 电动势g 与温度的关系为5/V = 0.0694+ 1.88K 10T3T/K- 2V 1O，0/K$（1）写出电池反应；（2）计算25 ?C时该反应的,丄I丄

22、二 以及电 池恒温可逆放电时该反应过程的 J =1。解：（1）电池反应为|E3+Hg+HCl z=l（2）25 ?C 时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国=-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=伦沐=298 15 16.79= 4365 kJmof 17.21 电池兄二邛|二丄.：；： 士 的电池反应为Ag+ |Hg2Cl2(s>= AgCl(s)+ Hg已知25 ?C时，此电池反应的亠二-，各物质的规定熵川啦“分别为：*匚：；,.：； I.：；。试计算25 ?C时电池的电动势及电动势的温度系数。解：该电池反应的各热力学函数变化为D凡=必（HgJ）+ 凡（Aga, s> 彖（卮 s）-风（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在电池Pt|H血100莊训印濬液匕画二1|咲)默中，进行如下两个电池反应:(1) 100kPa> 12(?>= 2Hlj(ffl> 1)(2) H2 100 kPa> |l2(s)=1应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的 鮎，卩解：电池的电动势与电池反应的计量式无关，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阳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"虑幻4, 298.15)= 1.1? 10s7.23氨可以作为燃料电池的燃料，其电极反应及电池反应分别为阳极 皿了尸 30H' = jN3(gy 3H2O0+ 3t阴极l

26、O/g)+ |HaOGX 3e_ = 30H'电池庚应(g> 02(g)= |Na(g)+ |EaO0试利用物质的标准摩尔生成 Gibbs函数，计算该电池在25 ?C时的标准电 动势。解：查表知各物质的标准摩尔生成 Gibbs函数为hc2Q)D/kJxmol-116.400 0-237.14电池反应的标准摩尔Gibbs函数为=$ 237.14)- 16 4= - 339.28 kJof LE= - DrC4/zF= 339.23 103/3 96435.309= 1.172 V7.24写出下列各电池的电池反应，并写出以活度表示的电动势公式。(1) Pt|H. ?(H2)|Ha(!

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

28、2(Sn<+(Zn> =0.913-竺严（汕）=0.15- (- 0.763)丽山1（汕）2F 疋严）7.25写出下列各电池的电池反应，应用表7.7.1的数据计算25 ?C时各电池的电动势及各电池反应的摩尔Gibbs函数变，并指明各电池反应能否自发进行(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-：-!',反应可自发进行。(2) i. i1! ' J; . "J I .'：: if 吐E -執需蠶眇<°'2221- <- °'763»-务吨口)2f 96485.309DrG； = -zf£=- 2r 96485別9 0.9940=- 191.8kJW=0.985VJflnO.5= 0.9940 V-1 ,反应可自发进行。7.26写出下列各电池的电池反应。应用表7.7.1的数据计算25 ?C时各电池的电动势、各电池反应的摩尔

30、Gibbs函数变及标准平衡常数，并指明的电池反应能 否自发进行。(1) Cd|cd3* i(Cd3+)=0.01|cr >( )=0.5a3 g, 100 kPa|ptPb|pba+丸胪)卜l|Ag*老(站)卜1帖(3) 列ZJ+ 玄(Z巧卜 0.0004|C护 £(C巧卜 0.2|cd解：(1)电池反应Cd(沪 a3(gj 100 kPa)= Cd" a(Cd>)= 0.01+ 2CT £(CT )= 0.5)根据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=-应=-工 964S5.309/ 1.8378= - 354 63 kJxmoV 1K = expii ZFE二霊霭&；畀=3 39, 1护(2)电池反应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=廟竺輕护卜20V炉 I 3314 298 15 L16#(3) 电池反应Zn(s)+ Cda+ 匕(Cd"

32、)二 0.2)= Cd(s> ZnH g(Zi?)二 0.0004)I -詁畑咚旷)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8.314f 293.15K = exp y= expi。,一=1.51 10i Ki bt7.27写出下列各电池的电池反应和电动势的计算式。解：该电池为浓差电池，其电池反应为HC10HClft)因此,7

33、.28写出下列电池的电池反应。计算25 0C时的电动势，并指明反应能否自发 进行。匚“丁v-.:' -（X 表示卤素）。解：该电池为浓差电池（电解质溶液），电池反应为X l（jfc）= 0.1| 牛 X1）二 0X01根据Nernst方程，乞峻丿杯298%叫°腮VzF 011x96485 309由于亠-一 '-，该电池反应可以自发进行。7.29应用表7.4.1的数据计算下列电池在25 ?C时的电动势。Cu CuSO4电=0.01 mol他 1 |CuSO4(=0.1 mol牯Cu解：该电池为浓差电池，电池反应为CuSO4 %= O.lmol' '扬独

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电池咖雋IO。阴|H理"lm牲牛JO0kP护在25 ?C时电动势为 1.4881V, 试计算HCI溶液中HCI的平均离子活度因子解：该电池的电池反应为H2 100kPa+Cl3 100kPa牛 2HC申二 0mol1）根据Nernst方程a2 (HC1)E 貯 in （HCI）_ 日码g 徂m8.314r 298.15

35、a 但a）= 廟色謬卜/ gm叭9沥3观=6.320f 10TQ«(EC1> S )3 P g± (HC1> 誉严g±aiCl）=A_2£i= 079507.31 浓差电池 PblPbgCdSO 血畑）|CdSO危牝）|PbSOQ|Pb，其中一二门一 - ' .r". r .-.',已知在两液体接界处Cd2+离子的迁移数的平均值为，二一广 1.写出电池反应；2计算25 0C时液体接界电势E（液界）及电池电动势E解：电池反应CdSO* 仏 JtCMSO* 仏）由7.7.6式In 口土二乞总±】/b - 0.2

36、; 0.1= 0.02 兀产虬品七 Jb =M2f 0.32=0.00648.314x293.15,0.02hi2x96485.3090.0064=-0.003806 V电池电动势E =创浓差）+ E（液界卜篡In空1 +仁-匚）In竺zF a+QzF a+ 3益竺曲测%竺山加J zF 捡96僦 5.3090.00647.32为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg+还是以二工形式存在，涉及了如下电池Hg硝酸亚汞0 263mZ如心HNO3 O.lmGlxdm3 硝酸亚汞2.63 molin'320#测得在18 0C时的E = 29 mV,求亚汞离子的形式。解：设硝酸亚汞的存在形式为-；，则电

37、池反应为2NO； bNO?） + Hg a （NOJr 幺血NO J JT 2NO- S （NO?） + 也 a（NO我 （Hg a（NO嘉）电池电动势为-竺出应空邑廻型 i活花（阻）勺H勿（W/作为估算，可以取_,：；'.，八G丁 丁。8314f 298.15 f2f 96485 309 M竺田空哲迴竺辺市乜（叫為覘烬Q）路/二 0.02888 V= 29 mV2.63所以硝酸亚汞的存在形式为二总f卽片7.33亠与生成配离子，其通式可表示为，其中为正整数。为了研究在约二1.一 二的硫代硫酸盐溶液中配离子的形式，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电时对如下两电池测得 匸 匚-求配离子的形式，设溶液中主要形成一种配离子解：（略）7.34 电池Pt|Ha 100kPa)|待测 pH的溶液|lmol3KCl|HgA(Hg在 25 ?C时测得电池电动势. r-!''，试计算待测溶液的pH。解：电极及电池反应为阳极 比 100 k?a= 2H* + 2才阴极Hg3Cl3 0+ 鮎=2Hg+ 2Cf电池反应

39、 H2 低 100 kPa> 也£打 G>= 2Hg(s> 2C+ 2H+查表知(表7.8.1)，在所给条件下甘汞电极的电极电势为，则:22= 6.49F PH+竽吨厲).2799 - 0.664 F2.303 RT0.3841： 96485.3092.303'f S.314r 298.157.35 电池'-'l|- 1- I -1'在 25 0C,当某溶液为 pH=3.98的缓冲溶液时，测得电池的电动势-I - -；当某溶液换成待测pH的溶液时，测得电池的电动势-:.=1 - o试计算待测溶液的pH。解：电池反应阳极 2Sb+ 3H

40、2O%® Sb+SH* + 6了阴极 3Hg2Cl2+ 6e' %谑 6Hg+ 6CT电池反应2Sb+ 3H3O+日创也唸Sb3O3 + 6H+ + 63'根据Nernst方程，电池电动势为设在两种情况下H2O的活度相同，则w 2.3037 < 口口、比二一-庞 _pHj口 口 FHE “ 96185309x(0.3451-0.28)"直pH, = pH】+= 3.98+= 5.9631 230372.303x8.314x298 157.36将下列反应设计成原电池，并应用表 7.7.1的数据计算25 0C时电池反应的叫及叙 2Ag+ + H/>=

41、 2A+2H+ Cd+ Cu齢=Cd+ Cua+ SnH + Ph3' = Sn*+ + Pb解：( 1)-J 化胪二 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飞 0,2765 96485309= 53.36 kJmol'15136 1000 豊 4A9f 10w8.314 2981 勺7.37 (1)应用表7.7.1的数据计算反应_ 八一勺 在25 OC时的平衡常数匚（2）将适量的银粉加入到浓度为.IL门丄尤溶液中，计算平衡时A

43、g+的浓度（假设各离子的活度因子均等于 1）。解：（1）设计电池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)设平衡时Fe2+的浓度为x,则i 2 837f 1000 n »8.314 298：15C 3 4Felf + Ag+pt F + AgX XOC X竺丄疋-3 141因此，.厂，解此二次方程得到二-： ：-：'7.38 (1)试利用水的摩尔生成 Gi

44、bbs函数计算在25 0C于氢-氧燃料电池中进行 下列反应时电池的电动势。H2(g, lOOkP+loJOOkPa) HQQ)(2) 应用表7.7.1的数据计算上述电池的电动势。(3) 已知-：.仁 川"''' ''-1-'，计算25 0C时上述电池电动势的温度系数。解：(1)查表知“.，因此,耳氐237.129f 1031F- 2r 96485.309=1.229 V(2)设计电池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晒 _ 7ft£ 285.83- (- 237.129)f 103F 96485309 2915=-8 46f 10u V<-7.39已知25 cC厂，m 试计算应25 OC时电极的标准电极电势解：上述各电极的电极反应分别为25F 尹 + 3e =Fe(1)F 尹 + e' = F 尹 (2)Fea+ 2e_ = Fe 显然，二匚-乙，因此，。瓷“氐厂D% (与氢电极比较)-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时AgBr的溶度积1：.i，厂迖八，一三丨+ .；：丨。试计算25 0C时(1) 银-溴化银电极的标准电极电势 屮，：.;(2) 儿玉门的标准生成吉布斯函数。解：(1)设计电池 竺 u |-厂，电池反应为AgBr(s)O Ag+Br根据Nernst方程£ = £&（Br |AgBr（s）|Ag）'£（Ag+1 Ag）- In沉淀反应平衡时11，所以童咆广|趣Br （" |题）"（AT |趣）+$ln心（總Br ） r= 07994 + 8 314x298 15ln（4.88xl0

47、-1Q96485.309'z= 0 071IV(2)设计电池二L 口 ，电池反应为Ag()+|Br3(/) = AgBr(s)该反应为厂曲：；二的生成反应，ArGj = -zFE = -96485309x(1065-0.0711) = -95.90 kJ moK17.41 25 OC时用铂电极电解1二一二的工(1)计算理论分解电压；(2)若两电极面积均为1二,电解液电阻为1 .沁，丁二和的超电势- 与电流密度的关系分别为7 H3 )护=0.472 + O.1181g(7/A cm *)7(O2(g)/r=r062 + 0.1181g(j/A cm-1)问当通过的电流为1 mA时，外加电

48、压为若干。解：(1)电解二f 溶液将形成电池工 匚一-一工1：,该电池的 电动势1.229 V即为 比巴 的理论分解电压。(2)计算得到丁；和的超电势1分别为讥Hjg)二 0472 + 0一11险(10虫)二 0.1180V7(O2(g) = l 062 + 0 llSlg(10-3) = 0.7030V3电解质溶液电压降：10 x 100 = 0.1 V因此外加电压为：1. 11 I-"： ' ' 界面现象Hg这两互不相溶的液体界面上滴入第十章10.3解：求解此题的关键在于弄清楚乙醚与 一滴水，达到平衡后，润湿角的位置。根据O点的力平衡，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解由开尔文公式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：根据拉普拉斯方程r ，微小气泡所受的附加压力272258.8510 -1 10 -3-1.17710 3 KPa,指向气体微小液滴的附加压力258.8510 -1.17710 3 KPa10.9 解:此液体能很好润湿玻璃,h =cos 9 =根据公式，

50、指向液体2 costgr丫 = Pgrh2.56100.23510 97909.82 1二 2.3310 N m28#10.10解：1)水在汞面上的铺展系数SY飞yH 2O |Hg 一 Hg 殳一 Hg _H 2。一 H 2O气二(483 - 375 - 72 .8)10 '二 0.0352 N m J 0,能够铺展1)汞在水面上的铺展系数S h 2O Hg 二 H 2O -气- Hg _H 2O - Hg _气二(72.8 483 - 375 )10 ° = 0.7852 N m '0,不 能 够铺展10.13 解:2)1)vmbP1 bPvmbP1 bP二 93.

51、8，代入数据可得b = 0.5459 KPaP=6.6672KPa0.54596.667210.54596.6672二 73.58 dm 3 kg#c d飞10.19解：本题涉及溶液的表面吸附，故利用吉布斯吸附等温式- RT de 但不是计算表面过剩吸附量r,而是求某一浓度溶液的表面张力丫。已知很稀浓度范围内，丫与c成线性关系则 y = 0+be ，其中 y = 丫纯水)=0.072N m 1 ,若能求出b则可求出丫。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)吉布斯吸附等温式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)当c=0.200mol dm-3时，则表面过剩量abc13.110 319.6210 30.20010 3爲13.1105.39310 6mol m 28.314292 .15=4.29810 6mol m 23) 丁酸浓度足够大时，溶质在溶液表面吸附达到饱和，bc>>1每个丁酸分子在饱和吸

53、附时所占溶液的表面积为Am1RT (1 bc) 8.314292.15(119.6210 30.20010 3)1192:L 5.39310 66.02210 = 3.07910 m化学动力学1. 反应"11 b 1 ：1 :为一级气相反应，320(C 时k :山。问在320 0C加热90:的分解分数为若干?解：根据一级反应速率方程的积分式£= c扎q exp(-kt) =>1- = 1 - exp'(- kt)= 1-62.2x10x5400)= 11 20%答: SO他的分解分数为11.2%2. 某一级反应丄-!的半衰期为10 min。求1h后剩余A的分数

54、。 解：同上题，工二网(- h)=exp(- 3600 x In 2/600)二 L 56%答：还剩余A 1.56%。3. 某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需多 少时间？解：根据一级反应速率方程的积分式ln2ln(0.7)=19.4 mm29答：反应掉50%需时19.4 min#4. 25 0C时，酸催化蔗糖转化反应CH竝0 + Ha0 > C(HiaO + C(HuO6sucroseglucose fructose的动力学数据如下(蔗糖的初始浓度 co为1.0023 mol dm-3，时刻t的浓度为c)打min0306090130180(% - r)/mol dm 屯00.10010.19460.27700.37260.4676使用作图法证明此反应为一级反应。求算速率常数及半衰期；问蔗糖转化95%需时若