物理化学第五版(傅献彩)课后习题答案物化傅献彩答案

1、1血圧77=田蛊闿氓蛋猱S问伺岂圧盖河65-爭CJ_HCK巳-Q二了PtH:一H+二Ag+fr-AgE-(3)Ag(3)Agl一rl_ClQcr)-AgCKg)-Ag7:(4X虫巴一Pbso46一SOTQA二cl?+(+joUFr-】一吕OH(t-Hgo(巴一*S)P1二中CF一耳二SLQ-辭-3pt_Fr乙二Ag+f)-Ag3目02恳(3)酣謬闻同工二vHAg+(f亠=2AtKl$+2H+(Q工斗一)耳茁Aro(&+E)JAgH巴+叫冃恿AgG十叫一(巳十clroak)H2(p毁)+HgO(s)Hg+曰0(1)辛Fe2+)+理亠(十)Fei+)+AgCs)?2H；(pHj)+0z(如)2H；

2、O(I)j辆)Cb)+21-)k+2C广(曲-、t(7)H2(1)一H*(如+)+OH-(aoH-);8)Mg(s)+jQ2(g)+H2Ol)Mg(0H)f(s)；+HgO(S)Hg(l+Pyjs)；(lCOSn，(a*:+)4TP亠(仪咄十3sJ+)4TL+(an十)+解:设计电池Ag(s)|Ag亠5)Pt|Ha(g)|H+(aH+)lO(g)|PtL-r(T/K-293.15)J解：由E的关眾式求出(需”再求出298,15K时E的值.因为：rGtB=!EEF；JXHm=ArGm+T凸H=rGn+T亠久其申ArSn,=zFq%_T仇75jeF_2X9500FeGqi.T-286h1+237.

3、004298K=-154.75Jmor1&54X10*VK_1He=zFE+zFT(霁)不随温度变化T=273K时卫=273(一&5必X1旷巧一二=249V.5.电池Zn(5)|Zndi(0.05niolkg)|AgCKO|越(小的电动势与溫度的关系为K/VtQ15-4.92X1CI(T/K)298试计算298K当电池有2mol电子的电荷量输岀时*电池反应的供Ge九Hz仏久和此过程的可逆热效应缶解;泗8K时有2mol电子的电荷量输出E=L0154.92X10-4+Cr(oa-)AgCl(s)-f-e-正极寺2(卫“)+已1Cl(aa)电池反应Ag(s)+-ChAgCl(s设计电池为AgCsJ+

4、AgCKs)icrtoci-|CI(pe)|PtQ=%icr-11=(1*3583-0.2223)=1.136V.列式表示下列两组标准电极电勢弊之间的关系+(DFe3-1-4-3e_iF(s)t+2e=Fe(3)Fe3+e-i=2得4+I酣十F:陽4+|討+=2拓订|帝一陽2+29&K时，已知如下电池的标准电动势2680V：Pt|H?(俨)|UCKO.08mol-kg-1,y=0.809)|HgzCb(s|Hg(l)fl)写出电极反应和电池反应.计算该电池的电动势.计算甘汞电极的标准电极电势*解:(1负极E(pT211+(剛十)+2厂正极H曲6(小+%一一*2Hg+2C|acr总电极反应H2+

5、Hg2Cl(s)=2H+(a)+2Hg(D+2Crter).琴In血斗凹zr1=於一蘇黑饗怙(008X0.809)4-0.409V.2X96500曲/血ihk席rhii；=犬躅电选IHg=于=0.268V.试设计一个电池,使其中进行下述反应Fe3+(皿汁)+Ag1-(flA+)oAj314X2982X965QOln(0.21)iv=0.047V0Ge=一zFE（如）+理。我找1以城为正极设计电池F貞j0|F誉+(碑)tCd2+(+)|Cd(s)负扱Fe(w)fF誉r(aFe2+)+2亡一正扱Cds+(ac+)+2eCd(s)电池反应Fe(s)+Cdt(业评十)Cd(s)+FeSl(aZ十)电池

6、电动势:E-字In苓=牡严心-姊討尺一第扫爲匚=0.4029+0.44025,314X2982X96500In1=0.0383V0,fGm=-FF0电池反应能发生首先欣被氧化成F尹.(2)E=E*=0.0383V8.314X298,0T196500X2n0?0036=-0.0044V0反应不能发生,而其逆反应可以发牛.FH滞HzO十HgO(巴十間H7el(D十sx-II)醉諄闷民H二7)+Hgo(s)H(D十H0(DSHI7TXS-XO-9065)7384kJ-molH二巴+WCWI0O9paupHiHat?tH69*9113p71205.Dulsw34JKlmolli_pm*ZZ-=t_0l

7、X(ni0-)X00996X2=2=(l)SV朗M86E#pqh(im8529尸(16034)15kJ*moLG%3Hgo(s)=HE(D+WQ(g)PRNPGU1)lI更拧“丨一站二一+茁尸打A5OO14kJ30-nK*H罪y国3.1、.l-gn123547RT314x29g-Kip94x5=i_pm*ZZ-=t_0lX(ni0-)X00996X2=2=(l)SV朗M86E#乞辛+昭一首畑-R舘乌能一=()績壬IouiHEI2阴一=yyvi_pm*ZZ-=t_0lX(ni0-)X00996X2=2=(l)SV朗M86E#i_pm*ZZ-=t_0lX(ni0-)X00996X2=2=(l)SV

8、朗M86E#(l)CPH屛)乜辛+(曲)曲临口i_pm*ZZ-=t_0lX(ni0-)X00996X2=2=(l)SV朗M86E#job倒1961-=863X(968*99-)+e01XS9*8Zl=(Z)呂它丄+铝)“0弋=(17ow-口6讥6=(muM-fZ6Z刀一)X甘碇十Jg*fe0lXir68-=2P=(I)駕卡(DV-l+CDV-CDTMg的9S=E-0lX(St6Z0)X0096XZ=K-K*=9.5XWts,血有电池Zn(s)|ZnCh005molkg-)|HgaCliU)|HglL已知在鹉&K时的电动势E=L227VpDebye-HiickeltS限公式中的常数A=0,509

9、(mol试求土电扱反应和电池的挣反应；2)电池的标准电动势F要考虑7的影响)；棉)按电池反应有2个电子得失当反应进度为】mol时的解;负扱亦仙一鬲严严)+饥-正扱H毎d(刖+血一一2Hg+2C厂住十)电池净反应亦3+H砾凤2严5時+)+21一(Ac,-)+2Hg(i)在m-0.005mclkg-1的ZnCla濬液中l=Smuzl=-(23+l2)XO.005-0.015mol*kg1电池反应Cl2(200kPa)Ch(100kPi)E一兰4=一口2=0WS9vzF岚:也(2)2X965OO12(4)负极2Cr(ai)CJ2-)+2e_2cra)电池反应acr(尙2cr(念)E礬n(釜)mx伽扫

10、晋=605儿(5负极Zn(s*Zn2(tj)+2e正极2n+a)+%-Zn(s)电池反应S)Zn2+(U1)已知在0閒匸的温度区询，电动势E与温度的关系式为E/V-1.91737+56.IXO-6r/r：)+1.08Xl)-&(f/C)2在厉C时他池的P=2.041匕試计算这时电解质溶液ILS(X(m=1.0rnoikgJ的平均活度因Ty解:铅蓄电池表示式为土PMs)|FbSU(s)i恥泓入5=h0)IPbSQ(siPbOsCs)；Pb(s)负扱StJT疋-)+Pb(s)PbtX(s)+2e正极PbChd+4FT5中)+S0-也咄-)+蜕一一亠FbSU(s)-hHz(Xl)电池反应Pb(5)+

11、PH(s)+4Hi-(aH-)+2S(r-)=2PbS(X(s2HAJ(l)正极12(s)+2e-2rUq)电池反应2址一(旳)+b2r(aq)+SC_(帆)的=(1)=(28.786-3.431-2X4&735)=-68.115kJmoL爛变为Ar(4)-=SS=105.9X2+146-33,47X2-11&7=174+16.1rwLKliG(4)=iH(4)-TiSt4)Hiieket极限公式求活度因子后再计算电动势h解：负极Pb(s)+2Ci-PbCH+汁正扱即严心中)+鉅一一压曲丿住)电纳势随温度均匀变化(霁)广气讒塑汕驱厂KT在298K时Gra=-zFE=-2X6500X(cl372

12、)=-71.796kJ*mol-1心囱=圧(霁)=2X96500X0.0002=38,6JK1-mol-1HeiXG+T*tirSfh=60.29kJ*mol-1E*5)IAg姒川*|Cu代人得枫AriAr=E，RTLn(oc?+满Art町*=E*+憶?*|口E=E笋rK弧酬*Ua：-)呼=E十第iruc严=0.彳住十裂謡器WL1(0.刼+0.337=0t638V,(3)要求AgAc(s)的溶度积设计电池如下：Ag(s)|AgNC(aq)AgAcs)Ag(s)负极Ag(s)*Ag_Ca+)+Ac-(aAc-)正极AgAcs)+eAgCs+Ac_(a)电池反应AfiAc(.s)=iAg(a&+)

13、+Ac-(aAe)F*AsAcIA_lAff=0.638-0.799=0,161V=一反271=z_FE0,16JX9500RT014X298Kp=1.89X107.2&已知298K时，电极Hgf(丽旷)IHg的标准还原电极电峥为0.恥9WHfeSU的活度积出严&.2X10-*试求电极SOT|HSO4(s)丨Hg的标准电峥矿.解:设计电池Hg|唧仙)|SO?(a?)|HfcSOk(s)|Hgd)负极2Hg(l)HgT(尙)+2e-正扱Hg2SQ+茨一一SO?aj)+2Hg(nt电池反应H般SOq一14呼()+SC肝T.RTinK；,.314X29SI.2X1QJ,TzF96500X2一_a18

14、0V泾=讲蜒玄和张|璃侏诫十叶=ai&ov轴宠匸一0.180十0”789=0.609V*29.298K时，试设计合适的电池，用电动势测定下列各热力学两数值一要求写出电池的表示和列出所求晦数的计算式.Ag(s)+0古3站十)Ag+(阴+)+Fe2十(ap?+的平衡常数；HfcCls(S)的妹准活度积常数验；HBr(0.01molkg-J瘩液的离产平均沽度乘数打;(QAgsCXQ的分解濫度；H2的标准摩尔生IHgT仙)IICTM|HgCb(s)|KgCl)尺丁發辔逓込弼城霍iHw中卩huK阳.(即设计电池为Pt|H2(pu)lHBr(m)IAgBKQIAg(s)、电池反应为yHE()+AgBr(s

15、)Il卜仙)+Br(佻+Ags)mK7tg宀RTt卫E=呼_右tn|=P-rrInyim*Fgp泌F设计电池为Ft|Q(如NOH3)|Ag&IAg(S)电葩反应AgOCsJ2Ag(s)Ch-irGC298K)+TA旣298K)设2丹盂与鸟需不随温度变化而变化由iG(n=Arm(298K)-T-iX(29SK)0求出丁值-设计电池Pt|H2(jt*)|H+(fll)|CtC：r)|Pt电池反应HM芦)+g鳥p“=H:o(D3啓(耳0,1)=&尿=一如护.设计电池为PdHs(p-)lHA(ffj)*A(mA-),CT3)|AfiCI2)+AgG)电池反应AgCKs)+*Hz(丹Ag(s)+H+()

16、+d(a:)E=用一卑亠=测出E値即得叭+的值.eFgf沙“中=砂+根据HA的电离平術HAHk+A/0mHA0叫一平衡+撷旷设活度系数均为1&=应h+XSl+叭h+)anA杓臥mu1+*30.298K时，测得如下电池的电动势E与HBr浓度的关系如表所示：PtiHiiAgBr(s)|Ag(smfCmolkg-1)0.01a02a050.10E/V0.31270.2786Q2340CL2005试计算:电扱Br5出-)I|Ag(s)的标准电极电势0j0.1molkgJ的HBr濬液的离子平均活度系数y解：(D负极yH2(/)0)严血+-正极ABr(s)+e_Ag(s)+Br()+AgBr(5)Ag(s

17、)+H(ai)+Br()R丁HelAalBrI一祖如业)lgr=A|e+lgY=Avm-/-Ajriur+lrvn)以E卡警Inions对lmn作图.(图略)r載距即为畑应H-的值，约为a0728V,他)把任意一组数秦代人上式敵得lgy=-0.0795.即J=0.833.3匕电池PtlHs(p,)|HCl(nt)lHsC)|Pt中，设氢气遵从的状态方程为右=RT+M*式中a=L48X10fm3moP11且与温度、压力无尖当氢气的压力=2000kFa,伙=100kRi时.】)写岀电极反应和电池反应；(灯计算电池在298K时的电动势.当电池放电时.是吸热还是放热？为什么？解：门)负极Ha(pi)_

18、21+ai)+22).E=_直爭zrx非理AtGeJ2Vd/)=(孥+町曲=J?71n(/j/h)+a(p2pi)=314X298ln+lT48XLr5(2000-100)kPa=7422.14+0.02812=7422.17JmoLE=QQ385VJzF2X96500认比(3)Sm=zF(dE/drDfF=_篦Gm_尺丁)zF-sFGE/dTp=善X血“民気=界(殆阳7%=尺1皿曲门=24.91JKmoE1Qu=丁8=298X24,91=742214Jniol-1X)即电池可逆放电时吸热.在298K时,有电池Pts)|Hi(pft)|HKm)|AuI(s)!Au(S)*已知当HI浓度m=l.

19、0X10-4molkg】时,E=0.97V；当m=3.0moi*血一、时,E=0.41V第电极Au+|Au的标准电扱电势为(Au+|Au)=Lfi8V”试求：Hl溶液浓度为3.0mol-kg时的平均离子恬度因子7;(2)AuI($)的活度积常数K-b解：(负扱(扩)一FF%+e正扱AuIO+fAu(s)+I-(2)电池反应-|-H2(p*)+Auns)=Au(.s)+H_(di)4-1(as)当ml.OXlO-1molkg1时，一价稀涪液lgy=一05091x+k1/1=-0JQ,lgy土o*y土1.)而若要准确求岀加=3.0molkgT时的九则应用E=*:ln(ai*a2)=史_器ln(丫士

20、m)2当m1.OX104molkg-1时tE=Ei一睪由(1XIO4)J=0.XIO-4=0.497Vm=3*0molkg_:时馬=*一峯土刚尸0.41V=0,497V-2X8,314X298-965O0-ln(3.0冷)7=L814.(2)计算Aul的活度积设计电池如下Au负极Au(sAl?(尙十tf正扱AuI(s-4-eAu(s)+I(az)电池反应Aul(s)Au+(oi+l-(a2)E=lAdlAu视*Au=O.497-LS8=-1.183V=-46,077,q-1.183X%500Bp_RT8,314X298K：p=?749X1O.有电池Hg丨硝酸亚汞(料儿HMU刚|硝酸亚汞(叱hH

21、WUCGlHg.电池中HNQ的侬度均为nioHkg在黄1K时，维持血汀砒=1。的情况下堪飢舆格对该削池进行了一系列测运，求得电动勢的平均值为0.029V,试根据这些数推确定业汞离子在溶液中是敢HeF还星Hg形式存在.解:设亚汞仅以Hg+形成存在，则电池反应应为负眾HgfbHgh(mi)+正极趣+(胞汁寸一H蛙电池反应Hg+jn2)=Hg_(ji瓦=一事怕孑矽罕血罟=厲0578V若以HgT闿式存在电池反应为Hgi+f啊)=円逐一E】)E严一歌豈frln箫=F礙gv可见亚汞以Hd4的形式存在298K时测定下述电池的电动势；玻璃电极Ip扫缓冲溶液I抱和甘隶电极当所用缓冲溶淒的pH-OO时丫测得电池的

22、电动势为0.1130V.若换用另辍沖溶液融测电动势.斜E二0.3跖5V.试求该缓沖涪液的pH.当电池换用pH=2.50伯缓冲涪戕时计算电池的厲动欝E.解：沁三徴一必05915XpHEi=生甘求海舁E；=沖羊制准民一耳Q059153H*-pHt)0.3365-0.1120.055154+0=8.64pH=2.5时E=Et+Q”05315X(2.5-4.0)=0.112+(105915X(2.5-4.0=a0233V*用电动孙测定丁酸解离常數.在298K时安琳成如卜-电池:Pt|HACwi)*NaA(ms)*NaCKm)IAgCI(s)fAg(s)其中HA代表丁酸,MaA为丁酸钠.实验数据如下：m

23、/Cmolkg_)wia/(mol*kg-1)tni/imolkg-1)E/V0.007170.006870.007060,6籀870.01273&01Z200t012540.619220.015)50.014530.014930.61501试求反应HAFT+A的平衡常数K：.设活度因子均为L解:电池负，极-yH?(pH(an)He-正极AgCKse-A(s)+CI_(acr)电池反应AgCI(s)HHj+H(an4-)-rCI(an-)E=?zF_lnO.0076_500X(0.2Z24-O,6339)8314X298gh+=1.553X10HA一H+A-幵始rfti0mz平衡?h+ms+n

24、rtu1心气*釦浓度均很稀活度系数近似为1.GhaK士1.553卷1旷；=L0X10_lfl同理解出其余Kw值取平均值为应=1.03Xiru.在298K时、有下列两个电池上Ag(s)|AgCKs)lHCl乙醇溶液(mJ|H2()Pt|H2(|HCl乙醇溶液(松)iAgAg(s)|Ag：Ks)jHCI乙醇溶液(如)|HC1乙醇溶液(枪)|AgCI(s)|Ag已知HCI乙醇溶液的浓度分别为脚l&238X10-md切5=&224X102mol血一】，两电池=5.77X1Q-V电动势裁别为E,.=0.0820577V,试求：（门在两种HCI的乙醇沼液中离子平均活度因子的比值7.1/7（H在HC1乙酸溶

25、液中的迁移数叶FT和匚厂的无限稀释离子障尔电导率船（中）和ATCC厂）的值.已知A（HC1）=8.38冥勺呂m?mol解沁1）电池为串联电池反应式为广（血）一FTU）+Cra2）解；电舸负极C（s）+2O-CQ5q）+牝正极Q（如）+4e2y总的电池反应CG+CM%）-fCCA（如f-f=0.702,C3）t+7C（HCi）=AZH+）A（H*）=-Ot7O2XS.38X103=5.882XWS*tn2*mor11証HC】）=艦（C1J其中f=1一卯（cr）-（1-o.702）X8.33X105s*m!-mor=2+497X10JiS*mf-nwJ38.已知29UK100kF嶺时工：（石墨）的

26、标准摩尔燃烧熠为=-393.5kJ*maK1.如将C石墨）的燃烧反应安排成燃料电池C（石墨，8）I熔融氧化物IQ妙IM则捱蜃的利用率将大大提高，也防止了热电厂用煤宜接发电所造战的雁源浪费和环境污染.试根据一些热力学数据计算该燃料电池的电动势.已知这些物屢的标准厚尔爛为：E=字*jj2=（y.Lffl）?*+E=-Jn=rCl_Q822X_96500T3UX29i独如0822VYE）即喘霁7h.2t021.苦）电他（灯负,极Ag（3+C广5QAfiKs）+e-正械AgCKs）十（T-Afi+C?（性）电池反应Cl）Cl-（m?）实测也动势E实=E+E二创+爭k（驚）=5?7XIOv_gf+8.3

27、14X298,8,224X10星V伽96500n8.238X10-2物质IX石墨ca需/JKmor1）5213.74205.14i393.15kJmol-1&歐石霭宅叩=213.74-5,74-205.14=2.86J*mol-3K_,在298K时riX窃=爲耳=(一3SJ.5X103-298X2.86J*mor1=-394.35kJ*mol-1生=观廖过垃3工22VrF9500X439.在298K时，下述电池的电动势E=0.1519V.Ag(s)|AgKs)fHI5=并已知下列物质的标准摩尔生成熔：物质Ag】3Ag*riwr1)6L84105.58-55,94试求上(I)当电池可逆输出1屯子的魁荷鼠时试计算膨胀功人陷(电功和电池反应的irHrutArA和Gn的值各为爭少？C2)如杲让电池短聞，不作电功则在发