天津大學第六版物理化學下冊習題答案

1、第七章赴化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學7用倂I電極電解CuCl2溶液。通過的電流為20A,經過15min后，問：(1)在陰極上能析出多少質量的Cu?(2)在的27C,lOOkPa下陽極上能析出多少體積的的CH(g)?解：電極反應為：陰極：Cu2+2e-Cu陽極：2CP-2e-Cl2(g)則：z=2根據(jù)：Q-nzF=Itzl(Cu)=XL=9.326x10-mol7zF2x96500因此:m(Cu)=n(Cu)xM(Cu)=

2、9.326x10_2x63.546=5.927g又因為：n(Cu)=/?(Cl2)pV(Cl2)=n(Cl2)RT因此：W=0.09326x8.314x300=2.326dnVplOOxlO57.2用Pb（s）電極電解PbNO3溶液。已知溶液濃度為Ig水中含有PbNO31.66xl02go通電一定時間后，測得與電解池巾聯(lián)的銀庫侖計中有0.1658g的銀沉積。陽極區(qū)的溶液質量為62.50g,其中含有PbNO31.151g,計算Pb?+的遷移數(shù)。解法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）。顯然陽極區(qū)溶液中Pb?+的總量的改變如下：n電解后（*Pb?+）二n電解前（gPb*）+n電解（

3、gPb）-n遷移（gPb2+）則:n遷移（|Pb2+）=n電解前（|Pb2+）+n電解（|Pb2+）-n電解后（+Pb）JJJJ斤電解(!Pb2+)=n電解(Ag)=獸斗=葺嚴=1.537x10一mol2M(Ag)107.9(62.50-1.151)x1.66x10_“in-3】刃電鹹(；Pb)=FT=6.150 x103mol2331.2x%n(-Pb2+)=J=6.950 x1O3mol咖2331.2x%n遷移(-Pb2+)=6.150 x10-3+1.537x10_3-6.950 x103=7.358x104mol2z(Pb-)=%Pb”)=7.358xl0：=0479尬(PbIl537

4、xl(T解法2：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）。顯然陽極區(qū)溶液中NO；的總量的改變如下：nfm-（NO；）=用電解前（NO；）+n遷移（NO；）則：遷移（NO；）=電解麻（NO；電解訴（NO；）NOg烏Pb冊廠6.950X”聞33I.2X%刃電解前(NO；)=尬前(|Pb2+)二6250二1.151)xl；66xl0=心50 xlmoln遷移(NO；)=6.950 x106.15()x103=8.00 x104mol/(NO；)二山竺L空.521電解1.537x10則：t(Pb2+)二1/(NO；)=1一0.521=0.4797.3用銀電極電解AgNO3溶液。通電定時間后

5、，測知在陰極上析出0.078g的Ag,并知陽極區(qū)溶液中23.376g,其中含AgNO30.236go已知通電前溶液濃度為lkg水中溶有7.39gAgN03o求Ag+和NO；遷移數(shù)。解法I：解法1：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）。顯然陽極區(qū)溶液中Ag+的總量的改變如。刃電解后（Ag+）二n電解前（Ag+）+電M（Ag+）-n遷移（AgJ則:兄遷移（Ag+）=電解前（AgJ+n電解（AgJ電解后（Ag+）z+、m(Ag)0.078107.9=7.229xl()-4mol(Ag+)=(23.376-0.236)x7.39x101007的罰169.87電解后（Ag）_0.236-

6、169.87=l389xl(rmol第七章赴化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章赴化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00n遷移(Ag+)=1.007x10+7.229x1O4-1.389x10=3.403x10*4mol第七章赴化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-7

7、8:43:00第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00f(Ag)=0.47化樣(Ah)_3.403xl(T4厲島_7.229X104則：t（NO；）二1/（Ag+）=1一0.471=0.53解法2：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）。顯然陽極區(qū)溶液中NO；的總量的改變如下：刃電解后（NO；）=n庖解前（NO；）+n遷移（NO；）則：叫遷移（NO3）二“電解際（NO3）-niuiiii（NO3）幾電柿(NO；)二尬后(AgJ=l.389x10一3molloy.o/(Ag*籍羋M(Ag)0.0

8、78107.9=7.229x10molz(NO；)二刃曲(NO；)=3.820 x1(T%,7.229x10=0.53貝1：t(Ag+)=I-z(NO；)=1-0.528=0.477.4在一個細管中，于0.3327moldm-3的GdCb溶液的上面放入0.073moldn的LiCl溶液，使它們之間有個明顯的界面。令5.594mA的電流直上而下通過該管，界面不斷向下移動，并且一直是很清晰的。3976s以后，界面在管內向下移動的距離和半于1.002cm-3的溶液在管中所占的長度。計算在實驗溫度25C下,GdCl3溶液中的t（Gd3+）和f（CDo解：此為用界面移動法測量離子遷移數(shù)。1.002cm-

9、3溶液中所含Gd%的物質的量為:n（Gd）=cV=0.03327x1.002x103=3.3337x105mol所以Gd和CT的的遷移數(shù)分別為：r(Ges+)=Q(Ge%)Q竺“竺=337X10-學燒厶冬十彳彳It5.594x107x3976t(CD二1(Gd3+)=10.434=0.566刃電餌能（NO；）=電腳（Ag*）:=(23.376-0.236)x7.39x10i007xi().3moi169.87n遷移(NO；)=1.389x105-l.007xIO3=3.820 x104mol第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75

10、頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:007.5已知25C時O.()2moldnfKC1溶液的電導率為02768Sm一電導池中充以此溶液，在25C時測得其電阻為453Wo在同電導池中裝入同樣體積的質量濃度為0.555moldm3的CaCb溶液，測得電阻為1050W。計算(1)電導池系數(shù)；(2)C“C12溶液的電導率；(3)C“C12溶液的摩爾電導率。解：(1)電導池系數(shù)為心n=肚=027684力=1254nfik二kG=即K=kRcellRcell則:ATceip0.2768x453=125.4m4(2)(3)CC12溶

11、液的電導率K1。斥Aq亠=0.1994SmR1050CaCD溶液的摩爾電導率k0J194X110-9830.02388S.mol-A1110.555XI03第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:007

12、.6.B知25C時4；(NH4C1)=0.012625S-m2-moP*,f(NH；)=0.4907試計算盜(NH：)及4：(Cl)解：離子的無限稀釋電導率和電遷移數(shù)有以下關系匕盜.+一-I.I第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)

13、建時間:2011-9-78:43:00_0.4907x0.012625=6.195xl03S-m2-mor,第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00(1-0.4907)x0.012625=6.43

14、0 xI(尸Sm2mol-1第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00或Am=vAmm+ni.(cr)=(NH4C1)/!；(NH：)=0.0!2625-6.195x10-3=6.430 x1OSmm

15、or125C將電導率為0.14Sm的KC1溶液裝入一電導池中，測得其電阻為525Wo在同一電導池中裝入0moldm3的NH3H2O溶液，測得電阻為2030W。利用表7.3.2中的數(shù)據(jù)計算NH3H2O的解離度&及解離常熟K&。解：查表知NHvHzO無限稀釋摩爾電導率為4：(nh5h2o)=4：(nh：)+4：(oh-)=73.5x104+198x104=271.5xIOSnr-mor14(NH3HQ)_k(NH3HQ)4：(NH：H2O)c(NH3H2O)t1：(NH3.H2O)_心/刃中也。)k(KC1)/?(KC1)=c(NH3H2O)/i；(NHrH2O)=c(NH3.H2O)/?(NHJ

16、.H2O)/l；(NHrH2O)041x525().1x1000 x2030 x271.5x10-4=0.01344第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:0025C時水的電導率為5.5xlO-6Snf,密度為997.0kgnf2o出0中存在下列平衡：出0H+4-OH,計算此時出0的摩爾電導率、解離度和H+的濃度。已知：/I*(H+)=349.65x1OSmmor,&OxlOSmmol解:4n(H2O)=k(HQ)c(

17、HQ)k(HQ)p(H2O)/A/(H2O)第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00_5.5x10997.09x103/18人(氏0)二兒(出0)4：(h2o)4：(h+)+/1：(oh-)=1.8

18、13x1099.929xIQ-1S-nr-mor1(3.49.65+198.0)xI0_4Sm2moc(H+)=ca=p(H2O)/M(H2O)=xl.813xl0-9=1.004x10“mol-md-318已知25C時水的離子積/rw=1.008x1O14,NaOH、HC1和NaCl的4：分別等于0.024811Smmof1,0.042616Smmof1和0.0212545Smmol第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章赴化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:4

19、3:00求25C時純水的電導率;利用該純水配制AgBr飽和水溶液，測得溶液的電導率k(溶液)二1.664乂10対川,求AgBr(s)在純水中的溶解度。已知：A；(Ag+)=61.9xl04Sm2-mor,尤(Bf)=78.lxlOSmmol解：(1)水的無限稀釋摩爾電導率為A：(H2O)=4：(HCl)+4：(NaOH)-/l；(NaCl)=0.042616+0.024811-O.O12645=O.O54777Snrmol-*純水的電導率a-c(H+)c(OFT)即:4“(HQ)4：(h20)，A.(h2o)=(h2o)第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9

20、-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章赴化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章赴化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00即有嚴礙(比。)=V1.008X10-14xlxl03x0.054777=5.50()xlOS-m-1(2)k(溶液)=k(AgBr)+k(H2O)即：k(AgBr)=k(溶液)k(H2O)=1.664x1O5-5.500 xIO6=

21、1.114xl0-5Sm_,A(AgBr)A；(AgBr)=A：(Ag+)+4：(Bf)=61.9x104+78.lx104=1.40 x102Sm2mol-1An(AgBr)=r(AgBr)即c二心緲)=1.114x10-5f4n(AgBr)1.40 x10-2=7.957x10molm37.10應用徳拜休克爾極限公式計算25C時0.002molkg-,CaCl2溶液中y(Ca2+)、y(CD和畑解：離子強度0.002x22+0.002x2x(-1r=0.006molkg-1根據(jù)：%Y=-Az4l|z_|V7即有：lg/(Ca24)=-0.509x22xV0.006=-0.1577；/(Ca

22、2*)=0.6995lgCD=-0.509x(-l)?xJo.006=0.03943；/(Cl)=0.9132lgyi=-+|z|V7=-0.509x2x|-l|V0.006=-0.07885；兀二0.83407.11現(xiàn)有25C時,0.01molkgBaCl2溶液。計算溶液的離子強度/以及BaCl2的平均離子活度因子九和平均離子活度。解：離子強度/二范層；=g0-0lx22+0.01x2x(-l)?=0.03molkg根據(jù):lgr=氐+1乙|J7=-0.509x2x|-l|xV(kO3=-O.l763；Xt=0.6663b,=0：0)=(0.01x0.022)=1.587x1031x)1kgb

23、+z心1.587x10ccssa.=y,=0.6663x=0.01057土幾滬17.1225C時碘酸鎖Ba(IO4)2在純水中的溶解度為5.46x104moldm3o假定可以應用徳拜休克爾極限公式，試計算該鹽在0.01moldm3中CaCH溶液中的溶解度。解：先利用25C時碘酸Ba(IO4)2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加Cb，因此，離子強度為/二扭仇W=|5.46x10 x22+5.46x104x2x(-1)?=1.638x10-3molkg_,lg久=Az+1zV7=-0.509x2x|-l|xVl.638xIO-3=-0.04120；久=0.9095=a(B

24、a2+)6/2(IO；)=4憑(電=4x0.90955xf5i46xl0-?|=4.898x10,0)I1丿設在0.01moldin3中CaCl2溶液中Ba(IO4)2的溶解度為b,則/=工九彳=|001x22+0.01x2x(-1)?+6/?=3(0.01+ft)mol-kg1lg久二血+1z_|V/=-0.509x2x|-l|xj3(0.01+方)第七章赴化學余訓X第七章赴化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00Ky(B訃(10：)=4力

25、3J4.898X1010V4x乞=4.966x2戸整理得到lg2；=-1.7632xJ(0.01+4.966x10“)/人采用迭代法求解該方程得九二().6563所以在().01moldm3中CaCH溶液中Ba(IO4)2的溶解度為V4乙0.6563=7.566x10molkg第七章赴化學余訓X第七章赴化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章赴化學余訓X第七章赴化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 頁共7

26、5頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00crb=7.566x104moldm7.13電池PtlH2(101.325kPa)IHC1(0.10molkg1)IHg2Cl2(s)IHg電動勢E-與溫度廠的關系為:FT=0.0694+1.881X10-3-2.9x10VK寫出電池反應;計算25C時該反應的ArGm、以及電池恒溫可逆放電時該反應過程的er,nio若反應在電池外在同樣條件恒壓進行，計算系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱。解：(1)電池反應為lH2(g)+lHg2Cl2(s)=Hg(l)+HCl(aq)25(?時E=0.0694

27、+1.881x10-3x298.15-2.9xIO6x(298.15)2=0.3724V=1.881xIO-3-2x2.9x10 x298.15=1.517x10-4V-K_,因此，ArGm=EF=-1x96500 x0.3724=-35.94kJ-mol-1ArS=F|I=1x96500 x1.517x10=14.64J-mol1K_,3丿ArWm=ArGm+TArSni=-35.94+14.64x298.15x10-3=31.57kJ-mof1(2r,m=TArSm=4.36kJ-mof(3)ep,m=ArHm=-31.57kJmor17425C時，屯池ZnIZnCH(0.555mol-k

28、g1)lAgCl(s)lAg的電動勢E二l.015Vo已知E(Zn2+IZn)=-0.7620V,Ee(ClIAgClIAg)=0.2222V,電池電動勢的溫度系數(shù)為：xlOV-K-1第七章赴化學余訓X第七章赴化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00寫岀電池反應；計算反應的標準平衡常數(shù)K；計算電池反應的可逆熱求溶液中ZnCl2的平均離子活度因了7士。解：(1)電池反應為Zn(s)+2AgCl(s)二Zn+2CT+2Ag(s)(2)4G：=-

29、RTInK=迢F即:lnKe疳F2x0.2222-(-0.7620)x96500=76.63RT8.314x298.15KQ=1.90 x10，第七章赴化學余訓X第七章赴化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章赴化學余訓X第七章赴化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00Qim=TSm

30、=ZFT(4)252222十。.762。)-弩諾瀘收0.5555(3)=2x96500 x(-4.02xl0_4)x298.15=-233kJmol1E=Elna(Zn2+)a2(CP)=Ee-ln4zFzFy=0.50997.15中烷燃燒過程可設計成燃料電池，半電解質微酸性溶液時，電極反應和電池反應分別為：陽極：CH4(g)+2H2O(1)=CO2(g)+8H+8e陰極：2O2(g)+8H+8e=2H2O(1)電池反應：CH4(g)+202(g)=CO2(g)+2H2O(1)第七章亀化學余訓爽第七章亀化學余訓爽第 頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第 頁共75頁創(chuàng)建時間：20

31、11-9-78:43:00第七章亀化學余訓爽第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00已知，25C時有關物質的標準摩爾生成吉布斯函數(shù)A,.G為：物質CH4(g)CO2(g)H2O(1)fG身/kJmo50.72-394.359237.129計算25C時該電池的標準電動勢。解：“驚身(B)B=AfG：(CO2,g)+2dG縱HQ,1)4G身(CH。，g)-2AfG(O2,g)=-394.359+2x(-237.129)-(-50.72)=-8l7.897kJ-mor*宀豁g”95V7.16坊出下列各電池的電池反應。應用農7.7.1的數(shù)據(jù)計算25C時各電池的電動勢、各電池反應的摩爾Gi

32、bbs函數(shù)變及標準平衡常數(shù)，并指明的電池反應能否口發(fā)進行。(1)PtlH2(lOOkPa)IHC1(a=0.8)IC12(lOOkPa)IPtZnlZnCl2(t/=0.6)lAgCl(s)lAgCdlCd2+(zO.Ol)IICP(g0.5)ICD(lOOkPa)IPt解：(1)電池反應：H2(g)+C12(g)=2HC1E=(HCl)=1.3579-8.314x298.152x96500ln0.82=1.3636VArGni=-zEF=-2x1.3636x96500=-263.17kJmol1Gtu=-RTnKe=-zEeF=2xl.3579-0 x96500“05.7268.314x29

33、8.15KJ8.24x10亦eAG二一zEFvO,故件下反自行。(2)電池反應：Zn(s)+2AgCl(s)=ZnCl2+2Ag(s)E二RTq314y7QQ1s=eIn(ZnCl.)=(0.22216+0.7620)In0.6=0.9907VzF2x96500ArGni=-zEF=-2x0.9907x96500=-!91,20kJmoG：二MlnK=-zEeFInKRT2x0.22213-(-0.7620)x965008.314x298.15=76.626KQ=1.898xl033ArGni0,故件下反自行。電池反應：Cd(s)+CI2(g)=Cd2+2CPE=E-弓Ina(Cd2+)a2(

34、Cl)(1.3579+0.4032)8.314x298.152x96500ln().0lx(0.5)2=I.838IV第七章亀化學余訓爽第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓爽第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00Gm=-zEF=-2x1.8381x9

35、6500=-354.75kJmol1亠gNrT*=_z.EFInKzEeFRT2x1.3579-(-0.4032)x965008.314x298.15=137.119第七章亀化學余訓爽第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓爽第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:

36、43:00K二3.55x1()59ArGmi=0.()lmolkg1)IIC11SO4(Z?2=0-1mol-kg1)ICu解：該電池為濃差電池，電池反應為C11SO4(/?2=0.Imolkg1)fC11SO4(Z?i=0.01molkg_,)查表知，7(CuSO4,仞二O.Olmol-kg)=0.41y(C11SO4,方2=0.1molkg-1)二066/,(CuSO4)a2(CuSOj第七章亀化學余訓爽第七章亀化學余訓爽第 頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-7

37、8:43:00r,iV=0.01749V_竺/審_8.314x298.15ln0.41x0.01_zFny+.b./2x96500“06x0.10/bQ電池PtIH?(lOOkPa)IHC1(t=0.10molkg1)IC12(lOOkPa)IPt在25C時電動勢為1.4881V,試計算HC1溶液中HC1的平均離子活度因子。解：該電池的電池反應為H2(g,lOOkPa)+C12(g,lOOkPa)=2HC1(/?=0.10molkg1)根據(jù)Nemst方程第七章赴化學余訓爽第七章赴化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:

38、00第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00zF/(HC1)p(H2)/?ep(Cl2)/7e=Ee-lntz2(HCl)zF1.4881=1.3579-8.314x298.152x96500tz(HCl)=6.29xlO3血麗E.793I25C時,實驗測定電池PblPbSO4(s)IH2SO4(0.01mol-kg1)IH2(g,pe)IPt的電動勢為0.1705Vo已知25C時，AfG(H2SO4,aq)=AfG(SO?,aq)=-744.53kJmol1,AfG,(PbSO4,s)=813.0kJmol。寫出上述電池的電極反應和電池反應；求25C吋的E(

39、SOIPbSO4IPb)；計算0.01mol-kg1H2SO4溶液的堆和九。解：(1)上述電池的電極反應和電池反應如下正極：2H+2e=H2(g,pD負極：Pb(s)+SO?2e_=PbSO4(s)電池反應:H2SO4(0.01mol-kg1)+Pb(s)=PbSO4(s)+H2(g,pe)(2)普工$亠聳(B)B=AfG(PbSO4,s)+2AfG(H2,g)-Ar(H2SO4,旳)侶(Pb,s)=-813.0+0-(-744.53)-0=-68.47kJmol1因為：AQ：=-zeF=-z(Ee(H+|H21Pt)-Ee(SO|PbSO41Pb)FP(H2)/ped；(比SO4)W(S。訂

40、PbSOPb)=孕翳“.3548V(3)E=Ee-nzF9(h/=皆一竺gfl(H2SO4)zF0705=0-(-0.3548)-8.314x298.152x965001100/100n(H2SO4)第七章赴化學余訓爽第七章赴化學余訓爽第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章赴化學余訓爽第七章赴化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓爽第 #頁共75

41、頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00a士(比SO4)=8.369x10第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00b（HqSOJ二（%）化葉=（0.022x0.01），/3=1.5874xlO2m

42、ol-kg1色（比SO土第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00 x8.3694X103=0.527即n=6/+（H.SO4）=Z1.5874x102濃差電池Pb|PbSO4（s）|CdSO4（b

43、i，y,JIICdSON仇，卩,2）|PbSO4（s）|Pb,其中Z7!=0.2molkg1,y.）=0.1；Z?2=O.O2molkg1,y,2=0.32,已知在兩液體接界處Cd離子的遷移數(shù)的平均值為/（Cd2+）=0.370（1）寫出電池反應;（2）計算25C時液體接界電勢E（液界）及電池電動勢E；解：電池反應CdS04（a土.1）CdSC）4（a,2）由7.7.6式E（液界）二（+-匚）InzF第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：20

44、11-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00=6.4x10彳=2x0.37x8.314x298,152x96500In0.026.4x103=0.01083V第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:007.21為了確定亞汞

45、離了在水溶液中是以Hg+還是以H審形式存在，涉及了如下電池HgHN；（），lmO1dm硝酸汞0.263moldm3?羅：*mQldmHg硝酸汞2.63moldm3測得在18C時的E=29mV,求亞汞離子的形式。解：設硝酸亞汞的存在形式為Hg，則電池反應為作為估算,可以取絢(NOj=d2(NOj2Hg2(NO3)2t22NO；仏(NO)+Hg2(NO3)2a2Hg2(NOJT2NO-a2(NO；)+Hg2(NO丄仏阻(NOJ電池電動勢為RT(NO；)6JHg2(NO3)JE=In岸號zFtz12(NO；)tz2Hg2(NO3)JRT、嚴(no;)h&(noJJzF12(NO-)a2fHg2(NO

46、3)18.314x291.5n0：263=29niV2x965002.63所以硝酸亞汞的存在形式為H審o電池Pt|H2(g,lOOkPa)|待測pH的溶液IIlmoldm3KCl|Hg2Cl2(s)|Hg,在25C時測得電池電動勢民0.664V,試計算待測溶液的pH。解：電極及電池反應為陽極：吐(g,lOOkPa)-2e=2H+陰極：HgzCH(s)+2e_=2Hg(1)+2CP電池反應：H2(g,lOOkPa)+:Hg2Cl2(s)=2Hg(1)+2H+2CV查表知(表7.8.1),在所給條件下甘汞電極的電極電勢為02799V,貝ij：RTCl2(H)6Z2(cr)RT/.E二E一耳In_-

47、=0.2799-In6/2H+)0.664=0.2799-&314x29815*/(H+)2x965007a(H+)二3.21XQ7pH=lgd(H+)=lg3.21xl0-7=6.49在電池Pt|H2(g,lOOkPa)|HI溶液(t/=l)112(s)|Pt中，進行如下電池反應：H2(g,lOOkPa)+I2(s)-2HI(d=l)(2)-H2(g,嚴)+-I2(s)HI(aq/z=1)應用表7.7.1的數(shù)據(jù)計算兩個電池反應的E、4G身和K。：2HI(心)解：(1)電池反應為出(g,lOOkPa)+I2(s)時，電池反應處于標準態(tài)，即有：Ee=EeF(a二1)|l2|PtEH+(a二1)|

48、H2(g,lOOkPa)|Pt=EqT溶液(a=l)|l2(s)|Pt=0.5353VG：(1)=-zEeF=-2x0.5353x96500=-103.31kJmo第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00電動勢值不變，閃為電動勢是電池的性質，打電池反應的筠法無關，Ee=0.5353VGibbs口由能的變化值降低一半，I大I為反應進度都是1mol,但發(fā)生反應的物質的量少了一半，即盜=身=-51.66kJmor根據(jù)平衡常數(shù)

49、與Gibbs自由能變化值的關系，丄丄K(2)=k*(1)F=1.26x10,s2=12xl097.24將下列反應設計成原電池，并應用表7.7.的數(shù)據(jù)計算25時電池反應的盜和K。2Ag+H2(g)=2Ag+2H+Cd+Cu2+=Cd2+CuSn2+Pb2+=Sn4+Pb2Cu+=Cu2+Cu解：(1)Pt|H2(g,lOOkPa)|H+(a=l)IIAg+(=1)|AgE(1)=Eq(右)E(左)=0.7994VG：(1)=一zE(1)F=-2x0.7994x96500=-154.28kJmol-1(2)Cd|Cd2+(tz=l)|Cu2+(6/=1)|Cu同理可求：E(2)=Ee(右)(左)=

50、0.3417-(-0.4032)=0.7449VG：(2)=-zEeF=-2x0.7449x96500=-143.76kJmoK=exp(3|辺)=exp2x0.7449x965008.314x298.15)1.54X1025第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七

51、章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00(3)Pt|Sn2+(g=1),Sn4+(心)|Pb2+(=1)|Pb同理可求：e(3)=Ee(右)E(左)二0.12640.151二-0.2774VG：(3)=-zEe(3)F=-2x(-0.2771)x96500=53.54kJmol-1K=exp嚴葺)=exp(2x(-0.2774)x965008.314x298.15丿=4.17xl0,(,第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75

52、頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第七章亀化學余訓X第七章亀化學余訓X第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00Pt|CU+(=1),CU2+(6Z=1)|CU+(67=1)|Cu同理可求：Ee(4)=Ee(右)(左)=0.521-0.153=0.368VG：(4)=-z.E(4)F=2x0.368x96500=-35.5IkJmoK1K(4)=exp(亠工)=exp2x0.368x965008.314x298.15)=1.67xl067.25將反

53、應Ag(s)+-Cl2(g)=AgCl(s)設計成原電池，己知在25C時,廐(AgCl,s)=127.07kJmo,AfG(AgCl,s)=109.79kJmo，標準電極電勢E(Ag+|Ag)=0.7994V,E(Cr|Cl2(g)|Pt)=1.3579Vo寫出電極反應和電池圖示；求25CnJ電池可逆放電2F電荷量時的熱Qr；求25C時AgCl的活度積。解：(1)電極反應和電池圖示如下：陽極：Ag(s)+CP二AgCl(s)陰極:-Cl2(g)+e=cr2電池圖示:AglAgCl(s)icra(CDIC12(g,pe)IPt(2)ArG：=vBAfG：(B)B=AfG：(AgCl,s)*G身(

54、CI?,g)4G敘Ag,s)同理=-109.79kJmor*同理可求：ArH=Af/(AgCl,s)=-l27.07kJ-mor,=-57.96Jmor*KAg.瓷-127.07-(-109.79)x10?298.15rm一Qr=nTS=2x2985x(-57.96)=-34.56kJ(3)ArGm=-zEeF；E=Ee(右)-Ee(左)=1.3579-Ee(Cl|AgCl(s)|Ag)Ee(cr|AgCl(s)IAg)=1.3579-1.1378=0.220IV解法1：設計原電池：Ag|Ag+IIcr|AgCl(s)IAg電池反應：AgCl(s)=-Ag+crRTEe(cr|AgCl(s)I

55、Ag)=Ee(Ag+|Ag)一lna(Ag+)a(Cl-)二E(Ag*Ag)-ln(AgCl)0.2201=豐薦/訟窗)(AgCl)=1.61xlO10解法2:根據(jù)能斯特方程：Ee(cr|AgCl(s)IAg)=Ee(Ag+|Ag)+lntz(Ag+)薦(AgCl)=o(Ag+)d(CL),BP：o(Ag+)二Ks：(AgCl)/g(C卜)貝歸Ee(cr|AgCl(s)1Ag)二E(Ag+|Ag)+籌lnK；(AgCl)/G(C)0.2201=0.7994+8-3l4x298J5|n/r(AgC1)/11x96500sp(AgCl)=1.61xlO,0第七章赴化學余訓X第七章亀化學余訓爽第 #

56、頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第19頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:0025C時，電池Pt|H2(g,lOOkPa)|H2SO4(Z?)|Ag2SO4(s)|Ag的標準電動勢E二0.627V。已知E(Ag+|Ag)=0.7994Vo寫出電極反應和電池反應；25C時實驗測得H2SO4濃度為bDj,上述電池的電動勢為0.623Vo已知此H2SO4溶液的離子平均活度因子y=0.7,求b為多少;計算Ag2SO4(s)的活度積K；。解：(1)電極反應和電池反應如下：陽極：H2(g,lOOkPa)2

57、e=2H+陰極：Ag2SO4(s)+2e=2Ag(s)+SO?電池反應：H2(g,lOOkPa)4-Ag2SO4(s)=2Ag(s)+2HJSO;*(2)Ee=Ee(右)-Ee(左)=Ee(SO；IAg2SO4(s)IAg)EH+IH2(g)IPt即：Ee(SO；IAg2SO4(s)IAg)=0.627VE士衛(wèi)gin黑星L停(右)存(左)卜竺in單吐蹲護3(比)/閃1J護3(比)/閃6/2(H+)6Z(SO;-)=f/j且臥曲則:E=Ee（右）-產（左）卜竽ln4”第七章赴化學余訓X第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第19頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9

58、-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第七章赴化學余訓X第七章亀化學余訓爽第 頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第19頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:008.314x298.152x965000.623=0.627-b=0.9984molkg1Ee(SO|Ag.SO4(s)IAg)=Ee(Ag+|Ag)+lnt/(Ag+)乙F(Ag2SO4)=6/2(Ag+)a(SO；),即：6/(Ag+)=(Ag2SO4)/cz(SO；je(SO；|A

59、g2SO4(s)IAg)=Ee(Ag+|Ag)+In(Ag2SO4)/cerg8.314x298.15frxezA(0.627=0.7994+InK,(Ag0SO.)/12x96500spJ4K；(Ag2SC)4)=1.481X1Q-6(1)已知25C時，比0(1)的標準摩爾生成焙和標準摩爾生成吉布斯函數(shù)分別為-285.83kJmor1和23729kJmo。計算在氫氧燃料電池中進行下列反應時電池的電動勢及其溫度系數(shù)，H2(g,100kPa)+-02(g,100kPa)=H2O(1)(2)應用表7.7.1的數(shù)據(jù)計算上述電池的電動勢。解：(I)4G苗工MfG身(B)B=AtG(H2O,I)-1a,

60、G(02,g)A(Hrg)=237.129kJmo同理同理可求：Ar77=Af(H2O,l)=-285.83kJmor,G：=-皆F,即：Ee=-ArG,mzF第七章赴化學余訓X第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第19頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43:00第七章赴化學余訓X第七章亀化學余訓爽第 #頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第19頁共75頁創(chuàng)建時間:2011-9-78:43:00第七章電化學余訓X第 #頁共75頁創(chuàng)建時間：2011-9-78:43: