物理化学(下册)作业解
物理化学下册答案化工专用
已知25℃时水的离子积K w =×10-14，NaOH 、HCl 和NaCl 的mΛ∞分别等于S·m 2·mol -1， S·m 2·mol -1和 S·m 2·mol -1。
（1）求25℃时纯水的电导率；（2）利用该纯水配制AgBr 饱和水溶液，测得溶液的电导率κ（溶液）= ×10-5 S·m -1，求AgBr （s ）在纯水中的溶解度。
已知：m∞（Ag +）= ×10-4S·m 2·mol -1，m∞（Br -）=×10-4S·m 2·mol -1。
解：（1）水的无限稀释摩尔电导率为 纯水的电导率即有：()()2m 23-61H O H O 1100.054777 5.50010S m κΛ∞-==⨯⨯⨯⋅=（2）κ（溶液）=κ（AgBr ）+κ（H 2O ） 即：κ（AgBr ）=κ（溶液）-κ（H 2O ）=×10-5 – ×10-6 = ×10-5 S·m -1现有25℃时，·kg -1BaCl 2溶液。
计算溶液的离子强度I 以及BaCl 2的平均离子活度因子γ±和平均离子活度。
解：离子强度根据：+lg =-2-1=0.6663Az z γγ±-±⨯⨯；25℃时，电池Zn|ZnCl 2（ mol·kg -1）|AgCl （s ）|Ag 的电动势E = 。
已知E （Zn 2+|Zn ）=，E （Cl -|AgCl|Ag ）=，电池电动势的温度系数为： （1）写出电池反应；（2）计算反应的标准平衡常数K ； （3）计算电池反应的可逆热Q r,m ；（4）求溶液中ZnCl 2的平均离子活度因子γ±。
解：（1）电池反应为Zn （s ）+ 2AgCl （s ）= Zn 2+ + 2Cl - + 2Ag （s ）（2）r m =-ln G RT K zE F ∆=-即：()20.22220.762096500ln 76.638.314298.15zE F KRT ⨯--⨯⎡⎤⎣⎦===⨯K = ×1033（3）r,m r m =p dE Q T S zFT dT ⎛⎫∆= ⎪⎝⎭ （4）()()32230ln Zn Cl ln 4b RT RT E E a a E zF zF b γ+-±⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭ γ± =为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg +还是以2+2Hg 形式存在，涉及了如下电池测得在18℃时的E= 29 mV ，求亚汞离子的形式。
物理化学第五版下册习题答案
第七章 电化学7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。
通过的电流为20A ，经过15min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2（g ）？解：电极反应为：阴极：Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极： 2Cl - －2e - → Cl 2（g ） 则：z= 2 根据：Q = nzF =It()22015Cu 9.32610mol 296500It n zF -⨯===⨯⨯ 因此：m （Cu ）=n （Cu ）× M （Cu ）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为：n （Cu ）= n （Cl 2） pV （Cl 2）= n （Cl 2）RT因此：3223Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010n RT Vp ⨯⨯===⨯（）（） 7.2 用Pb （s ）电极电解PbNO 3溶液。
已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1.66×10-2g 。
通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。
阳极区的溶液质量为62.50g ，其中含有PbNO 31.151g ，计算Pb 2+的迁移数。
解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下： n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(12Pb 2+)则：n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(12Pb 2+)n 电解(12Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9m M -==⨯223162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 12331.22n -+--⨯⨯==⨯⨯解前（）电2311.151(Pb ) 6.95010mol 12331.22n +-==⨯⨯解后电n 迁移(12Pb 2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol()242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710(Pb )2n t n +-+-+⨯==⨯移解（）=迁电 解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
南京大学物理化学下册(第五版)复习题解答：最新整理
物理化学下册课后复习题答案第八章电解质溶液第九章可逆电池电动势及其应用第十章电解与极化作用第十一章化学动力学（一）第十二章化学动力学基础（二）第十三章1.比表面有哪能几种表示方法？表面张力与表面Gibbs自由能有哪些异同点？答：A0= As/m或A0= As/V；表面张力又可称为表面Gibbs自由能，二者数值一样。
但一个是从能量角度研究表面现象，另一个是从力的角度研究表面现象；故二者物理意义不同；单位不同。
2.为什么气泡、小液滴、肥皂泡等都呈圆形？玻璃管口加热后会变得光滑并缩小（俗称圆口），这些现象的本是什么？用同一滴管滴出相同体积的苯。
水和NaCl 溶液，所得的液滴数是否相同弯曲液面有附加压力，其最终会将不规则的液面变为圆形或球形；球形表面积最小，表面自由能最低，最稳定；不相同。
3.用学到的关于界面现角的知识解释以下几种做法或现象的基体原理：①人工降雨；②有机蒸馏中加沸石；③多孔固体吸附蒸气时的毛细凝聚；④过饱和溶液，过饱和蒸气，过冷液体等过饱和现象；⑤重量分析中的“陈化”过程；⑥喷洒农药时，为何常常在农药中加入少量表面活性剂这些现象都可以用开尔文公式说明，①、②、④、⑤是新相刚形面时的体积小，曲率半径小，对与之平衡的旧相有更加苛刻的条件要求。
③多孔固体吸附蒸气时，被吸附的气体的液相对毛细管是润湿的，其曲率半径小零，当气体的分压小于其饱和蒸气压时，就可以发生凝聚。
⑥喷洒农药时，在农药中加入少量表面活性剂，可以降低药液的表面张力，使药液在叶面上铺展。
4.在三通活塞的两端涂上肥皂液，关断右端通路，在左端吹一个大泡，然后关闭左端，在右端吹一个小泡，最后让左右两端相通。
试问当将两管接通后，两泡的大小有何变化？到何时达到平衡？讲出变化的原因及平衡时两泡的曲率半径的比值。
小球更小，大球更大；最后小泡变成一个与大泡曲率半径相同的弧；由于小泡的附加压力大，所以大泡变大，小泡变小，最后使两泡的曲率半径相同5.因系统的Gibbs自由能越低，系统越稳定，所以物体总有降低本身表面Giibs自由能的趋势。
南京大学物理化学下册(第五版)复习题及解答.docx
第八章电解质溶液1・Faraday电解定律的基本内容是什么？这定律在电化学中有何用处? 答:法拉第电解定律的基本内容是：通电于电解质溶液之后，（1）在电极上（两相界面），发生化学变化的物质的量与通入电荷成正比・（2〉若将几个电解池串联,通入一定的电荷量后，在各个电解池的电极上发生化学变化的物质的量都相等.Q（E）=Z+eL=z^F根据Faraday定律，通过分析电解过程中反应物在电极上物质的量的变化，就可求岀电荷量的数值，在电化学的定量研究和电解工业上有重要的应用.2.电池中正极、负极、阴极、阳极的定义分别是什么？为什么在原电池中负极是阳极而正极是阴极？答:给出电子到外电路的电极叫做电池的负极,在外电路中电势低.从外电路接受电子的电极叫做电池的正极，在外电路中电势较高.发生氧化作用的电极称为阳极，发生还原作用的一极称为阴极•原电池的阳极发生氧化作用•阴极发生还原作用，内电路的电子由阳极运动到阴极•所以原电池的阴极是正极，阳极是负极.3・电解质溶液的电导率和摩尔电导率与电解质溶液浓度的关系有何不同？为什么？答:强电解质溶液的电导率随着浓度的增大而升高（导电粒子数目增多），但大到一定程度以后，由于正、负离子之间的相互作用增大,因而使离子的运动速率降低，电导率反而下降•弱电解质的电导率随浓度的变化不显著，浓度增加电离度减少，离子数目变化不大•摩尔电导率随浓度的变化与电导率不同，浓度降低，粒子之间相互作用减弱，正、负离子的运动速率因而增加,故摩尔电导率增加.4.怎样分别求强电解质和弱电解质的无限稀释摩尔电导率？为什么要用不同的方法？答:在低浓度下，强电解溶液的摩尔电导率与乞成线性关系.在一定温度下，一定电解质溶液来说,0是定值，通过作图，直线与纵坐标的交点即为无限稀释时溶液的摩尔电导率人箒•即外推法.弱电解质的无限稀释摩尔电导率A益，根据离子独立移动定律，可由强电解质溶液的无限稀释摩尔电导率A 益设计求算，不能由外推法求岀，由于弱电解质的稀溶液在很低浓度下与坨不呈直线关系•并且浓度的变化对4m 的值影响很大，实验的误差很大，由实验值直接求弱电解质的A益很困难.5.离子的摩尔电导率、离子的迁移速率、离子的电迁移率和离子迁移数之间有哪些定量关系式？答:定量关系式：厂+ = “+ dE/ dZ r- = u- dE/ dl厂+ •厂-离产迁移速率山+ 4一离子的电迁移率.饥I4 7一厂++~・"乍=耳=母卯正离子迁移数艺= 1无限稀释强电解质溶液銘=益4 +銘・-盈=（屛+“GF・6.在某电解质溶液中，若有i种离子存在，则溶液的总电导应该用下列哪个公式表示: 答:对电解质溶液来说电导G是其导电的能力，以1一1型电解质溶液为例.⑴G=^+舟+ ・・・；(2)G = 爭？为什么?G=K AJ I K =A H \ • c稀电解质溶液A m =Ai +Am ・•・〃=(△： +Am >C = Am ・ c+Am ・ c «+ =Am • c 则 G+ =/c> A/2・•・G 总=G++G —=盒+古…=工盒・7. 电解质与非电解质的化学势表示形式有何不同？活度因子的表示式有何不同? 答:非电解质的化学势的表示形式：活度因子表示式:非电解质a m ^ = Vm^ —电解质 QB=a 甘• a^r =a±・&为什么要引进离子强度的概念？离子强度对电解质的平均活度因子有什么影响？答:在稀溶液中，影响离子平均活度因子7士的主要因素是离子的浓度和价数，并且离子价数比浓度影 响还要更大一些•且价型愈高，影响愈大，因此而提出离子强度的概念.I = *另加必对平均活度因子的影响lg/+=—常数/!9. 用DebyeHuckel 极限公式计算平均活度因子时有何限制条件？在什么时候要用修正的Debys Hiickel 公式？ 答:限制条件为：① 离子在静电引力下的分布遵从Boltzmann 分布公式，并且电荷密度与电势之间的关系遵从静电学中的Poisson （泊松）公式.I② 离子是带电荷的圆球，离子电场是球形对称的，离子不极化•在极稀溶液中可看成点电荷.③ 离子之间的作用力只存在库仑引力，其相互吸引而产生的吸引能小于它的热运动的能量.④ 在稀溶液中，溶液的介电常数与溶剂的介电常数相差不大，可以忽略加入电解质后的介电常数的变 化.若不把离子看作点电荷，考虑到离子的直径，极限公式修正为：—A\z+z- 1/7lgy 士随着离子半径的增大而增大•所以溶液中离子溶度增加，迁移速率亦将增加.12. 影响难溶盐的溶解度主要有哪些因素？试讨论AgCl 在下列电解质溶液中的溶解度大小，按由小 到大的次序排列出来(除水外，所有的电解质的浓度都是0・1 mol ・dm'3).(l) NaNQ (2)NaCl (3)H 2O (4)CuSC)4 (5)NaBr阿=阴(T) +RTlnZn.B 今=炖(丁) +RTlnoni ・B电解质 /zB=/^(T)+RTlnaB=〃g(T) + RTlna# • cf-7M Blgz±= 1+辆I ・10. 不论是离子的电迁移率不是摩尔电导率,氢离子和氢氧根离子都比其他与之带相同电荷的离子要 大得多，试解释这是为什么？答:在水溶液中，屮和OH-离子的电迁移率和摩尔电导率特别大，说明 屮和OH —在电场力作用下 运动速率特别快，这是因为水溶液具有氢键质子可以在水分子间转换,电流很快沿着氢键被传导.11. 在水溶液中带有相同电荷数的离子，如Li 十，Na 十,K + ,Rb +，…，它们的离子半径依次增大，而迁移 速率也相应增大,这是为什么？答:IF ,Na+ ,K+ ,Rb 〒等离子带有相同的电荷，离子半径依次增大，根据修正的Debye-Huckel 公式：答:影响难溶盐的溶解度的主要因素有：①共同离子影响，如AgBr在NaBr中的溶解度远小于水中的溶解度.②其它电解质的影响，其它电解质的存在通过影响离子强度，影响难溶盐的活度系数,从而影响溶解度.溶解度顺序为：(2)<(3)<(1)<(4)«5).13.用Pt电极电解一定浓度的CuSQ溶液，试分析阴极部、中部和阳极部溶液的颜色在电解过程中有何变化？若都改用Cu电极，三部溶液颜色变化又将如何？答:Pt是惰性电极,阴极部溶液中C£+被还原生成Cu,溶液中Ci?+的浓度变小，颜色变淡，阳极部溶液中+向中部迁移，颜色变淡，中部的颜色在短时间内基本保持不变.用Cu做电极时,阴极部的颜色变淡，中部基本不变,阳极部颜色变深.14.什么叫离子氛？Debye-Hiickel-()nsager电导理论说明了什么问题？苔:溶液中每一个离子都被电荷符号相反的离子所包围，由于离子间的相互作用使得离子分布不均匀, 从而形成离子氛.Deby^Huckel-Oisager电导理论说明，电解质溶液的摩尔电导率与离子间相互作用、离子的性质、离子本身结构和溶剂能力以及介质的介电常数都有关系.第九章1.可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举一例，并写出该电极的还原反应。
物理化学,课后习题详解
作业题1-1. 10mol理想气体由25℃，1.00MPa 。
设过程为：（i）向真空膨胀；（ii）对抗外压0.100MPa膨胀。
分别计算以上各过程的体积功。
(i) Wv=0(ii) Wv=-P S△V=- P S nRT(1／R2-1／R1)=-nRT(P S／P2- P S／P1)P2= P S∴Wv=-PnRT(1- P S／P1)=-10mol×8.3145J·mol-1·k-1×298.15k×(1-0.100 MPa／1.00MPa)=-22.31kJ体会：（i）真空膨胀不做体积功（ii）膨胀功做负功，W=-P△V运用W=-∫V1V2Pdv=-P(V2-V1)计算体积功。
1-3.473K，0.2MPa，1dm3 的双原子分子理想气体，连续经过下列变化：（Ⅰ）定温膨胀到3dm3；（Ⅱ）定容升温使温度升到0.2MPa；（Ⅲ）保持0.2 MPa降温到初始温度473K。
（i）在p-V图上表示处该循环全过程；（ii）计算各步及整个循环过程的Wv、Q 、△U 和△H 。
一直双原子分子理想气体Cp,m=7／2R 。
解：解：(Ⅰ).W Ⅰ=-Q Ⅰ=-n RT ㏑v 2/v 1=-8.3145*473*㏑3/1*n n=p A v A /T A R=0.2*106*1*103/8.3145*473=0.0508molW Ⅰ=-219.5J Q Ⅰ=219.5△ u=△H=0(Ⅱ).△H =nCp.m(T C -T B )=0.0508*7/2*8.3145*(1419-473) =1398JH 定容 Wv=0Q Ⅱ=△u Ⅱ=nCv,m(T C -T B )=0.0508*5/2*8.3145*(1419-473)双原子分子理想气体 473K 0.2MPa1dm 3 双原子分子理想气体 473K 1／3×0.2MPa 3dm 3 双原子分子理想气体 1419K 0.2MPa 1dm 3=998.9J(Ⅲ).Wv=-p A(v A-v B)=-0.2*106*(1-3)*103=400JQⅢ=△HⅢ=nCp,m(T A-T C)=0.O508*7/2*8.3145*(473-1419)=-1398J△uⅢ=nCv,m(T A-T C)=0.0508*5/2*8.3145*(473-1419)=-998.9J循环过程：△u=0, △H=0,Wv=180.5J,Q=-179.6J体会：U和H为状态函数，循环过程△u=0, △H=0理想气体：p A v A =p B v B PV=n RT∆ U = n C V，m（T2- T1)∆ H = n C p，m （T2- T1)1-4.10mol理想气体从2×106 Pa、10-3 定容降温，使压力降到2×105 Pa，再定容膨胀到10-2 m3 。
物理化学下册习题答案(全部)
解：对一级反应有：
所以要使反应在10 min内转化率达90%,温度应为T2,则：
解：Λ∞=λ∞<H+>＋λ∞<HCO3>
=3.4982×10-2＋4.45×10-3=0.03943 s•m2•mol-1
Λm=•10-3/C－3.86×10-3×10-3/0.0275=1.4036×10-4s•m2•mol-1
α=Λm/Λ∞=1.4036×10-4/0.03943=3.56×10-3
第七章化学反应动力学
1．以氨的分解反应2NH3==== N2＋3H2为例,导出反应进度的增加速率 与 , , 之间的关系,并说明何者用于反应速率时与选择哪种物质为准无关.
解：
∴2Ｈ2===== CH3OH
已知 ,求 , 各为多少?
〔答案：2.44,4.88mol·dm-3·h-1〕
4.66
4.66
4.74
4.55
4.52
注：d /dt= <p0-pCH3OCH3> /t,k= < d /dt>×<1/pCH3OCH3>
所得速率常数基本不变,故为一级反应.
9.
10.
11．设有对峙反应A Ｄ,A的初始浓度为 ＝1.89 mol·L-1,ｔ时间测得D的浓度x为：
ｔ／ｓ
180
300
420
<2>在阳极2Cl-→Cl2<g> + 2e
南京大学物理化学下册(第五版)复习题及解答
RT ln a zF
7.在公式 ΔrGm =-zE F 中，ΔrGm 是否表示该电池各物都处于标准态时，电池反应的 Gibbs 自由能变 化值？
Θ
Θ
Θ
答：在公式 ΔrGm =-zE F 中，ΔrGm 表示该电池各物都处于标准态时，在 T,p 保持不变的条件 下，按电池反应进行 1mol 的反应时系统的 Gibbs 自由能变化值。 Θ 8.有哪些求算标准电动势 E 的方法？在公式 Θ Θ 中， E 是否是电池反应达平衡时的电动势？K 是否是电池中各物质都处于标准态时的平衡常数? 答：求算标准电动势 E
Θ
ΔrGmΘ =-ZEΘF=ΔrHmΘ-TΔrSmΘ
E r H =-zE F+zFT m T p
(5).稀的 HCI 水溶液中,HCl 的平均活度因子 Y±； Θ 电池:Pt|H2(p )|HCl(m)|AgCl(s)|Ag(s) Θ + 净反应:H2(p ) + AgCl(s) = H (aH+)+Cl (aCl-) +Ag(s)
1 d A n kc A a dt p 若A为理想气体，则有 A A RT
aA P
rc
rp
1 dpA k p pAn a dt
1 d A 1 1 dpA p kc A a dt a RT dt RT
可逆卿一定电流密度下每个电极的实际析出电势等于逆电势加上或减去电极超电势?超电势使得电解池的阴阳两极随电流密度的增大阳极更正阴极更负?外加电压变大消耗电动增多?而原电池的阳极随着电流密度的增加而变小阴极的电势增大总体上原电池的电动势减小所作的电动减小从能量消耗上讲无论原电池或是电解池极化作用都zefzft为负值则表示化学反应的等是不利的但超电势也可以利用?如极谱分析?就是利用浓差极化来分析的一种方法
天津大学第五版物理化学下册习题解答
天津大学第五版物理化学下册习题解答第六章 相平衡6-1 指出下列平衡系统中的组分数C ，相数P 及自由度数F ： (1)I 2（s ）与其蒸气成平衡；(2)CaCO 3（s ）与其分解产物CaO （s ）和CO 2（g ）成平衡；(3)NH 4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH 3(g)和H 2S(g)成平衡； (4)取任意量的NH 3(g)和H 2S(g)与NH 4HS(s)成平衡；(5) I 2作为溶质在两不相互溶液体H 2O 和CCl 4中达到分配平衡（凝聚系统）。
解：（1） S-R-R '=1-0-0=1；P=2；F=C-P+2=1 （2） S-R-R '=3-1-0=2；P=3；F=C-P+2=1 （3） S-R-R '=3-1-1=1；P=2；F=C-P+2=1 （4） S-R-R '=3-1-0=2；P=2；F=C-P+2=2 （5） S-R-R '=3-0-0=3；P=2；F=C-P+1=2 6-2常见的)(32s CO Na 水合物有)(10)(7),(232232232s O H CO Na s O H CO Na s O H CO Na ⋅⋅⋅和（1）101.325kPa 下，与32CO Na 水溶液及冰平衡共存的水合物最多有几种？ （2）20℃时，与水蒸气平衡共存的水合物最多可能有几种？ 解 系统的物种数S=5，即H 2O 、)(32s CO Na 、)(10)(7),(232232232s O H CO Na s O H CO Na s O H CO Na ⋅⋅⋅和。
独立的化学反应式有三个：)()()(232232s O H CO Na l O H s CO Na ⋅=+)(7)(6)(2322232s O H CO Na l O H s O H CO Na ⋅=+⋅ )(10)(3)(72322232s O H CO Na l O H s O H CO Na ⋅=+⋅则R=3没有浓度限制条件 0'=R所以，组分数 C=S-R-'R =5-3-0=2在指定的温度或压力的条件下，其自由度数 F=C-P+1=3-P 平衡条件下F=0时相数最多，因此上述系统最多只能有3相共存。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
解：(1) 电池反应： H2 (g, p 0 )＋Cl2 (g, p 0 )
2HCl
E 0 ＝1.3579V ΔrGm0 ＝－2F×1.3579＝－262.035 kJ·mol－1 E＝1.3579－0.05916×lg(0.8)＝1.3579＋0.005733＝1.3636 V ΔrGm＝－2F×1.3636＝－263.13 kJ·mol－1
解：(1) 阳极反应：H2(101.325kPa)
2H＋(0.1 mol·kg－1)＋2e
阴极反应：Hg2Cl2(s)＋2e
2Hg(l)＋2 Cl－(0.1 mol·kg－1)
超 电池反应：H2(101.325kPa)＋Hg2Cl2(s)
2Hg(l)＋2HCl(0.1 mol·kg－1)
(2) 25℃时 E＝0.3724 V
∂E ( ∂T
)p
=
－4.02×10－4 V·K－1。
(1) 写出电K 0 ；
超 (3) 计算电池反应过程可逆热 Qr, m；
(4) 求溶液中 ZnCl2 的平均离子活度因子 γ±。
解：(1) 电池反应 Zn(s)＋2AgCl (s)
2Ag(s)＋ZnCl2(0.555 mol·kg－1)
(
∂E ∂T
)
p
＝1.881×10－3－5.8×10－6
(T∕K)＝1.517×10－4
V·K－1
ΔrGm＝－1F×0.3724＝－35.94 kJ·mol－1 ＝－2F×0. 3724＝－71.87 kJ·mol－1
ΔrSm＝1F×1.517×10－4＝14.64J·K－1·mol－1
编＝2F×1.517×10－4＝29.28 J·K－1·mol－1
E＝
E
0
－
RT 2F
ln
a±3 (ZnCl2
)
＝0.9842－0.02569×
3 2
ln
a±
(ZnCl2 )
＝1.015V
ln a± (ZnCl2 ) ＝－0.7993 a± (ZnCl2 ) ＝0.4496
b± (ZnCl2 ) ＝ 3 4 ×0.555＝0.8810 mol·kg－1 γ ± (ZnCl2 ) ＝0.5103
(2) E 0 ＝0.2222＋0.7620＝0.9842 V
ln K 0 ＝ 0.9842× 2F ＝76.6295 R × 298.15
K 0 ＝1.904×1033
(3) (4)
编 ΔrSm＝－2F×4.02×10－3＝－77.59 J·K－1·mol－1
Qr＝－298.15×77.59＝－23.132 kJ·mol－1
E 0 ＝ 817.897 ×103 ＝1.0596V
董 8F
7－14．25℃时，电池 Zn│ZnCl2(0.555 mol·kg－1)│AgCl (s)│Ag 在电动势 E＝1.015 V。已知
E
0
(Zn2＋│Zn)＝－0.7620V，
E
0
(Cl－│AgCl│Ag)＝0.2222V，电池电动势的温度系数
(3) 电池反应： Cd(s)＋Cl2 (g, p 0 )
第七章 电化学
7－13．电池 Pt│H2(101.325kPa) │HCl(0.1 mol·kg－1)│Hg2Cl2(s) │Hg 在电动势 E 与温度 T 的关系为
董 E∕V＝0.0694＋1.881×10－3 T∕K－2.9×10－6 (T∕K)2
(1) 写出电极反应和电池反应； (2) 计算 25℃时该反应的ΔrGm、ΔrSm、ΔrHm，以及电池恒温可逆放电时该反应过程的 Qr, m； (3) 若反应在电池外在同样温度下恒压进行，计算系统与环境交换的热。
ΔrHm＝－35.94＋298.15×14.64×10－3＝－35.94＋4.37＝－31.57 kJ·mol－1 ＝－71.87＋298.15×29.28×10－3＝－71.87＋8.74＝－63.14 kJ·mol－1
Qr＝298.15×14.64×10－3＝4.37 kJ·mol－1 ＝298.15×29.28×10－3＝8.74 kJ·mol－1
CO2(g)＋2H2O(l)
已知，25℃时时有关物质的标准摩尔生成吉布斯函数 Δ f Gm0 为：
物质 Δ f Gm0 ∕kJ·mol－1
CH4(g) －50.72
CO2(g) －394.359
H2O(l) －237.129
1
计算 25℃时时该电池反应的标准电动势。 解： ΔrGm0 ＝2×(－237.129)＋(－394.359)－(－50.72)＝－817.897 kJ·mol－1
写 7－16．写出下列各电池的电池反应。应用表 7.7.1 的数据计算 25℃时各电池的电动势、各电
池反应的摩尔 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) Pt│H2 (g, 100kPa) │HCl｛a (HCl)＝0.8｝│Cl2(g,100kPa)│Pt (2) Zn│ZnCl2｛a (ZnCl2)＝0.6｝│AgCl(s)│Ag (3) Cd│Cd2＋｛a (Cd2＋)＝0.01｝┇┇Cl－｛a (Cl－)＝0.5｝│Cl2(g, 100kPa) │Pt
2
ln K 0 ＝ 262.035 ＝105.7096 R × 298.15
K 0 ＝8.111×1045
(2) 电池反应： Zn(s)＋2AgCl(s)
ZnCl2＋2Ag(s)
E 0 ＝0.2222＋0.7620＝0.9842 V ΔrGm0 ＝－2F×0.9842＝－189.922 kJ·mol－1
董 E＝0.9842－ 0.05916 ×lg(0.6)＝0.9842＋0.006562＝0.9908V 2
ΔrGm＝－2F×0.9908＝－191.20 kJ·mol－1
ln K 0 ＝ 189922 ＝76.6178
K 0 ＝1.882×1033 (z＝1
4.339×1016)
R × 298.15
(3) Qp＝－31.57 kJ·mol－1 或 Qp＝－63.14kJ·mol－1
写 7－15．甲烷燃烧过程可设计成燃料电池，当电解质为酸性溶液时，电极反应和电池反应分别
为：
阳极 CH4(g)＋2H2O(l)
CO2(g)＋8H＋＋8e－
阴极 2O2(g)＋8H＋＋8e－
4H2O(l)
电池反应 CH4(g)＋2O2(g)