物理化学课后习题及答案天津大学下册

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天津大学物理化学第五版(下)答案(完整版...[1]

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第七章 电化学7.3 用银电极电解AgNO 3溶液。

通电一定时间后,测知在阴极上析出0.078g 的Ag ,并知阳极区溶液中23.376g ,其中含AgNO 30.236g 。

已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g AgNO 3。

求Ag +和3NO -迁移数。

解法1: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Ag +的总量的改变如。

n 电解后(Ag +)= n 电解前(Ag +)+ n 电解(Ag +)- n 迁移(Ag +)则:n 迁移(Ag +)= n 电解前(Ag +)+ n 电解(Ag +)- n 电解后(Ag +)n 电解(Ag +)=()()4Ag 0.0787.22910mol Ag 107.9m M -==⨯()3323.3760.2367.3910(Ag) 1.00710mol 169.87n -+--⨯⨯==⨯解前电30.236(Ag ) 1.38910mol 169.87n +-==⨯电解后n 迁移(Ag +) = 1.007×10-3+7.229×10-4-1.389×10-3=3.403×10-4mol()44Ag 3.40310Ag 0.477.22910n t n +-+-⨯==⨯移解()=迁电 则:t (3NO -)= 1 - t (Ag +)= 1 – 0.471 = 0.53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)。

显然阳极区溶液中3NO -的总量的改变如下:n 电解后(3NO -)= n 电解前(3NO -) + n 迁移(3NO -)则:n 迁移(3NO -)=n 电解后(3NO -)- n 电解前(3NO -)n 电解后(3NO -)=30.236(Ag) 1.38910mol 169.87n +-==⨯解后电n 电解前(3NO-)=()3323.3760.2367.3910(Ag) 1.00710mol 169.87n -+--⨯⨯==⨯解前电n 迁移(3NO -) = 1.389×10-3-1.007×10-3 = 3.820×10-4moln 电解(Ag +)=()()4Ag 0.0787.22910mol Ag 107.9m M -==⨯()4334NO 3.82010NO 0.537.22910n t n ----⨯==⨯移解()=迁电 则: t (Ag +)= 1 - t (3NO -)= 1 – 0.528 = 0.477.5 已知25℃时0.02mol·dm -3KCl 溶液的电导率为0.2768S·m -1。

最新天津大学物理化学第五版上、下册答案

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天津大学物理化学第五版上、下册答案第一章 气体pVT 性质1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下:1 1T T pV p V V T V V⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系? 解:对于理想气体,pV=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl )气体300m 3,若以每小时90kg 的流量输往使用车间,试问贮存的气体能用多少小时?解:设氯乙烯为理想气体,气柜内氯乙烯的物质的量为mol RT pV n 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H C n/v=(14618.623÷1441.153)=10.144小时1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。

试求甲烷在标准状况下的密度。

解:33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CHρ1-4 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g 。

充以4℃水之后,总质量为125.0000g 。

若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体,则总质量为25.0163g 。

试估算该气体的摩尔质量。

解:先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρn=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接,泡内密封着标准状况条件下的空气。

物理化学(天大第五版全册)课后习题答案

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物理化学(天⼤第五版全册)课后习题答案第⼀章⽓体pVT 性质1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下:1 1TT p V p V V T V V-=??? =κα试导出理想⽓体的V α、T κ与压⼒、温度的关系解:对于理想⽓体,pV=nRT111 )/(11-=?=?==??? =T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间⽤细管连接,泡内密封着标准状况条件下的空⽓。

若将其中⼀个球加热到100℃,另⼀个球则维持0℃,忽略连接管中⽓体体积,试求该容器内空⽓的压⼒。

解:⽅法⼀:在题⽬所给出的条件下,⽓体的量不变。

并且设玻璃泡的体积不随温度⽽变化,则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+=终态(f )时+=?+=+=ff ff f ff f f fT T T T R Vp T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 kPaT T T T T p T T T T VR n p f f f f i i ff f f f 00.117)15.27315.373(15.27315.27315.373325.1012 2,2,1,2,1,2,1,2,1=+=???+=? ??+=(1)保持容器内温度恒定时抽去隔板,且隔板本⾝的体积可忽略不计,试求两种⽓体混合后的压⼒。

(2)隔板抽去前后,H 2及N 2的摩尔体积是否相同(3)隔板抽去后,混合⽓体中H 2及N 2的分压⼒之⽐以及它们的分体积各为若⼲解:(1)抽隔板前两侧压⼒均为p ,温度均为T 。

p dmRT n p dmRT n p N N H H ====33132222 (1)得:223N Hn n =⽽抽去隔板后,体积为4dm 3,温度为,所以压⼒为3331444)3(2222dm RT n dm RT n dm RT n n V nRT p N N N N ==+== (2)⽐较式(1)、(2),可见抽去隔板后两种⽓体混合后的压⼒仍为p 。

物理化学下册第五版天津大学出版社第七章电化学习题答案

物理化学下册第五版天津大学出版社第七章电化学习题答案

物理化学下册第五版天津大学出版社第七章电化学习题答案7.1用铂电极电解CuCb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27C, 100kPa 下阳极上能析出多少体积的的C12 (g)?解:电极反应为:阴极:Cu2+ + 2e-f Cu 阳极:2C「—2e-fCI2 (g)则:z= 2根据:Q = nzF=lt>!(Ch)三£ *亠竺Q-=牺2«sdorHuMd\ 7 zF 2x^6600因此:m (Cu)二n (Cu) X M (Cu) = 9.326 10-2>63.546 =5.927g又因为:n (Cu) = n (CI2) pV (CI2) = n (CI2) RT因此:- - ■'7.2用Pb (s)电极电解PbN03溶液。

已知溶液浓度为1g水中含有PbNO31.66 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PbNO31.151g,计算Pb2+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Pb2+的总量的改变如下:1 丄丄丄n 电解后(? Pb2+)= n 电解前(2 Pb2+)+ n 电解(》Pb2+)- n 迁移(? Pb2+)则: n 迁移( 2 Pb 2+)= n 电解前( -Pb 2+)+ n 电解 (2 Pb 2+)- n 电解后 G Pb 2*)1^=^=1^7x10^1n 电解(2 Pb 2+)= n 电解(Ag) =「':■' °一亦严-5)严C MJ HT 述7鉀=勰5叫n 迁移(2pb 2+)=6.150 10-3+1.537 10-3-6.950 10-3=7.358 X0-4mol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)。

天大物化第五版下册答案

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第十章界面现象10.1 请回答下列问题:(1)常见的亚稳定状态有哪些?为什么会产生亚稳定状态?如何防止亚稳定状态的产生?解:常见的亚稳定状态有:过饱和蒸汽、过热或过冷液体和过饱和溶液等。

产生亚稳定状态的原因是新相种子难生成。

如在蒸气冷凝、液体凝固和沸腾以及溶液结晶等过程中,由于要从无到有生产新相,故而最初生成的新相,故而最初生成的新相的颗粒是极其微小的,其表面积和吉布斯函数都很大,因此在系统中产生新相极其困难,进而会产生过饱和蒸气、过热或过冷液体和过饱和溶液等这些亚稳定状态,为防止亚稳定态的产生,可预先在系统中加入少量将要产生的新相种子。

(2)在一个封闭的钟罩内,有大小不等的两个球形液滴,问长时间恒温放置后,会出现什么现象?解:若钟罩内还有该液体的蒸气存在,则长时间恒温放置后,出现大液滴越来越大,小液滴越来越小,并不在变化为止。

其原因在于一定温度下,液滴的半径不同,其对应的饱和蒸汽压不同,液滴越小,其对应的饱和蒸汽压越大。

当钟罩内液体的蒸汽压达到大液滴的饱和蒸汽压时。

该蒸汽压对小液滴尚未达到饱和,小液滴会继续蒸发,则蒸气就会在大液滴上凝结,因此出现了上述现象。

(3)物理吸附和化学吸附最本质的区别是什么?解:物理吸附与化学吸附最本质的区别是固体与气体之间的吸附作用力不同。

物理吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为范德华力,化学吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为化学键力。

(4)在一定温度、压力下,为什么物理吸附都是放热过程?解:在一定温度、压力下,物理吸附过程是一个自发过程,由热力学原理可知,此过程系统的ΔG<0。

同时气体分子吸附在固体表面,有三维运动表为二维运动,系统的混乱度减小,故此过程的ΔS <0。

根据ΔG =ΔH -T ΔS 可得,物理吸附过程的ΔH <0。

在一定的压力下,吸附焓就是吸附热 ,故物理吸附过程都是放热过程。

10.2 在293.15 K 及101.325kPa 下,把半径为1×10-3m 的汞滴分散成半径为1×10-9m 小汞滴,试求此过程系统的表面吉布斯函数变为多少?已知汞的表面张力为0.4865N·m -1。

物理化学课后习题及答案天津大学下册

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第七章电化学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?(2) 在的27 ØC,100 kPa下的?解:电极反应为电极反应的反应进度为因此:7.2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,在氢电量计中收集到19 ØC、99.19 kPa的;在银电量计中沉积。

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电量计中电极反应的反应进度为对银电量计对氢电量计7.3用银电极电解溶液。

通电一定时间后,测知在阴极上析出的,并知阴极区溶液中的总量减少了。

求溶液中的和。

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)。

显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差:7.4用银电极电解水溶液。

电解前每溶液中含。

阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成,其反应可表示为总反应为通电一定时间后,测得银电量计中沉积了,并测知阳极区溶液重,其中含。

试计算溶液中的和。

解:先计算是方便的。

注意到电解前后阳极区中水的量不变,量的改变为该量由两部分组成(1)与阳极溶解的生成,(2)从阴极迁移到阳极7.5用铜电极电解水溶液。

电解前每溶液中含。

通电一定时间后,测得银电量计中析出,并测知阳极区溶液重,其中含。

试计算溶液中的和。

解:同7.4。

电解前后量的改变从铜电极溶解的的量为从阳极区迁移出去的的量为因此,7.6在一个细管中,于的溶液的上面放入的溶液,使它们之间有一个明显的界面。

令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。

以后,界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。

计算在实验温度25 ØC下,溶液中的和。

解:此为用界面移动法测量离子迁移数7.7已知25 ØC时溶液的电导率为。

一电导池中充以此溶液,在25 ØC时测得其电阻为。

物理化学下册第五版天津大学出版社第十二章胶体化学习题答案

物理化学下册第五版天津大学出版社第十二章胶体化学习题答案

物理化学下册第五版天津大学出版社第十二章胶体化学习题答案12.1 如何定义胶体系统?总结交替的主要特征。

解:分散相粒子在某方向上的线度在1~100nm范围内的高度分散系统成为胶体系统。

胶体系统的主要特征是高度分散、多相性和热力学不稳定性。

12.2 丁铎尔效应的实质及其产生的条件?解:丁铎尔效应实质是光的散射作用引起的。

粒子的半径小于入射光的波长时才能观察到丁铎尔效应。

12.3 简述斯特恩双电层模型的要点指出热力学电势、斯特恩(stern)电势和ζ电势的区别?解:Stern 模型:固定层+扩散层、三个面、三个电势。

具体如下:1924年斯特恩提出扩散双电层:离子有一定的大小;部分反离子被牢固吸附,形成固定吸附层或斯特恩固体面;Stern面:Stern层中反离子电性中心所形成的假想面;滑动面:固液两相发生相对移动时界面。

热力学电势0:固体面—溶液本体;Stern电势:Stern面—溶液本体;电势:滑动面—溶液本体12.4 溶胶能在一定时间内稳定存在的主要原因?解:分散相粒子的带电、溶剂化作用以及布朗运动是溶胶系统相当长得时间范围内可以稳定存在的主要原因。

12.5 破坏胶体最有效的办法是什么?说明原因。

解:破坏胶体最有效的办法是在溶胶中加入过量的含有高价相反号离子的电解质。

这主要是因为电解质的浓度或价数增加时,都会压缩扩散层,是扩散层变薄,电势降低,斥力势能降低,当电解质的浓度足够大时就会使溶胶发生聚沉;若加入的反号离子发生吸附,斯特恩层内的反离子数目增加,使胶体粒子的带电量降低,而导致碰撞聚沉。

过量的电解质加入,还将使胶体粒子脱水,失水化外壳而聚沉。

12.6 K、Na等碱金属的皂类作为乳化剂时,易于形成O/W型的乳状液;Zn、Mg等高价金属的皂类作为乳化剂时,易于形成W/O 型的乳状液。

解:乳化剂分子具有一端亲水而另一端亲油的特性,其两端的横截面不等。

当它吸附在乳状液的界面面层时,常呈现“大头”朝外,“小头”向里的几何构型,就如同一个个的锲子密集的钉在圆球上。

天大物化第五版下册答案

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第十章界面现象10.1请回答下列问题:(1)常见的亚稳定状态有哪些?为什么会产生亚稳定状态?如何防止亚稳定状态的产生?解:常见的亚稳定状态有:过饱和蒸汽、过热或过冷液体和过饱和溶液等。

产生亚稳定状态的原因是新相种子难生成。

如在蒸气冷凝、液体凝固和沸腾以及溶液结晶等过程中,由于要从无到有生产新相,故而最初生成的新相,故而最初生成的新相的颗粒是极其微小的,其表面积和吉布斯函数都很大,因此在系统中产生新相极其困难,进而会产生过饱和蒸气、过热或过冷液体和过饱和溶液等这些亚稳定状态,为防止亚稳定态的产生,可预先在系统中加入少量将要产生的新相种子。

(2)在一个封闭的钟罩内,有大小不等的两个球形液滴,问长时间恒温放置后,会出现什么现象?解:若钟罩内还有该液体的蒸气存在,则长时间恒温放置后,出现大液滴越来越大,小液滴越来越小,并不在变化为止。

其原因在于一定温度下,液滴的半径不同,其对应的饱和蒸汽压不同,液滴越小,其对应的饱和蒸汽压越大。

当钟罩内液体的蒸汽压达到大液滴的饱和蒸汽压时。

该蒸汽压对小液滴尚未达到饱和,小液滴会继续蒸发,则蒸气就会在大液滴上凝结,因此出现了上述现象。

(3)物理吸附和化学吸附最本质的区别是什么?解:物理吸附与化学吸附最本质的区别是固体与气体之间的吸附作用力不同。

物理吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为范德华力,化学吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为化学键力。

(4)在一定温度、压力下,为什么物理吸附都是放热过程?解:在一定温度、压力下,物理吸附过程是一个自发过程,由热力学原理可知,此过程系统的厶GvO。

同时气体分子吸附在固体表面,有三维运动表为二维运动,系统的混乱度减小,故此r2,小汞滴的数4 33 r1N- 3 1 1310 91018个A2G dAA14 Nr22A2A1 N4 r22 2r1180.4865 101 10 9 1 10 3 2(1) P s 132 58.91 10-一-60.1 1063=1.178 10 kPa(2) p s 232 58.91 10一0.1 10-6=1.178 103kPa即:P s 3 2 58.91 10-30.1 10-6=2.356 103kPa过程的△ SvO。

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第七章电化学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?(2) 在的27 ØC,100 kPa下的?解:电极反应为电极反应的反应进度为因此:7.2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,在氢电量计中收集到19 ØC、99.19 kPa的;在银电量计中沉积。

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电量计中电极反应的反应进度为对银电量计对氢电量计7.3用银电极电解溶液。

通电一定时间后,测知在阴极上析出的,并知阴极区溶液中的总量减少了。

求溶液中的和。

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)。

显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差:7.4用银电极电解水溶液。

电解前每溶液中含。

阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成,其反应可表示为总反应为通电一定时间后,测得银电量计中沉积了,并测知阳极区溶液重,其中含。

试计算溶液中的和。

解:先计算是方便的。

注意到电解前后阳极区中水的量不变,量的改变为该量由两部分组成(1)与阳极溶解的生成,(2)从阴极迁移到阳极7.5用铜电极电解水溶液。

电解前每溶液中含。

通电一定时间后,测得银电量计中析出,并测知阳极区溶液重,其中含。

试计算溶液中的和。

解:同7.4。

电解前后量的改变从铜电极溶解的的量为从阳极区迁移出去的的量为因此,7.6在一个细管中,于的溶液的上面放入的溶液,使它们之间有一个明显的界面。

令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。

以后,界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。

计算在实验温度25 ØC下,溶液中的和。

解:此为用界面移动法测量离子迁移数7.7已知25 ØC时溶液的电导率为。

一电导池中充以此溶液,在25 ØC时测得其电阻为。

在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为的溶液,测得电阻为。

计算(1)电导池系数;(2)溶液的电导率;(3)溶液的摩尔电导率。

解:(1)电导池系数为(2)溶液的电导率(3)溶液的摩尔电导率7.8已知25 ØC时溶液的电导率为。

一电导池中充以此溶液,在25 ØC时测得其电阻为。

在同一电导池中装入同样体积的浓度分别为,,和的溶液,测出其电阻分别为,,和。

试用外推法求无限稀释时的摩尔电导率。

解:的摩尔电导率为造表如下作图如下无限稀释时的摩尔电导率:根据Kohlrausch方程拟和得到7.9已知25 ØC时,。

试计算及。

解:离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系7.10已知25 ØC时溶液的电导率为。

计算的解离度及解离常熟。

所需离子摩尔电导率的数据见表7.3.2。

解:的解离反应为查表知因此,7.1125 ØC时将电导率为的溶液装入一电导池中,测得其电阻为。

在同一电导池中装入的溶液,测得电阻为。

利用表7.3.2中的数据计算的解离度及解离常熟。

解:查表知无限稀释摩尔电导率为因此,7.12已知25 ØC时水的离子积,、和的分别等于,和。

求25 ØC时纯水的电导率。

解:水的无限稀释摩尔电导率为纯水的电导率7.13已知25 ØC时的溶度积。

利用表7.3.2中的数据计算25 ØC时用绝对纯的水配制的饱和水溶液的电导率,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饱和水溶液中的浓度为因此,7.14已知25 ØC时某碳酸水溶液的电导率为,配制此溶液的水的电导率为。

假定只考虑的一级电离,且已知其解离常数,又25 ØC无限稀释时离子的摩尔电导率为,。

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,7.15试计算下列各溶液的离子强度:(1);(2);(3)。

解:根据离子强度的定义7.16应用德拜-休克尔极限公式计算25 ØC时溶液中、和。

解:离子强度7.17应用德拜-休克尔极限公式计算25 ØC时下列各溶液中的:(1);(2)。

解:根据Debye-Hückel极限公式,25 ØC水溶液中7.1825 ØC时碘酸钡在纯水中的溶解度为。

假定可以应用德拜-休克尔极限公式,试计算该盐在中溶液中的溶解度。

解:先利用25 ØC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,因此,离子强度为设在中溶液中的溶解度为,则整理得到采用迭代法求解该方程得所以在中溶液中的溶解度为7.19电池在25 ØC时电动势为,电动势的温度系数为。

(1)写出电池反应;(2)计算25 ØC时该反应的,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的。

解:电池反应为该反应的各热力学函数变化为7.20电池电动势与温度的关系为(1)写出电池反应;(2)计算25 ØC时该反应的以及电池恒温可逆放电时该反应过程的。

解:(1)电池反应为(2)25 ØC时因此,7.21电池的电池反应为已知25 ØC时,此电池反应的,各物质的规定熵分别为:;;;。

试计算25 ØC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因此,7.22在电池中,进行如下两个电池反应:应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的。

解:电池的电动势与电池反应的计量式无关,因此7.23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试利用物质的标准摩尔生成Gibbs函数,计算该电池在25 ØC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7.24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。

解:(1)(2)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 ØC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。

解:(1),反应可自发进行。

(2),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 ØC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。

解:(1)电池反应根据Nernst方程(2)电池反应(3)电池反应7.27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,其电池反应为因此,7.28写出下列电池的电池反应。

计算25 ºC 时的电动势,并指明反应能否自发进行。

(X表示卤素)。

解:该电池为浓差电池(电解质溶液),电池反应为根据Nernst方程,由于,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 ØC时的电动势。

解:该电池为浓差电池,电池反应为查表知,7.30电池在25 ØC 时电动势为,试计算HCl溶液中HCl 的平均离子活度因子。

解:该电池的电池反应为根据Nernst方程7.31浓差电池,其中,已知在两液体接界处Cd2+离子的迁移数的平均值为。

1.写出电池反应;2.计算25 ºC 时液体接界电势E(液界)及电池电动势E。

解:电池反应由7.7.6式电池电动势7.32为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg+还是以形式存在,涉及了如下电池测得在18 ºC 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,则电池反应为电池电动势为作为估算,可以取,。

所以硝酸亚汞的存在形式为。

7.33与生成配离子,其通式可表示为,其中为正整数。

为了研究在约的硫代硫酸盐溶液中配离子的形式,在16 ØC 时对如下两电池测得求配离子的形式,设溶液中主要形成一种配离子。

解:(略)7.34电池在25 ØC时测得电池电动势,试计算待测溶液的pH。

解:电极及电池反应为查表知(表7.8.1),在所给条件下甘汞电极的电极电势为,则:7.35电池在25 ºC,当某溶液为pH = 3.98的缓冲溶液时,测得电池的电动势;当某溶液换成待测pH 的溶液时,测得电池的电动势。

试计算待测溶液的pH。

解:电池反应根据Nernst方程,电池电动势为设在两种情况下H2O的活度相同,则7.36将下列反应设计成原电池,并应用表7.7.1的数据计算25 ºC时电池反应的解:(1)(2)(3)7.37(1)应用表7.7.1的数据计算反应在25 ºC时的平衡常数。

(2)将适量的银粉加入到浓度为的溶液中,计算平衡时Ag+的浓度(假设各离子的活度因子均等于1)。

解:(1)设计电池(2)设平衡时Fe2+的浓度为x,则因此,,解此二次方程得到。

7.38(1)试利用水的摩尔生成Gibbs函数计算在25 ºC于氢-氧燃料电池中进行下列反应时电池的电动势。

(2)应用表7.7.1的数据计算上述电池的电动势。

(3)已知,计算25 ºC时上述电池电动势的温度系数。

解:(1)查表知,因此,(2)设计电池(3)7.39已知25 ºC时,。

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显然,,因此,7.40已知25 ºC时AgBr的溶度积,,。

试计算25 ºC时(1)银-溴化银电极的标准电极电势;(2)的标准生成吉布斯函数。

解:(1)设计电池,电池反应为根据Nernst方程沉淀反应平衡时,所以(2)设计电池,电池反应为该反应为的生成反应,7.4125 ºC时用铂电极电解的。

(1)计算理论分解电压; (2)若两电极面积均为,电解液电阻为,和的超电势与电流密度的关系分别为问当通过的电流为1 mA 时,外加电压为若干。

解:(1)电解溶液将形成电池,该电池的电动势1.229 V 即为的理论分解电压。

(2)计算得到和的超电势分别为电解质溶液电压降:10-3 x 100 = 0.1 V 因此外加电压为:第十章 界面现象10.3 解:求解此题的关键在于弄清楚乙醚与Hg 这两互不相溶的液体界面上滴入一滴水,达到平衡后,润湿角的位置。

根据O 点的力平衡,可得:05.683738.00107.0375.0379.0cos cos OH OH Hg Hg O H O H Hg Hg 2222=θ=-=γγ-γ=θθ⋅γ+γ=γ------乙醚乙醚乙醚乙醚10.4解:KPa865.6103.99815.298314.801802.01075.722exp 337.2r RT M 2exp P P r RT M2P P ln93r r =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ργ⋅=⇒ργ=--由开尔文公式10.6 解:根据拉普拉斯方程r 2P γ=∆,微小气泡所受的附加压力 (CH 3CH 2O)2Hgσ乙醚-H 2OσσH 2OHg -乙醚Hg-H 2OK Pa10177.11011085.582r 2P 373⨯=⨯⨯⨯=γ=∆--,指向气体微小液滴的附加压力K Pa10177.11011085.582r 2P 373⨯=⨯⨯⨯=γ=∆--,指向液体10.9 解:此液体能很好润湿玻璃,即cosθ=1 ,根据公式gr cos 2h ρθγ=1292m N 1033.2128.979010235.01056.2cos 2grh ----⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=θρ=γ10.10 解:1)水在汞面上的铺展系数能够铺展气气,0m N 0352.010)8.72375483(S 13O H O H Hg Hg Hg O H 222>⋅=⨯--=γ-γ-γ=-----1)汞在水面上的铺展系数不能够铺展--气气,0m N 7852.010)3754838.72(S 13Hg O H Hg O H Hg O H 222<⋅=⨯-=γ-γ-γ=-----10.13解:1)bP 1bP V V ama +=,代入数据可得1KPa 5459.0b -= 2)当P=6.6672KPa时13am a kg dm 58.736672.65459.016672.65459.08.93bP 1bP V V -⋅=⨯+⨯⨯=+=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dcd RT c γ⋅-=Γ但不是计算表面过剩吸附量Г,而是求某一浓度溶液的表面张力γ。

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