程兰征版物理化学习题解答7

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《物理化学》教材习题参考解答

《物理化学》教材习题参考解答

第一篇化学热力学第一章热力学基本定律.1-1 0.1kg C6H6(l)在,沸点353.35K下蒸发,已知(C6H6) =30.80 kJ mol-1。

试计算此过程Q,W,ΔU和ΔH值。

解:等温等压相变。

n/mol =100/78 , ΔH = Q = n = 39.5 kJ , W= - nRT = -3.77 kJ , ΔU =Q+W=35.7 kJ1-2 设一礼堂的体积是1000m3,室温是290K,气压为pϑ,今欲将温度升至300K,需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体,并已知其C p,m为29.29 J K-1·mol-1。

)解:理想气体等压升温(n变)。

Q=nC p,m△T=(1000pϑ)/(8.314×290)×C p,m△T=1.2×107J1-3 2 mol单原子理想气体,由600K,1.0MPa对抗恒外压绝热膨胀到。

计算该过程的Q、W、ΔU和ΔH。

(Cp ,m=2.5 R)解:理想气体绝热不可逆膨胀Q=0 。

ΔU=W ,即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1), 因V2= nRT2/ p2, V1= nRT1/ p1,求出T2=384K。

ΔU=W=nCV,m(T2-T1)=-5.39kJ ,ΔH=nC p,m(T2-T1)=-8.98 kJ1-4 在298.15K,6×101.3kPa压力下,1 mol单原子理想气体进行绝热膨胀,最后压力为pϑ,若为;(1)可逆膨胀(2)对抗恒外压膨胀,求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度;气体对外界所作的功;气体的热力学能变化及焓变。

(已知C p,m=2.5 R)。

解:(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3 , 过程方程p11-γT1γ= p21-γT2γ, T2=145.6 K ,ΔU=W=nC V,m(T2-T1)=-1.9 kJ , ΔH=nC p,m(T2-T1)=-3.17kJ(2)对抗恒外压膨胀,利用ΔU=W ,即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1) ,求出T2=198.8K。

(完整word版)物理化学第7章 电化学参考答案

(完整word版)物理化学第7章 电化学参考答案

第7章 电化学 习题解答1. 将两个银电极插入AgNO 3溶液,通以0.2 A 电流共30 min ,试求阴极上析出Ag 的质量。

解:根据BItM m zF=得 Ag Ag 0.23060107.87g 0.4025 g 196500ItM m zF⨯⨯⨯===⨯2. 以1930 C 的电量通过CuSO 4溶液,在阴极有0.009 mol 的Cu 沉积出来,问阴极产生的H 2的物质的量为多少? 解:电极反应方程式为: 阴极 2C u 2e C u (s )+-+→阳极 222H O(l)H (g)2OH 2e --→++在阴极析出0.009 mol 的Cu ,通过的电荷量为:Cu Q (0.009296500) C 1737 C nzF ==⨯⨯=根据法拉第定律,析出H 2的物质的量为2H Cu 19301737mol 0.001 mol 296500Q Q Q n zFzF --====⨯ 3. 电解食盐水溶液制取NaOH ,通电一段时间后,得到含NaOH 1 mol/dm 3的溶液0.6 dm 3,同时在与之串联的铜库仑计上析出30.4 g 铜,试问制备NaOH 的电流效率是多少? 解:根据铜库仑计中析出Cu(s)的质量可以计算通过的电荷量。

Cu Cu 30.4mol 0.957 mol 1163.52m n M ===⨯电 理论上NaOH 的产量也应该是0.957 mol 。

而实际所得NaOH 的产量为(1.0×0.6) mol = 0.6 mol所以电流效率为实际产量与理论产量之比,即0.6100%62.7%0.957η=⨯=4. 如果在10×10 cm 2的薄铜片两面镀上0.005 cm 厚的Ni 层[镀液用Ni(NO 3)2],假定镀层能均匀分布,用 2.0 A 的电流强度得到上述厚度的镍层时需通电多长时间?设电流效率为96.0%。

已知金属的密度为8.9 g/cm 3,Ni(s)的摩尔质量为58.69 g/mol 。

程兰征版物理化学习题解答5

程兰征版物理化学习题解答5

第五章相平衡1、指出下面二组分平衡系统中的相数、独立组分数和自由度数。

(1)部分互溶的两个液相成平衡。

(2)部分互溶的两个溶液与其蒸气成平衡。

(3)气态氢和氧在25℃与其水溶液呈平衡。

(4)气态氢、氧和水在高温、有催化剂存在。

解:(1)C=2,φ=2,f=2-2+2=2(2)C=2,φ=3,f=2-3+2=1(3)C=3,φ=2,f=3-2+1=2(4)C=2,φ=1,f=2-1+2=32、固态NH4HS和任意量的H2S和NH3相混合,并按下列反应达成平衡:NH4HS(s)= H2S(g)+NH3(g)求(1)独立组分数(2)若将NH4HS(s)放在抽真空的容器内,达到化学平衡后,独立组分数和自由度数各为若干解:(1)C=3-1=2,f=2-2+2=2(2)C=3-1-1=1,f=1-2+2=13、右图为CO2的平衡相图示意图。

是根据该图回答下列问题:(1)使CO2在0℃时液化需要加多大压力(2)把钢瓶中的液体CO2项空气中喷出,大部分成为气体,一部分成为固体(干冰),温度下降到多少度,固体CO2才能形成(图略)(3)在空气中(101325Pa下)温度为多少度可使固体CO2不经液化而直接升华。

解:(1)3458kPa;(2)-56.6℃;(3)-78.5℃4、固体CO2的饱和蒸汽压在-103℃时等于,在-78.5℃时等于,求:(1)CO2的升华热;(2)在-90℃时CO2的饱和蒸汽压。

解:根据克-克方程(1))5.19411701(314.8H 10.226101.325lnm vap -∆=,解得m vap H ∆=25733(J ·mol -1) (2))5.19411831(314.825733p 101.325ln-=,解得p=(kPa)(书上答案少个0) 5、能否在容量的坩埚里熔化10kg 锡已知锡的熔点为232℃,H fus ∆=g ,固体锡的密度为7.18g/cm 3,dT/dp=×10-5K/kPa 。

物理化学课后解答第七章

物理化学课后解答第七章
7-3
已知 960℃下直径为 15X10-3m 的氧化铁球团在氢气流中被还原,实验
测得下列数据:
t/min 4.8 6.0 7.2 9.6 13.2 19.2 27.0
还原率/% 20
30
40
60
70
80 90
验证还原过程是否由界面化学反应控制。
作业反馈及疑难问题分析:
多数人只给出判断结论,没有给出判断过程,这是不合要求的,而且
T
1000℃下正反应的速率常数为 10.6m/s, 求还原率为 0.8 时的反应时 间。 作业反馈及疑难问题分析: 多数人能根据书中公式做对这题,做错了也是因为物理量单位出了问 题或不知道球形粒子雷诺数计算公式。特别要注意的是书中公式要求 气体浓度和固体密度单位应为 mol/m3。
7-5 已知钢液对炉壁耐火材料 试计算位于钢液熔池中深度为 0.6m 处,不为钢液进入的炉底耐火材 料内微孔隙的半径。已知钢液密度ρ= 7200kg / m3 。 作业反馈及疑难问题分析: 照书中公式多数人能做对这题。但一旦脱离书本,很少人能推出书中 公式,原因是很少人知道接触角的定义。
吨电炉钢去除 90%Mn 所需的时间。
作业反馈及疑难问题分析:
一半人能做对。关键是知道此题涉及流动体系均相传质边界层理论,
因此传质系数 kd
=
D δ

7-10
碱性炉渣炼钢反应 2(MnO)+[Si]=2[Mn]+(SiO2) 平衡常数 K0=1.5 (以质量分数表示浓度)。若渣中含 w(MnO)=5%,
7-1 还原性气体以 0.5m/s 速度流过直径 2mm 的球团,还原反应速度的控 制环节是还原气体在气相边界层中的扩散。实验测得气体动粘度系数 为 2.0X10-4 m2/s, 扩散系数为 2.0X10-4 m2/s,试求传质系数及边界层 厚度。可查得气体通过球体具有下列关系:

程兰征版物理化学习题解答7

程兰征版物理化学习题解答7

第七章 电池电动势及极化现象习题解答1、已知0.100mol/kgBaCl 2溶液中,γ±=0.501,求BaCl 2的活度。

解:m ±=34m B =0.1587mol/kg ,a ±=34γ±·m B =0.07953a B = 4(γ±·m B )3=5.03×10-42、在25℃,Ag(s)+0.5Hg 2Cl 2(s)=AgCl(s)+Hg(l)的ΔHθ(298K)=7950J/mol ,又知Ag 、AgCl 、Hg 2Cl 2、Hg 的标准摩尔熵分别为:42.7、96.1、196.0、77.4J ·K -1·mol -1。

求下列电池的标准电动势及其温度系数:Ag(s),AgCl(s)|KCl(aq)|Hg 2Cl 2(s),Hg(l)解:ΔSθ(298K)=96.1+77.4-42.7-0.5×196.0=32.8(J ·K -1·mol -1)ΔG θ(298K)=7950-298×32.8=-1824.4(J/mol ) E θ= -1824.4/1×(-96500)=0.01891(V)p )(TE∂∂=32.8/1×(96500)=3.4×10-4(V/K)3、查标准电极电势表(表7-1),计算下列电池的电动势(25℃)。

(1)Ag,AgBr|Br -(a =0.10)||Cl -(a =0.010)|AgCl,Ag (2)Pt,H 2(p θ)|HCl(a ±=0.10)|Cl 2(p =5066Pa),Pt(3)Pt,H 2(p θ)|HCl(a ±=0.10)|Hg 2Cl 2,Hg (4)K-Hg(a =0.010)|KOH(a ±=0.50)|HgO,Hg (5)Pb,PbSO 4|CdSO 4(0.20mol/kg,γ±=0.11)||CdSO 4(0.020mol/kg, γ±=0.32)|PbSO 4,Pb(6)Zn|Zn 2+(a =0.01)||Fe 2+(a =0.001),Fe 3+(a =0.10)|Pt 解:(1)AgCl+Br - =AgBr+Cl -E =0.2223-0.0713-10.0010.0lg 10592.0=0.2102V(2)0.5 H 2+ 0.5Cl 2=HClE =1.3583-0.0-0.5225)(5066/101310.0lg 10592.0=1.4382V(注意:a = a ±2)书上答案不对(3)0.5H 2+ 0.5Hg 2Cl 2=Hg+HClE =0.2799-0.0-110.0lg 10592.02=0.3983V书上答案不对(4)K+0.5HgO+0.5H 2O=Hg+KOH E =0.0986-(-2.924)-010.050.0lg 10592.02=2.9398V[注意:Eθ(HgO/Hg)=0.0986V] 书上答案不对(5)SO 42-(0.20mol/kg, γ±=0.11) =SO 42-(0.020mol/kg, γ±=0.32)近似:a +=a -= a ±=m ±γ±E =-0.1120.00.32020.0lg 20592.0⨯⨯=0.01587V书上答案不对(6)Zn+2Fe 3+=Zn 2++2Fe 2+E =0.770-(-0.7628)-2210.00.01001.0lg 20592.0⨯=1.7104V4、电池Pb,PbCl 2|KCl(aq)|AgCl,Ag 在25℃、p θ下的E θ=0.490V (1)写出电极反应和电池反应;(2)求电池反应的θm r S ∆、θm r G ∆、θm r H ∆,已知p )(TE ∂∂=-1.80×10-4V ·K -1解:正极:2AgCl+2e=2Ag+2Cl - ;负极:Pb-2e+2Cl -=PbCl 2电池反应:Pb+2AgCl=PbCl 2+2Agθm r G ∆=-2×96500×0.490=-94570(J/mol) θm r S ∆=2×96500×(-1.80×10-4)=-34.74(J ·K -1·mol -1)θm r H ∆=-94570+298×(-34.74)=-104922.5(J/mol)5、试验测出具有下列电池反应的可逆电池,其电动势与温度的关系式为:Cd(s)+Hg 22+=Cd 2++2Hg(l)E t =[0.6708+1.02×10-4(t/℃-25)-2.4×10-6(t/℃-25)2]V求该反应在40℃时的θm r H ∆、θm r G ∆、θm r S ∆。

物化复习资料:第七章习题解答

物化复习资料:第七章习题解答

习题解答1.在293K 时,把半径为10−3 m 的水滴分散成半径为10−6 m 小水滴,问比表面增加了多少倍?表面吉布斯能增加了多少?完成该变化时,环境至少需作功多少?已知293K 时水的表面张力为0.07288N ·m -1。

解:(1) 设液滴为球形,则每个液滴的体积为334r π,表面积为4πr 23632112S ,1S .2S ,1S ,1S .2623132S 101010/3/3m10,m 103344====≈-=====----r r r r a a a a a r r rr r V A a 已知水滴的比表面球球ππ(2) 分散前液滴的表面积 A 1= 4πr 1 2 = 4π×10 -6 m 2232692229321323121m 104)10(4104103434--⨯=⨯=⋅==⎪⎪⎭⎫⎝⎛===πππππr n A r r r r V V n 分散后液滴总面积个分散后液滴数ΔA = A 2 - A 1 ≈ A 2ΔG = σ·ΔA = 0.07288× 4π×10-3= 9.158×10-4J (3)环境至少作功 -W r ′= ΔG = 9.158×10-4 J2.将1×10-6m 3油分散到盛有水的烧杯内,形成半径为1×10-6m 的粒子的乳状液。

设油水之间界面力为62×10-3N ·m -1,求分散过程所需的功为多少?所增加的表面自由能为多少?如果加入微量的表面活性剂之后,再进行分散,这时油水界面张力下降到42×10-3N ·m -1。

问此分散过程所需的功比原来过程减少多少?解:(1) 分散后总面积2666236m 31010310343410=⨯=⨯=⋅=⋅==----r r r A V V nA A ππ油滴油滴总油滴总分散前的表面积和分散后的表面积相比可以忽略 ΔA = A 总 环境所做的分散功等于体系所增加的表面吉布斯能-W r ′= ΔG = σ•ΔA = 62×10-3×3 = 0.186J(2) 加入表面活性剂后,环境所做的分散功-W r ′= ΔG = σ•ΔA = 42×10-3×3 = 0.126J 比原来过程少做功 0.186 - 0.126 = 0.060 J3.常压下,水的表面张力σ(N ·m -1)与温度 t (℃)的关系可表示为σ= 7.564×10-2-1.4×10-4 t若在10℃时,保持水的总体积不变,试求可逆地扩大1cm 2表面积时,体系的W 、Q 、ΔS 、ΔG 和ΔH 。

第五版物理化学课后习题答案(7)

第五版物理化学课后习题答案(7)

物化第五章 化学平衡5-1.在某恒定的温度和压力下,取n 0﹦1mol 的A (g )进行如下化学反应:A (g ) B (g )若0B μ﹦0A μ,试证明,当反应进度ξ﹦0.5mol 时,系统的吉布斯函数G 值为最小,这时A ,B间达到化学平衡。

解: 设反应进度ξ为变量A (g )B (g )t ﹦0 n A , 0﹦n 0 0 ξ0﹦0 t ﹦t 平 n A n B ξ ξ﹦BBn ν n B ﹦νB ξ,n A ﹦n 0-n B ﹦n 0-νB ξ,n ﹦n A +n B ﹦n 0气体的组成为:y A ﹦A n n ﹦00B n n νξ-﹦01n ξ-,y B ﹦B n n ﹦0n ξ各气体的分压为:p A ﹦py A ﹦0(1)p n ξ-,p B ﹦py B ﹦p n ξ各气体的化学势与ξ的关系为:0000lnln (1)A A A A p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0000lnln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+⋅ 由 G =n A μA +n B μB =(n A 0A μ+n B 0B μ)+00ln(1)A p n RT p n ξ-+0ln B p n RT p n ξ⋅ =[n 0-ξ0A μ+ξ0B μ]+n 00lnpRT p +00()ln(1)n RT n ξξ--+0ln RT n ξξ 因为 0B μ﹦0A μ,则G =n 0(0A μ+0lnpRT p)+00()ln(1)n RT n ξξ--+0ln RT n ξξ ,0()ln T p G RT n ξξξ∂=∂- 20,20()()T p n RT G n ξξξ∂=-∂-<0 令 ,()0T p Gξ∂=∂011n ξξξξ==-- ξ﹦0.5 此时系统的G 值最小。

5-2.已知四氧化二氮的分解反应 N 2O 4 (g ) 2 NO 2(g )在298.15 K 时,0r m G ∆=4.75kJ ·mol -1。

大学物理化学7动力学课后习题及答案

大学物理化学7动力学课后习题及答案

动力学课后习题习题1某溶液中反应A+B →Y 开始时A 与B 的物质的量相等,没有Y ,1h 后A 的转化率为75%,问2h 后A 尚有多少未反应?假设: (1)对A 为一级,对B 为零级; (2)对A ,B 皆为一级; (3)对A ,B 皆为零级。

习题2某反应A →Y +Z ,在一定温度下进行,当t=0,c A,0=1mOl ·dm -3时,测定反应的初始速率υA,0=0.01mOl ·dm -3·s -1。

试计算反应物A 的物质的量浓度c A =0.50mOl ·dm -3及x A =0.75时,所需时间,若对反应物A (i)0级;(ii)1级;(iii)2级;习题3已知气相反应2A+B →2Y A 和B 按物质的量比2:1引入一抽空的反应器中,反应温度保持400K 。

反应经10min 后测得系统压力为84kPa ,经很长时间反应完了后系统压力为63kPa 。

试求:(1)气体A 的初始压力p A,0及反应经10min 后A 的分压力p A ; (2)反应速率系数k A ; (3)气体A 的半衰期。

习题4反应2A(g)+B(g)Y(g)的动力学方程为-tc d d B=k B A 与B 的摩尔比为2∶1的混合气体通入400K 定容容器中,起始总压力为3.04kPa ,50s 后,总压力变为2.03kPa ,试求反应的反应速率系数k B 及k A 。

习题5已知反应2HI →I 2+H 2,在508℃下,HI 的初始压力为10132.5Pa 时,半衰期为135min ;而当HI 的初始压力为101325Pa 时,半衰期为13.5min 。

试证明该反应为二级,并求出反应速率系数(以dm 3·mol -1·s -1及以Pa -1·s -1表示)。

习题6某有机化合物A ,在酸的催化下发生水解反应。

在50℃,pH=5和pH =4的溶液中进行时,半衰期分别为138.6min 和13.86min ,且均与c A,0无关,设反β]H [d d A A A )(+=-c c k tc a(i)试验证:α=1,β=1 (ii)求50℃时的k A(iii)求在50℃,pH=3的溶液中,A 水解75%需要多少时间?习题7在定温定容下测得气相反应的速率方程为:A p A 720K 时,当反应物初始压力p A,0=1333Pa ,p B,0=3999Pa 时测出得用总压力表示的初始反应速率为-t=0=200Pa -1·min -1。

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第七章 电池电动势及极化现象习题解答1、已知0.100mol/kgBaCl 2溶液中,γ±=0.501,求BaCl 2的活度。

解:m ±=34m B =0.1587mol/kg ,a ±=34γ±·m B =0.07953a B = 4(γ±·m B )3=5.03×10-42、在25℃,Ag(s)+0.5Hg 2Cl 2(s)=AgCl(s)+Hg(l)的ΔH θ(298K)=7950J/mol ,又知Ag 、AgCl 、Hg 2Cl 2、Hg 的标准摩尔熵分别为:42.7、96.1、196.0、77.4J ·K -1·mol -1。

求下列电池的标准电动势及其温度系数:Ag(s),AgCl(s)|KCl(aq)|Hg 2Cl 2(s),Hg(l)解:ΔS θ(298K)=96.1+77.4-42.7-0.5×196.0=32.8(J ·K -1·mol -1)ΔG θ(298K)=7950-298×32.8=-1824.4(J/mol )E θ= -1824.4/1×(-96500)=0.01891(V)p )(T E ∂∂=32.8/1×(96500)=3.4×10-4(V/K)3、查标准电极电势表(表7-1),计算下列电池的电动势(25℃)。

(1)Ag,AgBr|Br -(a =0.10)||Cl -(a =0.010)|AgCl,Ag(2)Pt,H 2(p θ)|HCl(a ±=0.10)|Cl 2(p =5066Pa),Pt(3)Pt,H 2(p θ)|HCl(a ±=0.10)|Hg 2Cl 2,Hg(4)K-Hg(a =0.010)|KOH(a ±=0.50)|HgO,Hg(5)Pb,PbSO 4|CdSO 4(0.20mol/kg, γ±=0.11)|| CdSO 4(0.020mol/kg, γ±=0.32)|PbSO 4,Pb (6)Zn|Zn 2+(a =0.01)||Fe 2+(a =0.001),Fe 3+(a =0.10)|Pt 解:(1)AgCl+Br - =AgBr+Cl -E =0.2223-0.0713-10.0010.0lg10592.0=0.2102V (2)0.5 H 2+ 0.5Cl 2=HClE =1.3583-0.0-0.5225)(5066/101310.0lg10592.0=1.4382V(注意:a = a ±2)书上答案不对(3)0.5H 2+ 0.5Hg 2Cl 2=Hg+HClE =0.2799-0.0-110.0lg 10592.02=0.3983V书上答案不对(4)K+0.5HgO+0.5H 2O=Hg+KOHE =0.0986-(-2.924)-010.050.0lg 10592.02=2.9398V[注意:E θ(HgO/Hg)=0.0986V]书上答案不对(5)SO 42-(0.20mol/kg, γ±=0.11) =SO 42-(0.020mol/kg, γ±=0.32)近似:a +=a -= a ±=m ±γ±E =-0.1120.00.32020.0lg20592.0⨯⨯=0.01587V书上答案不对(6)Zn+2Fe 3+=Zn 2++2Fe 2+E =0.770-(-0.7628)-2210.00.01001.0lg20592.0⨯=1.7104V4、电池Pb,PbCl 2|KCl(aq)|AgCl,Ag 在25℃、p θ下的E θ=0.490V (1)写出电极反应和电池反应;(2)求电池反应的θm r S ∆、θm r G ∆、θm r H ∆,已知p )(TE ∂∂=-1.80×10-4V ·K -1解:正极:2AgCl+2e=2Ag+2Cl - ;负极:Pb-2e+2Cl -=PbCl 2电池反应:Pb+2AgCl=PbCl 2+2Agθm r G ∆=-2×96500×0.490=-94570(J/mol)θm r S ∆=2×96500×(-1.80×10-4)=-34.74(J ·K -1·mol -1)θm r H ∆=-94570+298×(-34.74)=-104922.5(J/mol)5、试验测出具有下列电池反应的可逆电池,其电动势与温度的关系式为:Cd(s)+Hg 22+=Cd 2++2Hg(l)E t =[0.6708+1.02×10-4(t/℃-25)-2.4×10-6(t/℃-25)2]V求该反应在40℃时的θm r H ∆、θm r G ∆、θm r S ∆。

解:40℃时,E =0.6708+1.02×10-4(40-25)-2.4×10-6(40-25)2=0.6729Vp )(TE ∂∂=1.02×10-4-2×2.4×10-6(40-25)= 0.66×10-4(V/K ) θm r G ∆=-2×96500×0.6729=-129870(J/mol)θm r S ∆=2×96500×(0.66×10-4)=12.74(J ·K -1·mol -1)θm r H ∆=-129870+313×12.74= -125882(J/mol)书上答案不对6、电池Sb,Sb 2O 3|未知的含H +溶液||饱和KCl 溶液|Hg 2Cl 2,Hg (1)写出电池反应;(2)求出未知溶液pH 值与电池电动势的关系;(3)在25℃,pH=3.98,则E =228.0mV ,求当pH=5.96时E =? 解:正极:3Hg 2Cl 2+6e=6Hg+6Cl -(饱和) 负极:2Sb-6e+3H 2O= Sb 2O 3+6H +(未知)电池反应:3Hg 2Cl 2+2Sb+3H 2O=6Hg+6Cl -(饱和)+ Sb 2O 3+6H +(未知)E =E (甘汞)-[θ-E +)H (lg 60592.06+c ]= E (甘汞)-θ-E +0.0592pHpH=[ E- E (甘汞)+θ-E ]/0.0592当pH=3.98,E =0.228V 时,求得E (甘汞)-θ-E =-0.007616V当pH=5.96时,E =-0.007616+0.0592×5.96=0.3452(V) 书上答案不对7、已知在25℃,7mol/kgHCl 溶液中之γ±=4.66,在溶液上HCl (g )平衡分压为46.4Pa ,又知E θ(Pt,Cl 2|Cl -)=1.359V 。

(1)写出Pt,H 2(p θ)|HCl(a ±=1)|Cl 2(p θ),Pt 的电池反应,求反应的m r G ∆。

(2)计算25℃时下列反应之θm r G ∆及平衡常数K θ:H 2(g)+Cl 2(g)=2HCl(g)。

(3)在25℃使HCl 气体在密闭容器中离解,平衡时总压为p θ,求此时1cm 3混合气中含H 2多少cm 3?解:(1)H 2(g)+Cl 2(g)=2HCl(aq) ;设其平衡常数为θ1K(2)对于HCl(aq)= HCl(g) ;设其平衡常数为θ2Kθm r G ∆=-2×96500×(1.359-0)=-262287(J/mol) θ1K =exp[262287/(8.314×298)]=9.47×1045θ2K =2)66.47(101325/4.46⨯=4.3×10-7因为(1)+2×(2)=(3)所以K θ=θ1K ×(θ2K )2=9.47×1045×(4.3×10-7)2=1.75×1033(3)设H 2分压为x p θ,则 1.75×1033=22x)x 1(- ;解得x=2.39×10-17(p θ)(注意:1-x=1)由于分压之比=体积之比,所以1cm 3混合气中含H 2 2.39×10-17cm 38、电池Pt,Cl 2|HCl(aq),MnCl 2(aq)|MnO 2(s)的两极标准电极电势如下: E θ(MnO 2/H +,Mn 2+)=1.23V , E θ(Cl 2/Cl -)=1.358V(1)在标准状态下反应MnO 2(s)+4HCl(aq)=MnCl 2(aq)+Cl 2+2H 2O(l)能否进行?(2)若Mn 2+的浓度为1.0mol/L ,问要使上列反应正相进行,HCl 浓度至少应为多少?设活度因子均可当作1。

解:(1)E θ=1.23-1.358= -0.128V<0,在标准状态下不能进行。

(2)MnO 2+ 4HCl = MnCl 2+ Cl 2+2H 2OE =-0.128-41lg20592.0c>0 ;解得:c >12(mol/L)书上答案不对9、已知电池Pt,O 2(p θ)|NaOH(aq)|HgO,Hg 的电动势E (298K)=-0.3022V ,计算HgO 在25℃时的分解压力。

解:电池反应为:HgO=Hg + 0.5O 2 ,E θ=E =-0.3022V0592.0)3022.0(2lg -⨯=θK=-10.209 ,5.011)pp (1017.6θθ=⨯=-K,p =3.76×10-16(Pa)10、应用德拜-尤格尔极限公式计算25℃时5.0×10-3mol/kgZnCl 2溶液的γ±,并求下列电池的标准电动势:Zn|ZnCl 2(5.0×10-3mol/kg)|AgCl,Ag ,E =1.183V 解:Zn+2AgCl=2Ag+ZnCl 2I =0.5×(5.0×10-3×22+10.0×10-3×12)=1.5×10-20.015|12|05093.0lg ⨯⨯-=±γ=-0.01248 ,±γ=0.9717a B = 4(γ±·m B )3=4×(0.9717×5.0×10-3)3=1.147×10-7 E θ=1.183+1101.147lg20592.0-7⨯=0.9776V书上答案不对11、电池Zn-Hg|ZnSO 4(aq)|PbSO 4,Pb-Hg 的E θ(298K)=0.4085V ,当ZnSO 4溶液浓度为5.0×10-4mol/kg 时,E (298K)=0.6114V ,求ZnSO 4的γ±,并与德拜-尤格尔极限公式计算值比较。

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