万洪文《物理化学》教材习题解答 下载本文

NH4OH溶液的极限摩尔电导率 (NH4OH)。

解: (NH4OH)= (NaOH) + (NH4C1)- (NaC1)= 2.72×10-2 S m2 mol-1

9-5 已知298K时 (NH4C1)=1.499×10-2 S m2 mol-1, t∞(NH4+) = 0.490。求 (NH4+), (C1-)。

解:t∞(NH4+)= (NH4+)/ (NH4C1), (NH4C1)= (NH4+)+ (C1-)

(NH4+)=7.35×10-3 S m2 mol-1 , (C1-)=7.64×10-3 S m2 mol-1

9-6 BaSO4饱和溶液在291.15K 时电导率为3.648×10-6 S cm-1 ,求该溶液的浓度。已知水的电导率为1.5×10-6 S cm-1, (0.5BaSO4)=1.235×10-2 S m2 mol-1。

解:c = ( BaSO4)/ (BaSO4)=(3.648×10-5-1.5×10-5) /(2×1.235)= 0.87×10-5 mol dm-3

9-7 用同一电导池分别测定浓度为 0.01和 1.00 mol dm-3 的不同电解质(但类型相同)溶液的电导,其电阻分别为 1000Ω 及 250Ω,则它们的摩尔电导率之比是多少?

解:[ (1)] /[ (2)] =[ c(2) R(2)]/[c(1) R(1)] =25

9-8 在298.2K时0.01mol dm-3 HAc溶液的摩尔电导率为1.629×10-3 S m2mol-1 ,已知

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HAc 的极限摩尔电导率为 39.07×10-3 S m2mol-1,则在298K时0.01mol dm-3 HAc溶液的pH值为多少?

解: = (HAc)/ (HAc)=0.042 , pH= -log[c ]=3.38

9-9 298.2K时,AgBr饱和水溶液与纯水的电导率分别为1.729×10-5S m-1和0.5528×10-5S m-1,而且已知 (AgBr)=14.0×10-3 S m2mol-1,求 AgBr 饱和水溶液的浓度?

解:c = ( AgBr)/ (AgBr)=( 1.729×10-5-0.5528×10-5) /14.0= 8.4×10-7 mol dm-3

9-10 291K下测得纯水的电导率 =3.8×10-6 S m-1,密度为1.00kg dm-3,又知该温度下 (H+)=35.0×10-3 S m2mol-1; (OH-)=20.0×10-3 S m2mol-1,求此时水的离解平衡常数?

解: = (HAc)/ (HAc) , = /[ c ], c =ρ/Mr , K=( c )2/[c(1- )]=8.6×10-17(采用浓度mol dm-3 )

9-11已知298K时,在乙醇中 (LiCl)=39.2, (NaCl)=42.5, (LiI)=43.4(单位为S cm2mol-1) , 试计算乙醇为溶剂的 (NaI)?.

解: (NaI)= (NaCl)+ (LiI)- (LiCl)=46.7 S cm2mol-1

9-12 求下列电池在298.15K时的电动势:

(1)Zn(s)|Zn2+(a =0.1)||Cu2+(a=0.01)|Cu(s)

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(2) Pt (s)|H2 ( )| HCl (a =0.1)| H2(0.5 )|Pt(s)

(3) Ag(s)|AgNO3(b=0.01mol kg-1, =0.90)||AgNO3(b=0.1mol kg-1, =0.72)|Ag(s)

(4) Pt (s)|H2 ( )| HCl (b2=0.01mol kg-1, =0.904)| HCl (b1=0.1mol kg-1, =0.796)| H2( )|Pt(s) , t (H+)=0.829

[ (1) 1.073V(2) 0.0089V(3) 0.0534V(4) 0.0191V ]

解:(1) 1.073V (2) 0.0089V (3) 0.0534V (4) E= - t-(2RT/F)ln[a+(2)/a+(1)]= 0.0191V

9-13 298.2K时,有两个电池

A:Ag(s)│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl 2(p=0.1495 )│Pt(s) Emf=1111.7mV

B:Pt(s) | H2 ( )│HCl (b=0.0171mol kg-1, =0.8843)│AgCl(s) | Ag(s) Emf = 437.83mV

求298.2K时 (Cl2+2e- →2 Cl- )。

解:Emf = - (RT/F)lnJ ,求出 (A)=1.136V , (B)=0.222V

(Cl2+2e- →2 Cl- )= (A)+ (B)=1.358V

9-14 298.15K时电池Ag |AgC1(s)| HC1(a)| Hg2C12(s)| Hg(l) | Pt的E = 4.55×10-2V,温度系数为 3.38×10-4 V K-1。求当298.15K电池产生1F电量时电池反应的△G、△H、△S。

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解:△G= -nFE= - 4.39 kJ mol-1, △S= nF( )p=32.6 J K-1 mol-1 ,△H=5.32 kJ mol-1

9-15 电解食盐水溶液的原电池如下:

Pt |Cl ( g , )|NaCl(4.53 mol dm-3, =0.719)||NaCl(3.25mol dm-3 )NaOH(2.5mol dm-3, ), |H2(g , )|Pt

(1)试用公式 ln =-0.5115 / (1+1.316 ) +0.055I / 计算正极电解液的 。(2)计算298.15K该电池的电动势。

解:(1)I=5.75 mol dm-3 , ln =0.0211 , =1.021

(2) Emf = - (RT/F)ln[a(OH-)/ a(Cl-)]= -2.19V

9-16 氨燃料电池的电池反应为NH3(g)+0.75O2(g) == 0.5N2(g)+1.5H2O(l) 用热力学数据计算:

(1)298.15K标准状态下,每一单位反应所可能提供的最大电功;

(2)298.15K时电池的 ;

(3)298.15K时该电池电动势的温度系数。

解:查热力学数据计算: = -339.2 kJ mol-1 , =-145.6 JK-1 mol-1

(1)每一单位反应可能提供的最大电功为339.2 kJ

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(2) -zF = , z=3 , =1.172V

(3) = zF ( )p , ( )p = -5.03×10- 4V K-1

9-17 计算298.15K时原电池:Pt |Cl2(g , )|HC1(0.1mol dm-3)|AgCl (s)|Ag(s)

(1) 电动势;(2)电池可逆工作时分解1 mol AgC1(s)的热;(3)电池电动势的温度系数;(4)AgCl(s)的分解压力。 已知298.15K时 (AgC1,s) =127.03 kJ mol-1 , Ag(s) , AgCl(s) , Cl2(g)的 分别为42.702、96.11、222.94 J K-1 mol-1。

解:电池反应:AgCl (s)=Ag(s)+0.5 Cl2(g) =58.082 JK-1 mol-1 =109.7 kJ mol-1

(1) = - /F = -1.137V(2)Q =T =17.31 kJ mol-1

(3)( )p = / zF=6.02×10- 4V K-1(4) = -0.5RTln[p(Cl2)/ ],

分解压力p(Cl2)= 3.67×10- 34Pa

9-18 电池Ag | AgI(s)|KI(1.00mol kg-1, γ±=0.65)‖AgNO3(0.001mol kg-1, γ±=0.95) | Ag

在298.15K时,Emf=0.720V,求(1)AgI的Ksp;(2)AgI在纯水中的溶解度;(3)AgI在1 mol kg-1KI溶液中的溶解度。

解:电池反应:Ag+ +I- = AgI(s)

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