1、dm-3的NH3H2O溶液,测得电阻为2030W。利用表7.3.2中的数据计算NH3H2O的解离度及解离常数。查表知NH3H2O无限稀释摩尔电导率为=73.510-4+19810-4 =271.510-4Sm2mol-17.13 电池Pt|H2(101.325kPa)|HCl(0.10 molkg-1)|Hg2Cl2(s)|Hg电动势E与温度T的关系为:(1)写出电池反应;(2)计算25时该反应的rGm、rSm、rHm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条件恒压进行,计算系统与环境交换的热。(1)电池反应为(2)25时因此,rGm= -zEF = -19650
2、00.3724 = -35.94 kJmol-1rHm =rGm +TrSm = -35.94 + 14.64298.1510-3 = -31.57 kJQr,m = TrSm = 4.36 kJ(3)Qp,m =rHm = -31.57 kJ7.14 25时,电池Zn|ZnCl2(0.555 molkg-1)|AgCl(s)|Ag的电动势E = 1.015V。已知E(Zn2+|Zn)=-0.7620V,E(Cl-|AgCl|Ag)=0.2222V,电池电动势的温度系数为:(2)计算反应的标准平衡常数K;(3)计算电池反应的可逆热Qr,m;(4)求溶液中ZnCl2的平均离子活度因子。Zn(s)
3、+ 2AgCl(s)= Zn2+ + 2Cl- + 2Ag(s)(2)即:K= 1.901033(3)(4) = 0.50997.16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(100kPa)|HCl(a=0.8)|Cl2(100kPa)| Pt(2)Zn| Zn Cl2(a=0.6)|AgCl(s)|Ag(3)Cd| Cd 2+(a=0.01)Cl-(a=0.5)| Cl2(100kPa)| Pt(1)电池反应: H2(g)+ Cl2(g)= 2HClK= 8.241
4、045(2)电池反应: Zn(s)+ 2AgCl(s)= ZnCl2 + 2Ag(s)K= 1.898(3)电池反应: Cd(s)+ Cl2(g)= Cd 2+ + 2Cl-K= 3.5510597.19 25时,实验测定电池Pb| PbSO4(s)| H2SO4(0.01 molkg-1)| H2(g,p)| Pt的电动势为0.1705V。已知25时,(H2SO4,aq)=(,aq)= -744.53kJmol-1,(PbSO4,s)= -813.0kJmol-1。(1)写出上述电池的电极反应和电池反应;(2)求25时的E(| PbSO4|Pb);(3)计算0.01 molkg-1 H2SO
5、4溶液的a和(1)上述电池的电极反应和电池反应如下正极:2H+ + 2e- = H2(g,p)负极:Pb(s)+ - 2e- = PbSO4(s)电池反应:H2SO4(0.01 molkg-1)+ Pb(s) = PbSO4(s)+ H2(g,p)因为:7.23 在电池PtH2(g,100kPa)HI溶液(a=1)I2(s)Pt中,进行如下电池反应:(1)H2 (g,100kPa)+ I2 (s)2HI(a=1)(2)H2(g,p) + I2(s)HI(aq,a=1) 应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的E、和K。(1)电池反应为H2 (g,100kPa)+ I2 (s)2HI(a=1)时
6、,电池反应处于标准态,即有:E = EI-(a=1)I2Pt- EH+(a=1)H2(g,100kPa)Pt= EI-溶液(a=1)I2(s)Pt= 0.5353V(2)电动势值不变,因为电动势是电池的性质,与电池反应的写法无关, E= 0.5353V Gibbs 自由能的变化值降低一半,因为反应进度都是1 mol ,但发生反应的物质的量少了一半,即根据平衡常数与Gibbs 自由能变化值的关系,7.25 将反应Ag(s) + Cl2 (g)= AgCl(s)设计成原电池,已知在25时,标准电极电势E(Ag +Ag)= 0.7994V,E(Cl-Cl2(g)Pt)=1.3579V。(1)写出电极
7、反应和电池图示;(2)求25时电池可逆放电2F电荷量时的热Qr;(3)求25时AgCl的活度积。(1)电极反应和电池图示如下:阳极:Ag(s)+ Cl- - e- = AgCl(s) 阴极: Cl2 (g)+ e- = Cl-电池图示:Ag|AgCl(s)|Cl- a(Cl-)|Cl2(g,)|Pt同理同理可求:Qr = n T= 2(-57.96)= -34.56kJ E = E(右)- E(左)= 1.3579 E(Cl-AgCl(s) Ag )E(Cl-AgCl(s) Ag )= 1.3579 1.1378 = 0.2201V解法1:设计原电池:AgAg +Cl-AgCl(s) AgAg
8、Cl(s)Ag + + Cl-解法2:根据能斯特方程:7.26 25时,电池PtH2(g,100kPa)H2SO4(b)Ag2 SO4(s)Ag的标准电动势E=0.627V。已知E(Ag +Ag)= 0.7994V。(1)写出电极反应和电池反应;(2)25时实验测得H2SO4浓度为b时,上述电池的电动势为0.623V。已知此H2SO4溶液的离子平均活度因子= 0.7,求b为多少;(3)计算Ag2 SO4(s)的活度积。(1)电极反应和电池反应如下:H2(g,100kPa)- 2e- = 2H+Ag2 SO4(s)+ 2e- = 2Ag(s)+ H2(g,100kPa)+ Ag2 SO4(s)=
9、 2Ag(s)+ 2H+ + (2)E = E(右)- E(左)= E(Ag2 SO4(s)Ag)- EH+ |H2(g)|PtE(Ag2 SO4(s)Ag)= 0.627Vb = 0.9984 molkg-17.29 已知25 时AgBr的溶度积,E(Ag +Ag)= 0.7994V,E(Br-Br 2(g)Pt)=1.006V。试计算25时。(1)银-溴化银电极的标准电极电势E(Br-Ag Br(s) Ag );(2)Ag Br(s)的标准生成吉布斯函数。(1)设计电池AgAg+Br-Ag Br(s) Ag,电池反应为Ag Br(s)Ag+ + Br-根据Nernst方程沉淀反应平衡时E=
10、0,所以(2)设计电池设计电池AgAg Br(s)Br- Br2(l) Pt,电池反应为Ag(s)+ Br2(l)=Ag Br(s) 该反应为Ag Br(s)的生成反应,10.3计算373.15K时,下列情况下弯曲液面承受的附加压。已知373.15K时水的表面张力为58.9110-3 N(1)水中存在的半径为0.1m的小气泡;(2)空气中存在的半径为0.1m的小液滴;(3)空气中存在的半径为0.1m的小气泡。根据(1)(3)空气中存在的小气泡有内外两个表面,且r内r外。10.9 已知273.15K时,用活性炭吸附CHCl3,其饱和吸附量为93.8dm3kg-1,若CHCl3的分压为13.375
11、kPa,其平衡吸附量为82.5 dm3kg-1。试求:(1)朗缪尔吸附等温的b值;(2)CHCl3的分压为6.6672 kPa时,平衡吸附量为若干?(1)根据朗缪尔吸附等温式:10.10 473.15K时,测定氧气某催化剂表面上的吸附作用,当平衡压力分别为101.325kPa及1013.25kPa时,每千克催化剂的表面吸附氧的体积分别为2.510-3m3及4.210-3m3(已换算为标准状况下的体积),假设该吸附作用服从朗缪尔公式,试计算当氧的吸附量为饱和吸附量的一半时,氧的平衡压力为若干?根据朗缪尔吸附等温式:将上式重排得:即有:由(1)式和(2)式可得:当Va=/2时,有10.17 292
12、.15K时,丁酸水溶液的表面张力可以表示为 =0- aln(1+ bc),式中0为纯水的表面张力,a和b皆为一常数。(1)试求该溶液中丁酸的表面吸附量和浓度c的关系;(2)若已知a=13.1 mNm-1,b=19.62 dm3mol-1,试计算当c=0.20 moldm-3时的为多少;(3)当丁酸的浓度足够大,达到bc1时,饱和吸附量m为多少?设此时表面上丁酸呈单分子层吸附,计算在液面上每个丁酸分子所占的截面积为多少?(1)由丁酸水溶液的表面张力表达式 =0- aln(1+ bc)可知又由吉布斯吸附等温式得:所以有:(2)当c=0.20 moldm-3时,即有(3)当bc1时,即有此时表面吸附量与浓度无关,表明溶质在表面的吸附已经达到饱和,故此时丁酸在表面层的浓度远比没有吸附时大,已经非常接近单位表面上丁酸的总物质的量。所以每个丁酸分子的截面积为:11.6偶氮甲烷分解反应CH3NNCH3(g) C2H6(g)+ N2(g)为一级反应。在287 时,一密闭容器中CH3NNCH3(g)初始压力为21.332 kPa,1000 s后总压为22.732 kPa,求k及t1/2。 解:设在t时刻CH
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