物理化學試題及其答案

1、第八章 電解質溶液（例題與習題解）例題1、已知25時，(naac)=91.010-4sm2mol1，(hcl)=426.210-4sm2mol1，(nacl)=126.510-4s.m2mol1，求25時(hac)。解：根據(jù)離子獨立運動定律 =(426.3+91.0-126.5)10-4 =390.710-4 (sm2mol-1)例題2：一些常見離子在25時的見p22表8.6，求。解：（sm2mol1）例題：0.01mol.l-1的醋酸水溶液在25時的電導率為1.6210-2 s.m-1，計算醋酸溶液的ph值和解離平衡常數(shù)。解：例題:電導測定得出25時氯化銀飽和水溶液的電導率為3.41104

2、sm1。已知同溫度下配制此溶液所用水的電導率為1.60104 sm1。試計算25時氯化銀的溶解度和溶度積。解：(agcl)=（溶液）- （水） =(3.411041.60104) =1.81104 (sm1)例題5、分別計算m=0.500molkg-1的kno3、k2so4和k4fe(cn)6溶液的離子強度。解： kno3 k+ + no3根據(jù) 得p55習題1、在300k和100kpa壓力下，用惰性電極電解水以制備氫氣。設所用直流電的強度為5a，電流效率為100。如欲獲得lm3 h2(g)，需通電多少時間?如欲獲得1 m3 o2(g)，需通電多少時間?已知在該溫度下水的飽和蒸氣壓為3565 p

3、a。解： 設產生的氧氣和氫氣均為理想氣體，則根據(jù)q=nef=nbzf=it,要獲得1m3氧氣需時間為：同理，要獲得1m3氫氣需時間為：p55習題2、用電解nacl水溶液的方法制備naoh，在通電一段時間后，得到了濃度為1.0 mo1dm-3的naoh溶液o.6dm3，在與之串聯(lián)的銅庫侖計中析出了30.4gcu(s)。試計算該電解池的電流效率。解： 電解反應 nacl+h2onaoh+1/2h2(g)+1/2cl2(g)得到 n(naoh)=1.00.60.6（mol）耗電量 q1=0.6f=0.69650057900（c）銅庫侖計中析出30.4gcu(s)供電量 q2=96500230.4/6

4、3.546 = 92330（c）電流效率 =q1/q2=57900 / 92330=0.63=63%p55習題3、用銀電極來電解agno3水溶液。通電一定時間后，在陰極上有0.078 g的ag(s)析出。經分析知道陽極部含有水23.14 g，agno3 0.236g。已知原來所用溶液的濃度為每克水中溶有agno3 0.00739 g。試分別計算ag十和no3-的遷移數(shù)。解： 電解前后，陽極部水的量不變.故電解前陽極部含ag+的物質的量為電解后，陽極部含ag+的物質的量為由陰極上析出的ag的質量可知電解過程陽極反應(ag-eag+)產生ag+的物質的量：電解前后，陽極部ag+的物質的量的變化是由

5、ag+的遷出和ag電極的電解產生ag+所所致，故0.001006-0.001389+0.00072290.0003399（mol）所以：p56習題10、某電導池內裝有兩個直徑為0.04 m并相互平行的圓形銀電極，電極之間的距離為0.12 m。若在電導池內盛滿濃度為0.1 m01dm-3的agn03溶液，施以20 v電壓，則所得電 流強度為0.1976 a。試計算電導池常數(shù)、溶液的電導、電導率和agno3的摩爾電導率。解： p56習題12、291 k時，已知kcl和nacl的無限稀釋摩爾電導率分別為（kcl）1.2965102 sm2mol-1和 (nacl)1.086010-2 sm2mol1

6、，k+和na+的遷移數(shù)分別為tk+0.496，tna+0.397。試求在291 k和無限稀釋時： (1) kci溶液中k+和cl-的離子摩爾電導率；(2)nacl溶液中na+和c1-的離子摩爾電導率。解：（1） （2） p57習題13、298k時，在某電導池中盛以濃度為0.01moldm-3的kcl水溶液，測得電阻r為484.0。當盛以不同濃度的nacl水溶液時測得數(shù)據(jù)如下：c(nacl)/(mol.dm-3)0.00050.00100.00200.0050r/10910549427721128.9已知298 k時，0.01 moldm-3的kcl水溶液的電導率為(kcl)0.141 2 sm

7、-1，試求：(1)nacl水溶液在不同濃度時的摩爾電導率(nacl)；(2)以(nacl)對作圖，求nacl的無限稀釋摩爾電導率(nacl)。解：(1) 而 故 將題給數(shù)據(jù)代入上式，并注意把濃度由mol.dm-3換算為mol.m-3，可得nacl水溶液在不同濃度時的摩爾電導率 c(nacl)/(mol.dm-3)0.00050.00100.00200.00500.012530.012440.012330.01211(2) 以(nacl)對作圖，直線外推至c=0(nacl)/(mol.dm-3/2)0.02240.03160.04470.07070.012530.012440.012330.01

8、211截距：p57習題14、在某電導池中先后充以濃度均為0.001 moldm-3的hcl，nacl和nano3，分別測得電阻為468，1580和1650。已知nano3溶液的摩爾電導率為 (nano3)1.2110-2 sm2mol-1，設這些都是強電解質，其摩爾電導率不隨濃度而變。試計算：(1)濃度為0.001 moldm-3nano3溶液的電導率；(2)該電導池的常數(shù)kcell；(3)此電導池如充以濃度為0.001 moldm3hno3溶液時的電阻及該hno3溶液的摩爾電導率。解:(1) (2) (3) = 0.042660.01210.012636= 0.04212（s.m2.mol-

9、1）p57習題18、根據(jù)以下數(shù)據(jù)，求h2o(l)在298k時解離成h+和oh-并達到平衡時的解離度和離子積常數(shù)kw。已知298k時，純水的電導率為k(h2o)=5.510-6sm-1，3.49810-2sm2mol-1，1.9810-2sm2mol-1水的密度為997.09kgm-3。解： p57習題20、畫出下列電導滴定的示意圖(1)用naoh滴定c6h5oh； (2)用naoh滴定hcl；(3)用agno3滴定k2cro4； (4)用bacl2滴定t12 so4。解：電導滴定的示意圖如下p58習題21、298k時，在某一電導池中充以濃度為0.1 mo1.dm-3電導率為0.141 14 s

10、m-1的kcl溶液，測得其電阻為525 。若在該電導池內充以0.10 mo1dm-3的nh3hzo溶液時，測得電阻為2030，已知此時所用水的電導率為2.010-4sm-1。試求：(1)該nh3.h2o溶液的解離度，(2)若該電導池內充以純水時的電阻值。解：(1) k (nh3h2o)= k(kcl)r (kcl) / r (nh3h2o) = 3.6510-2 sm-1 lm(nh3h2o)= k(nh3h2o)/c=3.6510-4 sm2mol-1查表得：(nh3h2o)=(nh4) +(oh-)= 2.71410-2 s.m2.mol-1a = lm / = 0.01345(2) r

11、(h2o) = r (kcl) k(kcl) / k(h2o) = 3.705105 w 三、計算1、測得300c時某蔗糖水溶液的滲透壓為252kpa。求（1）該溶液中蔗糖的質量摩爾濃度；（2）該溶液的凝固點降低值；（3）在大氣壓力下，該溶液的沸點升高值已知kf =1.86k mol1kg1 , kb =0.513k mol1kg1 ，vaph0m=40662j mol12、有理想氣體反應2h2(g)+o2(g)=h2o(g)，在2000k時，已知k0=1.551071、計算h2和o2分壓各為1.0010 4 pa,水蒸氣分壓為1.00105 pa的混合氣體中，進行上述反應的rgm，并判斷反應

12、自發(fā)進行的方向。2、當h2和o2分壓仍然分別為1.0010 4 pa時。欲使反應不能正向自發(fā)進行，水蒸氣分壓最少需多大？裝 訂 線 rgm=-1.6105jmol1；正向自發(fā)；p（h2o）=1.24107pa。在真空的容器中放入固態(tài)的nh4hs，于250c下分解為nh3（g）與h2s（g），平衡時容器內的壓力為66.6kpa 。（1）當放入nh4hs時容器中已有39.99kpa的 h2s（g），求平衡時容器內的壓力；（2）容器中已有6.666kpa的nh3（g），問需加多大壓力的h2s（g），才能形成nh4hs固體。 1）77.7kpa 2）p（h2s）大于166kpa。4、已知250c時0(

13、fe3+/ fe) =-0.036v，0(fe3+/ fe2+) =-0.770v求250c時電極fe2+|fe的標準電極電勢0(fe2+/ fe)。 答案: 0(fe2+/ fe)= -0.439v5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250c時的摩爾電導率為1.6210-3s m2 mol1，無限稀釋時的摩爾電導率為39.0710-3s m2 mol1計算（1）醋酸水溶液在250c，0.01mol dm-3時的ph值。 （2）250c，0.001mol dm-3 醋酸水溶液的摩爾電導率和ph值。答案:（1）ph=3.38；（2）摩爾電導率=0.52010-3s m2 mol1 ph=2.

14、886、溴乙烷分解反應的活化能為229.3kj mol1，650k時的速率常數(shù)k=2.1410-4s-1，求：（1）該反應在679k條件下完成80%所需時間。 （2）該反應在679k時的半衰期。 答案: k=1.3110-3s-1；t=1.23103s, t1/2=529s。7、環(huán)氧乙烷在3800c時的反應是一級反應，其半衰期為363min，反應的活化能為217.57kj mol1，欲使該反應在15min內完成75%，問將反應溫度應控制在多少度。答案: k1=1.91*103 min1 ，k2=9.24*102 min1t 2=723.2kt1/2=7.5 min8、250c時，電池（pt）h

15、2（1p0）hcl（b=0.1molkg1）agclag(s)，其電池動勢e=0.3524v，求該hcl溶液中的離子平均活度系數(shù)r 。（0ag/ agcl =0.2224v）答案:r=0.7969、250c時氯化銀飽和水溶液的電導率為3.41*10-4 s m-1。已知同溫下配制此溶液所用的水的電導率為1.60*10-4 s m-1， 銀離子的極限摩爾電導率為61.92*10-4 s m2 mol1, 氯離子的極限摩爾電導率為76.34*10-4 s m2 mol1 。計算250c時氯化銀的溶解度和溶度積。c=0.01309mol/m3；ksp=(0.01309 mol/m3)210、200c

16、時hcl溶于苯中達平衡。氣相中hcl的分壓為101.325kpa時，溶液中hcl的摩爾分數(shù)為0.0425。已知200c時苯的飽和蒸氣壓為10.0kpa，若200c時hcl和苯蒸氣總壓為101.325kpa，求100g苯中溶解多少克hcl，11、已知水在1000c時的飽和蒸氣壓為101.325kpa，氣化熱為2260jg1 。試求：（1）水在950c時飽和蒸氣壓；（2）水在110 .00kpa時的沸點。 12、800c時純苯的蒸氣壓為100kpa，純甲苯的蒸氣壓為38.7kpa。兩液體可形成理想液態(tài)混合物。若有苯-甲苯的氣-液平衡混合物，800c時氣相中苯的摩爾分數(shù)y（苯）=0.300，求液相中

17、苯和甲苯的摩爾分數(shù)。答案:x（苯）=0.142，x（甲苯）=0.858。13、已知醋酸酐的分解反應為一級反應，其速度常數(shù)k（s-1 ）與溫度t(k)具有關系式 ,試問（1）欲使此反應在10分鐘內轉化率達到90%溫度應控制多少度？ （2）求該溫度下的速度常數(shù)k（s-1 ）。（3）求該溫度下的半衰期。（4）求該反應的活化能。答案: (1)t=522k（2）k=3.8410-3s1（3）t1/2=182s（4）ea=144.3kj mol11. 14、00c時某有機酸在水和乙醚中的分配系數(shù)為0.4。今有該有機酸5g溶于100cm3水中形成的溶液。（1）若用40 cm3乙醚一次萃?。ㄋ靡颐岩咽孪缺凰?/p>

18、飽和，因此萃取時不會有水溶于乙醚）求水中還剩下多少有機酸？（2）將40 cm3乙醚分為兩份，每次用20 cm3乙醚萃取，連續(xù)萃取兩次，問水中還剩下多少有機酸？答案：(1) w1=2.5g；（2）w2=2.25g。裝 訂 線15、（9分）250c時，電池：ag| agcl (s)|hcl(b)| cl2(g，100kpa)|pt的電動勢e=1.136v，電動勢溫度系數(shù)(e/t)p=-5.9510-4v k-1。電池反應為： ag+ 1/2 cl2(g，100kpa)= agcl (s)計算250c時該反應的rhm、rsm、rgm,以及電池恒溫可逆放電時該反應過程的qr.m。16、某金屬钚的同位素

19、進行放射，14d后，同位素活性下降了6.85%。試求該同位素的：(1) 蛻變常數(shù)，(2) 半衰期，(3) 分解掉90%所需時間。17、乙烷可按下式脫氫：ch3ch3（g）ch2ch2（g）+h2（g）(設反應的rcp=0)試計算（1）在標準壓力及298k時，求該反應的 rh0m；rg0m；rs0m；k0（298k）；（2）在標準壓力及1000k時，求該反應的k0（2000k）；乙烷的平衡轉化率是多少？熱力學數(shù)據(jù)（298k）：fh0m/( kjmol1)fg0m/( kjmol1)s0m/( jk1mol1)ch3ch3 (g)-84.67-32.886229.49ch2ch2 (g)52.29

20、268.178219.45h2 (g)00130.587rh0m=136.96 kjmol1；rg0m=101.06 kjmol1；rs0m=120.55 jk1mol1。 k0（298k）=1.9310-18；k0（2000k）=0.138；=34.9%18、（11分）共 4 頁，第 4 頁一般化學反應的活化能在40400kj mol-1范圍內，多數(shù)在50250 kj mol-1之間(1)若活化能為100 kj mol-1，試估算溫度由300k上升10k、由400k上升10k時，速率常數(shù)k各增至多少倍。設指前因子a相同。(2)若活化能為150 kj mol-1，作同樣的計算。(3)將計算結果

21、加以對比，并說明原因。（1）、k310k/ k300k =3.64；k410k/ k400k =2.08；（2）、k310k/ k300k =6.96；k410k/ k400k =3.00；（3）、lnk與t2成反比；活化能高的反應對溫度更敏感一些19、（10分）250c時有兩種溶液(1)：a(sn2+)=1.0, a(pb2+)=1.0； (2)：a(sn2+)=1.0， a(pb2+)=0.1,當將金屬pb放入溶液時，能否從溶液中置換出金屬sn。已知0（sn 2+| sn）=-0.136v, 0（pb2+| pb）=-0.126v。rgm0，不可以；rgm0，可以。20、（17分）固態(tài)氨的飽和蒸氣壓為：lnp=3754/t + 27.92液態(tài)氨的飽和蒸氣壓為：lnp=3063/t + 24.38其中p的單位是pa，試求：（1）氨的三相點的溫度和壓強； （2）三相點時的升華熱、蒸發(fā)熱、熔化熱是多少？（1）、subhm =31.2kj