天津大學第五版物理化學下冊習題解答(共84頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)天津大學第五版物理化學下冊習題解答天津大學第五版物理化學下冊習題解答第六章 相平衡6-1 指出下列平衡系統(tǒng)中的組分數(shù) C，相數(shù) P 及自由度數(shù) F：(1)I2（s）與其蒸氣成平衡；(2)CaCO3（s）與其分解產(chǎn)物 CaO（s）和 CO2（g）成平衡；(3)NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并與其分解產(chǎn)物 NH3(g)和 H2S(g)成平衡；(4)取任意量的 NH3(g)和 H2S(g)與 NH4HS(s)成平衡；(5) I2作為溶質(zhì)在兩不相互溶液體 H2O 和 CCl4中達到分配平衡（凝聚系統(tǒng)） 。解：（1） S-R-=1-0-0=1；P=2；F=

2、C-P+2=1R（2） S-R-=3-1-0=2；P=3；F=C-P+2=1R（3） S-R-=3-1-1=1；P=2；F=C-P+2=1R（4） S-R-=3-1-0=2；P=2；F=C-P+2=2R（5） S-R-=3-0-0=3；P=2；F=C-P+1=2R6-2 常見的水合物有)(32sCONa)(10)(7),(232232232sOHCONasOHCONasOHCONa和（1）101.325kPa 下，與水溶液及冰平衡共存的水合物最多有幾種？32CONa（2）20時，與水蒸氣平衡共存的水合物最多可能有幾種？解 系統(tǒng)的物種數(shù) S=5，即 H2O、。)(32sCONa)(10)(7),

3、(232232232sOHCONasOHCONasOHCONa和獨立的化學反應(yīng)式有三個：)()()(232232sOHCONalOHsCONa)(7)(6)(2322232sOHCONalOHsOHCONa)(10)(3)(72322232sOHCONalOHsOHCONa則 R=3沒有濃度限制條件 0R所以，組分數(shù) C=S-R-=5-3-0=2R在指定的溫度或壓力的條件下，其自由度數(shù) F=C-P+1=3-P平衡條件下 F=0 時相數(shù)最多，因此上述系統(tǒng)最多只能有 3 相共存。6-3 已知液體甲苯（A）和液體苯（B）在 90時的飽和蒸氣壓分別為和。兩者可形成理想液態(tài)混合物。今有系統(tǒng)組成為kPap

4、sA22.54kPapsB12.136的甲苯-苯混合物 5 mol，在 90下成氣-液兩相平衡，若氣相組成為，3 . 00,Bx4556. 0By精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)求： （1）平衡時液相組成及系統(tǒng)的壓力 p；（2）平衡時氣、液兩相的物質(zhì)的量 n（g） ，Bxn（l） 。解：（1）理想液態(tài)混合物，A、B 均適用拉烏爾定律，故有 （1）BBBsBBsABAkPaxxkPaxpxpppp12.136)1 (22.54)1 ( （2）pxkPapxpppyBBsBBB/12.136/4556. 0由式（1）及式（2）得 （3）BBkPaxxkPap12.136)1 (22.54

5、 （4）pxkPaB/12.1364556. 0聯(lián)立式（3）與式（4） ，解得 ，kPap70.742500. 0Bx（2）根據(jù)杠桿規(guī)則molmollnngnmolmolnxyxylnBBBB216. 1)784. 35()()(784. 352500. 04556. 03000. 04556. 0)(0,6-5 已知甲苯、苯在 90下純液體的飽和蒸氣壓分別為 54.22kPa 和 136.12kPa。兩者可形成理想液態(tài)混合物。取 200.0g 甲苯和 200.0g 苯置于帶活塞的導熱容器中，始態(tài)為一定壓力下 90的液態(tài)混合物。在恒溫 90下逐漸降低壓力，問：（1）壓力降到多少時，開始產(chǎn)生氣相

6、，此氣相的組成如何？（2）壓力降到多少時，液相開始消失，最后一滴液相的組成如何？（3）壓力為 92.00kPa 時，系統(tǒng)內(nèi)氣、液兩相平衡，兩相組成如何？兩相的物質(zhì)的量各多少？解：（1）與開始產(chǎn)生氣相平衡的液相，其組成同原始液態(tài)混合物，所以氣相的壓力為98.54kPa 92/20078/20092/20022.5492/20078/20078/20012.136*kPaxpxpp甲苯甲苯苯苯氣相組成為 7476. 054.9892/20078/20078/20012.136/*pxpy苯苯苯（2）與最后一滴液相平衡的氣相，其組成同原始液態(tài)混合物苯甲苯苯甲苯苯苯苯xpppppxpy)( ;/*上兩

7、式聯(lián)立解得： 苯甲苯苯苯苯甲苯苯y(tǒng)pppypx)(*3197. 092/20078/20078/200)22.5412.136(12.13692/20078/20078/20022.54kPakPax40.803197. 0)22.5412.136(22.54)pp(pp *苯甲苯苯甲苯(3) 苯甲苯苯甲苯x)pp(pp *精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)625. 000.92/4613. 012.136/p4613. 022.5412.13622.5400.92 *pxyx苯苯苯苯原始液態(tài)混合物的組成為molmolnnnnxlglg022. 3n ,709. 1n 92200782

8、00541. 06825. 04613. 0541. 0541. 092/20078/20078/200 lg聯(lián)立解得：苯6-6 101.325kPa 下水（A）-醋酸（B）系統(tǒng)的氣-液平衡數(shù)據(jù)如下：t/100102.1104.4107.5113.8118.1xB00.3000.5000.7000.9001.000yB00.1850.3740.5750.8331.000（1）畫出氣-液平衡的溫度-組成圖；（2）從圖上找出組成為 xB =0.800 的液相的泡點；（3）從圖上找出組成為 yB =0.800 的氣相的露點；（4）105.0時氣-液平衡兩相組成是多少？（5）9kg 水與 30kg 醋

9、酸組成的系統(tǒng)在 105.0達到平衡時，氣、液兩相的質(zhì)量各為多少？解：(1)根據(jù)題給的數(shù)據(jù)，畫出在 101.325kPa 下水（A）-醋酸（B）系統(tǒng)氣-液平衡的溫度-組成圖，如下圖所示。（2）由圖查得 xB=0.800 的液相的泡點為 110.2。（3）由圖查得 yB=0.800 的液相的露點為 112.8。（4）由圖查得 105.0時氣-液平衡兩相的組成為 xB=0.544， yB=0.417。（5）MA=60.052，MB=18.015，yB=0.417，xB=544系統(tǒng)的總組成 500. 0015.18/109052.60/1030052.60/1030333Bx系統(tǒng)總量 n總=（3010

10、3/60.052+9103/18.015）mol=999.15mol根據(jù)杠桿規(guī)則molmolnl653)417. 0544. 0/()417. 0500. 0(15.999精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)kgkgmkgkgMngll31.12)69.2639(69.2610)015.18456. 0052.60544. 0(653m 3l6-7 已知水-苯酚系統(tǒng)在 30液-液平衡時共軛溶液的組成 w(苯酚)為：（苯酚溶于1L水） ，8.75%；（水溶于苯酚） ，69.9%。問：（1）在 30、100g 苯酚和 200g 水形成的2L系統(tǒng)達到液-液平衡時，兩液相的質(zhì)量各為多少？（2）在

11、上述系統(tǒng)中再加入 100g 苯酚，又達到相平衡時，兩液相的質(zhì)量各為多少？解（1）系統(tǒng)總組成 %3 .33)200100/(100苯酚w根據(jù)杠桿規(guī)則：gggLmggLm4 .1206 .179300)( ,6 .17975. 89 .693 .339 .69300)(21（2）系統(tǒng)總組成 %50)200200/(200 苯酚w根據(jù)杠桿規(guī)則：gggLmggLm8 .2692 .130400)( ,2 .13075. 89 .69509 .69300)(216-8 水-異丁醇系統(tǒng)液相部分互溶。在 101.325kPa 下，系統(tǒng)的共沸點為 89.7。氣（G） 、液（L1） 、液（L2）三相平衡時的組成

12、 w（異丁醇）依次為：70%、8.7%、85.0%。今由 350g 水和 150g 異丁醇形成的系統(tǒng)在標準壓力下由室溫加熱，問：（1）溫度剛要達到共沸點時，系統(tǒng)處于相平衡時存在那些相？其質(zhì)量各為多少？（2）當溫度由共沸點剛有上升趨勢時，系統(tǒng)處于相平衡時存在那些相？其質(zhì)量各為多少？ 解：系統(tǒng)總組成為：150/（150+350）=30%（1）存在液（L1） 、液（L2）二相平衡，根據(jù)杠桿規(guī)則，得gggLmggLm140360500)( ,3607 . 80 .850 .300 .85500)(21（2）存在液（L1） 、液（L2）二相平衡，根據(jù)杠桿規(guī)則，得gggLmggGm326174500)(

13、,1747 . 80 .707 . 80 .30500)(26-9 恒壓下二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)氣-液平衡的溫度-組成圖如附圖（見教材 p295） ，指出四個區(qū)域內(nèi)平衡的相。解：四個區(qū)域內(nèi)平衡的相如圖中標注。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)6-10 為了將含非揮發(fā)性雜質(zhì)的甲苯提純，在 86.0kPa 壓力下用水蒸氣蒸餾。已知：在此壓力下該系統(tǒng)的共沸點為 80，80時水的飽和蒸氣壓為 47.3kPa。試求：（1）氣相的組成（含甲苯的摩爾分數(shù)） ；（2）欲蒸出 100kg 純甲苯，需要消耗蒸氣多少？解：（1）y甲苯=p甲苯/p=（86.0-47.3）/86.0=0.450（2）kgmkg

14、m9 .23140.92/10100015.18/450. 0550. 013水水 6-11 A-B 二組分液態(tài)部分互溶系統(tǒng)的液-固平衡相圖如附圖（見教材 P296） ，試指出各個相區(qū)的相平衡關(guān)系，各條線所代表的意義，以及三相線所代表的相平衡關(guān)系。解：該圖各個相區(qū)的相平衡關(guān)系如下圖所標注。mb 線表示 A（s）與 L1兩相平衡共存；bd 線表示 B（s）與 L1兩相平衡共存；dLe 線表示 L1與 L2兩液相平衡共存；ef 線表示 B（s）與 L2兩相平衡共存。有兩條三相線，即：abc 線表示 A（s） 、B（s）及液相 L1三相平衡共存，def 線表示 B（s） 、液相 L1及液相 L2三相

15、平衡共存。有三個三相點即 b、d、e 點。6-12 固態(tài)完全互溶、具有最高熔點的 A-B 二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖（見教材 p297） 。指出各相區(qū)的相平衡關(guān)系、各條線的意義，并繪出狀態(tài)點為 a、b 的樣品的泠卻曲線。解：各相區(qū)的相平衡關(guān)系及狀態(tài)點為 a、b 的樣品的泠卻曲線如圖所標注。HN 那條線為液相線（液態(tài)熔體與固態(tài)熔體平衡線） ，而下方那條線為固相線（固熔體與液體熔體平衡線） 。同理，NO 那條線為液相線（液態(tài)熔體與固態(tài)熔體平衡線） ，而下方那條線為固相線（固熔體與液體熔體平衡線） 。6-13 低溫時固態(tài)部分互溶、高溫時固態(tài)完全互溶且具有最低熔點的 A-B 二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖（見

16、教材 p385） 。指出各相區(qū)的相平衡關(guān)系、各條線代表意義。解：各相區(qū)的相平衡關(guān)系如圖所注。HIK 線是固熔體 S1與固熔體 S2的兩相平衡共存線，POQ 那條線為液相線（液態(tài)熔體與固態(tài)熔體平衡線） ，而下方那條線為固相線（固熔體與液體熔體平衡線） 。圖 6.12 附圖題 6.11精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 6-15 二元凝聚系統(tǒng) Hg-Cd 相圖示意如附圖（見教材 p297） 。指出各個相區(qū)的穩(wěn)定相，三相線上的相平衡關(guān)系。解：各個相區(qū)的穩(wěn)定相如圖中標注。兩條三相線上的相平衡關(guān)系如下：abc 線： ；def 線： （， 為不同組成的固溶體） 。LL6-16 某 A-B 二組分凝

17、聚系統(tǒng)相圖如附圖（見教材 p297） 。 （1）指出各相區(qū)穩(wěn)定存在的相；（2）指出圖中的三相線。三相線上哪幾個相成平衡？三者之間的相平衡關(guān)系如何？（3）繪出圖中狀態(tài)點 a、b、c 三個樣品的泠卻曲線，并注明各階段時的相變化。解：（1）各相區(qū)穩(wěn)定存在的相如圖所注。（2）該圖上有兩條三相線，即 efg 線是 固熔體與 固熔體和液相 L 相平衡，hij線是液相 L 與 固熔體和 固熔體相平衡。（3）圖中狀態(tài)點 a、b、c 三個樣品的泠卻曲線如圖右所示，aa1，組成為 a 的液態(tài)溶液降溫，達到 a1 點時開始析出 固熔體，進入兩相平衡區(qū)，繼續(xù)泠卻達到 a2 時，開始析出第三相 固熔體，成三相平衡，直至

18、液體全部凝結(jié)成 固熔體與 固熔體后，即自 a2后繼續(xù)泠卻進入 固熔體與 固熔體平衡區(qū)；組成為 b 的液態(tài)溶液降溫，達到 b1 點時開始析出 固熔體和 固熔體，成三相平衡，繼續(xù)泠卻 固熔體消失，進入液體 l 和 固熔體，當泠卻達到 b3 時，直至液體消失，然后進入 固熔體單相區(qū)；組成為 c 的液態(tài)溶液降溫，達到 c1 點時開始析出 固熔體，進入兩相平衡區(qū)，繼續(xù)泠卻達到 c2 時，開始析出第三相 固熔體，成三相平衡，此后進入 固熔體與 固熔體兩相平衡區(qū)。題 6.14 附圖精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 6-17 某 A-B 二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖（見 p297） 。指出各相區(qū)的穩(wěn)定相

19、，三相線上的相平衡關(guān)系。 解：各相區(qū)的穩(wěn)定相如 6-17 圖中所標， 為不同組成的、固溶體。兩條三相線上的相平衡關(guān)系為abc 線： ；efg 線： LfLgL6-18 利用下列數(shù)據(jù)，粗略繪出 Mg-Cu 二組分凝聚系統(tǒng)相圖，并標出各相區(qū)的穩(wěn)定相。Mg 與 Cu 的熔點分別為648、1085。兩者可形成兩種穩(wěn)定化合物，Mg2Cu，MgCu2，其熔點依次為580、800。兩種金屬與兩種化合物四者之間形成三種低共熔混合物。低共熔混合物的組成（含 Cu%（質(zhì)量） ）及低共熔點對應(yīng)為：Cu：35%，380；Cu：66%，560；Cu：90.6%，680。解：由題給的數(shù)據(jù)，繪出 Mg-Cu 二組分凝聚系統(tǒng)

20、相圖如右圖所示。各相區(qū)的穩(wěn)定相如圖所示。6-19 繪出生成不穩(wěn)定化合物系統(tǒng)液-固平衡相圖（見p298）中狀態(tài)點為a、b、c、d、e、f、g 的樣品的泠卻曲線。解：根據(jù)題意，作出各條泠卻曲線，如圖所示。6-20 A-B 二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖（見教材 p298） 。指出各個相區(qū)的穩(wěn)定相，三相線上的相平衡關(guān)系。解：各個相區(qū)的穩(wěn)定相如圖中標注。三相線上的相平衡關(guān)系如下：abc 線： ；def 線： bL)()(1sCsAL)()(21sCsCMgCu2(s)+Mg2Cu(s)Mg2Cu(s)+Mg(s)L+Mg(s)LL+Mg2Cu(s)L+MgCu2(s)L+Cu(s)Cu(s)+MgCu2(s

21、)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)ghi 線： L)()(2sBsC 6-21 某 A-B 二組分凝聚系統(tǒng)相圖如附圖（見教材 p298） 。標出各個相區(qū)的穩(wěn)定相，并指出圖中三相線上的相平衡關(guān)系。解：各相區(qū)的穩(wěn)定相如圖中所注。該相圖有兩條三相線，即 abc 線和 def 線，abc 線代表 L+C（s）三相平衡，def 線代表 L+C（s）三相平衡。6-22 指出附圖（教材 p298）中二元凝聚系統(tǒng)相圖如內(nèi)各相區(qū)的穩(wěn)定相，并指出三相線及三相平衡關(guān)系。解：各相區(qū)的穩(wěn)定相如圖所注：C C1 1= =C C1 1（s s） ，C2= C2（s） ，B= B（s） 。該相圖有三條三相線，即 E

22、FG 線、HIJ 線及 NOP 線：EFG 線表示 L+C1（s）三相平衡，HIJ 線表示 L+ C1（s）C2（s）三相平衡，NOP 線表示 L+ B（s）C2（s）三相平衡。 6-23 指出附圖（教材 p387）中二元凝聚系統(tǒng)相圖如內(nèi)各相區(qū)的穩(wěn)定相，并指出三相線及三相平衡關(guān)系。解：各相區(qū)的穩(wěn)定相如圖所注：C1= =C1（s） ，C2= C2（s） ，B= B（s） 。該相圖有三條三相線，即 abc 線、def 線及 ghi 線：abc 線表示 L+C1（s）三相平衡，def 線表示 L+ C2（s） C1（s）三相平衡，ghi 線表示 L+ B（s）C2（s）三相平衡。6-24 25時，苯

23、-水-乙醇系統(tǒng)的相互溶解度數(shù)據(jù)（%（質(zhì)量） ）如下：苯0.10.41.34.49.212.817.520.030.0水80.070.060.050.040.035.030.027.720.5乙醇19.929.638.745.650.852.252.552.349.5苯40.050.053.060.070.080.090.095.0圖 6-22精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)水15.211.09.87.54.62.30.80.2乙醇44.839.037.232.5225.417.79.24.8（1）繪出三組分液-液平衡相圖；（2）在 1kg 質(zhì)量比為 4252 的苯與水的混合液（兩相）

24、中加入多少克的純乙醇才能使系統(tǒng)成為單一液相，此時溶液組成如何？（3）為了萃取乙醇，往 1kg 含苯 60%、乙醇 40%（質(zhì)量）的溶液中加入 1kg 水，此時系統(tǒng)分成兩層。上層的組成為：苯 95.7%，水 0.2%，乙醇 4.1%。問水層中能萃取出乙醇多少？萃取效率（已萃取出的乙醇占乙醇的總量的百分數(shù)）多大？解：（1）由題給的數(shù)據(jù)，在等邊三角形坐標紙上，繪出苯-水-乙醇三組分系統(tǒng)液-液平衡相圖，如下圖所示。（2）在苯-水坐標上找出苯與水的質(zhì)量比為 4252 的 D 點，將 CD 聯(lián)成直線與曲線相交于 E 點。在 1kg 質(zhì)量比為 4252 的苯與水的混合液中加入純乙醇，溶液的總組成沿著 DC

25、線變化，當加到 E 點時，系統(tǒng)開始澄清成為一相。E 點的組成為：苯 19.6%，乙醇 52.4%，水 28.0%。所以 m乙醇=1kg=1.101kg6 .474 .52（3）因 1kg 含乙醇 40%，苯 60%的溶液中乙醇量為 0.4kg，苯量為 0.6kg，加入 1kg 水后形成的系統(tǒng)總量為 2kg，故系統(tǒng)的總組成為系統(tǒng)的總組成為 乙醇乙醇 20%20%，苯，苯 30%30%，水，水 50%50%，在圖中為 N 點，此時系統(tǒng)分為共軛的液層：已知上層（苯層）的組成為乙醇 4.1%，苯 95.7%，水 0.2%，以 F 點表示；將 FN 聯(lián)一直線與曲線交于 G 點，此點的組成即下層（水層）的

26、組成為下層（水層）的組成為 乙醇乙醇27.2%27.2%，苯，苯 0.3%0.3%，水，水 72.5%72.5%。根據(jù)杠桿規(guī)則：m下層（30-0.3）=（2kg- m下層） （95.7-30） m下層=1.38kg下層（水層）中含乙醇的量 m乙醇=1.38kg27.2%=0.375kg萃取效率=%8 .93%1004 . 0375. 0增加題 在 325時，Hg 的蒸氣壓為 55.49kPa，同溫度下 Tl-Hg 合金中 Hg 的分壓及摩爾分數(shù)如下：xHg1.0000.9570.9150.8360.6640.497pHg/ kPa55.4953.0050.0044.5533.4024.03求對

27、應(yīng)于各濃度時汞的活度及活度因子（系數(shù)） 。解：解：選擇純 Hg 在 325時的狀態(tài)55.49kPa 作為標準態(tài)最為合適，活度及活度系*Hgp數(shù)就可用下兩式求出，結(jié)果列在下表。 ，*/HgHgHgppaHgHgHgxa/圖 6.24精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)xHg1.0000.9570.9150.8360.6640.497pHg/ kPa55.4953.0050.0044.5533.4024.03aHg10.95510.90110.80280.60190.4331Hg10.99800.98480.96030.90650.8713精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第七章第七

28、章 電化學電化學7.1 用鉑電極電解 CuCl2溶液。通過的電流為 20A，經(jīng)過15min 后，問：（1）在陰極上能析出多少質(zhì)量的 Cu?（2）在的27，100kPa 下陽極上能析出多少體積的的 Cl2（g）？解：電極反應(yīng)為：陰極：Cu2+ + 2e- Cu 陽極： 2Cl- 2e- Cl2（g）則：z= 2根據(jù)：Q = nzF=It220 15Cu9.326 10 mol2 96500ItnzF因此：m（Cu）=n（Cu） M（Cu）= 9.32610-263.546 =5.927g又因為：n（Cu）= n（Cl2） pV（Cl2）= n（Cl2）RT因此：3223Cl0.09326 8.3

29、14 300Cl2.326dm100 10nRTVp7.2 用 Pb（s）電極電解 PbNO3溶液。已知溶液濃度為 1g 水中含有 PbNO31.6610-2g。通電一定時間后，測得與電解池串聯(lián)的銀庫侖計中有 0.1658g 的銀沉積。陽極區(qū)的溶液質(zhì)量為 62.50g，其中含有PbNO31.151g，計算 Pb2+的遷移數(shù)。解法 1：解該類問題主要依據(jù)電極區(qū)的物料守恒（溶液是電中性的）。顯然陽極區(qū)溶液中 Pb2+的總量的改變?nèi)缦拢簄電解后(Pb2+)= n電解前(Pb2+)+ n電解(Pb2+)- n遷移(Pb2+)12121212則：n遷移(Pb2+)= n電解前(Pb2+)+ n電解(Pb

30、2+)- n電解后(Pb2+)12121212n電解(Pb2+)= n電解(Ag) = 123Ag0.16581.537 10 molAg107.9mM223162.50 1.1511.66 10(Pb ) 6.150 10 mol12331.22n電精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)2311.151(Pb ) 6.950 10 mol12331.22n電n遷移(Pb2+)=6.15010-3+1.53710-3-6.95010-3=7.35810-4mol12242321Pb7.358 102Pb0.47911.537 10(Pb )2ntn=遷電解法 2：解該類問題主要依據(jù)電極區(qū)的

31、物料守恒（溶液是電中性的）。顯然陽極區(qū)溶液中的總量的改變?nèi)缦拢?NOn電解后()= n電解前() + n遷移()3NO3NO3NO則：n遷移()=n電解后()- n電解前()3NO3NO3NOn電解后()=3NO2311.151(Pb ) 6.950 10 mol12331.22n電n電解前()=3NO223162.50 1.1511.66 10(Pb ) 6.150 10 mol12331.22n電n遷移() = 6.95010-3-6.15010-3 = 8.0010-4mol3NO4333NO8.0 10NO0.5211.537 10ntn=遷電則： t（Pb2+）= 1 - t（）=

32、1 0.521 = 0.4793NO7.3 用銀電極電解 AgNO3溶液。通電一定時間后，測知在陰極上析出 0.078g 的 Ag，并知陽極區(qū)溶液中 23.376g，其中含AgNO30.236g。已知通電前溶液濃度為 1kg 水中溶有 7.39gAgNO3。求 Ag+和遷移數(shù)。3NO解法 1：解法 1：解該類問題主要依據(jù)電極區(qū)的物料守恒（溶液是電中性的）。顯然陽極區(qū)溶液中 Ag+的總量的改變?nèi)?。n電解后(Ag+)= n電解前(Ag+)+ n電解(Ag+)- n遷移(Ag+)則：n遷移(Ag+)= n電解前(Ag+)+ n電解(Ag+)- n電解后(Ag+)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-

33、專業(yè)n電解(Ag+)=4Ag0.0787.229 10 molAg107.9mM3323.3760.2367.39 10(Ag ) 1.007 10 mol169.87n電30.236(Ag ) 1.389 10 mol169.87n電n遷移(Ag+) = 1.00710-3+7.22910-4-1.38910-3=3.40310-4mol44Ag3.403 10Ag0.477.229 10ntn=遷電則：t（）= 1 - t（Ag+）= 1 0.471 = 0.533NO解法 2：解該類問題主要依據(jù)電極區(qū)的物料守恒（溶液是電中性的）。顯然陽極區(qū)溶液中的總量的改變?nèi)缦拢?NOn電解后()= n

34、電解前() + n遷移()3NO3NO3NO則：n遷移()=n電解后()- n電解前()3NO3NO3NOn電解后()=3NO30.236(Ag ) 1.389 10 mol169.87n電n電解前()=3NO3323.3760.2367.39 10(Ag ) 1.007 10 mol169.87n電n遷移() = 1.38910-3-1.00710-3 = 3.82010-4mol3NOn電解(Ag+)=4Ag0.0787.229 10 molAg107.9mM4334NO3.820 10NO0.537.229 10ntn=遷電則： t（Ag+）= 1 - t（）= 1 0.528 = 0.

35、473NO7.4 在一個細管中，于 0.3327moldm-3的 GdCl3溶液的上面放入 0.073moldm-3的 LiCl 溶液，使它們之間有一個明顯的界面。令 5.594mA 的電流直上而下通過該管，界面不斷向下移動，并且一直是很清晰的。3976s 以后，界面在管內(nèi)向下移動的距離相精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)當于 1.002cm-3的溶液在管中所占的長度。計算在實驗溫度 25下，GdCl3溶液中的 t（Gd3+）和 t（Cl-）。解：此為用界面移動法測量離子遷移數(shù)。1.002cm-3溶液中所含 Gd3+的物質(zhì)的量為：n（Gd3+）= cV= 0.033271.00210-

36、3 = 3.333710-5mol所以 Gd3+和 Cl-的的遷移數(shù)分別為：33533(Ge )(Ge )3.3337 103 96500(Ge )0.4345.594 103976QnzFtQIt t（Cl-）= 1 - t（Gd3+）= 1 -0.434 = 0.5667.5 已知 25時 0.02moldm-3KCl 溶液的電導率為0.2768Sm-1。一電導池中充以此溶液，在 25時測得其電阻為453W。在同一電導池中裝入同樣體積的質(zhì)量濃度為 0.555 moldm-3的 CaCl2溶液，測得電阻為 1050。計算（1）電導池系數(shù)；（2）CaCl2溶液的電導率；（3）CaCl2溶液的摩

37、爾電導率。解：（1）電導池系數(shù)為 cellcellcellKK GKRR則： Kcell= 0.2768453 = 125.4m-1（2）CaCl2溶液的電導率1cell125.40.1994S m1050KR（3）CaCl2溶液的摩爾電導率21m30.1194 110.9830.02388S mmol0.555 10c7.6.已知 25時，21m4NH Cl0.012625S mmol。試計算及。4NHt=0.4907m4NHmCl解：離子的無限稀釋電導率和電遷移數(shù)有以下關(guān)系精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)4m4321m4NHNH Cl0.4907 0.012625NH6.195

38、10 S mmol1tm4321mClNH Cl1 0.49070.012625Cl6.430 10 S mmol1t或 mm +m -=-= 0.-6.19510-3 = 6.43010-3Sm2mol-1mClm4NH Clm4NH7.7 25將電導率為 0.14Sm-1的 KCl 溶液裝入一電導池中，測得其電阻為 525W。在同一電導池中裝入 0.1 moldm-3的NH3H2O 溶液，測得電阻為 2030W。利用表 7.3.2 中的數(shù)據(jù)計算 NH3H2O 的解離度 及解離常熟。K解：查表知 NH3H2O 無限稀釋摩爾電導率為m32m4mNHH ONHOH= 73.510-4+19810

39、-4 =271.510-4Sm2mol-1 m3232m3232m32cell3232m323232m324NHH ONHH ONHH ONHH ONHH ONHH O(KCl(KClNHH ONHH ONHH ONHH ONHH O0.141 5250.1 1000 2030 271.5 100.01344acK GRccRm +mmmtt -精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)2225430.013440.11.834 1011 0.013NHOHNHH O441Kcccccaca cc7.8 25 時水的電導率為 5.510-6 Sm-1，密度為997.0kgm-2。H2O 中存在

40、下列平衡：H2O H+ OH-，計算此時 H2O 的摩爾電導率、解離度和 H+的濃度。已知：(H+) = m349.6510-4Sm2mol-1，(OH-) = 198.010-4Sm2mol-1。m解：22m2222(H O)(H O)(H O)(H O)(H O) /(H O)kkcM6112135.5 109.93 10S mmol997.09 10 /18 m2m2+m2mm11219421H OH O=H OH+OH9.929 10S mmol =1.813 103.49.65+198.010 S mmol97322997(H )(H O) /(H O)1.813 101.004 1

41、0 mol md18ccaMa7.9 已知 25 時水的離子積 Kw=1.00810-14，NaOH、HCl和 NaCl 的分別等于 0. Sm2mol-1，0. Sm2mol-1和 0. mSm2mol-1。（1）求 25時純水的電導率；（2）利用該純水配制 AgBr 飽和水溶液，測得溶液的電導率（溶液）= 1.66410-5 Sm-1，求 AgBr（s）在純水中的溶解度。已知：（Ag+）= 61.910-4Sm2mol-1，（Br-）mm=78.110-4Sm2mol-1。 解：（1）水的無限稀釋摩爾電導率為 m2mmm21H OOH -=0.042616+0.024811-0.01264

42、5=0.HClNaNaCl054777S mmol 純水的電導率精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 2ww(OH )(H ) cccaKcaK cccc，即：m2mm222H OH OH O =H O=ca 即有：2m2143-61wH OH O1.008 101 100.0547775.500 10 S mK c （2）（溶液）=（AgBr）+（H2O）即：（AgBr）=（溶液）-（H2O） =1.66410-5 5.50010-6 = 1.11410-5 Sm-1mmmm-4-4-221+-=61.9 10 +78.1 10 =1.40 10 S mmoAgBrAgBrAgBrl5

43、432mm1.11AgBrAgBrAgBrAgBr4 10=7.957 10 mol m1.40 10cc = 7.10 應(yīng)用德拜-休克爾極限公式計算 25時 0.002molkg-1CaCl2溶液中 （Ca2+）、（Cl-）和 。 解：離子強度 B2122B110.00220.00m2210.006kg22olIb z 根據(jù)： 2+lg=-lg=-iiAzIAz zI 即有：222lgCa=-0.006=-0.1577Ca=0.69950.5092 2-lgCl =-10.006=-0.03943Cl =0.91320.509+lg=-0.509210.0060.07885=0.8340Az

44、 zI 7.11 現(xiàn)有 25時，0.01molkg-1BaCl2溶液。計算溶液的離子強度 I 以及 BaCl2的平均離子活度因子 和平均離子活度。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 解：離子強度 B2122B110.01 20.01m210.03kg22olIb z 根據(jù)： +lg=-=-0.5092-10.03=-0.1763=0.6663Az zI 1/32120.01 0.021.587 10kgmolbb b21.587 100.66630.010571bab7.12 25時碘酸鋇 Ba(IO4)2在純水中的溶解度為 5.4610-4moldm-3。假定可以應(yīng)用德拜-休克爾極限

45、公式，試計算該鹽在0.01 moldm-3中 CaCl2溶液中的溶解度。解：先利用 25 時碘酸鋇 Ba(IO4)2在純水中的溶解度求該溫度下其溶度積。 由于是稀溶液可近似看作 bBcB，因此，離子強度為 B2242-43B1115.46 1025.46 10211.638 10kg22molIb z 3+lg=-=-0.5092-11.638 10 =-0.04120=0.9095Az zI 33-42233-100sp45.46 10=BaIO4=40.9095=4.898 101bKaab 設(shè)在 0.01 moldm-3中 CaCl2溶液中 Ba(IO4)2的溶解度為 ，則 B1222B

46、110.01 20.01 21+63 0.01+kg22molIb zbb +lg=-=-0.5092-13 0.01Az zIb 3sp2233sp4=BaIO44KbbKaabb-10-434.898 104.966 10=4bbb 整理得到精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) -4lg=-1.76320.014.966 10/采用迭代法求解該方程得 =0.6563 所以在 0.01 moldm-3中 CaCl2溶液中 Ba(IO4)2的溶解度為 -10-4-4314.898 104.966 101=7.566 10kg40.6563molbbcBbB = 7.56610-4mold

47、m-3 7.13 電池 Pt|H2（101.325kPa）|HCl（0.10 molkg-1）|Hg2Cl2（s）|Hg 電動勢 E 與溫度 T 的關(guān)系為： 236=0.0694+1.881 10-2.9 10VKKETT（1）寫出電池反應(yīng)；（2）計算 25 時該反應(yīng)的 rGm、rSm、rHm以及電池恒溫可逆放電時該反應(yīng)過程的 Qr,m。（3）若反應(yīng)在電池外在同樣條件恒壓進行，計算系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱。 解：（1）電池反應(yīng)為 22211Hg +Hg Cls =Hg l +HCl aq22 （2）25 時 236=0.0694+1.881 10298.15-2.9 10298.15=0.3724V

48、E3641=1.881 10 -22.9 10298.151.517 10 V KpdEdT因此，rGm= -zEF = -1965000.3724 = -35.94 kJmol-1 4-11r1 96500 1.517 1014.64J molKpdESzFdT rHm =rGm +TrSm = -35.94 + 14.64298.1510-3 = -31.57 kJmol-1 Qr,m = TrSm = 4.36 kJmol-1 （3）Qp,m =rHm = -31.57 kJmol-1 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)7.14 25 時，電池 Zn|ZnCl2（0.555 mo

49、lkg-1）|AgCl（s）|Ag 的電動勢 E = 1.015V。已知 E （Zn2+|Zn）=-0.7620V，E （Cl-|AgCl|Ag）=0.2222V，電池電動勢的溫度系數(shù)為：41=-4.02 10 V KpdEdT （1）寫出電池反應(yīng)；（2）計算反應(yīng)的標準平衡常數(shù) K ；（3）計算電池反應(yīng)的可逆熱 Qr,m；（4）求溶液中 ZnCl2的平均離子活度因子 。解：（1）電池反應(yīng)為Zn（s）+ 2AgCl（s）= Zn2+ + 2Cl- + 2Ag（s）（2）rm=-lnGRTKzE F 即：20.22220.762096500ln76.638.314298.15zE FKRT K =

50、 1.901033（3）r,mrm=pdEQTSzFTdT4-12965004.02 10298.1523.13kJ mol （4） 32230lnZnClln4bRTRTEEaaEzFzFb338.314298.150.55551.0150.22220.7620ln42965001 = 0.50997.15 甲烷燃燒過程可設(shè)計成燃料電池，當電解質(zhì)微酸性溶液時，電極反應(yīng)和電池反應(yīng)分別為：陽極：CH4（g）+ 2H2O（l）= CO2（g）+ 8H+ + 8e-陰極：2 O2（g）+ 8H+ + 8e- = 2H2O（l）電池反應(yīng)： CH4（g）+ 2 O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（l

51、）精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)已知，25時有關(guān)物質(zhì)的標準摩爾生成吉布斯函數(shù)為：fmG物質(zhì)CH4（g）CO2（g）H2O（l）1fm/ kJ molG-50.72-394.359-237.129計算 25時該電池的標準電動勢。解： rmBfmBBGG fm2fm2fm4fm21COg +2H Ol -CHg -2Og=-394.359+2-237.129 - -50.72=-817.897kJ molGGGG ，因為：rmGzE F 3rm817.897 10=-=1.0595V8 96500GEzF7.16 寫出下列各電池的電池反應(yīng)。應(yīng)用表 7.7.1 的數(shù)據(jù)計算25 時各電池的

52、電動勢、各電池反應(yīng)的摩爾 Gibbs 函數(shù)變及標準平衡常數(shù)，并指明的電池反應(yīng)能否自發(fā)進行。（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解：（1）電池反應(yīng)： H2（g）+ Cl2（g）= 2HCl228.314298.15lnHCl1.3579ln0.81.3636V296500RTEEazF-1rm=-2 1.363696500=-263.17kJ molGzEF rm=-lnGRTKzE F 21

53、.3579096500ln105.7268.314298.15zE FKRT K = 8.241045rm0GzE F （2）電池反應(yīng)： Zn（s）+ 2AgCl（s）= ZnCl2 + 2Ag（s）精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 28.314298.15lnZnCl0.22216+0.7620ln0.60.9907V296500RTEEazF-1rm=-20.990796500=-191.20kJ molGzEF rm=-lnGRTKzE F 20.22213-0.762096500ln76.6268.314298.15zE FKRT K = 1.8981033rm0G （3）電

54、池反應(yīng)： Cd（s）+ Cl2（g）= Cd 2+ + 2Cl- 22-2lnCdCl8.314298.151.3579+0.4032ln0.010.51.8381V296500RTEEaazF-1rm=-2 1.8381 96500=-354.75kJ molGzEF rm=-lnGRTKzE F 21.3579-0.403296500ln137.1198.314298.15zE FKRT K = 3.551059rm0G 7.17 應(yīng)用表 7.4.1 的數(shù)據(jù)計算下列電池在 25 時的電動勢。Cu| CuSO4 （b1=0.01molkg-1）CuSO4 （b2=0.1molkg-1）| C

55、u解：該電池為濃差電池，電池反應(yīng)為CuSO4 （b2=0.1molkg-1） CuSO4 （b1=0.01molkg-1）查表知，（CuSO4，b1=0.01molkg-1）= 0.41（CuSO4，b2=0.1molkg-1）= 0.16精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)1424,1 1,22CuSOlnCuSO8.314298.150.41 0.01lnln0.01749V2965000.160.10aRTEEzFabRTbbzFb 7.18 在 25時，電池 Pt|H2（100kPa）|HCl（b=0.10 molkg-1）|Cl2（100kPa）|Pt 電動勢為 1.4881V

56、，試計算 HCl 溶液中 HCl 的平均離子活度因子。 解：該電池的電池反應(yīng)為H2（g，100kPa）+ Cl2（g，100kPa）= 2HCl（b=0.10 molkg-1 ） 根據(jù) Nernst 方程22222HCllnlnHClH/Cl/8.314298.151.48811.3579lnHCl296500aRTRTEEEazFzFppppa 32223HCl6.29 101HCl=HCl =6.29 10=0.79310.10abbaaabb7.19 25時，實驗測定電池 Pb| PbSO4（s）| H2SO4（0.01 molkg-1）| H2（g，p ）| Pt 的電動勢為 0.17

57、05V。已知 25時，（H2SO4，aq）=（，aq）= -744.53kJmol-fmGfmG2-4SO1，（PbSO4，s）= -813.0kJmol-1。fmG（1）寫出上述電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)；（2）求 25時的 E （| PbSO4|Pb） ；2-4SO（3）計算 0.01 molkg-1 H2SO4溶液的 a和 。解：（1）上述電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)如下正極：2H+ + 2e- = H2（g，p ）負極：Pb（s）+ - 2e- = PbSO4（s）2-4SO精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)電池反應(yīng)：H2SO4（0.01 molkg-1）+ Pb（s） = PbSO

58、4（s）+ H2（g，p ）（2） rmBfmBBGG fm4fm2fm24fm1PbSOs +2Hg -H SOaq -Pbs=-813.0+0- -744.53 -0=-68.47kJ molGGGG ，因為：2-rm244=H H Pt -SO PbSO PbGzE Fz EEF 32-rm44-68.47 10SO PbSO Pb =-0.3548V296500GEzF（3）2232424H/H/ln=lnH SOH SOppppRTRTEEEzFazFa324100 /1008.314298.150.17050- -0.3548ln296500H SOa-324H SO=8.369

59、10a 2 _41/321/322-124HSOH SO=0.020.011.5874 10 mol kgbbb-3422241=H SO=8.3694 10 =0.5271.H S5874 10Obabbab7.20 濃差電池 PbPbSO4（s）CdSO4（b1，1）CdSO4（b2，2）PbSO4（s）Pb，其中 b1=0.2 molkg-1，1=0.1；b2=0.02 molkg-1，2=0.32，已知在兩液體接界處 Cd2+離子的遷移數(shù)的平均值為 t（Cd2+）=0.37。（1）寫出電池反應(yīng)；（2）計算 25 C 時液體接界電勢 E(液界)及電池電動勢 E；解：電池反應(yīng)精選優(yōu)質(zhì)文檔-

60、傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)CdSO4（a，1） CdSO4（a，2） 由 7.7.6 式 12=lnaRTEttzFa,213,1,2,20.20.02=0.10.02=0.326.4 1011bbaabb1338.314298.150.02= 0.370.63ln3.805 102965006.4 10EV 電池電動勢1112223+=ln+ln=2ln8.314298.150.02=20.37ln0.010832965006.4 10aaaRTRTRTEEEtttzFazFazFaV濃7.21 為了確定亞汞離子在水溶液中是以 Hg+ 還是以形式2+2Hg存在，涉及了如下電池-3-333-