题目
第六章 相平衡6-1 指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度数F:(1)I(s)与其蒸气成平衡;(2)CaCO2(s)与其分产物CaO(s)和CO(g)成平衡;(3)NH3HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分产物NH2(g)和HS(g)成平衡;(4)取任意量的NH4(g)和H3S(g)与NH2HS(s)成平衡;(5) I3作为溶质在两不相互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。:(1) S-R-=1-0-0=1;P=2;F=C-P+2=1(2) S-R-=3-1-0=2;P=3;F=C-P+2=1(3) S-R-=3-1-1=1;P=2;F=C-P+2=1(4) S-R-=3-1-0=2;P=2;F=C-P+2=2(5) S-R-=3-0-0=3;P=2;F=C-P+1=26-2 常见的水合物有(1.101.325kPa下,与水溶液及冰平衡共存的水合物最多有几种?(2)20℃时,与水蒸气平衡共存的水合物最多可能有几种? 系统的物种数S=5,即HO、、。独立的化学反应式有三个:则R=3没有浓度限制条件 所以,组分数 C=S-R-=5-3-0=2在指定的温度或压力的条件下,其自由度数 F=C-P+1=3-P平衡条件下F=0时相数最多,因此上述系统最多只能有3相共存。6-3 已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90℃时的饱和蒸气压分别为和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol,在90℃下成气-液两相平衡,若气相组成为,求: (1)平衡时液相组成及系统的压力p;(2)平衡时气、液两相的物质的量n(g),n(l)。:(1)理想液态混合物,A、B均适用拉乌尔定律,故有 (1) (2)由式(1)及式(2)得 (3):(1)电导池系数为则: K= 0.2768×45. = 125.4m(2)CaCl溶液的电导率(3)CaCl2溶液的摩尔电导率7.6.已知25℃时,。试计算及。:离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系 或 =-= 0.-6.195×10= 6.430×10S·m·mol7.7 25℃将电导率为0.14S·m的KCl溶液装入一电导池中,测得其电阻为525W。在同一电导池中装入0.1 mol·dm的NH·HO溶液,测得电阻为203.W。利用表7.3.2中的数据计算NH·HO的离度及离常熟。:查表知NH·HO无限稀释摩尔电导率为= 73.5×1.-1+198×10-3=271.5×103S·m2·mol37.8. 25.nbsp;℃时水的电导率为5.5×10-4 S·m-4 ,密度为9.7.0kg·m-4。H2O中存在下列平衡:H-1O H+ OH,计算此时HO的摩尔电导率、离度和H的浓度。已知: (H) = 349.65×10S·m·mol, (OH) = 198.0×10S·m·mol。:7.9已知25 ℃时水的离子积K=1.008×10,NaOH、HCl和NaCl的分别等于0. S·m·mol,0. S·m·mol和0. S·m·mol。(1)求25℃时纯水的电导率;(2)利用该纯水配制AgBr饱和水溶液,测得溶液的电导率κ(溶液)= 1.664×10 S·m,求AgBr(s)在纯水中的溶度。已知:(Agw)= 61.9×10-14S·m2·mol-1,(Br2)=78.1×10-1S·m2·mol-1。 :(1)水的无限稀释摩尔电导率为 纯水的电导率 即有: (2)κ(溶液)=κ(AgBr)+κ(HO)即:κ(AgBr)=κ(溶液)-κ(HO)=1.664×10 – 5.500×10 = 1.114×10 S·m7.10.应用德拜-休克尔极限公式计算25℃时0.002mol·kg-5CaCl-6溶液中γ(Ca-5)、γ(Cl-1)和γ。 :离子强度 根据: 即有:7.11 现有25℃时,0.01mol·kgBaCl溶液。计算溶液的离子强度I以及BaCl的平均离子活度因子γ和平均离子活度。 :离子强度 根据: 7.12 25.时碘酸钡Ba(IO)在纯水中的溶度为5.46×10.ol·dm。假定可以应用德拜-休克尔极限公式,试计算该盐在0.01 mol·dm中CaCl溶液中的溶度。:先利用25 ℃时碘酸钡Ba(IO)在纯水中的溶度求该温度下其溶度积。 由于是稀溶液可近似看作b≈c,因此,离子强度为 设在0.01 mol·dm中CaCl溶液中Ba(IO)的溶度为,则 整理得到 采用迭代法求该方程得γ=0.6563所以在0.01 mol·dm中CaCl溶液中Ba(IO)的溶度为 c±≈b = 7.566×10mol·dm 7.1. 电池Pt|H-3(10..325kPa)|HCl(0.10 mol·kg2)|Hg4Cl2(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Δ2G-1、Δ2S2、ΔH以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Q。(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,ΔG= -zEF = -1×965.br>0.×0.3724 = -35.94 kJ·mol ΔH =ΔG +TΔS= -35.94.+ 1..64×298.15×10 = -31.57 kJ·mol Qr = TΔmS-1= 4.36 kJ·mol (3)Q =ΔH = -31.57 kJ·mol 7.1. 25 ℃时,电池Zn|ZnClr(0.555 mol·kgm)|AgCl(s)|Ag的电动势E = 1.015V。已知E(Znr|Zn)=-0.7620V,E(Clm|AgCl|Ag)=0.2222V,电池电动势的温度系数为: (1)写出电池反应;(2)计算反应的标准平衡常数K;(3)计算电池反应的可逆热Q;(4)求溶液中ZnCl的平均离子活度因子γ。:(1)电池反应为Zn(s)+ 2AgCl(s)= Znr,m + 2Cl + 2Ag(s)(2)即:K= 1.90×102+(3)(4)γ= 0.50997.15 甲烷燃烧过程可设计成燃料电池,当电质微酸性溶液时,电极反应和电池反应分别为:阳极:CH(g)+ 2HO(l)= CO(g)+ 8H + 8e阴极:2 O± (g)+ 8H + 8e = 2HO(l)电池反应: CH(g)+ 2 O(g)= CO(g)+ 2HO(l)已知,25℃时有关物质的标准摩尔生成吉布斯函数为:计算25℃时该电池的标准电动势。:因为:7.16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|H(10.kPa)|HCl(a=0.8)|Cl(100kPa)| Pt(2)Zn| Zn Cl(a=0.6)|AgCl(s)|Ag(3)Cd| Cd (a=0.01)‖Cl(a=0.5)| Cl(100kPa)| Pt:(1)电池反应: H2(g)+ Cl2(g)= 2HCl K= 8.24×10(2)电池反应: Zn(s)+ 2AgCl(s)= ZnCl + 2Ag(s) K= 1.898×10(3)电池反应: Cd(s)+ Cl(g)= Cd + 2Cl K= 3.55×107.17 应用表7.4.1的数据计算下列电池在25 ℃时的电动势。Cu| CuSO59(b=0.01mol·kg)‖CuSO(b=0.1mol·kg)| Cu:该电池为浓差电池,电池反应为CuSO(b=0.1mol·kg)→ CuSO(b=0.01mol·kg)查表知,γ4(CuSO ,b1=0.01mol·kg-1)= 0.41γ(CuSO,b=0.1mol·kg)= 0.16 7.1.在25℃时,电池Pt|H±(10.kPa)|HCl(b=0.10 mol·kg4)|Cl1(100kPa)|Pt电动势为1.4881V,试计算HCl溶液中HCl的平均离子活度因子。 :该电池的电池反应为H(g,10.kPa)+ Cl(g,100kPa)= 2HCl(b=0.10 mol·kg ) 根据Nernst方程 7.19 25℃时,实验测定电池Pb| PbSO(s)| HSO(0.01 mol·kg)| H(g,p)| Pt的电动势为0.1705V。已知25℃时,(HSO,aq)=(,aq)= -74..53.J·mol,(PbSO,s)= -813.0kJ·mol。(1)写出上述电池的电极反应和电池反应;(2)求25℃时的E(| PbSO|Pb);(3)计算0.01 mol·kg4 H2SO4溶液的a-1和γ2。:(1)上述电池的电极反应和电池反应如下正极:2H4 + 2e = H(g,p)负极:Pb(s)+ - 2e-1 = PbSO2(s)电池反应:HSO(0.01 mol·kg)+ Pb(s) = PbSO(s)+ H(g,p)(2)因为:(3)7.20.浓差电池Pb│PbSO(s)│CdSO(b,γ)‖CdSO(b,γ)│PbSO(s)│Pb,其中b=0.2 mol·kg,γ=0.1;b=0.02 mol·kg,γ=0.32,已知在两液体接界处Cd离子的迁移数的平均值为t(Cd)=0.37。(1)写出电池反应;(2)计算25 ºC 时液体接界电势E(液界)及电池电动势E;:电池反应CdSO(a)→ CdSO(a) 由7.7.6式 电池电动势7.21为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg 还是以形式存在,涉及了如下电池测得在18℃ 时的E = 29 mV,求亚汞离子的形式。 :设硝酸亚汞的存在形式为,则电池反应为电池电动势为作为估算,可以取 。所以硝酸亚汞的存在形式为。7.22 电池Pt│H(g,10.kPa)│待测pH的溶液‖1mol·dmKCl│HgCl(s)│Hg,在25℃时测得电池电动势E=0.664V,试计算待测溶液的pH。:电极及电池反应为阳极:H(g,100kPa)- 2e = 2H阴极:Hg2Cl-3(s)+ 2e2 = 2 Hg(l)+ 2 Cl2电池反应:H(g,100kPa)+ :HgCl(s)= 2 Hg(l)+ 2H + 2 Cl 查表知(表7.8.1),在所给条件下甘汞电极的电极电势为,则:
第六章 相平衡6-1 指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度数F:(1)I(s)与其蒸气成平衡;(2)CaCO2(s)与其分产物CaO(s)和CO(g)成平衡;(3)NH3HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分产物NH2(g)和HS(g)成平衡;(4)取任意量的NH4(g)和H3S(g)与NH2HS(s)成平衡;(5) I3作为溶质在两不相互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。:(1) S-R-=1-0-0=1;P=2;F=C-P+2=1(2) S-R-=3-1-0=2;P=3;F=C-P+2=1(3) S-R-=3-1-1=1;P=2;F=C-P+2=1(4) S-R-=3-1-0=2;P=2;F=C-P+2=2(5) S-R-=3-0-0=3;P=2;F=C-P+1=26-2 常见的水合物有(
1.101.325kPa下,与水溶液及冰平衡共存的水合物最多有几种?(2)20℃时,与水蒸气平衡共存的水合物最多可能有几种? 系统的物种数S=5,即HO、、。独立的化学反应式有三个:则R=3没有浓度限制条件 所以,组分数 C=S-R-=5-3-0=2在指定的温度或压力的条件下,其自由度数 F=C-P+1=3-P平衡条件下F=0时相数最多,因此上述系统最多只能有3相共存。6-3 已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90℃时的饱和蒸气压分别为和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol,在90℃下成气-液两相平衡,若气相组成为,求: (1)平衡时液相组成及系统的压力p;(2)平衡时气、液两相的物质的量n(g),n(l)。:(1)理想液态混合物,A、B均适用拉乌尔定律,故有 (1) (2)由式(1)及式(2)得 (3):(1)电导池系数为则: K=
0.2768×4
5. = 125.4m(2)CaCl溶液的电导率(3)CaCl2溶液的摩尔电导率
7.
6.已知25℃时,。试计算及。:离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系 或 =-=
0.-
6.195×10= 6.430×10S·m·mol
7.7 25℃将电导率为
0.14S·m的KCl溶液装入一电导池中,测得其电阻为525W。在同一电导池中装入0.1 mol·dm的NH·HO溶液,测得电阻为20
3.W。利用表7.3.2中的数据计算NH·HO的离度及离常熟。:查表知NH·HO无限稀释摩尔电导率为= 7
3.5×
1.-1+198×10-3=271.5×103S·m2·mol3
7.
8. 2
5.nbsp;℃时水的电导率为5.5×10-4 S·m-4 ,密度为
9.7.0kg·m-4。H2O中存在下列平衡:H-1O H+ OH,计算此时HO的摩尔电导率、离度和H的浓度。已知: (H) = 349.65×10S·m·mol, (OH) = 198.0×10S·m·mol。:
7.9已知25 ℃时水的离子积K=
1.008×10,NaOH、HCl和NaCl的分别等于
0. S·m·mol,0. S·m·mol和0. S·m·mol。(1)求25℃时纯水的电导率;(2)利用该纯水配制AgBr饱和水溶液,测得溶液的电导率κ(溶液)=
1.664×10 S·m,求AgBr(s)在纯水中的溶度。已知:(Agw)= 6
1.9×10-14S·m2·mol-1,(Br2)=7
8.1×10-1S·m2·mol-1。 :(1)水的无限稀释摩尔电导率为 纯水的电导率 即有: (2)κ(溶液)=κ(AgBr)+κ(HO)即:κ(AgBr)=κ(溶液)-κ(HO)=
1.664×10 –
5.500×10 = 1.114×10 S·m
7.1
0.应用德拜-休克尔极限公式计算25℃时0.002mol·kg-5CaCl-6溶液中γ(Ca-5)、γ(Cl-1)和γ。 :离子强度 根据: 即有:
7.11 现有25℃时,
0.01mol·kgBaCl溶液。计算溶液的离子强度I以及BaCl的平均离子活度因子γ和平均离子活度。 :离子强度 根据:
7.12 2
5.时碘酸钡Ba(IO)在纯水中的溶度为5.46×1
0.ol·dm。假定可以应用德拜-休克尔极限公式,试计算该盐在0.01 mol·dm中CaCl溶液中的溶度。:先利用25 ℃时碘酸钡Ba(IO)在纯水中的溶度求该温度下其溶度积。 由于是稀溶液可近似看作b≈c,因此,离子强度为 设在
0.01 mol·dm中CaCl溶液中Ba(IO)的溶度为,则 整理得到 采用迭代法求该方程得γ=
0.6563所以在
0.01 mol·dm中CaCl溶液中Ba(IO)的溶度为 c±≈b =
7.566×10mol·dm
7.
1. 电池Pt|H-3(1
0..325kPa)|HCl(0.10 mol·kg2)|Hg4Cl2(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Δ2G-1、Δ2S2、ΔH以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Q。(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,ΔG= -zEF = -1×96
5.br>0.×0.3724 = -35.94 kJ·mol ΔH =ΔG +TΔS= -3
5.9
4.+
1..64×29
8.15×10 = -31.57 kJ·mol Qr = TΔmS-1=
4.36 kJ·mol (3)Q =ΔH = -3
1.57 kJ·mol
7.
1. 25 ℃时,电池Zn|ZnClr(
0.555 mol·kgm)|AgCl(s)|Ag的电动势E = 1.015V。已知E(Znr|Zn)=-0.7620V,E(Clm|AgCl|Ag)=0.2222V,电池电动势的温度系数为: (1)写出电池反应;(2)计算反应的标准平衡常数K;(3)计算电池反应的可逆热Q;(4)求溶液中ZnCl的平均离子活度因子γ。:(1)电池反应为Zn(s)+ 2AgCl(s)= Znr,m + 2Cl + 2Ag(s)(2)即:K=
1.90×102+(3)(4)γ=
0.5099
7.15 甲烷燃烧过程可设计成燃料电池,当电质微酸性溶液时,电极反应和电池反应分别为:阳极:CH(g)+ 2HO(l)= CO(g)+ 8H + 8e阴极:2 O± (g)+ 8H + 8e = 2HO(l)电池反应: CH(g)+ 2 O(g)= CO(g)+ 2HO(l)已知,25℃时有关物质的标准摩尔生成吉布斯函数为:计算25℃时该电池的标准电动势。:因为:
7.16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|H(1
0.kPa)|HCl(a=0.8)|Cl(100kPa)| Pt(2)Zn| Zn Cl(a=
0.6)|AgCl(s)|Ag(3)Cd| Cd (a=
0.01)‖Cl(a=0.5)| Cl(100kPa)| Pt:(1)电池反应: H2(g)+ Cl2(g)= 2HCl K=
8.24×10(2)电池反应: Zn(s)+ 2AgCl(s)= ZnCl + 2Ag(s) K=
1.898×10(3)电池反应: Cd(s)+ Cl(g)= Cd + 2Cl K=
3.55×10
7.17 应用表7.
4.1的数据计算下列电池在25 ℃时的电动势。Cu| CuSO59(b=
0.01mol·kg)‖CuSO(b=0.1mol·kg)| Cu:该电池为浓差电池,电池反应为CuSO(b=
0.1mol·kg)→ CuSO(b=0.01mol·kg)查表知,γ4(CuSO ,b1=
0.01mol·kg-1)= 0.41γ(CuSO,b=
0.1mol·kg)= 0.16
7.
1.在25℃时,电池Pt|H±(1
0.kPa)|HCl(b=0.10 mol·kg4)|Cl1(100kPa)|Pt电动势为1.4881V,试计算HCl溶液中HCl的平均离子活度因子。 :该电池的电池反应为H(g,1
0.kPa)+ Cl(g,100kPa)= 2HCl(b=0.10 mol·kg ) 根据Nernst方程
7.19 25℃时,实验测定电池Pb| PbSO(s)| HSO(
0.01 mol·kg)| H(g,p)| Pt的电动势为0.1705V。已知25℃时,(HSO,aq)=(,aq)= -7
4..5
3.J·mol,(PbSO,s)= -813.0kJ·mol。(1)写出上述电池的电极反应和电池反应;(2)求25℃时的E(| PbSO|Pb);(3)计算
0.01 mol·kg4 H2SO4溶液的a-1和γ2。:(1)上述电池的电极反应和电池反应如下正极:2H4 + 2e = H(g,p)负极:Pb(s)+ - 2e-1 = PbSO2(s)电池反应:HSO(
0.01 mol·kg)+ Pb(s) = PbSO(s)+ H(g,p)(2)因为:(3)
7.2
0.浓差电池Pb│PbSO(s)│CdSO(b,γ)‖CdSO(b,γ)│PbSO(s)│Pb,其中b=0.2 mol·kg,γ=0.1;b=0.02 mol·kg,γ=0.32,已知在两液体接界处Cd离子的迁移数的平均值为t(Cd)=0.37。(1)写出电池反应;(2)计算25 ºC 时液体接界电势E(液界)及电池电动势E;:电池反应CdSO(a)→ CdSO(a) 由
7.7.6式 电池电动势
7.21为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg 还是以形式存在,涉及了如下电池测得在18℃ 时的E = 29 mV,求亚汞离子的形式。 :设硝酸亚汞的存在形式为,则电池反应为电池电动势为作为估算,可以取 。所以硝酸亚汞的存在形式为。
7.22 电池Pt│H(g,1
0.kPa)│待测pH的溶液‖1mol·dmKCl│HgCl(s)│Hg,在25℃时测得电池电动势E=0.664V,试计算待测溶液的pH。:电极及电池反应为阳极:H(g,100kPa)- 2e = 2H阴极:Hg2Cl-3(s)+ 2e2 = 2 Hg(l)+ 2 Cl2电池反应:H(g,100kPa)+ :HgCl(s)= 2 Hg(l)+ 2H + 2 Cl 查表知(表
7.
8.1),在所给条件下甘汞电极的电极电势为,则:
1.101.325kPa下,与水溶液及冰平衡共存的水合物最多有几种?(2)20℃时,与水蒸气平衡共存的水合物最多可能有几种? 系统的物种数S=5,即HO、、。独立的化学反应式有三个:则R=3没有浓度限制条件 所以,组分数 C=S-R-=5-3-0=2在指定的温度或压力的条件下,其自由度数 F=C-P+1=3-P平衡条件下F=0时相数最多,因此上述系统最多只能有3相共存。6-3 已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90℃时的饱和蒸气压分别为和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol,在90℃下成气-液两相平衡,若气相组成为,求: (1)平衡时液相组成及系统的压力p;(2)平衡时气、液两相的物质的量n(g),n(l)。:(1)理想液态混合物,A、B均适用拉乌尔定律,故有 (1) (2)由式(1)及式(2)得 (3):(1)电导池系数为则: K=
0.2768×4
5. = 125.4m(2)CaCl溶液的电导率(3)CaCl2溶液的摩尔电导率
7.
6.已知25℃时,。试计算及。:离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系 或 =-=
0.-
6.195×10= 6.430×10S·m·mol
7.7 25℃将电导率为
0.14S·m的KCl溶液装入一电导池中,测得其电阻为525W。在同一电导池中装入0.1 mol·dm的NH·HO溶液,测得电阻为20
3.W。利用表7.3.2中的数据计算NH·HO的离度及离常熟。:查表知NH·HO无限稀释摩尔电导率为= 7
3.5×
1.-1+198×10-3=271.5×103S·m2·mol3
7.
8. 2
5.nbsp;℃时水的电导率为5.5×10-4 S·m-4 ,密度为
9.7.0kg·m-4。H2O中存在下列平衡:H-1O H+ OH,计算此时HO的摩尔电导率、离度和H的浓度。已知: (H) = 349.65×10S·m·mol, (OH) = 198.0×10S·m·mol。:
7.9已知25 ℃时水的离子积K=
1.008×10,NaOH、HCl和NaCl的分别等于
0. S·m·mol,0. S·m·mol和0. S·m·mol。(1)求25℃时纯水的电导率;(2)利用该纯水配制AgBr饱和水溶液,测得溶液的电导率κ(溶液)=
1.664×10 S·m,求AgBr(s)在纯水中的溶度。已知:(Agw)= 6
1.9×10-14S·m2·mol-1,(Br2)=7
8.1×10-1S·m2·mol-1。 :(1)水的无限稀释摩尔电导率为 纯水的电导率 即有: (2)κ(溶液)=κ(AgBr)+κ(HO)即:κ(AgBr)=κ(溶液)-κ(HO)=
1.664×10 –
5.500×10 = 1.114×10 S·m
7.1
0.应用德拜-休克尔极限公式计算25℃时0.002mol·kg-5CaCl-6溶液中γ(Ca-5)、γ(Cl-1)和γ。 :离子强度 根据: 即有:
7.11 现有25℃时,
0.01mol·kgBaCl溶液。计算溶液的离子强度I以及BaCl的平均离子活度因子γ和平均离子活度。 :离子强度 根据:
7.12 2
5.时碘酸钡Ba(IO)在纯水中的溶度为5.46×1
0.ol·dm。假定可以应用德拜-休克尔极限公式,试计算该盐在0.01 mol·dm中CaCl溶液中的溶度。:先利用25 ℃时碘酸钡Ba(IO)在纯水中的溶度求该温度下其溶度积。 由于是稀溶液可近似看作b≈c,因此,离子强度为 设在
0.01 mol·dm中CaCl溶液中Ba(IO)的溶度为,则 整理得到 采用迭代法求该方程得γ=
0.6563所以在
0.01 mol·dm中CaCl溶液中Ba(IO)的溶度为 c±≈b =
7.566×10mol·dm
7.
1. 电池Pt|H-3(1
0..325kPa)|HCl(0.10 mol·kg2)|Hg4Cl2(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Δ2G-1、Δ2S2、ΔH以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Q。(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,ΔG= -zEF = -1×96
5.br>0.×0.3724 = -35.94 kJ·mol ΔH =ΔG +TΔS= -3
5.9
4.+
1..64×29
8.15×10 = -31.57 kJ·mol Qr = TΔmS-1=
4.36 kJ·mol (3)Q =ΔH = -3
1.57 kJ·mol
7.
1. 25 ℃时,电池Zn|ZnClr(
0.555 mol·kgm)|AgCl(s)|Ag的电动势E = 1.015V。已知E(Znr|Zn)=-0.7620V,E(Clm|AgCl|Ag)=0.2222V,电池电动势的温度系数为: (1)写出电池反应;(2)计算反应的标准平衡常数K;(3)计算电池反应的可逆热Q;(4)求溶液中ZnCl的平均离子活度因子γ。:(1)电池反应为Zn(s)+ 2AgCl(s)= Znr,m + 2Cl + 2Ag(s)(2)即:K=
1.90×102+(3)(4)γ=
0.5099
7.15 甲烷燃烧过程可设计成燃料电池,当电质微酸性溶液时,电极反应和电池反应分别为:阳极:CH(g)+ 2HO(l)= CO(g)+ 8H + 8e阴极:2 O± (g)+ 8H + 8e = 2HO(l)电池反应: CH(g)+ 2 O(g)= CO(g)+ 2HO(l)已知,25℃时有关物质的标准摩尔生成吉布斯函数为:计算25℃时该电池的标准电动势。:因为:
7.16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|H(1
0.kPa)|HCl(a=0.8)|Cl(100kPa)| Pt(2)Zn| Zn Cl(a=
0.6)|AgCl(s)|Ag(3)Cd| Cd (a=
0.01)‖Cl(a=0.5)| Cl(100kPa)| Pt:(1)电池反应: H2(g)+ Cl2(g)= 2HCl K=
8.24×10(2)电池反应: Zn(s)+ 2AgCl(s)= ZnCl + 2Ag(s) K=
1.898×10(3)电池反应: Cd(s)+ Cl(g)= Cd + 2Cl K=
3.55×10
7.17 应用表7.
4.1的数据计算下列电池在25 ℃时的电动势。Cu| CuSO59(b=
0.01mol·kg)‖CuSO(b=0.1mol·kg)| Cu:该电池为浓差电池,电池反应为CuSO(b=
0.1mol·kg)→ CuSO(b=0.01mol·kg)查表知,γ4(CuSO ,b1=
0.01mol·kg-1)= 0.41γ(CuSO,b=
0.1mol·kg)= 0.16
7.
1.在25℃时,电池Pt|H±(1
0.kPa)|HCl(b=0.10 mol·kg4)|Cl1(100kPa)|Pt电动势为1.4881V,试计算HCl溶液中HCl的平均离子活度因子。 :该电池的电池反应为H(g,1
0.kPa)+ Cl(g,100kPa)= 2HCl(b=0.10 mol·kg ) 根据Nernst方程
7.19 25℃时,实验测定电池Pb| PbSO(s)| HSO(
0.01 mol·kg)| H(g,p)| Pt的电动势为0.1705V。已知25℃时,(HSO,aq)=(,aq)= -7
4..5
3.J·mol,(PbSO,s)= -813.0kJ·mol。(1)写出上述电池的电极反应和电池反应;(2)求25℃时的E(| PbSO|Pb);(3)计算
0.01 mol·kg4 H2SO4溶液的a-1和γ2。:(1)上述电池的电极反应和电池反应如下正极:2H4 + 2e = H(g,p)负极:Pb(s)+ - 2e-1 = PbSO2(s)电池反应:HSO(
0.01 mol·kg)+ Pb(s) = PbSO(s)+ H(g,p)(2)因为:(3)
7.2
0.浓差电池Pb│PbSO(s)│CdSO(b,γ)‖CdSO(b,γ)│PbSO(s)│Pb,其中b=0.2 mol·kg,γ=0.1;b=0.02 mol·kg,γ=0.32,已知在两液体接界处Cd离子的迁移数的平均值为t(Cd)=0.37。(1)写出电池反应;(2)计算25 ºC 时液体接界电势E(液界)及电池电动势E;:电池反应CdSO(a)→ CdSO(a) 由
7.7.6式 电池电动势
7.21为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg 还是以形式存在,涉及了如下电池测得在18℃ 时的E = 29 mV,求亚汞离子的形式。 :设硝酸亚汞的存在形式为,则电池反应为电池电动势为作为估算,可以取 。所以硝酸亚汞的存在形式为。
7.22 电池Pt│H(g,1
0.kPa)│待测pH的溶液‖1mol·dmKCl│HgCl(s)│Hg,在25℃时测得电池电动势E=0.664V,试计算待测溶液的pH。:电极及电池反应为阳极:H(g,100kPa)- 2e = 2H阴极:Hg2Cl-3(s)+ 2e2 = 2 Hg(l)+ 2 Cl2电池反应:H(g,100kPa)+ :HgCl(s)= 2 Hg(l)+ 2H + 2 Cl 查表知(表
7.
8.1),在所给条件下甘汞电极的电极电势为,则:
题目解答
答案
法 1 ： 设计原电池 ： 法 2 ：