物理化学下册例题物理化学.ppt

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1、7-1 在在Hittorf 迁移管中，用迁移管中，用Ag电极电解电极电解AgNO3水溶液，电解前，水溶液，电解前，溶液中每溶液中每 1kg 水中含水中含 43.50mmol AgNO3。实验后，串联在电路中。实验后，串联在电路中的银库仑计上有的银库仑计上有0.723mmolAg析出。据分析知，通电后阳极区含析出。据分析知，通电后阳极区含 23.14g 水和水和 1.390mmol AgNO3。试求。试求Ag+和和NO3-的离子迁移数。的离子迁移数。1、n = 0.723mmol2、求、求n+：mmoln 007. 114.23100050.43 前前电解前电解前mmoln 390. 1 后后电

2、解后电解后mmoln 723. 0 反反电解反应电解反应 nmmoln-nnn n-nnn 340. 0后后反反前前迁迁迁迁反反前前后后3、求、求t+：470. 0723. 0340. 0 nnt4、求、求t-：530. 0470. 011 tt AgAge AgeAg阳阳极极：阴阴极极：- 7-2 某电导池先后充以某电导池先后充以0.001 mol dm 3 HCl，0.001 mol dm 3 NaCl，0.001 mol dm 3NaNO3三种溶液，分三种溶液，分别测得电阻为别测得电阻为468，1580和和1650。已知。已知NaNO3溶液溶液的摩尔电导率为的摩尔电导率为12110 4

3、S m2 mol 1，如不考虑摩尔，如不考虑摩尔电导率随浓度的变化，试计算：电导率随浓度的变化，试计算： （1）0.001 mol dm 3 NaNO3溶液的电导率；溶液的电导率； （2） 电导池常数；电导池常数； （3）此电导池充以）此电导池充以0.001 mol dm 3 HNO3溶液时的电溶液时的电阻阻R及及HNO3溶液的摩尔电导率。溶液的摩尔电导率。 （3）(HCl) =（19.965 / 468）S m 1= 0.04266 S m 1 (NaCl) =（19.965 / 1580）S m 1 =0.01264 Sm 1 (HNO3 )=(HCl)(NaCl) +(NaNO3) =

4、0.04212 S m 1 R(HNO3) = 19.965m 1 = 474 m(HNO3) = (HNO3) / c= 0.04212 S m2 mol 1 3HNO1解：（解：（1）(NaNO3) = m(NaNO3)c =12110 4 S m 1（2）K(l/A) =m c R =12110 4 1.000 1650 m 1= 19.965 m 1 7-3 25时，质量摩尔浓度时，质量摩尔浓度b = 0.20 mol kg 1的的K4Fe(CN)6水溶液正、负离子的平水溶液正、负离子的平均活度因子均活度因子(系数系数)=0.099，试求此水溶液，试求此水溶液中正负离子的平均活度中正负

5、离子的平均活度 a及及K4Fe(CN)6的电的电解质活度解质活度aB。 解：解： 755B5/4 1 -5/41 -541079. 706. 006. 020. 04099. 0/kgmol20. 04kgmol20. 020. 04 aabbab 7-4 在在25时，已知时，已知Ba(OH)2, BaCl2, NH4Cl溶溶液无限稀释摩尔电导率分别为液无限稀释摩尔电导率分别为 512.8810 4S m2 mol 1，277.9910 4S m2 mol 1，149.7510 4 S m2 mol 1，试计算，试计算25时时NH3H2O溶液的无限稀释溶液的无限稀释摩尔电导率摩尔电导率 。m

6、molmS10267.195 molmS1099.2772188.51221149.75 BaCl 21(OH)Ba 21ClNH OHNH 1241242m2m4m23m 解：解： 7-5 电池电池Zn(s) | ZnCl2(0.05 molkg 1) | AgCl(s) | Ag(S) 其电其电动势与温度的关系为动势与温度的关系为EMF/V=1.015 4.9210 4（T/K 298）。）。 （1）写出上述电池的电极反应和电池反应；）写出上述电池的电极反应和电池反应； （2）计算）计算298K下，电池反应的下，电池反应的 rG m ， rSm， rHm，Qr。解：解： （1）负极：）负极

7、：Zn（s）Zn2+2e 正极：正极：2 AgCl（s）+2e 2 Ag（s）+2Cl 电池反应：电池反应：Zn（s）+2 AgCl（s）2 Ag（s）+ZnCl2（aq）pTEMF rSm= zF =964852（4.9210 4） JK 1mol 1 =94.94 JK 1mol 1 rHm= rG m+T rSm=224.24 kJmol 1 （2） rG m=-zFEMF =2964851.0154.9210 4（298298） Jmol 1 =195.9 kJmol 1 Qr= T rSm =（298.1594.94）Jmol 1=28.306 kJmol 1 7-6 25时，电池时

8、，电池 Pt|H2(p )|HCl(0.1mol kg-1)|AgCl,Ag 的的电动势为电动势为0.3522V， （1）求反应）求反应H2(g)+2AgCl(s)=2Ag+2H+2Cl- - ，在，在25的标的标准平衡常数。（已知准平衡常数。（已知0.1mol kg-1 HCl的的 =0.798）；）； （2）求金属银在）求金属银在1mol kg-1 HCl溶液中产生溶液中产生H2的平衡压力。的平衡压力。（已知（已知25时时1mol kg-1 HCl的的 =0.809）。）。 2MF22MFMFlnClHln2bFRTEaaFRTEE解：解： (1) K =3.2810717.30615.2

9、98314. 82223. 0964852lnMFRTFzEK (2) K = a2(H+)a2 (Cl) / ( p / p) = ( )4 / p(H2) / p 即即 3.28107 = (10.809)4 / p(H2) / p p(H2) = 1.3210 6 kPabb 0.3522V= 0.05916lg(0.10.798)2VMFE0.2223VMFE7-7 在在25时，将时，将0.1moldm 3甘汞电极与醌氢醌电极组成电池：甘汞电极与醌氢醌电极组成电池： （1）若测得电池电动势为零，则被测溶液的）若测得电池电动势为零，则被测溶液的pH =？ （2）当被测溶液的）当被测溶液的

10、pH大于何值时，醌氢醌电解为负极？大于何值时，醌氢醌电解为负极？ （3）当被测溶液的）当被测溶液的pH 小于何值时，醌氢醌电极为正极？小于何值时，醌氢醌电极为正极？已知已知25时，时，0.1moldm 3甘汞电极的电极电动势甘汞电极的电极电动势E(甘汞）甘汞）= 0.3337 V，E(H+,醌氢醌醌氢醌|Pt）= 0.6995 V。 解：解： Hg(l), Hg2Cl2(s) | KCl(0.1 moldm 3) | H(pH=？) | QH2Q | Pt E (H+,醌氢醌醌氢醌|Pt）= E (H+,醌氢醌醌氢醌|Pt）0.05916 V pH EMF = E (H+,醌氢醌醌氢醌|Pt）

11、E(甘汞甘汞) = （0.69950.05916 pH0.3337）V = （0.3660.05916 pH）V（1）当）当EMF= 0V 时，（时，（0.3660.05916 pH）V = 0 V pH = = 6.205916. 0366. 0（2）当）当EMF 0 V时，醌氢醌电极为负，即时，醌氢醌电极为负，即 （0.3660.05916 pH）V 0 pH ，即，即pH 6.2 （3）当）当E MF 0 V时，醌氢醌电极为正，此时时，醌氢醌电极为正，此时pH 6.2。 05916. 0366. 09-1：由光谱数据得出：由光谱数据得出 NO 气体的振动频率气体的振动频率 =5.602

12、1013 s-1。试求试求 300K 时时 NO 的的 与与 之比。之比。0vqvq解：由解：由对于振动能级有：对于振动能级有：所以：所以：kT/qqv,0ev0v由一维谐振子的能级公式由一维谐振子的能级公式.21,0,21vvhv 所以所以2/v,0 h，得：，得：kThqq2expv0v 88.24.480exp300KKJ101.3812s105.602sJ106.626exp2exp12311334v0vkThqq9-2 1 mol O2处于处于25、101325 Pa下，试计算下，试计算O2分子的平动分子的平动配分函数。（已知配分函数。（已知O2的摩尔质量为的摩尔质量为32 00 g

13、mol-1，k = 1.381 10-23 JK-1，h = 6.626 10-34 Js。）。）解：解：33m02446. 0m10132515.298314. 81pnRTVkg10314. 5mol10022. 6molkg1000.322612313NMm2/322hmkTVqt3/22623133423025.314 10kg 1.381 10J K298.15K0.02446(6.626 10J s)4.28 10m9-3 计算计算N2分子在分子在300K时的转动配分函数。时的转动配分函数。(已知已知N2分子的转分子的转动惯量为动惯量为1.3910- -46 kgm2，h=6.62

14、610- -34Js，k=1.38110- -23J K- -1。)解：解：22r8hIkTq 246223-13428(1.39 10kg m ) (1.381 10J K ) 300K2 (6.626 10J s)51.8解：解：22r8hIkTq 246223-13428(1.64 10kg m ) (1.381 10J K ) 300K1 (6.626 10J s)122.2解：3412v23(6.626 10) (6.427 10 )K308.4K1.381 10hk9310e-1ee-1eK300K4308-K3002K4308-2-vVv.q.TT9-6 已知已知 CO 气体分子

15、的气体分子的 r= 2.77 K ， v= 3070 K ，试求，试求 101.325 kPa及及 400 K 条件下气体的条件下气体的CV,m值，并与实验值值，并与实验值 CV,m,实实=( 18.223 + 7.6831 10 -3 T/K班班1.172 10 -6 T 2/K2 ) J mol-1 K-1 进行比较。进行比较。解：解：T = 400 K 时，时，CO的平动能级充分开放，所以的平动能级充分开放，所以 CV,t = 3R/2 r/T = 2.77/400 = 6.925 10 -3 1，所以转动能级也可认为开所以转动能级也可认为开放，放， 对双原子分子，对双原子分子，CV,r

16、 =R 。 v/T = 3070/400 = 7.675 既不是既不是 v T ，所以振动运动对摩尔热容的贡献要，所以振动运动对摩尔热容的贡献要具体计算。由具体计算。由( 9.7.6 )，有：，有：RRTRC/T/TV,0.02741ee40030701ee23070/4003070/400222vvvv因此因此 CO 在在 400 K 时由统计热力学计算的摩尔定容热容为：时由统计热力学计算的摩尔定容热容为：11v,r ,t ,m,KmolJ21.0132.52740.0274123RRCCCCVVVV而将而将 T =400 K 代入代入CV,m,实实计算式，得到：计算式，得到：1111263m,KmolJ21.107KmolJ400101.172400107.683118.223实VC由统计热力学计算值与实验值之间的相对误差为由统计热力学计算值与实验值之间的相对误差为:0.455%100%21.10721.10721.0139-7 杜隆杜隆-珀替定律指出，恒压下珀替定律指出，恒压下Pb、Al等原子晶体的摩尔热等原子晶体的摩尔热容容 Cp,m 3R 。试由统计热力学观点分析此结论适用的