物理化学下册例题物理化学.ppt
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1、7-1 在Hittorf 迁移管中,用Ag电极电解AgNO3水溶液,电解前,溶液中每 1kg 水中含 43.50mmol AgNO3。实验后,串联在电路中的银库仑计上有0.723mmolAg析出。据分析知,通电后阳极区含 23.14g 水和 1.390mmol AgNO3。试求Ag+和NO3-的离子迁移数。,解,1、n=0.723mmol,2、求n+:,3、求t+:,4、求t-:,7-2 某电导池先后充以0.001 moldm3 HCl,0.001 mol dm3 NaCl,0.001 mol dm3NaNO3三种溶液,分别测得电阻为468,1580和1650。已知NaNO3溶液的摩尔电导率为
2、121104 S m2 mol1,如不考虑摩尔电导率随浓度的变化,试计算:(1)0.001 mol dm3 NaNO3溶液的电导率;(2)电导池常数;(3)此电导池充以0.001 mol dm3 HNO3溶液时的电阻R及HNO3溶液的摩尔电导率。,(3)(HCl)=(19.965/468)S m1=0.04266 S m1(NaCl)=(19.965/1580)S m1=0.01264 Sm1(HNO3)=(HCl)(NaCl)+(NaNO3)=0.04212 S m1 R(HNO3)=19.965m1=474 m(HNO3)=(HNO3)/c=0.04212 S m2 mol1,解:(1)(
3、NaNO3)=m(NaNO3)c=121104 S m1,(2)K(l/A)=m c R=121104 1.0001650 m1=19.965 m1,7-3 25时,质量摩尔浓度b=0.20 molkg1的K4Fe(CN)6水溶液正、负离子的平均活度因子(系数)=0.099,试求此水溶液中正负离子的平均活度 a及K4Fe(CN)6的电解质活度aB。,解:,7-4 在25时,已知Ba(OH)2,BaCl2,NH4Cl溶液无限稀释摩尔电导率分别为 512.88104Sm2 mol1,277.99104S m2 mol1,149.75104 S m2 mol1,试计算25时NH3H2O溶液的无限稀释
4、摩尔电导率。,解:,7-5 电池Zn(s)|ZnCl2(0.05 molkg1)|AgCl(s)|Ag(S)其电动势与温度的关系为EMF/V=1.0154.92104(T/K298)。(1)写出上述电池的电极反应和电池反应;(2)计算298K下,电池反应的rG m,rSm,rHm,Qr。,解:(1)负极:Zn(s)Zn2+2e 正极:2 AgCl(s)+2e2 Ag(s)+2Cl 电池反应:Zn(s)+2 AgCl(s)2 Ag(s)+ZnCl2(aq),rHm=rG m+TrSm=224.24 kJmol1,(2)rG m=-zFEMF=2964851.0154.92104(298298)J
5、mol1=195.9 kJmol1,Qr=TrSm=(298.1594.94)Jmol1=28.306 kJmol1,7-6 25时,电池 Pt|H2(p)|HCl(0.1molkg-1)|AgCl,Ag 的电动势为0.3522V,(1)求反应H2(g)+2AgCl(s)=2Ag+2H+2Cl-,在25的标准平衡常数。(已知0.1molkg-1 HCl的=0.798);(2)求金属银在1molkg-1 HCl溶液中产生H2的平衡压力。(已知25时1molkg-1 HCl的=0.809)。,解:(1),K=3.28107,(2)K=a2(H+)a2(Cl)/(p/p)=()4/p(H2)/p 即
6、 3.28107=(10.809)4/p(H2)/p p(H2)=1.32106 kPa,0.3522V=0.05916lg(0.10.798)2V,7-7 在25时,将0.1moldm3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pH=?(2)当被测溶液的pH大于何值时,醌氢醌电解为负极?(3)当被测溶液的pH 小于何值时,醌氢醌电极为正极?已知25时,0.1moldm3甘汞电极的电极电动势E(甘汞)=0.3337 V,E(H+,醌氢醌|Pt)=0.6995 V。,解:Hg(l),Hg2Cl2(s)|KCl(0.1 moldm3)|H(pH=?)|QH2Q|Pt E
7、(H+,醌氢醌|Pt)=E(H+,醌氢醌|Pt)0.05916 V pH EMF=E(H+,醌氢醌|Pt)E(甘汞)=(0.69950.05916 pH0.3337)V=(0.3660.05916 pH)V,(1)当EMF=0V 时,(0.3660.05916 pH)V=0 V pH=6.2,(2)当EMF 0 V时,醌氢醌电极为负,即(0.3660.05916 pH)V 0 pH,即pH 6.2(3)当E MF 0 V时,醌氢醌电极为正,此时pH 6.2。,9-1:由光谱数据得出 NO 气体的振动频率=5.602 1013 s-1。试求 300K 时 NO 的 与 之比。,解:由,对于振动能
8、级有:,所以:,由一维谐振子的能级公式,9-2 1 mol O2处于25、101325 Pa下,试计算O2分子的平动配分函数。(已知O2的摩尔质量为3200 gmol-1,k=1.381 10-23 JK-1,h=6.626 10-34 Js。),解:,9-3 计算N2分子在300K时的转动配分函数。(已知N2分子的转动惯量为1.3910-46 kgm2,h=6.62610-34Js,k=1.38110-23J K-1。),解:,解:,解:,9-6 已知 CO 气体分子的 r=2.77 K,v=3070 K,试求 101.325 kPa及 400 K 条件下气体的CV,m值,并与实验值 CV,
9、m,实=(18.223+7.683110-3 T/K班1.172 10-6 T 2/K2)J mol-1 K-1 进行比较。,解:T=400 K 时,CO的平动能级充分开放,所以 CV,t=3R/2 r/T=2.77/400=6.925 10-3 T,所以振动运动对摩尔热容的贡献要具体计算。由(9.7.6),有:,因此 CO 在 400 K 时由统计热力学计算的摩尔定容热容为:,而将 T=400 K 代入CV,m,实计算式,得到:,由统计热力学计算值与实验值之间的相对误差为:,9-7 杜隆-珀替定律指出,恒压下Pb、Al等原子晶体的摩尔热容 Cp,m 3R。试由统计热力学观点分析此结论适用的条
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