天津大学物理化学第五版(下)答案(完整版

第七章电化学余训爽第1页共6页创建时间：错误!未指定书签。第七章电化学7.5已知25℃时0.02mol·dm-3KCl溶液的电导率为0.2768S·m-1。一电导池中充以此溶液，在25℃时测得其电阻为453W。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555mol·dm-3的CaCl2溶液，测得电阻为1050W。计算（1）电导池系数；（2）CaCl2溶液的电导率；（3）CaCl2溶液的摩尔电导率。解：（1）电导池系数为cellcellcellKKGKRR即则：Kcell=0.2768×453=125.4m-1（2）CaCl2溶液的电导率1cell125.40.1994Sm1050KR（3）CaCl2溶液的摩尔电导率21m30.1194110.9830.02388Smmol0.55510c7.725℃将电导率为0.14S·m-1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0.1mol·dm-3的NH3·H2O溶液，测得电阻为2030W。利用表7.3.2中的数据计算NH3·H2O的解离度及解离常熟K。解：查表知NH3·H2O无限稀释摩尔电导率为m32m4mNHHONHOH=73.5×10-4+198×10-4=271.5×10-4S·m2·mol-1m3232m3232m32cell3232m323232m324NHHONHHONHHONHHONHHONHHO(KCl(KClNHHONHHONHHONHHONHHO0.1415250.110002030271.5100.01344acKGRccR））第七章电化学余训爽第2页共6页创建时间：错误!未指定书签。2225430.013440.11.83410110.013NHOHNHHO441Kcccccacacc7.13电池Pt|H2（101.325kPa）|HCl（0.10mol·kg-1）|Hg2Cl2（s）|Hg电动势E与温度T的关系为：236=0.0694+1.88110-2.910VKKETT（1）写出电池反应；（2）计算25℃时该反应的ΔrGm、ΔrSm、ΔrHm以及电池恒温可逆放电F时该反应过程的Qr。（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。解：（1）电池反应为22211Hg+HgCls=Hgl+HClaq22（2）25℃时236=0.0694+1.88110298.15-2.910298.15=0.3724VE3641=1.88110-22.910298.151.51710VKpdEdT因此，ΔrGm=-zEF=-1×96500×0.3724=-35.94kJ·mol-14-11r1965001.5171014.64JmolKpdESzFdTΔrHm=ΔrGm+TΔrSm=-35.94+14.64×298.15×10-3=-31.57kJ·mol-1Qr,m=TΔrSm=4.36kJ·mol-1（3）Qp,m=ΔrHm=-31.57kJ·mol-17.24将下列反应设计成原电池，并应用表7.7.的数据计算25时电池反应的rmG和K。（1）2Ag++H2（g）=2Ag+2H+（2）Cd+Cu2+=Cd2++Cu（3）Sn2++Pb2+=Sn4++Pb第七章电化学余训爽第3页共6页创建时间：错误!未指定书签。（4）2Cu+=Cu2++Cu解：（1）Pt│H2（g，100kPa）│H+（a=1）‖Ag+（a=1）│AgE（1）=E（右）-E（左）=0.7994V1rm11=20.799496500154.28kJmolGzEFrm27120.7994965001exp()exp1.07108.314298.15GKRT（2）Cd│Cd2+（a=1）│Cu2+（a=1）│Cu同理可求：E（2）=E（右）-E（左）=0.3417-（-0.4032）=0.7449V1rm22=20.744996500143.76kJmolGzEFrm25220.7449965002exp()exp1.54108.314298.15GKRT（3）Pt│Sn2+（a=1），Sn4+（a=1）│Pb2+（a=1）│Pb同理可求：E（3）=E（右）-E（左）=-0.1264–0.151=-0.2774V1rm33=2-0.27719650053.54kJmolGzEFrm-1032-0.2774965003exp()exp4.17108.314298.15GKRT（4）Pt│Cu+（a=1），Cu2+（a=1）│Cu+（a=1）│Cu同理可求：E（4）=E（右）-E（左）=0.521–0.153=0.368V1rm44=20.36896500-35.51kJmolGzEFrm6420.368965004exp()exp1.67108.314298.15GKRT第十二章胶体化学余训爽第4页共6页创建时间：错误!未指定书签。第十一章化学动力学11.3某一级反应，反应进行10min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需多少时间？解：根据一级反应速率方程的积分式1ln1-ktx当t=10min时：-2-1111ln10=ln=3.5710min1-30%101-30%kk，即有：当x=50%时：-21ln3.5710=19.4min1-50%tt，即有：11.22某溶液中反应A+B→C，开始时反应物A与B的物质的量相等，没有产物C。1h后A的转化率为75%，问2h后A尚有多少未反应？假设：（1）对A为一级，对B为零级；（2）对A、B皆为1级。解：（1）对A为一级，对B为零级，则该反应为一级反应，即有：111ln=ln1-1-ktkxtx，即有当t=1h，x=75%时：11111=lnln1.386h1-11-75%ktx当t=2h时：1ln1.38626.25%1-xx，1-（2）对A、B皆为1级，，则该反应为二级反应，即有：A0A01=1-1-xxkctkxctx，，，即有当t=1h，x=75%时：3-1-1A0A0A01175%3===dmmolh1-1-75%xkctxcc，，，当t=2h时：A0A036121-14.3%1-77xcxxxc，，，即，那么第十二章胶体化学余训爽第5页共6页创建时间：错误!未指定书签。11.2565℃时N2O5（g）气相分解的速率常数为k1=0.292min-1，活化能为=103.3kJ·mol-1，求80℃时的k2及t1/2。解：根据阿伦尼乌斯方程211211lnaEkkRTT211211expaEkkRTT所以3-12103.310110.292exp=1.39min8.314338.15353.15k根据反应速率常数的量纲可知该反应为一级反应，即有1/2ln2ln20.499min1.39tk11.46气相反应H2+Cl2→2HCl的机理为12342222Cl+M2Cl+MClHHCl+HHClHCl+Cl2ClMCl+Mkkkk试证：2Cl21/21/2HC12H4d2dckkcctk证：应用稳态近似法22HCl2ClH3HClddckcckcct222Cl2Cl1ClM2ClH3HCl4Md220dckcckcckcckcct22H2ClH3HCld0dckcckcct解得：Cl2Cl221/21/21/2/2121ClHH434==kkkccccckkk，代入得：第十二章胶体化学余训爽第6页共6页创建时间：错误!未指定书签。Cl22Cl2221/21/21/2/2HC1212H3HCl434ddckkkkcckccctkkk则：2Cl21/21/2HC12H4d2dckkcctk11.49反应H2+I2→2HI的机理为123-12a1-12a22a3I+M2I+M=150.6kJmol2IH2HI=20.9kJmol2IMI+M=0kkkEEE，，，（1）推到该反应的速率方程；（2）计算反映的表观活化能。解：（1）应用稳态近似法I22HI2Hd2dckcct2I2I22I1IM2H3Md2220dckcckcckcct2I21IM22H3Mkccckckc2222221IM12IHMHI2H2H3M2H3M2d2dkcckkcccckctkckckckc因为：2H3Ma230=Ekckc，，即所以：22HI12IH3d2dckkcctk（2）根据速率方程22HI12IH3d2dckkcctk可知-1aa,1a,2a,3=150+20.9+0=174.5kJmolEEEE