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在某电导池中先后充以浓度均为0.001mol·dm-3的HCl,NaCl和NaNO3溶液,分别测得电阻为468Ω,1580Ω和1650Ω。已知NaNO3溶液的摩尔电导率为Λm(NaNO3)=1.21×10-2S·m2·mol-1,设这些都是强电解质,其摩尔电导率不随浓度而变。试计算:(1)浓度为0.001mol·dm-3的NaNO3溶液的电导率;(2)该电导池的常数Kcell;(3)此电导池如充以浓度为0.001mol·dm-3的HNO3溶液时的电阻及该HNO3溶液的摩尔电导率。解:(1)133122,0121.01001.01021.1333mSmmolmolmSckNaNONaNOmNaNO(2分)(2)11297.1916501021.133mmSRkKNaNONaNOCell(2分)(3)11,,,,0422.00126.00121.00427.033mSmSNaClmNaNOmHClmHNOm(2分)110427.046897.19mSmRKkCellHCl(1分)110126.0158097.19mSmRKkCellNaCl(1分)2.4730422.097.191133mSmkKRHNOCellHNO(1分)12331,0422.010001.00422.033molmSmmolmSckHNOHNOm(1分)在298K时,电池Hg(l)|Hg2Cl2(s)|HCl(a)|Cl2(pθ)|Pt(s)的电动势为1.092V,温度系数为9.427×·10-4V·K-1。(1)写出有2个电子得失的电极反应和电池的净反应;(2)计算与该电池反应相应的△rGm,△rSm,和△rHm及可逆热效应QR;(3)计算在相同的温度和压力下,与2个电子得失的电池净反应相同的热化学方程式的热效应。解:(1)负极:esClHgaCllHgCl2)()(2)(222(1分)正极:)(22)(2ClaClegCl(1分)总反应:)()()(2222sClHggCllHg(1分)(2)1176.210092.1965002molkJVmolCzFEGmr(2分)1114194.18110427.9965002KmolJKVmolCTEzFSpmr(2分)154.156molkJSTGHmrmrmr(2分)122.54molkJSTQmrR(2分)(3)焓是状态函数,所以热化学反应中热效应为:154.156molkJHQmr在298K和标准压力下,将直径为1.0μm的毛细管插入水中,问需在管内加多大压力才能防止水面上升?若不加额外的压力,让水面上升,达平衡后管内液面上升多高?已知该温度下水的表面张力为0.072N·m-1,水的密度为1000kg·m-3设接触角为0°,重力加速g=9.8m·s-2。解:10coscosoRR(2分)kPammNRps2881015.0072.02261(4分)msmmkgmNhphs39.298.91000102882323含有相同物质的量的A和B溶液,等体积相混合,发生反应CBA,在反应经过1.0h后,A已消耗了75%;当反应时间为2.0h,在下列情况下,A还有多少未反应?(1)当该反应对A为一级,对B为零级;(2)当对A,B均为一级;(3)当对A,B均为零级。解:(1)对A为一级:1139.175.011ln0.1111ln1hhytk(2分)139.111ln0.21hyh(1分)062.01y(1分)(2)aahyytak375.0175.00.11112(2分)ayyah310.21(1分)143.01y(1分)(3)ahataytxk75.00.175.00(2分)ahay75.00.2(1分)5.01y(1分)ata75.00.1ht33.1(1分)反应FOHNHCoOHFNHCoH32332233)()(是一个酸催化反应,若反应的速率方程为HFNHCokr233)(,在指定温度和起始浓度条件下,络合物反应掉1/2和3/4所用的时间分别为2/1t和4/3t,实验数据如下:实验编号30233)(dmmolFNHCo30dmmolHT/K2/1t/h4/3t/h10.100.012981.02.020.200.022980.51.030.100.013080.51.0试根据实验数据求:(1)反应的级数α和β的值;(2)不同温度时的反应速率常数k的值;(3)反应实验活化能Ea值。解:因为酸是催化剂,虽参与反应,但并不消耗,所以保持浓度不变,可以并入速率常数项,使速率方程可简化为:][,])(['233'HkkFNHCkrO(1分)(1)首先确定级数的数值,根据第1组(或第2组)实验数据,在298K温度下214321::tt,这是一级反应的特征,所以1(1分),]01.0[][31'1dmmolkHkk]02.0[][32'2dmmolkHkk对于一级反应,kt2ln21则:12)01.0()02.0()()(33'1'2221121dmmolkdmmolkkktt125.00.1)()(221121hhtt所以1。速率方程为HFNHCokr233)(。(2)因为速率方程实际为21'233'2ln][],)([tHkkFNHCkrO所以21][2lntHk。利用298K时的第一组数据(第二组数据应得相同结果)得(1分)113321)(3.690.101.02ln][2ln)298(hdmmolhdmmoltHKk(1分)1133).(6.1385.001.02ln)308(hdmmolhdmmolKk(1分)(3)利用Arrhenius的定积分公式计算实验活化能:211211lnTTREkka(1分)3.696.138ln30812981314.8)298()308(ln11KKKmolJEKkKka(1分)解得:189.52molkJEa在298K时,以AgClAg为电极,电解KCl的水溶液。通电前溶液中KCl的质量分数为3104941.1)(KClw,通电后在质量为120.99g的阴极部溶液中3109404.1)(KClw。串联在电路中的银库仑计有160.24mg的Ag(s)沉积出来。试分别求K+和Cl-的迁移数。(已知19.107molgMAg,16.74molgMKCl)解:通电后在120.99g阴极部溶液中,含KCl的物质的量为:molmolggn31310147.36.74109404.199.120后(2分)通电后在120.99g阴极部溶液中,含H2O的质量为ggmOH76.120)109404.199.12099.120(32(2分)通电前在120.76gH2O中含KCl的物质的量为:molmolggn313310422.26.74176.120104941.11104941.1前(2分)通入电荷的物质的量为:molmolggn31310485.19.1071024.160电解(1分)首先计算K+的迁移数,在阴极部K+是迁入的,但K+在阴极上不发生反应,阴极部K+浓度的变化仅是迁移造成的,所以molnnnK431025.710)422.2147.3(前后迁,(1分)49.010485.11025.734molmolnntK电迁(1分)51.049.011KCltt在298K和标准压力下,当电流密度21.0cmAj时,H2(g)和O2(g)在Ag(s)电极上的超电势分别为0.87V和0.98V。今用Ag(s)电极电解浓度为0.01mol·kg-1的NaOH溶液,问这时在两个银电极上首先发生什么反应?此时外加电压为多少?已知VAgOAgOH344.02,设活度因子为1。(已知,VNaNa71.2,VOHOHO401.022,)解:在阴极上有可能发生还原反应的离子为)()01.0(sNaeaNNaa(1分)VFRTVaFRTaaaaaNNNNN83.201.01ln71.21ln(1分))(2)10(2212pHeaHH(1分)VVFRTaFRTHHHHHH58.187.010ln1ln12222(1分)在阴极上还原电极电势大的H2(g)先还原析出。(1分)阳极上可能发生的反应除阴离子外,还要考虑银电极也可能发生氧化:elOHpOeaOHOH2)()(21)01.0(222(1分)VVFRTVaFRTOOHOHOHOOHOHO50.198.001.0ln401.0ln22222,,(1分)elOHsOAgaOHsAgOH2)()()01.0(2)(222(1分)VFRTVazFRTOHAgOAgOHAgOAgOH46.001.0ln344.0ln2221(1分)在阳极上发生的反应是还原电极电势较小的银电极先氧化成Ag2O(s),外加的电压最小是:VVVE04.2)58.1(46.0阴阳分解(1298K时,已知如下电池的标准电动势VE2680.0:)()()809.0,08.0()(2212lHgsClHgkgmolHClpHPt(1)写出电极反应和电池反应;(2)计算该电池的电动势;(3)计算甘汞电极的标准电极电势。解:(1)负极:eaHpHHH2)(2)(22(1分)正极:)(2)(22)(22ClaCllHgesClHg(1分)净反应:)(2)(2)(2)()(2222ClHHaCllHgaHsClHgpH(1分)(2)BBazFRTEEln(1分)422lnln2azFRTEppaazFRTEHHCl(2分)VFRTV4086.0)08.0809.0ln(2680.02(2分)(3)VElHgsClHgCl2680.0)()(22因为标准氢电极的电极电势等于零。(2分)(其它方法,只要原理正确,结果正确,即可得分
本文标题:大学化学计算题及答案
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