【免费下载】 物理化学下册答案化工专用(延大)

7.9已知25 ℃时水的离子积K w =1.008×10-14，NaOH 、HCl和NaCl 的分m Λ∞别等于0.024811S·m 2·mol -1，0.042616S·m 2·mol -1和0.0212545S·m 2·mol -1。

（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）=1.664×10-5 S·m -1，求AgBr （s ）在纯水中的溶解度。

已知：Λ（Ag +）=61.9×10-4S·m 2·mol -1，Λ（Br -）=78.1×10-m∞m∞4S·m 2·mol -1。

解：（1）水的无限稀释摩尔电导率为()()()()m 2m m m 21H O OH -=0.042616+0.024811-0.012645=0.HCl Na NaCl 054777S m mol ΛΛΛΛ∞∞∞∞-⋅⋅=+ 纯水的电导率2w(OH )(H )c c ca Kca c c c -+⎛⎫=⋅== ⎪⎝⎭，即：()()()()m 2m m 222H O H O H O =H O =c a ΛΛΛκ∞即 即有：()()2m 23-61H O H O 1100.054777 5.50010S m κΛ∞-==⨯⨯⨯⋅=（2）κ（溶液）=κ（AgBr ）+κ（H 2O ）即：κ（AgBr ）=κ（溶液）-κ（H 2O ）=1.664×10-5 – 5.500×10-6 = 1.114×10-5 S·m -1()()()()m m m m -4-4-221+-=61.910+78.110=1.4010S m mo AgBr AgBr Ag Br l ΛΛΛΛ∞∞∞-≈⋅⋅=+⨯⨯⨯()()()()5432m m 1.11AgBr AgBr AgBr AgBr 410=7.95710mol m1.4010c cκΛκΛ----⨯=⋅=⨯⨯ 即= 7.11 现有25℃时，0.01mol·kg -1BaCl 2溶液。

计算溶液的离子强度I 以及BaCl 2的平均离子活度因子γ±和平均离子活度。

解：离子强度()B2122B 110.0120.01m 210.03kg 22ol I b z -⎡⎤==⨯+⨯⨯-=⋅⎣⎦∑ 根据：lg =-=0.6663γγ±±⨯即()()1/32120.010.02 1.58710kg mol b b b ννν+--±+--==⨯=⨯⋅21.587100.66630.010571b a b γ-±±±⨯==⨯= 7.14 25 ℃时，电池Zn|ZnCl 2（0.555 mol·kg -1）|AgCl （s ）|Ag 的电动势E=1.015V 。

已知E （Zn 2+|Zn ）=-0.7620V ，E （Cl -|AgCl|Ag ）=0.2222V ，电池电动势的温度系数为：41=-4.0210V K pdE dT --⎛⎫⨯⋅ ⎪⎝⎭ （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 r,m ；（4）求溶液中ZnCl 2的平均离子活度因子γ±。

解：（1）电池反应为Zn （s ）+ 2AgCl （s ）= Zn 2+ + 2Cl - + 2Ag （s ）（2）r m =-ln G RT K zE F ∆=-即：()20.22220.762096500ln 76.638.314298.15zE F KRT ⨯--⨯⎡⎤⎣⎦===⨯K = 1.90×1033（3）r,m r m =p dE Q T S zFT dT ⎛⎫∆= ⎪⎝⎭()4-1296500 4.0210298.1523.13kJ mol -=⨯⨯-⨯⨯=-⋅（4）()()32230ln Zn Cl ln 4b RT RT E E a a E zF zF b γ+-±⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭ ()338.314298.150.55551.0150.22220.7620ln 42965001γ±⨯⎛⎫=--- ⎪⨯⎝⎭γ± = 0.50997.21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2+2Hg 如下电池-3-333-3-3HNO 0.1mol dm HNO 0.1mol dm HgHg0.263mol dm2.63mol dm⋅⋅⋅⋅即即即即即即测得在18℃ 时的E = 29 mV ，求亚汞离子的形式。

解：设硝酸亚汞的存在形式为，则电池反应为2+2Hg电(){}()(){}(){}()(){}313232232232323123222NO NO Hg NO Hg NO 2NO NO Hg NO Hg NO a a a a ----⎡⎤+→⎣⎦⎡⎤+⎣⎦ 池电动势为()()()()22312322132232NO Hg NO -lnNO Hg NO a a RT E zF a a --⎡⎤⎣⎦=⎡⎤⎣⎦作为估算，可以取()()()()123213231232Hg NO NO NO Hg NO c a a a c --⎡⎤⎣⎦⎡⎤=≈⎣⎦即 。

()()22322232Hg NO Hg NO c a c ⎡⎤⎣⎦⎡⎤≈⎣⎦()()()()22312322132232NO Hg NO -lnNO Hg NO 8.314291.150.263=-ln =29mV296500 2.63a a RT E zF a a --⎡⎤⎣⎦=⎡⎤⎣⎦⨯⨯所以硝酸亚汞的存在形式为。

2+2Hg 7.23 在电池Pt│H 2（g ，100kPa ）│HI 溶液（a=1）│I 2（s ）│Pt 中，进行如下电池反应：（1）H 2 （g ，100kPa ）+ I 2 （s（a=1）（2）H 2（g ，p ） + I 2（s HI （aq,a=1）1212应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的E 、和K 。

r m G ∆解：（1）电池反应为H 2（g，100kPa ）+I 2（s ）（a=1）时，电池反应处于标准态，即有：E = E ｛I -（a=1）│I 2│Pt｝- E ｛H +（a=1）│H 2（g ，100kPa ）│Pt｝= E ｛I -溶液（a=1）│I 2（s ）│Pt｝= 0.5353V()1r m 1=20.535396500103.31kJ mol G zE F -∆=--⨯⨯=-⋅()18r m 1033101exp(exp 1.26108.314298.15G K RT -∆⎛⎫===⨯ ⎪⨯⎝⎭（2）电动势值不变，因为电动势是电池的性质，与电池反应的写法无关，E = 0.5353VGibbs 自由能的变化值降低一半，因为反应进度都是1 mol ，但发生反应的物质的量少了一半，即1r m r m 1(2)(1)51.66 kJ mol 2G G -∆=∆=-⋅根据平衡常数与Gibbs 自由能变化值的关系，1118922(2)(1) 1.2610 1.1210K K ⎡⎤⎡⎤==⨯=⨯⎣⎦⎣⎦7.28 已知25 ℃时E （Fe 3+ | Fe ）= -0.036V ，E （Fe 3+， Fe 2+）=0.770V 。

试计算25 ºC 时电极Fe 2+ | Fe 的标准电极电势E （Fe 2+ | Fe ）。

解：上述各电极的电极反应分别为Fe 3+ + 3e - = Fe （1）Fe 3+ + e - = Fe 2+ （2）Fe 2+ + 2e - = Fe （3）显然，（3）=（1）-（2），因此()()()r m r m r m 31-2G G G ∆=∆∆()()()2332-2Fe |Fe -3Fe |Fe Fe |Fe E F E F E F++++=+()()()()33223Fe |Fe Fe |Fe Fe |Fe 230.0360.77020.439VE E E ++++-=⨯--==-46 气相反应的机理为试证：证：应用稳态近似法41．对于两平行反应：若总反应的活化能为E，试证明：证明：设两反应均为n级反应，且指前因子相同，则反应速率方程为上式对T求导数35．反应的速率方程为（1）；300 K下反应20 s后，问继续反应20 s后（2）初始浓度同上，恒温400 K下反应20 s后，，求活化能。

解：反应过程中，A和B有数量关系，方程化为（2）400 K下34．某反应由相同初始浓度开始到转化率达20 %所需时间，在40 ºC时为15 min，60 ºC时为3 min。

试计算此反应的活化能。

解：根据Arrhenius公式由于对于任意级数的化学反应，如果初始浓度和转化率相同，则，因此25． 65 ºC时气相分解的速率常数为，活化能为，求80 ºC时的k及。

解：根据Arrhenius公式根据k的单位，该反应为一级反应16． NO与进行如下反应：在一定温度下，某密闭容器中等摩尔比的NO与混合物在不同初压下的半衰期如下：50.045.438.432.426.995102140176224求反应的总级数。

解：在题设条件下，，速率方程可写作，根据半衰期和初始浓度间的关系处理数据如下3.2189 3.1224 2.9549 2.7850 2.59904.5539 4.6250 4.94165.1705 5.4116，总反应级数为2.5级。

14．溶液反应的速率方程为20 ºC，反应开始时只有两反应物，其初始浓度依次为，，反应20 h后，测得，求k。

解：题给条件下，在时刻t有，因此积分得7解：设放出的CO 2(g)可看作理想气体，硝基乙酸的初始量由时放出的CO2(g)算出：在时刻t, 硝基乙酸的量为，列表2.283.92 5.928.4211.9217.471.01580.85390.69160.52850.36460.20111.1-0.1524 -0.3260-0.5368-0.8057-1.1770-1.7719作图，由于反应不是从开始，用公式拟合得到。

5 对于一级反应，使证明转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。

对于二级反应又应为多少？解：转化率定义为，对于一级反应，对于二级反应，1.反应为一级气相反应，320 ºC时。

问在320 ºC加热90 min的分解分数为若干？解：根据一级反应速率方程的积分式答：的分解分数为11.2%2.某一级反应的半衰期为10 min。