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物理化学下册第五版天津大学出版社第七章电化学习题答案

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物理化学下册第五版天津大学出版社第七章电化学习题答案7.1 用铂电极电解CuCl2溶液。

通过的电流为20A，经过15min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl2（g）？解：电极反应为：阴极：Cu2+ + 2e-→ Cu 阳极：2Cl-－2e-→ Cl2（g）则：z= 2根据：Q = nzF=It因此：m（Cu）=n（Cu）×M（Cu）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g又因为：n（Cu）= n（Cl2）pV（Cl2）= n（Cl2）RT因此：7.2 用Pb（s）电极电解PbNO3溶液。

已知溶液浓度为1g水中含有PbNO31.66×10-2g。

通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g的银沉积。

阳极区的溶液质量为62.50g，其中含有PbNO31.151g，计算Pb2+的迁移数。

解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。

显然阳极区溶液中Pb2+的总量的改变如下：n电解后(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n迁移(Pb2+)则：n迁移(Pb2+)= n电解前(Pb2+)+ n电解(Pb2+)- n电解后(Pb2+)n电解(Pb2+)= n电解(Ag) =n迁移(Pb2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。

显然阳极区溶液中的总量的改变如下：n电解后()= n电解前() + n迁移()则：n迁移()=n电解后()- n电解前()n电解后()=n电解前()=n迁移() = 6.950×10-3-6.150×10-3 = 8.00×10-4mol则：t（Pb2+）= 1 - t（）= 1 – 0.521 = 0.4797.3 用银电极电解AgNO3溶液。

通电一定时间后，测知在阴极上析出0.078g的Ag，并知阳极区溶液中23.376g，其中含AgNO30.236g。

已知通电前溶液浓度为1kg水中溶有7.39gAgNO3。

求Ag+和迁移数。

解法1：解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。

显然阳极区溶液中Ag+的总量的改变如。

n电解后(Ag+)= n电解前(Ag+)+ n电解(Ag+)- n迁移(Ag+)则：n迁移(Ag+)= n电解前(Ag+)+ n电解(Ag+)- n电解后(Ag+)n电解(Ag+)=n迁移(Ag+) = 1.007×10-3+7.229×10-4-1.389×10-3=3.403×10-4mol则：t（）= 1 - t（Ag+）= 1 – 0.471 = 0.53解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。

显然阳极区溶液中的总量的改变如下：n电解后()= n电解前() + n迁移()则：n迁移()=n电解后()- n电解前()n电解后()=n电解前()=n迁移() = 1.389×10-3-1.007×10-3 = 3.820×10-4moln电解(Ag+)=则：t（Ag+）= 1 - t（）= 1 – 0.528 = 0.477.4 在一个细管中，于0.3327mol·dm-3的GdCl3溶液的上面放入0.073mol·dm-3的LiCl溶液，使它们之间有一个明显的界面。

令5.594mA的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。

3976s以后，界面在管内向下移动的距离相当于1.002cm-3的溶液在管中所占的长度。

计算在实验温度25℃下，GdCl3溶液中的t（Gd3+）和t（Cl-）。

解：此为用界面移动法测量离子迁移数。

1.002cm-3溶液中所含Gd3+的物质的量为：n（Gd3+）= c V= 0.03327×1.002×10-3 = 3.3337×10-5mol 所以Gd3+和Cl-的的迁移数分别为：t（Cl-）= 1 - t（Gd3+）= 1 -0.434 = 0.5667.5 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0.555 mol·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）电导池系数为则：K cell= 0.2768×453 = 125.4m-1（2）CaCl2溶液的电导率（3）CaCl2溶液的摩尔电导率7.6.已知25℃时，。

试计算及。

解：离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系或=-= 0.012625-6.195×10-3 =6.430×10-3S·m2·mol-17.7 25℃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0.1 mol·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。

解：查表知NH3·H2O无限稀释摩尔电导率为= 73.5×10-4+198×10-4 =271.5×10-4S·m2·mol-17.8 25 ℃时水的电导率为5.5×10-6 S·m-1，密度为997.0kg·m-2。

H2O中存在下列平衡：H2O H++ OH-，计算此时H2O的摩尔电导率、解离度和H+的浓度。

已知：(H+) = 349.65×10-4S·m2·mol-1，(OH-) = 198.0×10-4S·m2·mol-1。

解：7.9已知25 ℃时水的离子积K w=1.008×10-14，NaOH、HCl和NaCl 的分别等于0.024811 S·m2·mol-1，0.042616 S·m2·mol-1和0.0212545 S·m2·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：（Ag+）= 61.9×10-4S·m2·mol-1，（Br-）=78.1×10-4S·m2·mol-1。

解：（1）水的无限稀释摩尔电导率为纯水的电导率即有：（2）κ（溶液）=κ（AgBr）+κ（H2O）即：κ（AgBr）=κ（溶液）-κ（H2O）=1.664×10-5– 5.500×10-6 = 1.114×10-5 S·m-17.10 应用德拜-休克尔极限公式计算25℃时0.002mol·kg-1CaCl2溶液中γ（Ca2+）、γ（Cl-）和γ±。

解：离子强度根据：即有：7.11 现有25℃时，0.01mol·kg-1BaCl2溶液。

计算溶液的离子强度I以及BaCl2的平均离子活度因子γ±和平均离子活度。

解：离子强度根据：7.12 25℃时碘酸钡Ba(IO4)2在纯水中的溶解度为5.46×10-4mol·dm-3。

假定可以应用德拜-休克尔极限公式，试计算该盐在0.01 mol·dm-3中CaCl2溶液中的溶解度。

解：先利用25 ℃时碘酸钡Ba(IO4)2在纯水中的溶解度求该温度下其溶度积。

由于是稀溶液可近似看作b B≈c B，因此，离子强度为设在0.01 mol·dm-3中CaCl 2溶液中Ba(IO4)2的溶解度为，则整理得到采用迭代法求解该方程得γ±=0.6563所以在0.01 mol·dm-3中CaCl2溶液中Ba(IO4)2的溶解度为c B≈b B= 7.566×10-4mol·dm-37.13 电池Pt|H2（101.325kPa）|HCl（0.10 mol·kg-1）|Hg2Cl2（s）|Hg电动势E与温度T的关系为：（1）写出电池反应；（2）计算25 ℃时该反应的Δr G m、Δr S m、Δr H m以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Q r,m。

（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（2）25 ℃时因此，Δr G m= -zEF = -1×96500×0.3724 = -35.94 kJ·mol-1Δr H m=Δr G m +TΔr S m = -35.94 + 14.64×298.15×10-3 = -31.57 kJ·mol-1Q r,m = TΔr S m = 4.36 kJ·mol-1（3）Q p,m=Δr H m = -31.57 kJ·mol-17.14 25 ℃时，电池Zn|ZnCl2（0.555 mol·kg-1）|AgCl（s）|Ag的电动势E = 1.015V。

已知E（Zn2+|Zn）=-0.7620V，E（Cl-|AgCl|Ag）=0.2222V，电池电动势的温度系数为：（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ZnCl2的平均离子活度因子γ±。

解：（1）电池反应为Zn（s）+ 2AgCl（s）= Zn2+ + 2Cl- + 2Ag（s）（2）即：K= 1.90×1033（3）（4）γ±= 0.50997.15 甲烷燃烧过程可设计成燃料电池，当电解质微酸性溶液时，电极反应和电池反应分别为：阳极：CH4（g）+ 2H2O（l）= CO2（g）+ 8H+ + 8e-阴极：2 O2（g）+ 8H+ + 8e- = 2H2O（l）电池反应：CH4（g）+ 2 O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（l）已知，25℃时有关物质的标准摩尔生成吉布斯函数为：物质CH4（g）CO2（g）H2O（l）-50.72 -394.359 -237.129计算25℃时该电池的标准电动势。

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天津大学第五版-刘俊吉-物理化学课后习题答案(全)

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物理化学上册习题解（天津大学第五版）第一章 气体的 pVT 关系1-1 物质的体膨胀系数V与等温压缩系数T的定义如下：1 V 1 VV TV T pV p T试导出理想气体的V 、 T 与压力、温度的关系？解：对于理想气体， pV=nRT1 V V T V1 V Tp VpT 1 (nRT / p) V T 1 ( nRT / p) Vp1nR 1 V T 1p V p V T 1 nRT 1 V p 1T V p 2V p31-2 气柜内有 121.6kPa 、27℃的氯乙烯（ C2H3Cl ）气体 300m ，若 以每小时 90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为n pV 121.6 10 3300RT 8.314 14618.623mol300.15每小时90kg 的 流 量折 合 p 摩 尔 数 为v 90 10 390 1031441.153mol h 1M C 2H 3Cl 62.45n/v= （14618.623 ÷1441.153 ）=10.144 小时1-3 0 ℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。

试求甲烷在标准状况下的密度。

解：CH 4nM CH 4 p MCH 4 101325 16 103 0.714kg m 3VRT 8.314 273.151-4 一抽成真空的球形容器， 质量为 25.0000g 。

充以 4℃水之后，1物理化学上册习题解（天津大学第五版）总质量为 125.0000g 。

若改用充以25℃、 13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。

试估算该气体的摩尔质量。

解：先求容器的容积V125.0000 25.000 100.0000 cm3100.0000cm3H 2 O (l ) 1n=m/M=pV/RTRTm 8.314 298.15 ( 25.0163 25.0000)30.31g molM13330 10 4pV1-5 两个体积均为 V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。

第七章电化学习题解答..

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第七章电化学思考题解答一、是非题1．错2．错3．对4．错5．错6．错7．对8．对9．对10．错11．对12．错13．对14．对15．错16．错17．错二、选择题1．D 2．C 3．A 4．D 5．A 6．B 7．A 8．D 9．C 10．C 11．C 12．B13．C 14．B 15．C 16．B 17．D习题解答1. 在K2SO4溶液中通过500C电量时，在阴极和阳极上分别生成KOH和H2SO4的质量是多少？解：n (KOH) = n (1/2 H2SO4)= Q/ F = 500C/ 96485C · mol1-= 0.0052 mol所以m (KOH) = 0.0052 mol×56.106g · mol1-= 0.2917gm (1/2 H2SO4) = 0.0052 mol×49.035g · mol1-= 0.2550g2. 在AgNO3溶液中插入两个银电极，通电前溶液中含AgNO3的量为0.001mol，通电后银电量计中有0.0007 mol的银析出。

电解后阳极管中含AgNO3的量为0.0014 mol，计算Ag+和NO-3的迁移数。

解：用银电极电解AgNO3溶液时的电极反应为阳极Ag →Ag++ e-阴极Ag++ e-→Ag在阳极管电解前Ag+的物质的量为0.001mol，电解时在阳极管中溶解下来的银的物质的量为0.0007mol，电解后阳极管中Ag+的物质的量为0.0014mol，所以阳极管中迁移出去的Ag+的物质的量为0.001mol + 0.0007mol − 0.0014mol= 0.0003molt+= t (Ag+)= 0.0003mol/ 0.0007mol = 0.428t -= t (NO-3)= 1 −t+= 1 − 0.428 = 0.5723.已知298K时0.01mol · dm3-KCl溶液的电导率为0.1410S · m1-，装入电导池测得电阻为4.2156Ω。

物理化学第七章课后答案完整版

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第七章电化学用铂电极电解溶液。

通过的电流为20 A，经过15 min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的(2) 在的27 C，100 kPa下的解：电极反应为电极反应的反应进度为因此：在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。

当电路中通电1 h后，在氢电量计中收集到19 C、kPa的；在银电量计中沉积。

用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。

解：两个电量计的阴极反应分别为电量计中电极反应的反应进度为对银电量计对氢电量计用银电极电解溶液。

通电一定时间后，测知在阴极上析出的，并知阴极区溶液中的总量减少了。

求溶液中的和。

解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。

显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差：用银电极电解水溶液。

电解前每溶液中含。

阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成，其反应可表示为总反应为通电一定时间后，测得银电量计中沉积了，并测知阳极区溶液重，其中含。

试计算溶液中的和。

解：先计算是方便的。

注意到电解前后阳极区中水的量不变，量的改变为该量由两部分组成（1）与阳极溶解的生成，（2）从阴极迁移到阳极用铜电极电解水溶液。

电解前每溶液中含。

通电一定时间后，测得银电量计中析出，并测知阳极区溶液重，其中含。

试计算溶液中的和。

解：同。

电解前后量的改变从铜电极溶解的的量为从阳极区迁移出去的的量为因此，在一个细管中，于的溶液的上面放入的溶液，使它们之间有一个明显的界面。

令的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。

以后，界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。

计算在实验温度25 C下，溶液中的和。

解：此为用界面移动法测量离子迁移数已知25 C时溶液的电导率为。

一电导池中充以此溶液，在25 C时测得其电阻为。

在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为的溶液，测得电阻为。

计算（1）电导池系数；（2）溶液的电导率；（3）溶液的摩尔电导率。

物理化学(天津大学第五版)课后答案

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第一章气体的pVT关系1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H Cn/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。

试求甲烷在标准状况下的密度。

解：33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CHρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。

充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。

若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。

试估算该气体的摩尔质量。

解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm Vl O H ==-=ρ n=m/M=pV/RT1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。

若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。

解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。

并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为)/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+=终态（f ）时 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=ff ff f ff f ff T T T T R Vp T V T V R p n n n,2,1,1,2,2,1,2,1 1-6 0℃时氯甲烷（CH 3Cl ）气体的密度ρ随压力的变化如下。