本文格式為Word版，下載可任意編輯——物理化學(xué)課后習(xí)題7.5已知25℃時(shí)0.02mol·dm-3KCl溶液的電導(dǎo)率為0.2768S·m-1。一電導(dǎo)池中充以此溶液，在25℃時(shí)測得其電阻為453W。在同一電導(dǎo)池中裝入同樣體積的質(zhì)量濃度為0.555mol·dm-3的CaCl2溶液，測得電阻為1050W。計(jì)算（1）電導(dǎo)池系數(shù)；（2）CaCl2溶液的電導(dǎo)率；（3）CaCl2溶液的摩爾電導(dǎo)率。解：（1）電導(dǎo)池系數(shù)為

??KcellG?KcellR即Kcell??R

則：Kcell=0.2768×453=125.4m-1（2）CaCl2溶液的電導(dǎo)率

??KcellR?125.41050?0.1994S?m?1

（3）CaCl2溶液的摩爾電導(dǎo)率

?m??c?0.1194?110.9830.555?103?0.02388S?m?mol2?1

7.725℃將電導(dǎo)率為0.14S·m-1的KCl溶液裝入一電導(dǎo)池中，測得其電阻為525W。在同一電導(dǎo)池中裝入0.1mol·dm-3的NH3·H2O溶液，測得電阻為2030W。利用表7.3.2中的數(shù)據(jù)計(jì)算NH3·H2O的解離度及解離常數(shù)K?。

解：查表知NH3·H2O無限稀釋摩爾電導(dǎo)率為

?m?NH3?H2O???m?NH4???m?OH??????

=73.5×10-4+198×10-4=271.5×10-4S·m2·mol-1

a??m?NH3?H2O??m?NH3?H2O?????NH3?H2O?c?NH3?H2O??m?NH3?H2O???KcellG?NH3?H2O?c?NH3?H2O??m?NH3?H2O????(KCl）R(KCl）c?NH3?H2O?R?NH3?H2O??m?NH3?H2O???0.141?5250.1?1000?2030?271.5?10?4?0.01344?c?NH???c?OH???4????22c??c?ca0.01344?0.1?????5????1.834?10c?NH3?H2O??1?a?c??1?0.01344??1?c

K?7.13電池Pt|H2（101.325kPa）|HCl（0.10mol·kg-1）|Hg2Cl2

（s）|Hg電動(dòng)勢E與溫度T的關(guān)系為：

EKV

（1）寫出電池反應(yīng)；

（2）計(jì)算25℃時(shí)該反應(yīng)的ΔrGm、ΔrSm、ΔrHm以及電池恒溫可逆放電時(shí)該反應(yīng)過程的Qr,m。

（3）若反應(yīng)在電池外在同樣條件恒壓進(jìn)行，計(jì)算系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱。

解：（1）電池反應(yīng)為

=0.0694+1.881?10?3T-2.9?10?6?T????K?2122（2）25℃時(shí)

H2?g?+1Hg2Cl2?s?=Hg?l?+HCl?aq?

E=0.0694+1.881?10?3?298.15-2.9?10?6??298.15?=0.3724V2

?dE??3?6?4?1=1.881?10-2?2.9?10?298.15?1.517?10V?K??dT??p

因此，ΔrGm=-zEF=-1×96500×0.3724=-35.94kJ·mol-1

?dE??4-1?1?rS?zF??1?96500?1.517?10?14.64J?mol?K?dT??p

ΔrHm=ΔrGm+TΔrSm=-35.94+14.64×298.15×10-3=-31.57kJ·mol-1

Qr,m=TΔrSm=4.36kJ·mol-1

（3）Qp,m=ΔrHm=-31.57kJ·mol-1

7.1425℃時(shí)，電池Zn|ZnCl2（0.555mol·kg-1）|AgCl（s）|Ag的電動(dòng)勢E=1.015V。已知E（Zn2+|Zn）=-0.7620V，E（Cl-|AgCl|Ag）=0.2222V，電池電動(dòng)勢的溫度系數(shù)為：

???dE??4?1??=-4.02?10V?K?dT?p

?（1）寫出電池反應(yīng)；

（2）計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K；（3）計(jì)算電池反應(yīng)的可逆熱Qr,m；

（4）求溶液中ZnCl2的平均離子活度因子γ±。解：（1）電池反應(yīng)為

Zn（s）+2AgCl（s）=Zn2++2Cl-+2Ag（s）（2）即：

??G=-RTlnKzEFRT?????zEF?

?76.63lnK???2???0.2222???0.7620????965008.314?298.15

K=1.90×1033（3）

?dE?Qr,m=T?rSm?zFT???dT?p

?2?96500???4.02?10?4??298.15??23.13kJ?mol

-1（4）

E?E??RTzFlna?Zn2??a?Cl??E2??3?b0??ln4?????zF?b?RT3

1.015?0.2222???0.7620??8.314?298.152?965003?0.5555?ln4????1??3

γ±=0.5099

7.16寫出以下各電池的電池反應(yīng)。應(yīng)用表7.7.1的數(shù)據(jù)計(jì)算25℃時(shí)各電池的電動(dòng)勢、各電池反應(yīng)的摩爾Gibbs函數(shù)變及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，并指明的電池反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。

（1）Pt|H2（100kPa）|HCl（a=0.8）|Cl2（100kPa）|Pt（2）Zn|ZnCl2（a=0.6）|AgCl（s）|Ag

（3）Cd|Cd2+（a=0.01）‖Cl-（a=0.5）|Cl2（100kPa）|Pt解：（1）電池反應(yīng)：H2（g）+Cl2（g）=2HCl

E?E??RTzFlna2?HCl??1.3579?8.314?298.152?96500ln0.8?1.3636V2?rGm??zEF=-2?1.3636?96500=-263.17kJ?mol?rGm=-RTlnK??-1

???zEF?

?105.726lnK?zEFRT??2??1.3579?0??965008.314?298.15?

K=8.24×1045

?rGm??zEF?0，故件下反自行。??

8.314?298.152?96500（2）電池反應(yīng)：Zn（s）+2AgCl（s）=ZnCl2+2Ag（s）

E?E??RTzFlna?ZnCl2???0.22216+0.7620??-1ln0.6?0.9907V?rGm??zEF=-2?0.9907?96500=-191.20kJ?mol?rGm=-RTlnKzEFRT??

???zEF?

?76.626lnK???2???0.22213??-0.7620????965008.314?298.15?

K=1.898×1033

?rGm?0，故件下反自行。

（3）電池反應(yīng)：Cd（s）+Cl2（g）=Cd2++2Cl-

E?E??RTzFlna?Cd2??a?Cl?2-??1.3579+0.4032??8.314?298.152?96500ln0.01??0.5??1.8381V2?rGm??zEF=-2?1.8381?96500=-354.75kJ?mol?rGm=-RTlnKzEFRT??-1

???zEF?

?137.119lnK???2???1.3579??-0.4032????965008.314?298.15?

K=3.55×1059

7.1925℃時(shí)，試驗(yàn)測定電池Pb|PbSO4（s）|H2SO4（0.01mol·kg-1）|H2（g，p）|Pt的電動(dòng)勢為0.1705V。已知25℃時(shí)，?G?G（H2SO4，aq）=?G（SO，aq）=-744.53kJ·mol-1，（PbSO4，s）=-813.0kJ·mol-1。

（1）寫出上述電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)；（2）求25℃時(shí)的E（SO|PbSO4|Pb）；（3）計(jì)算0.01mol·kg-1H2SO4溶液的a±和γ±。解：（1）上述電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)如下正極：2H++2e-=H2（g，p）

負(fù)極：Pb（s）+SO-2e-=PbSO4（s）電池反應(yīng)：H2SO4（0.01mol·kg-1）+Pb（s）=PbSO4（s