復旦 物理化學 第五章 習題答案.doc
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第五章習題解答 1． (1) k=QL Q=KR=0.1413112.3=15.87 m–1 (2) Sm–1 (3) Sm2mol–1 2． Sm–1 Sm2mol–1 =(349.82+40.9)10–4=390.7210–4 Sm2mol–1 =0.04231 3． =(1.351+4.295-4.211)10–22=2.8710–2 Sm2mol–1 molm–3 若以為單位，c=0.0214 molm–3 4． a=0.032 HA溶解濃度= ca= 0.010.032=3.210–4 molkg–1 molkg–1 HA KCl Na+ SO42– 5． =0.015 molkg–1 g+=0.5631 g+=0.8662 或 g=0.7504 6． (1) 2Ag+ (a1) +H2(p) = 2Ag + 2H+ (a2) 負：H2(p) –2e = 2H+ (a2) 正：2Ag+ (a1) +2e = 2Ag 電池：Pt, H2(p) H+ (a2) Ag+ (a1)Ag (2) Sn + Pb2+(a1) = Sn2+ (a2) + Pb 負：Sn–2e = Sn2+ (a2) 正：Pb2+(a1) +2e = Pb 電池：SnSn2+ (a2) Pb2+ (a1)Pb (3) 負： 正：AgCl +e = Ag + Cl–(a) 電池：Pt, H2(p) HCl (a) AgCl, Ag (4) Fe2+(a1) + Ag+(a3) = Fe3+(a2) + Ag 負：Fe2+(a1)–e = Fe3+(a2) 正：Ag+(a3) +e = Ag 電池：Pt, Fe2+(a1) , Fe3+(a2) Ag+(a3), Ag 7． (1) 負：Cd–2e = Cd2+(a=0.01) 正：Cl2(p) + 2e = 2Cl–(a=0.5) 電池反應：Cd + Cl2(p) = Cd2+(a=0.01) + 2Cl–(a=0.5) (2) V V E=j+–j–=1.8378 V 8． 負：Pb–2e = Pb2+(a=0.10) 正：Cu2+(a=0.50) + 2e = Cu 電池反應：Pb + Cu2+(a=0.50) = Pb2+(a=0.10) + Cu =V DG=–nFE=–2F0.4837=–93.34 kJmol–1 Cu2+Cu為正極。 9． DG=–nFE=–2F1.015 = –195.86 kJmol–1 =2F(–4.9210–4)=–94.94 JK–1 DHm=DGm+TDSm=–224.27 kJmol–1 Qr=TDSm=–28.31 kJ 10． 短路放電是熱效應相當于DH。（T，p不變，W’=0，Qp=DH） DH=–40Qr 即 DG+TDS=–40TDS –nFE=–41TDS =412981.410–4=1.711 V 11．DSm=(96.2+77.4)–(42.7+0.5195.6) = 33.1 JK–1 VK–1 DG=DH–TDS=–nFE V 12．絡合平衡反應： Ag+ + 2NH3 = Ag(NH3)2+ 設計電池反應： 負 Ag + 2NH3–e = Ag(NH3)2+ j–=0.373 V 正 Ag+ + e = Ag j+=0.799 V E=0.426 V =1.59107 13．電池反應 負 H2(p)–2e = 2H+(aq) 正 HgO + H2O + 2e = Hg +2OH– HgO + H2(p) = Hg + H2O (1) DG1 水生成反應 (2) DG2 HgO分解反應=(1)-(2)： (3) DG3 DG1=–nFE=–2F0.9265=–178.8 kJ DG2=DH–TDS =–258.81–298.15(70.8–0.52058.1–130.67)10–3=–237.38 kJ DG3=DG1–DG2=98.58 kJ 分解平衡常數(shù) =5.3910–11 =2.9410–16 Pa 14．負： H2(p)–2e = 2H+ (m=1.0) 正： 電池反應 g=0.157 15．負極電位： Sb2O3 + 6H+ + 6e = 2Sb + 3H2O 電動勢 E=j甘–j–= j甘–(j––0.05915pH) = A + 0.05915pH (A=j甘–j–) ES = A + 0.05915pHS 0.228=A+0.059153.98 Ex = A + 0.05915pHx 0.3459=A+0.5915pHx pHx=5.96 16． PtH+ (a=1) Pt 陰：2H+ + 2e = H2(p) 陽： E分解=E可逆+h陰+h陽=1.229 + 0 + 0.487 = 1.716 V 17．電解時Pb陰極發(fā)生H+還原反應 電極反應 （H+濃度由一級電離決定 H2SO4 H+ + HSO4–） 可逆電位 不可逆電位 j不可逆 = j可逆–h 測量時，甘汞電極電位較大，Pb陰極電位教低，組成原電池應是： PbH2SO4(0.10 molkg–1, g=0.265) 甘汞 h 求算 E= j甘–j不可逆 = j甘–(j可逆–h) h= 0.6950 V
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