《物理化学》(天津大学第四版)作业问题 下载本文

可以看出两者表达式不同的原因。稍不注意,容易搞错!

7.25,7.26 解:这类题一般要先写出正负极反应再写电池反应方不容易出错!同时注意电池的左边为负极,发生氧化反应;右边为正极,发生还原反应。

计算电动势时,若题目给出的是电解质浓度,一般直接使用Nernst 方程计算比较方便;若给出的是离子活度,则用电极电势公式计算。

使用电极电势公式计算时务必使用还原电极电势的规范写法即 E(电极)= E? (电极)-(RT/zF)ln{a(还原态)/ a(氧化态) 7.25(1) 正极反应: Hg2Cl2(s) +2e- = 2Hg(l) + 2Cl-

负极反应: H2(g) = 2H++2e-

电池反应:Hg2Cl2(s) +H2(g) = 2Hg(l) +2HCl

本题给出电解质的浓度,故用使用Nernst 方程计算电动势比较方便。 E= E?-(RT/2F)ln{[a(Hg) a(HCl)2] /[a(Hg2Cl2)p(H2)/p?]}

7.26 题目给出的都是离子活度,所以用电极电势公式计算比较方便,当然亦可使用Nernst 方程计算电动势。

7.37 解:本题属于给出反应设计电池的问题,所以必须写出电池。 反应 Fe2+ + Ag+ = Fe3+ + Ag 设计成正极: Ag++e-= Ag 负极: Fe2+ = Fe3++e- 电池: Pt | Fe3+ ,Fe2+ || Ag+ |Ag

7.40 解:本题是利用反应设计成相关电池进行综合计算。 (1) 溶解度 AgBr(s) = Ag+ +Br- ,Ksp=a(Ag+)a(Br-) 利用题目所给的电极电势及待求电极电势可设计如下电池:

正极: AgBr(s) + e- = Ag +Br- 负极: Ag = Ag+ + e- 可得电池电动势:

E= E?-(RT/F)ln{a(Ag+) a(Br-) /a(AgBr)} 达平衡时:

0=[ E? ( Br-|Ag| AgBr)- E? ( Ag+| Ag)] -(RT/F)ln{Ksp} 可求

E? ( Br-|Ag| AgBr)=E? ( Ag+| Ag)] +(RT/F)ln{Ksp} AgBr(s) 的生成反应为 Ag(s) +(1/2) Br2(l) = AgBr(s) 设计成电池:

正极:(1/2) Br2(l)+ e=Br 负极: Ag(s)+Br=AgBr(s) + e-

?fGm? = -zFE? = -1×F [E?(Br-/Br2)-E? ( Br-|Ag| AgBr)]

第09章 统计热力学初步【到开始】

8 课堂上已讲。

10 平动能级 ?t=(h2/8mV2/3)(x2+ y2+ z2)

激发态:(x2+ y2+ z2)=14,(x, y, z)=(1, 2, 3), gi=3!=6 基 态: x=y=z=1, g0=1

分布比:ni/n0 = giexp(-?i/kT)/ g0exp(-?0/kT) 16 转动有效状态数:wJ=gJexp(-?J/kT) =(2J+1) exp(-?J/kT)

J=0,1,2,3,…, 分别计算wJ值。

第10章 界面现象【到开始】

2. 恒T,p,N下,dG = ?dAs,?G = ???As 5. 可用开尔文公式求取。

6. 液体中的气泡和空气中的液滴所受的附加压力大小一样,方向相反。但在空气中的气泡因有两个表面,所以附加压力增大一倍。 7. 在弯液面上产生的附加压力等于

2??ow cos??/ r = (?水-?油) gh 8. ??a =?????+???cos? 铺展:??a -?????-??? ≥ 0

19. 解:液-液吸附用吉布斯等温吸附方程Γ=-由于 ???已知,故可求bc??? RT,进一步求 ?,

cd?cd(?0?bc)bc?-?

RTdcRTdcRT????????= ??-bc =???-? RT

= 72×10-3 N?m-1 - 2×10-6mol?m-2×8.3145J?K-1 .mol-1×298K

= 67.04×10-3 N?m-1

20. (1) ? =-(c/RT)d??/dc= -(c/RT)[-ab/(1+bc)] = abc / RT(1+bc) (3) bc >>1,? m = a/ RT ,am= 1/L?? m

第11章 化学动力学【到开始】

11 利用t1/2 与初压力(浓度)p0关系作图确定反应级数。 18 设cB=[Mo(CN)84-],则[S2O82-]=cB/2,速率方程改写为

-dcB/dt=(k/2) cB2 ,移项积分后得 1/cB-1/cB0=(k/2)t 28 (1) cB0/cA0= vB/vA=2,则有cB/cA= vB/vA=2,速率方程可改为

-dcA/dt=2k cA2,积分得 1/cA-1/cA0=(2k)t t1/2= 1/ (2kcA0)

(2) 在体积为V的封闭容器中,只要固体A和B存在,其蒸气压pA和pB就不会变,浓度( cA= pA/RT ) 相应不变,即反应速率不会变,所以 速率方程可改写为 -dcA/dt = k cA cB, ?nA/V?t = kpApB/(RT)2

33 (1) 只有两组数据,用试差法(积分法)处理。pA=2 pA0 -p总 , 先假设为1级,计算 k=ln(pA0/ pA)/t , 算出两组数据的k值,相差大,故不是1级。假设为2级,计算

k=(1/pA-1/ pA0)/t , 算出两组数据的k值,相差较近,故是2级。

(2) ln(k’/k) = -(Ea/R)(1/T’-1/T),计算Ea值。 34 (1) Kp=k1/k-1, Kpθ= Kpp-?vB= (k1/k-1)p -?vB (3) Qv = ?U = Ea+-Ea- =0 42上课已讲解(见多媒体课件) 43 上课已讲解(见多媒体课件)

44 (3) 稳态法: d[A2B2]/dt=k1[A2] [B2]- k2 [A2B2]=0 即k1[A2] [B2]=k2A2B2]

所以d[AB] /dt =2 k2 [A2B2] =2 k1[A2] [B2]

第12章 胶体化学【到开始】

7. {Au m nAuO2-·(n-x)Na+}x-·xNa+ 9. ??= u?/E? = 0.0387V

10.{[Fe(OH)3] m nFe3+·3(n-x)Cl-}3x +·3xCl- 11.{[As2S3] m nHS-·(n-x)H+}x -·xH+

14. 起聚沉作用的主要是负离子,所以胶体离子带正电。