《物理化学》第四版 课后习题答案 周亚平 天津大学

熵分别为:;;;

。试计算25?C时电池的电动势及电动势的温度系 数。

解:该电池反应的各热力学函数变化为因此, 7.22在电池中,进行如下两个电 池反应:

应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的。

解:电池的电动势与电池反应的计量式无关,因此 7.23氨可以作为燃料电池的燃料,其电极反应及电池反应分别为试利用物质的标准摩尔生成Gibbs函数,计算该电池在25?C时的标 准电动势。

解:查表知各物质的标准摩尔生成Gibbs函数为 电池反应的标准摩尔Gibbs函数为

7.24写出下列各电池的电池反应,并写出以活度表示的电动势公式。 解:(1)0(2)

7.25写出下列各电池的电池反应,应用表7.7.1的数据计算25?C时各电池

的电动势及各电池反应的摩尔Gibbs函数变,并指明各电池反应能否自发进行。 解:(1),反应可自发进行。 (2)

,反应可自发进行。

7.26写出下列各电池的电池反应。应用表7.7.1的数据计算25?C时各电池

的电动势、各电池反应的摩尔Gibbs函数变及标准平衡常数,并指明的电池反应 能否自发进行。解:(1)电池反应 根据Nernst方程 (2)电池反应

(3)电池反应7.27写出下列各电池的电池反应和电动势的计算式。 解:该电池为浓差电池,其电池反应为 因此,

7.28写出下列电池的电池反应。计算25oC时的电动势,并指明反应能否自发 进行。(X表示卤素)。解:该电池为浓差电池(电解质溶液),电池反应为 根据Nernst方程,由于,该电池反应可以自发进行。

7.29应用表7.4.1的数据计算下列电池在25?C时的电动势。 解:该电池为浓差电池,电池反应为 查表知,

7.30电池在25?C

时电动势为,试计算HCl溶液中HCl的平均离子活度因子。 解:该电池的电池反应为

根据Nernst方程7.31浓差电池,其中 ,已知在两液体接界处 Cd2

+离子的迁移数的平均值为。 1.写出电池反应;

2.计算25oC时液体接界电势E( 液界)及电池电动势E。

解:电池反应

由7.7.6式电池电动势

7.32为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg+还 是以形式存在,涉及了如 下电池

测得在18oC时的E=

29mV,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 电池电动势为

作为估算,可以取,

。所以硝酸亚汞的存在形式为。

7.33与生成配离子,其通式可表示为,其中

为正整数。为了研究在约的硫代硫酸盐溶液中配离子的形式,在16 ?C时对如下两电池测得

求配离子的形式,设溶液中主要形成一种配离子。 解:(略) 7.34电池在

25?C时测得电池电动势,试计算待测溶液的pH。 解:电极及电池反应为 查表知(表7.8.1),在所给条件下甘汞电极的电极电势为 ,则:7.35电池在25oC,当某溶液为

pH=3.98的缓冲溶液时,测得电池的电动势;当某溶液换成待测 pH的溶液时,测得电池的电动势。试计算待测溶液的pH。 解:电池反应

根据Nernst方程,电池电动势为 设在两种情况下H2O 的活度相同,则

7.36将下列反应设计成原电池,并应用表7.7.1的数据计算25oC时电池反应 的解:(1) (2) (3)

7.37(1)应用表7.7.1的数据计算反应在25oC时 的平衡常数。

(2)将适量的银粉加入到浓度为的溶液中,计算平衡时 Ag+的

浓度(假设各离子的活度因子均等于1)。 解:(1)设计电池 (2)设平衡时Fe2 +的浓度为x,则 因此,,解此二次方程得到。

7.38(1)试利用水的摩尔生成Gibbs函数计算在25oC于氢-氧燃料电池中进 行下列反

应时电池的电动势。

(2)应用表7.7.1的数据计算上述电池的电动势。

(3)已知,计算25oC时上述电池电动势的 温度系数。解:(1)查表知,因此, (2)设计电池 (3)

7.39已知25oC时,。试计

算应25oC时电极的标准电极电势。 解:上述各电极的电极反应分别为 显然,,因此,7.40已知25oC时AgBr的溶度积,,。试计算25oC时 (1)银-溴化银电极的标准电极电势; (2)的标准生成吉布斯函数。 解:(1)设计电池,电池反应为 根据Nernst方程

沉淀反应平衡时,所以

(2)设计电池,电池反应为该反应为的生成反应, 7.4125oC时用铂电极电解的。 (1)计算理论分解电压;

(2)若两电极面积均为,电解液电阻为,和的超电势 与电流密度的关系分别为

问当通过的电流为1mA时,外加电压为若干。 解:(1)电解溶液将形成电池,该电池的 电动势1.229V即为的理论分解电压。 (2)计算得到和的超电势分别为 电解质溶液电压降:10- 3x100=0.1V

因此外加电压为:8.1在一维势箱问题求解中,假定在箱内(C为常数),是否对其解()0VxC=≠产生影响?怎样影响?

解:当时,一维势箱粒子的Schr?dinger方程为 ()0VxC=≠() ()() () ()() () ()2 2 2 22 22 22d 2d dd ' 2d2dx CxEx mx

xx ECxEx mxmx ψ ψψ ψψ ψψ? +=

∴?=???= ? ??边

界条件不变,因此Schr?dinger方程的解为()22 ' 2 128 2π sinn nn E ma nx x aa ψ? = ? ? ? ???? ? = ???? ? ???? ? ?即

不影响波函数,能级整体改变C:()0VxC=≠222'8EECnmaC=+=+?8.2一质量为m,在一维势箱中运动的粒子,其量子态为0xa<<()122π3π 0.5sin0.866sinx xx aaa ψ?? ?????? =+

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