物理化学复习资料(6)

解：由法拉第定律知，析出铜的物质的量为

n?析出铜的品质为

QIt0.6?1500???0.00466mol ZFZF2?96500m?0.00466?63.5?0.296g

8-2 298.15K时，测得1×10-2mol?已知298.15K时，1×10-2mol?解：由式（6-12），得

dm?3的CuSO4溶液的电阻为138Ω，该电导池充满1×10-2mol?dm?3KCl溶液时测得其电阻为163Ω。

dm?3KCl溶液的电导率为0.1408 S·m-1,求电导池常数及1×10-2mol?dm?3的CuSO4溶液的Λm(CuSO4)。

l

A??(已知）R（已知)

?1lA??(KCl)?R(KCl)?163?0.1408?23.00m

?(CuSO4)??(KCl)由式（6-11），得

R(KCl)163??0.1408S?m?1??0.1667S?m?1

R(CuSO4)138?0.1667S?m?1?32?1Λm(CuSO4)???16.67?10S?m?mol

c(CuSO4)1?10?2?103mol?m?3?(CuSO4)8-3 由盐酸、醋酸钠及氯化钠的极限摩尔电导率解：由离子独立运动规律知

???? Λm(HCl)、Λm(NaAc)、Λm(NaCl)]求弱电解质醋酸的极限摩尔电导率Λm(HAc)。

???Λm(HAc)?λm(H?)?λm(Ac?)

?????????λm(H?)?λm(Cl?)?λm(Na?)?λ?m(Ac)?λm(Na)?λm(Cl)

????Λm(HCl)?Λm(NaAc)?Λm(NaCl)

???Λm(HCl)、Λm(NaAc)、Λm(NaCl)具体数值代入上式即可得到所需结果。

将

8-4 298.15K时，测出AgCl饱和溶液的电导率为3.41×10-4S·m-1,溶剂水在该温度下的电导率为1.60×10-4S·m-1。试求，氯化银在298.15K时的溶解度和溶度积。

解：查表并由式（6-13）计算得

????Λm(AgCl)???S?m2?mol?1 m(Ag)??m(Cl)?0.01383将所得已知数据代入式（6-20），得

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c(AgCl)??(测）??(水)?Λm(AgCl)

3.41?10?4S?m?1?1.60?10?4S?m?1?2?3??1.31?10mol?m13.83?10?3S?m2?mol?1由

Ksp?cm?cn?cm?n，得

Ksp(AgCl)?c2?(1.32?10?5)2?1.72?10?10mol2?dm?6

第9章 电池的电动势与极化现象 一、重要概念

可逆电池，电池的电动势，电池反应的写法，分解电压，标准电极电位、电极的类型、析出电位，电极极化， 二、重要定律与公式

1．电池热力学

??E??rGm(T,p)??ZFE ?rSm?ZF??

??T?p??E???E??rHm??ZFE?ZFT??p Qr?ZFT??

??T?p??T?p2． 能斯特方程

ΘmΘΘ?a

lmaLa?rGm??rG?RTlnaMbaAaBΘm

?rG??nFE??RTlnKlmaRTaLE?E?lnaMbZFaAaBΘ

当T=298.15K时，E?0.05196?B?E???ln?a?B?V

ZB??3．电极电势：规定标准氢电极 H+(a H+=1) | H2(p?) | Pt 电势为0。 对于还原反应： 氧化态+ z e- → 还原态

? 电极电势 ????RTa（还原态）ln ZFa（氧化态） 电池的电动势

4. 电池的写法

ΘΘ E?????? EΘ??????(1) 正、负极由左至右排列，左负（阳极失电子），右正（阴极得电子）。

(2) 以化学式表示电池中各种物质的组成，并用s、l、g表示物质所处的状态。当物质是气体时，还应标出其压力的大小，当物质为溶液时，应当标出它们的浓度或活度。

(3) 单垂线―|‖表示相界面（有时也用逗号表示），双垂线―||‖表示盐桥。

(4) 气体作为电极，必须依赖不与气体及电池内电解质溶液发生反应的第二类导体与外界进行电子的传递。这类导体称为惰性导体，包括惰性金

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属和石墨。但习惯上可以不把它们标出。

三、关键的计算题类型

1．给出电池，写出电极反应及计算电池反应热力学基本函数。这一类型相对容易。 2．给出反应，设计电池并计算电池反应热力学基本函数。

3. 给出二个反应的基本量或若干个电极的电极电池，求相关反应的电动势或热力学量。 四、典型题示例

9-1 电池 Pt | H2(100kPa) | H2SO4(0.5mol·kg-1) | Hg2SO4(s) | Hg(l) | Pt 在298K时的电动势为0.6960V，已知该电池的标准电动势E?=0.615V。 (1) 写出正极、负极和电池的反应式；

(2) 计算298K时该反应的平衡常数K?和吉布斯函数变?rGm；

(3) 计算298K时，H2SO4(0.5mol·kg-1)水溶液的活度a(H2SO4)、离子平均活度系数a?及离子平均活度系数??。 解：(1) 阳极：H2(100kPa) ? 2H+(1.0 mol·kg-1) ＋ 2e－ 阴极：Hg2SO4(s) + 2e－? 2Hg(l) + SO42－-(0.5 mol·kg-1)

电池反应：Hg2SO4(s) ＋ H2(100kPa) ? 2Hg(l) ＋ H2SO4 (0.5 mol·kg-1) (2) E?= φ?(Hg2SO4|Hg) －φ?(H2|H+) = 0.615V

K?=exp(zFE?/RT)=exp(2×96500C×0.615V/8.3145 J·mol－1·K－1×298K) =6.380×1020

?rGm=－zFE =－2×96500C·mol-1×0.6960V=－134.328 J·mol－1=－134.3kJ·mol－1 (3) E= E?－(0.05916V/2)lg a(H2SO4)

lg a(H2SO4) = 2(E?- E)/0.05916V=2×(0.615V-0.6960V)/0.05916V= -2.738

a(H2SO4) =1.827×10-3

a?= a(H2SO4) 1/3 =（1.827×10-3）1/3 = 0.1222 ?? = a? / (m?/ m?) =0.1222/(41/3×0.5)=0.1540

9-2电池Pt | H2(101.325kPa) | HCl(0.1mol·kg-1) | Hg2Cl2(s) | Hg(s) 电动势E与温度T的关系为

E / V = 0.0694 ＋ 1.881?10-3 T / K －2.9×10－6 ( T / K )2 （1）写出正极、负极和电池的反应式；

（2）计算293K时该反应的吉布斯函数变?rGm、熵变?rSm、焓变?rHm 以及电池恒温可逆放电时该反应的过程热效应Qr，m。 解：(1) 正极反应： Hg2Cl2(s) ＋ 2e－

??? 2Hg(s) + 2Cl

－

负极反应： H2

???2H

＋

＋2 e－

电池反应： Hg2Cl2(s) ＋ H2

(2) 293K时电池的电动势 E / V = 0.0694 + 1.881?10-3 ?rGm = －zFE =－2

???2Hg(s) ＋2Cl

－

＋ 2 H＋

?293K / K - 2.9?10-6 ( 293K / K )2 = 0.3716

mol-1?0.3716V = －71718.8J = -71.72kJ·mol-1 ? 96500C·

?rSm = － (??rGm / ?T)p = zF(?E/ ?T)p = zF (1.881?10-3 － 5.8?10-6 T / K ) V·K-1 = 2?96500C·mol-1? (1.881?10-3 - 5.8?10-6

K-1 ?293K/ K ) V·

27

= 35.05 J·K-1·mol-1

?rHm =?rGm ＋T?rSm =－71720J·mol-1 ＋ 293K?35.05J·K-1·mol-1 =－61450J·mol-1 = 61.45kJ·mol-1

Qr，m = T?rSm = 293K

K-1·mol-1= 10270 J·mol-1 = 10.27kJ·mol-1 ? 35.05 J·

第10章 液体的表面现象 一、主要概念

分散度，比表面，表面与界面，表面张力与影响因素，表面功，比表面吉布斯函数，附加压力，毛细现象，表面过剩，正吸附与负吸附，表面活性剂，临界胶束浓度，表面活性剂的去污(润湿变不润湿，乳化)和助磨作用原理。 二、主要公式

1．比表面

AV?SV或

Am?S m2．表面功与表面张力

??G?δW???dA ? ??? ??A??T,p,nB3.弯曲液面现象

(1) 附加压力-拉普拉斯 (Laplace)方程:?p?2?r 或

?11??p?????

?r1r2? (2) 毛细现象公式:

h?2?cos?r?g

(3) 弯曲液面的饱和蒸气压-开尔文公式：RTlnpr2?M??rp

4．溶液表面的吸附 - …… 此处隐藏：3318字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……