物理化学试题及其答案.doc

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1、第八章 电解质溶液（例题与习题解）例题1、已知25时，(NaAc)=91.010-4Sm2mol1，(HCl)=426.210-4Sm2mol1，(NaCl)=126.510-4S.m2mol1，求25时(HAc)。解：根据离子独立运动定律 =(426.3+91.0-126.5)10-4 =390.710-4 (Sm2mol-1)例题2：一些常见离子在25时的见P22表8.6，求。解：（Sm2mol1）例题：0.01mol.L-1的醋酸水溶液在25时的电导率为1.6210-2 S.m-1，计算醋酸溶液的pH值和解离平衡常数。解：例题:电导测定得出25时氯化银饱和水溶液的电导率为3.41104

2、Sm1。已知同温度下配制此溶液所用水的电导率为1.60104 Sm1。试计算25时氯化银的溶解度和溶度积。解：(AgCl)=（溶液）- （水） =(3.411041.60104) =1.81104 (Sm1)例题5、分别计算m=0.500molkg-1的KNO3、K2SO4和K4Fe(CN)6溶液的离子强度。解： KNO3 K+ + NO3根据 得P55习题1、在300K和100kPa压力下，用惰性电极电解水以制备氢气。设所用直流电的强度为5A，电流效率为100。如欲获得lm3 H2(g)，需通电多少时间?如欲获得1 m3 O2(g)，需通电多少时间?已知在该温度下水的饱和蒸气压为3565 P

3、a。解： 设产生的氧气和氢气均为理想气体，则根据Q=neF=nBzF=It,要获得1m3氧气需时间为：同理，要获得1m3氢气需时间为：P55习题2、用电解NaCl水溶液的方法制备NaOH，在通电一段时间后，得到了浓度为1.0 mo1dm-3的NaOH溶液o.6dm3，在与之串联的铜库仑计中析出了30.4gCu(s)。试计算该电解池的电流效率。解： 电解反应 NaCl+H2ONaOH+1/2H2(g)+1/2Cl2(g)得到 n(NaOH)=1.00.60.6（mol）耗电量 Q1=0.6F=0.69650057900（C）铜库仑计中析出30.4gCu(s)供电量 Q2=96500230.4/6

4、3.546 = 92330（C）电流效率 =Q1/Q2=57900 / 92330=0.63=63%P55习题3、用银电极来电解AgNO3水溶液。通电一定时间后，在阴极上有0.078 g的Ag(s)析出。经分析知道阳极部含有水23.14 g，AgNO3 0.236g。已知原来所用溶液的浓度为每克水中溶有AgNO3 0.00739 g。试分别计算Ag十和NO3-的迁移数。解： 电解前后，阳极部水的量不变.故电解前阳极部含Ag+的物质的量为电解后，阳极部含Ag+的物质的量为由阴极上析出的Ag的质量可知电解过程阳极反应(Ag-eAg+)产生Ag+的物质的量：电解前后，阳极部Ag+的物质的量的变化是由

5、Ag+的迁出和Ag电极的电解产生Ag+所所致，故0.001006-0.001389+0.00072290.0003399（mol）所以：P56习题10、某电导池内装有两个直径为0.04 m并相互平行的圆形银电极，电极之间的距离为0.12 m。若在电导池内盛满浓度为0.1 m01dm-3的AgN03溶液，施以20 V电压，则所得电 流强度为0.1976 A。试计算电导池常数、溶液的电导、电导率和AgNO3的摩尔电导率。解： P56习题12、291 K时，已知KCl和NaCl的无限稀释摩尔电导率分别为（KCl）1.2965102 Sm2mol-1和 (NaCl)1.086010-2 Sm2mol1

6、，K+和Na+的迁移数分别为tK+0.496，tNa+0.397。试求在291 K和无限稀释时： (1) KCI溶液中K+和Cl-的离子摩尔电导率；(2)NaCl溶液中Na+和C1-的离子摩尔电导率。解：（1） （2） P57习题13、298K时，在某电导池中盛以浓度为0.01moldm-3的KCl水溶液，测得电阻R为484.0。当盛以不同浓度的NaCl水溶液时测得数据如下：C(NaCl)/(mol.dm-3)0.00050.00100.00200.0050R/10910549427721128.9已知298 K时，0.01 moldm-3的KCl水溶液的电导率为(KCl)0.141 2 Sm

7、-1，试求：(1)NaCl水溶液在不同浓度时的摩尔电导率(NaCl)；(2)以(NaCl)对作图，求NaCl的无限稀释摩尔电导率(NaCl)。解：(1) 而 故 将题给数据代入上式，并注意把浓度由mol.dm-3换算为mol.m-3，可得NaCl水溶液在不同浓度时的摩尔电导率 C(NaCl)/(mol.dm-3)0.00050.00100.00200.00500.012530.012440.012330.01211(2) 以(NaCl)对作图，直线外推至C=0(NaCl)/(mol.dm-3/2)0.02240.03160.04470.07070.012530.012440.012330.01

8、211截距：P57习题14、在某电导池中先后充以浓度均为0.001 moldm-3的HCl，NaCl和NaNO3，分别测得电阻为468，1580和1650。已知NaNO3溶液的摩尔电导率为 (NaNO3)1.2110-2 Sm2mol-1，设这些都是强电解质，其摩尔电导率不随浓度而变。试计算：(1)浓度为0.001 moldm-3NaNO3溶液的电导率；(2)该电导池的常数Kcell；(3)此电导池如充以浓度为0.001 moldm3HNO3溶液时的电阻及该HNO3溶液的摩尔电导率。解:(1) (2) (3) = 0.042660.01210.012636= 0.04212（S.m2.mol-

9、1）P57习题18、根据以下数据，求H2O(l)在298K时解离成H+和OH-并达到平衡时的解离度和离子积常数Kw。已知298K时，纯水的电导率为k(H2O)=5.510-6Sm-1，3.49810-2Sm2mol-1，1.9810-2Sm2mol-1水的密度为997.09kgm-3。解： P57习题20、画出下列电导滴定的示意图(1)用NaOH滴定C6H5OH； (2)用NaOH滴定HCl；(3)用AgNO3滴定K2CrO4； (4)用BaCl2滴定T12 SO4。解：电导滴定的示意图如下P58习题21、298K时，在某一电导池中充以浓度为0.1 mo1.dm-3电导率为0.141 14 S

10、m-1的KCl溶液，测得其电阻为525 。若在该电导池内充以0.10 mo1dm-3的NH3HzO溶液时，测得电阻为2030，已知此时所用水的电导率为2.010-4Sm-1。试求：(1)该NH3.H2O溶液的解离度，(2)若该电导池内充以纯水时的电阻值。解：(1) k (NH3H2O)= k(KCl)R (KCl) / R (NH3H2O) = 3.6510-2 Sm-1 Lm(NH3H2O)= k(NH3H2O)/c=3.6510-4 Sm2mol-1查表得：(NH3H2O)=(NH4) +(OH-)= 2.71410-2 S.m2.mol-1a = Lm / = 0.01345(2) R

11、(H2O) = R (KCl) k(KCl) / k(H2O) = 3.705105 W 三、计算1、测得300C时某蔗糖水溶液的渗透压为252KPa。求（1）该溶液中蔗糖的质量摩尔浓度；（2）该溶液的凝固点降低值；（3）在大气压力下，该溶液的沸点升高值已知Kf =1.86K mol1Kg1 , Kb =0.513K mol1Kg1 ，vapH0m=40662J mol12、有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=H2O(g)，在2000K时，已知K0=1.551071、计算H2和O2分压各为1.0010 4 Pa,水蒸气分压为1.00105 Pa的混合气体中，进行上述反应的rGm，并判断反应

12、自发进行的方向。2、当H2和O2分压仍然分别为1.0010 4 Pa时。欲使反应不能正向自发进行，水蒸气分压最少需多大？装 订 线 rGm=-1.6105Jmol1；正向自发；P（H2O）=1.24107Pa。在真空的容器中放入固态的NH4HS，于250C下分解为NH3（g）与H2S（g），平衡时容器内的压力为66.6kPa 。（1）当放入NH4HS时容器中已有39.99kPa的 H2S（g），求平衡时容器内的压力；（2）容器中已有6.666kPa的NH3（g），问需加多大压力的H2S（g），才能形成NH4HS固体。 1）77.7kPa 2）P（H2S）大于166kPa。4、已知250C时0(

13、Fe3+/ Fe) =-0.036V，0(Fe3+/ Fe2+) =-0.770V求250C时电极Fe2+|Fe的标准电极电势0(Fe2+/ Fe)。 答案: 0(Fe2+/ Fe)= -0.439V5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250C时的摩尔电导率为1.6210-3S m2 mol1，无限稀释时的摩尔电导率为39.0710-3S m2 mol1计算（1）醋酸水溶液在250C，0.01mol dm-3时的pH值。 （2）250C，0.001mol dm-3 醋酸水溶液的摩尔电导率和pH值。答案:（1）pH=3.38；（2）摩尔电导率=0.52010-3S m2 mol1 pH=2.

14、886、溴乙烷分解反应的活化能为229.3KJ mol1，650K时的速率常数k=2.1410-4S-1，求：（1）该反应在679K条件下完成80%所需时间。 （2）该反应在679K时的半衰期。 答案: k=1.3110-3S-1；t=1.23103S, t1/2=529S。7、环氧乙烷在3800C时的反应是一级反应，其半衰期为363min，反应的活化能为217.57KJ mol1，欲使该反应在15min內完成75%，问将反应温度应控制在多少度。答案: K1=1.91*103 min1 ，K2=9.24*102 min1T 2=723.2Kt1/2=7.5 min8、250C时，电池（Pt）H

15、2（1P0）HCl（b=0.1molKg1）AgClAg(s)，其电池动势E=0.3524V，求该HCl溶液中的离子平均活度系数r 。（0Ag/ AgCl =0.2224V）答案:r=0.7969、250C时氯化银饱和水溶液的电导率为3.41*10-4 S m-1。已知同温下配制此溶液所用的水的电导率为1.60*10-4 S m-1， 银离子的极限摩尔电导率为61.92*10-4 S m2 mol1, 氯离子的极限摩尔电导率为76.34*10-4 S m2 mol1 。计算250C时氯化银的溶解度和溶度积。c=0.01309mol/m3；Ksp=(0.01309 mol/m3)210、200C

16、时HCl溶于苯中达平衡。气相中HCl的分压为101.325KPa时，溶液中HCl的摩尔分数为0.0425。已知200C时苯的饱和蒸气压为10.0KPa，若200C时HCl和苯蒸气总压为101.325KPa，求100g苯中溶解多少克HCl，11、已知水在1000C时的饱和蒸气压为101.325KPa，气化热为2260Jg1 。试求：（1）水在950C时饱和蒸气压；（2）水在110 .00KPa时的沸点。 12、800C时纯苯的蒸气压为100KPa，纯甲苯的蒸气压为38.7KPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，800C时气相中苯的摩尔分数y（苯）=0.300，求液相中

17、苯和甲苯的摩尔分数。答案:x（苯）=0.142，x（甲苯）=0.858。13、已知醋酸酐的分解反应为一级反应，其速度常数K（S-1 ）与温度T(K)具有关系式 ,试问（1）欲使此反应在10分钟内转化率达到90%温度应控制多少度？ （2）求该温度下的速度常数K（S-1 ）。（3）求该温度下的半衰期。（4）求该反应的活化能。答案: (1)T=522K（2）K=3.8410-3S1（3）t1/2=182S（4）Ea=144.3KJ mol11. 14、00C时某有机酸在水和乙醚中的分配系数为0.4。今有该有机酸5g溶于100cm3水中形成的溶液。（1）若用40 cm3乙醚一次萃取（所用乙醚已事先被水

18、饱和，因此萃取时不会有水溶于乙醚）求水中还剩下多少有机酸？（2）将40 cm3乙醚分为两份，每次用20 cm3乙醚萃取，连续萃取两次，问水中还剩下多少有机酸？答案：(1) W1=2.5g；（2）W2=2.25g。装 订 线15、（9分）250C时，电池：Ag| AgCl (s)|HCl(b)| Cl2(g，100KPa)|Pt的电动势E=1.136V，电动势温度系数(E/T)P=-5.9510-4V K-1。电池反应为： Ag+ 1/2 Cl2(g，100KPa)= AgCl (s)计算250C时该反应的rHm、rSm、rGm,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Qr.m。16、某金属钚的同位素

19、进行放射，14d后，同位素活性下降了6.85%。试求该同位素的：(1) 蜕变常数，(2) 半衰期，(3) 分解掉90%所需时间。17、乙烷可按下式脱氢：CH3CH3（g）CH2CH2（g）+H2（g）(设反应的rCp=0)试计算（1）在标准压力及298K时，求该反应的 rH0m；rG0m；rS0m；K0（298K）；（2）在标准压力及1000K时，求该反应的K0（2000K）；乙烷的平衡转化率是多少？热力学数据（298K）：fH0m/( KJmol1)fG0m/( KJmol1)S0m/( JK1mol1)CH3CH3 (g)-84.67-32.886229.49CH2CH2 (g)52.29

20、268.178219.45H2 (g)00130.587rH0m=136.96 KJmol1；rG0m=101.06 KJmol1；rS0m=120.55 JK1mol1。 K0（298K）=1.9310-18；K0（2000K）=0.138；=34.9%18、（11分）共 4 页，第 4 页一般化学反应的活化能在40400kJ mol-1范围内，多数在50250 kJ mol-1之间(1)若活化能为100 kJ mol-1，试估算温度由300K上升10K、由400K上升10K时，速率常数k各增至多少倍。设指前因子A相同。(2)若活化能为150 kJ mol-1，作同样的计算。(3)将计算结果

21、加以对比，并说明原因。（1）、K310K/ K300K =3.64；K410K/ K400K =2.08；（2）、K310K/ K300K =6.96；K410K/ K400K =3.00；（3）、lnk与T2成反比；活化能高的反应对温度更敏感一些19、（10分）250C时有两种溶液(1)：a(Sn2+)=1.0, a(Pb2+)=1.0； (2)：a(Sn2+)=1.0， a(Pb2+)=0.1,当将金属Pb放入溶液时，能否从溶液中置换出金属Sn。已知0（Sn 2+| Sn）=-0.136V, 0（Pb2+| Pb）=-0.126V。rGm0，不可以；rGm0，可以。20、（17分）固态氨的

22、饱和蒸气压为：lnP=3754/T + 27.92液态氨的饱和蒸气压为：lnP=3063/T + 24.38其中P的单位是Pa，试求：（1）氨的三相点的温度和压强； （2）三相点时的升华热、蒸发热、熔化热是多少？（1）、subHm =31.2KJmol1；vapHm =25.47KJmol1；fusHm =5.75KJmol1；（2）、P=5934Pa, T=195.2K。21、（18分）电池Pt|H2(101.325kPa)|HCl(0.1mol kg-1)|Hg2Cl2(s)|Hg)电动势E与温度T的关系为E/V=0.0694+1.88110-3T/K-2.910-6 (T/K)2（1）写

23、出电池反应 （2）计算250C时该反应的rHm、rSm、rGm,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Qr.m。rHm=-31.57KJmol1；rGm=-35.93KJmol1；rSm=14.64 JK1mol1。 Qr.m=4.365KJmol1；22、（18分）装 订 线在1000C下，下列反应的K8.110-9，rS125.6JK1 mol1，计算：COCl2(g)CO (g)+ Cl2(g)(1) 1000C,总压为200KPa时COCl2的解离度；(2） 1000C下上述反应的rHm(3） 总压为200KPa，COCl2解离度为0.1%时的温度。设rCpm0。6.3710-5，105 KJmol1；446K；23、（10分）将氨基甲酸铵放在一抽空的容器中，并按下式分解： NH2COONH4（s）=2NH3（g）+CO2（g）在20.80C达到平衡时，容器内压力为8.825 KPa。 在另一次实验中，温度不变，先通入氨气，使氨的起始压力为12.443 KPa，再加入氨基甲酸铵使之分解。若平衡时尚有过量固体氨基甲酸铵存在，求平衡时各气体的分压及总压。答案: P（CO2）=0.554KPa；P（NH3）=13.551KPa；P（总）=14.105KPa；