程兰征版物理化学习题解答7

HCl（g）平衡分压为46.4Pa，又知E(Pt,Cl2|Cl-)=1.359V。

θ

（1）写出Pt,H2(p)|HCl(a±=1)|Cl2(p),Pt的电池反应，求反应的?rGm。

?（2）计算25℃时下列反应之?rGm及平衡常数K：

θθ

θ

H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)。

（3）在25℃使HCl气体在密闭容器中离解，平衡时总压为p，求此时1cm3混合气中含H2多少cm3?

θ

解：（1）H2(g)+Cl2(g)=2HCl(aq) ；设其平衡常数为K1?

? （2）对于HCl(aq)= HCl(g) ；设其平衡常数为K2

??rGm=-2×96500×(1.359-0)=-262287(J/mol) ?K1=exp[262287/(8.314×298)]=9.47×10?K2=

45

46.4/101325(7?4.66)2=4.3×10-7

因为(1)+2×(2)=(3)

?2

所以K=K1?×(K2)=9.47×1045×(4.3×10-7)2=1.75×1033

θ

（3）设H2分压为x p，则

2(1?x)33θ

1.75×10= ；解得x=2.39×10-17（p）（注意：2xθ

1-x=1）

由于分压之比=体积之比，所以1cm3混合气中含H2 2.39×10-17cm3

8、电池Pt,Cl2|HCl(aq),MnCl2(aq)|MnO2(s)的两极标准电极电

势如下：

E(MnO2/H+,Mn2+)=1.23V, E(Cl2/Cl-)=1.358V

θ

θ

（1）在标准状态下反应

MnO2(s)+4HCl(aq)=MnCl2(aq)+Cl2+2H2O(l)能否进行？ （2）若Mn2+的浓度为1.0mol/L，问要使上列反应正相进行，HCl浓度至少应为多少？设活度因子均可当作1。

解：（1）E=1.23-1.358= -0.128V<0，在标准状态下不能进行。 （2）MnO2+ 4HCl = MnCl2+ Cl2+2H2O

E=-0.128-0.0592lg21c4θ

>0 ；解得：c>12(mol/L)

书上答案不对

9、已知电池Pt,O2(p

θ

)|NaOH(aq)|HgO,Hg的电动势

E(298K)=-0.3022V，计算HgO在25℃时的分解压力。 解：电池反应为：HgO=Hg + 0.5O2 ，E=E=-0.3022V

lgK??2?(?0.3022)=-10.209

0.0592θ

，K??6.17?10?11?(p0.5) p?，p=3.76

×10-16(Pa)

10、应用德拜-尤格尔极限公式计算25℃时5.0×10-3mol/kgZnCl2溶液的γ

±

，并求下列电池的标准电动势：

Zn|ZnCl2(5.0×10-3mol/kg)|AgCl,Ag ，E=1.183V 解：Zn+2AgCl=2Ag+ZnCl2

I=0.5×(5.0×10-3×22+10.0×10-3×12)=1.5×10-2

lg????0.05093?|2?1|0.015=-0.01248 ，??=0.9717

aB= 4（γE

θ

3-33-7

·m）=4×(0.9717×5.0×10)=1.147×10 ±B

0.05921.147?10-7=1.183+lg21=0.9776V

书上答案不对

11、电池

Zn-Hg|ZnSO4(aq)|PbSO4,Pb-Hg

的

E

θ

(298K)=0.4085V，当ZnSO4溶液浓度为5.0×10-4mol/kg时，E(298K)=0.6114V，求ZnSO4的γ公式计算值比较。 解：Zn+PbSO4=Pb+ZnSO4

I=0.5×(5.0×10-4×22+5.0×10-4×22)=2.0×10-3

lg????0.05093?|2?2|0.002±

，并与德拜-尤格尔极限

=-0.09111 ，??=0.8108

，解得??=0.7476

0.0592(5.0?10-4??)2lg0.6114=0.4085-21

12、已知25℃时，Hg|Hg22+与Hg|Hg2+的标准电极电势分别为0.79及0.85V，求下列反应的平衡常数：Hg2++Hg=Hg22+ 解：lgK?

13、利用Hg,Hg2Cl2|KCl(饱和溶液)||待测溶液X,Q,H2Q|Pt电池进行酸碱滴定。若待测溶液X为pH=1.0的HCl，滴定液是NaOH溶液，估算滴定未开始前及滴定终了时的电池电动

θ2?(0.85?0.79)=2.027，K=106.4

0.0592?（注意：z=2）

势。[注：此电池的正极为氢醌电极，电极反应为Q+2H++2e=H2Q，Ea(H2Q)=a(Q)=1]

解：E=[0.6995+0.0592lgc2(H?)]-0.2410=0.4585-0.0592pH

2θ

(298K)=0.6995V，在稀溶液中

滴定未开始前：E=0.4585-0.0592×1=0.3993V 滴定终了时：E=0.4585-0.0592×7=0.0441V

14、浓差电池Zn(l)|Zn2+(熔盐)|Zn-In[液态合金，x(Zn)=0.83]在505℃时的电动势为3.10mV，(?E)p=9.6×10-3mV·K-1。

?T（1）在505℃时，把1.0mol液态Zn溶入大量Zn-In液态合金（x(Zn)=0.83）的过程?Gm及?Sm为多少？

（2）求Zn在x(Zn)=0.83的Zn-In液态合金中的活度，以纯液态锌为标准态。

（3）已知505℃，在x(Zn)=0.83的Zn-In液态合金中，Zn的偏摩尔焓比同温度下纯Zn的摩尔焓大721.74J，求上述电池的温度系数，并与实验值比较。

（4）已知固态及液态Zn的饱和蒸汽压与温度的关系为：

lg[p(Zn,s)/Pa]?11.225?6850 T/K6163 lg[p(Zn,l)/Pa]?10.233?T/K求505℃时Zn的熔化吉布斯函数。

解：电池反应：Zn(l)= Zn-In[液态合金，x(Zn)=0.83]

（1）?Gm=-2×96500×0.0031=-598.3（J/mol）；