【正文】 500s,求此電解池在工作過程中可以析出多少克銅？解：由法拉第定律知，析出銅的物質(zhì)的量為析出銅的品質(zhì)為82 ，測得1102的溶液的電阻為138Ω，該電導(dǎo)池充滿1102KCl溶液時(shí)測得其電阻為163Ω。，1 Sm1,求電導(dǎo)池常數(shù)及1102的溶液的。解：由式（612），得 由式（611），得83 由鹽酸、醋酸鈉及氯化鈉的極限摩爾電導(dǎo)率、]求弱電解質(zhì)醋酸的極限摩爾電導(dǎo)率。解：由離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)規(guī)律知將、具體數(shù)值代入上式即可得到所需結(jié)果。84 ，104Sm1,104Sm1。試求。解：查表并由式（613）計(jì)算得將所得已知數(shù)據(jù)代入式（620），得由，得 第9章 電池的電動(dòng)勢與極化現(xiàn)象一、重要概念可逆電池，電池的電動(dòng)勢，電池反應(yīng)的寫法，分解電壓，標(biāo)準(zhǔn)電極電位、電極的類型、析出電位，電極極化，二、重要定律與公式1．電池?zé)崃W(xué) p 2． 能斯特方程 q 當(dāng)T=，3．電極電勢：規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)氫電極 H+(a H+=1) | H2(p?) | Pt 電勢為0。 對于還原反應(yīng)：　氧化態(tài)+ z e → 還原態(tài) 電極電勢 電池的電動(dòng)勢 4. 電池的寫法(1) 正、負(fù)極由左至右排列，左負(fù)（陽極失電子），右正（陰極得電子）。(2) 以化學(xué)式表示電池中各種物質(zhì)的組成，并用s、l、g表示物質(zhì)所處的狀態(tài)。當(dāng)物質(zhì)是氣體時(shí)，還應(yīng)標(biāo)出其壓力的大小，當(dāng)物質(zhì)為溶液時(shí)，應(yīng)當(dāng)標(biāo)出它們的濃度或活度。(3) 單垂線“|”表示相界面（有時(shí)也用逗號(hào)表示），雙垂線“||”表示鹽橋。(4) 氣體作為電極，必須依賴不與氣體及電池內(nèi)電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)的第二類導(dǎo)體與外界進(jìn)行電子的傳遞。這類導(dǎo)體稱為惰性導(dǎo)體，包括惰性金屬和石墨。但習(xí)慣上可以不把它們標(biāo)出。 三、關(guān)鍵的計(jì)算題類型1．給出電池，寫出電極反應(yīng)及計(jì)算電池反應(yīng)熱力學(xué)基本函數(shù)。這一類型相對容易。2．給出反應(yīng)，設(shè)計(jì)電池并計(jì)算電池反應(yīng)熱力學(xué)基本函數(shù)。3. 給出二個(gè)反應(yīng)的基本量或若干個(gè)電極的電極電池，求相關(guān)反應(yīng)的電動(dòng)勢或熱力學(xué)量。 四、典型題示例91 電池 Pt | H2(100kPa) | H2SO4(kg1) | Hg2SO4(s) | Hg(l) | Pt ，已知該電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢Eq=。 (1) 寫出正極、負(fù)極和電池的反應(yīng)式； (2) 計(jì)算298K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kq和吉布斯函數(shù)變DrGm；(3) 計(jì)算298K時(shí)，H2SO4(kg1)水溶液的活度a(H2SO4)、離子平均活度系數(shù)a177。及離子平均活度系數(shù)g177。 解：(1) 陽極：H2(100kPa) 174。 2H+( molkg1) ＋ 2e－ 陰極：Hg2SO4(s) + 2e－174。 2Hg(l) + SO42－( molkg1) 電池反應(yīng)：Hg2SO4(s) ＋ H2(100kPa) 174。 2Hg(l) ＋ H2SO4 ( molkg1) (2) Eq= φq(Hg2SO4|Hg) －φq(H2|H+) = Kq=exp(zFEq/RT)=exp(296500Cmol－1K－1298K) =1020 DrGm=－zFE =－296500Cmol1=－ Jmol－1=－mol－1 (3) E= Eq－()lg a(H2SO4)lg a(H2SO4) = 2(Eq E)/=2()/= a(H2SO4) =103 a177。= a(H2SO4) 1/3 =（103）1/3 = g177。 = a177。 / (m177。/ mq) =(41/3)= 92電池Pt | H2() | HCl(kg1) | Hg2Cl2(s) | Hg(s) 電動(dòng)勢E與溫度T的關(guān)系為 E / V = ＋ T / K －10－6 ( T / K )2 （1）寫出正極、負(fù)極和電池的反應(yīng)式；（2）計(jì)算293K時(shí)該反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變DrGm、熵變DrSm、焓變DrHm 以及電池恒溫可逆放電時(shí)該反應(yīng)的過程熱效應(yīng)Qr，m。 解：(1) 正極反應(yīng)： Hg2Cl2(s) ＋ 2e－ 2Hg(s) + 2Cl－ 負(fù)極反應(yīng)： H22H＋ ＋2 e－ 電池反應(yīng)： Hg2Cl2(s) ＋ H22Hg(s) ＋2Cl－ ＋ 2 H＋(2) 293K時(shí)電池的電動(dòng)勢 E / V = + 293K / K ( 293K / K )2 = DrGm = －zFE =－2 96500C = － = mol1 DrSm = － (182。DrGm / 182。T)p = zF(182。E/ 182。T)p = zF ( － T / K ) VK1 = 296500Cmol1 ( 293K/ K ) VK1 = JK1mol1 DrHm =DrGm ＋TDrSm =－71720Jmol1 ＋ K1mol1 =－61450Jmol1 = mol1 Qr，m = TDrSm = 293K JK1mol1= 10270 Jmol1 = mol1第10章 液體的表面現(xiàn)象一、主要概念 分散度，比表面，表面與界面，表面張力與影響因素，表面功，比表面吉布斯函數(shù)，附加壓力，毛細(xì)現(xiàn)象，表面過剩，正吸附與負(fù)吸附，表面活性劑，臨界膠束濃度，表面活性劑的去污(潤濕變不潤濕，乳化)和助磨作用原理。二、主要公式1．比表面 或2．表面功與表面張力 d (1) 附加壓力拉普拉斯 (Laplace)方程: 或 (2) 毛細(xì)現(xiàn)象公式: (3) 彎曲液面的飽和蒸氣壓開爾文公式： 4．溶液表面的吸附 吉布斯等溫吸附方程 當(dāng)時(shí)，即溶質(zhì)的濃度增加，溶液的表面張力隨之增大時(shí)，溶液的表面吸附量為負(fù)，溶質(zhì)在表面層的濃度小于體相濃度，是負(fù)吸附。當(dāng)時(shí)，即溶質(zhì)的濃度增加，溶液的表面張力反而下降時(shí)，溶液的表面吸附量為正，溶質(zhì)在表面層的濃度大于體相濃度，是正吸附。分子的截面積：三、典型題示例從潤濕現(xiàn)象做附加壓力，毛細(xì)現(xiàn)象，微小液滴飽和蒸氣壓的計(jì)算以及解釋過飽和現(xiàn)象。101　，水的密度為，表面張力為。試用開爾文方程計(jì)算半徑在范圍變化的球形液滴或氣泡的相對蒸氣壓。解：對于小液滴，凸形液面，代入公式（1023）得對于小氣泡，凹形液面， 計(jì)算結(jié)果列于表105表105　液滴（氣泡）半徑與蒸氣壓比關(guān)系(m)105106107108109小液滴小氣泡102 25 ℃時(shí)乙醇水溶液的表面張力g 與乙醇濃度的關(guān)系如下 / (10－3Nm)=72－(c/c?)+(c/c?)2試解決下列問題：(1) 25 ℃時(shí)將一個(gè)半徑為105m的毛細(xì)管插入水溶液中，試計(jì)算毛細(xì)管中的液面將升高多少？假設(shè)潤濕角為0176。，dm3, g=s－2。(2) 計(jì)算25 ℃dm3的表面吸附量。)解：(1) 純水的表面張力 =7210－3Nm－1升高高度 = 27210－3Nm－1cos0176。/(1000kgm3 ms－210－5m)＝(2) =－[dm－3/(K－1mol－1)](－+)10－3mol－1dm3=10－8mol－1m－2103　，其中是純水的表面張力，a和b為常數(shù)。試求：（1）丁酸的表面吸附量與濃度cB的關(guān)系；（2）若a=?m1，b=?mol1，計(jì)算cB=200mol?m3時(shí)的；（3）求飽和吸附量，若此時(shí)表面層的丁酸分子成單分子吸附，試計(jì)算丁酸分子在液面上的截面積。解：（1）在恒溫恒壓條件下 則　，代入吉布斯吸附等溫式，得（2）當(dāng)時(shí)（3）對于，當(dāng)cB很大時(shí)，即，此時(shí)，表明與cB無關(guān)，即為飽和吸附，所以 此結(jié)果表明，當(dāng)丁酸分子在液面上恰好蓋滿一層時(shí)，106L個(gè)丁酸分子，所以丁酸分子的截面積為：第11章 固體的表面現(xiàn)象一、主要概念 潤濕，沾濕，浸濕，鋪展，潤濕角，吸附，吸附質(zhì)，吸附劑，化學(xué)吸附，物理吸附，(平衡)吸附量，單分子層吸附理論，覆蓋度，吸附系數(shù)。二、主要公式 1. 潤濕與楊氏(Young)方程 g，潤濕角 鋪展系數(shù)(spreading coefficient): 當(dāng)90176。，S0，不潤濕；當(dāng)≥0176。，S ≤0，潤濕；當(dāng)→0176。，S≤0，鋪展。2．吸附現(xiàn)象 (1) 氣固吸附，蘭格謬爾吸附等溫式： ， 覆蓋度，壓力p時(shí)的吸附量，(單分子層)飽和吸附量，b吸附系數(shù) 吸附量為體積時(shí)，As =(V∞/22400ml)L A (2) 等溫吸附經(jīng)驗(yàn)式弗羅因德利希 (Freundlich)等溫吸附經(jīng)驗(yàn)式 或 三、典型題示例從吸附角度出發(fā)進(jìn)行氣體在固體表面上的吸附相關(guān)的計(jì)算。111已知293K時(shí)，乙醚(a)水(b)、乙醚(a)水銀(c)、水水銀(c)界面張力分別為、若在乙醚與水銀的界面上滴一滴清水，試計(jì)算該系統(tǒng)的接觸角和鋪展系數(shù)，并判斷水能否潤濕水銀表面。解：如圖116所示，三個(gè)界面張力在交界點(diǎn)O處達(dá)到平衡時(shí)，合力為零。得出 由上計(jì)算可知：；S＜0，說明水在水銀表面上潤濕但不會(huì)鋪展。 112在273K時(shí)用鎢粉末吸附正丁烷分子，壓力為11kPa和23kPa時(shí)，對應(yīng)的吸附體積(標(biāo)準(zhǔn)體積)kg1，假設(shè)吸附服從Langmuir等溫方程。(1)計(jì)算吸附系數(shù)b和飽和吸附體積V∞。(2) 104m2kg1，計(jì)算在分子層覆蓋下吸附的正丁烷分子的截面積。已知L＝1023mol1。解：(1) Langmuir等溫方程 V/ V∞= bp /(1+bp)，兩種不同壓力下的數(shù)據(jù)相比數(shù)得V/ V’ = (1+1/bp’)/(1+1/bp) (1+1/11kPa/b)/ (1+1/23kPa/b)可得 b= kPa1所以V∞ = V(1+bp) / bp＝kg1(1+11)/(11) = dm3kg1(2)比表面 As= V∞LA/(mol－1) ，可得截面積為A= (mol－1) As / V∞L= (mol－1)104 m2kg1/(10－3m3kg11023mol1)=10－19m2 31