物理化学期末复习2课件.ppt
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- 物理化学 期末 复习 课件
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1、上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回1. 电导(electric condutance)电导是电阻的倒数,单位为 或 。1S 1 GR I 电化学电化学2.电导率(electrolytic conductivity)比例系数 称为电导率。kGlkA电导池常数 单位是 。celllKA1m上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回3. 摩尔电导率(molar conductivity) mkc4. 随着电解质溶液浓度的提高随着电解质溶液浓度的提高,强电解质溶液的电导强电解质溶液的电导率随之提高率随之提高, 而而摩尔电导率随之降低摩尔电导率随之降低。摩尔电导率是比
2、较电解质溶液导电能力的强度参数摩尔电导率是比较电解质溶液导电能力的强度参数.上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回5. 离子独立运动定律 m m ,+ m , m m,+ m, 弱电解质强电解质上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回在25时,已知Ba(OH)2, BaCl2, NH4Cl溶液无限稀释摩尔电导率分别为 512.88104Sm2 mol1,277.99104S m2 mol1,149.75104 S m2 mol1,试计算25时NH3H2O溶液的无限稀释摩尔电导率。 molmS10267.195 molmS1099.2772188.5122114
3、9.75 BaCl 21(OH)Ba 21ClNH OHNH 1241242m2m4m23m解:解:上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回6.由摩尔电导率计算弱电解质的解离度和解离常数设弱电解质AB解离如下:+ AB-AB 0 0 (1) cccc起始平衡时 m m =LL解离度2 1ccK解离常数上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回7.由摩尔电导率由摩尔电导率测定难溶盐的溶解度测定难溶盐的溶解度 1难溶盐饱和溶液的浓度极稀,可认为 , 的值可从离子的无限稀释摩尔电导率的表值得到。 m m LL m L2 m ()(H O)()()cc溶液难溶盐难溶盐L
4、运用摩尔电导率的公式就可以求得难溶盐饱和溶液的浓度 。c2()()(H O)难溶盐溶液2难溶盐本身的电导率很低,这时水的电导率就不能忽略,所以:上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回例例5: 已知25,PbSO4(s)的溶度积 =1.60108 。 Pb2+ 和 SO42无限稀释摩尔电导率分别为70104Sm2 mol1和79.8104S m2 mol1。配制此溶液所用水的电导率为1.60104S m1。试计算25PbSO4饱和溶液的电导率。 sp 2121上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回解解:PbSO4水溶液无限稀释的摩尔电导率:-2424SO21
5、2Pb21 2PbSO mmm = (270+279.8)104 S m2 mol1 =299.6104 Sm2 mol1 22424/SOPbPbSO spccc求得PbSO4的溶解度:c = c (Pb2+) =c (SO42)= cKSP = 1.26104 mol dm3上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回饱和溶液的电导率: (溶液) =(PbSO4) +(H2O) = (37.9+1.6)104 S m1 =39.5104 S m1PbSO4的电导率:c PbSO PbSO4m4=299.61041.26104103 S m1=37.90104 S m1上一内容上
6、一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回8. 平均活度和平均活度系数定义:1+ def = () aa a 离子平均活度(mean activity of ions)1def ()离子平均活度系数(mean activity coefficient of ions)1 def ()mm m离子平均质量摩尔浓度(mean molality of ions)Baa aamma)(mm上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回 25时,质量摩尔浓度m = 0.20 molkg1的K4Fe(CN)6水溶液正、负离子的平均活度因子(系数)=0.099,试求此水溶液中正负离子的平均活度
7、 a及K4Fe(CN)6的电解质活度aB。 解解: 755B5/4o 1 -5/41 -541077. 706. 006. 020. 04099. 0/kgmol20. 04kgmol20. 020. 04 aammam上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回2BBB12Im z德拜-休克尔极限定律的常用表示式:lg|A z zI 9. 离子强度和德-休定律离子强度上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回解:解:溶液中有Zn2+和Cl-,m(Zn2+)=0.005mol.kg-1, m(Cl-)=2 m(Zn2+)=0.010mol.kg-1, z(Zn2+ )
8、=2,z(Cl-)=-1 取A=0.509,代入德拜-休克尔极限公式: 得 =0.751 1246. 0015. 012509. 0lgIzzA1222.015. 0) 1(01. 02005. 02121kgmolzmIBB试用德拜试用德拜-休克尔极限公式计算休克尔极限公式计算:25时时,b=0.005mol/kg, ZnCl2水溶液水溶液中,中,ZnCl2平离子活度因子平离子活度因子。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回10. 组成可逆电池的必要条件要求能量复原,即要求外加电流要求能量复原,即要求外加电流 I0因为电池总是有内阻,内阻消耗电能因为电池总是有内阻,内阻消耗
9、电能 功功热热,导致不可逆,导致不可逆上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回11. 第一类电极及其反应Na+(a+)|Na(Hg)(a) Na+(a+)+nHg+e- Na(Hg)n(a)电极 电极反应Mz+(a+)|M(s)Mz+(a+)+ze- M(s)H+ (a+)|H2(p),Pt2H+(a+)+2e- H2(p)OH-(a-)|H2(p),Pt 2H2O+2e- H2(p)+2OH-(a-)H+(a+)|O2(p),PtO2(p)+4H+(a+)+4e- 2H2OOH-(a-)|O2(p),Pt O2(p)+2H2O+4e- 4OH-(a-) Cl- (a-)|Cl
10、2(p),Pt Cl2(p)+2e- 2Cl-(a-)上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回12. 第二类电极及其反应电极 电极反应Cl-(a-)|AgCl(s)|Ag(s)AgCl(s)+e- Ag(s)+Cl-(a-)OH-(a-)|Ag2O|Ag(s)Ag2O(s)+H2O+2 e- 2Ag(s)+2OH-(a-)H+(a+)|Ag2O(s)|Ag(s)Ag2O+2H+(a+)+2e- 2Ag(s)+H2O上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回13. 第三类电极及其反应电极 电极反应Fe3+(a1), Fe2+(a2)|PtFe3+(a1)+e- Fe
11、2+(a2)Cu2+(a1), Cu+(a2)|PtCu2+(a1)+e- Cu+(a2)Sn4+(a1), Sn2+(a2)|PtSn4+(a1)+2e- Sn2+(a2)上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回14. 可逆电池的书面表示法1. 左边为负极,起氧化作用; 右边为正极,起还原作用。2.“|”表示相界面,有电势差存在。3.“|”表示盐桥,使液接电势降到可以忽略不计。4.“”表示半透膜。5. 要注明温度,不注明就是299.15 K;要注明物态, 气体要注明压力;溶液要注明浓度。6. 气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性电极, 通常是铂电极。上一内容上一内容下一内容
12、下一内容回主目录回主目录返回返回15. 可逆电池的热力学 r mrm rmpEHzEFzFTTGTS rmpESzFT(E / T )p称为电池电动称为电池电动势的温度系数。势的温度系数。 rGm=-zEF 联系热力学和电化学的桥公式联系热力学和电化学的桥公式自 发 电 池 :rGm0非自发电池:rGm0,E0 rmRpEQTSzFTT可逆热效应恒压热效应上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回 已知反应Ag(s)+Hg2Cl2(s)AgCl(s)+Hg(l),在298 K时,有如下数据: (1) 将反应设计成电池并写出电极反应; (2) 计算298 K时的电动势E和温度系数;
13、 (3) 计算可逆热效应QR与恒压反应热Qp二者之差值。物质Ag(s)Hg2Cl2(s)AgCl(s) Hg(l) fHm/ kJmol-1 0 -264.93 -127.03 Sm/JK-1mol-1 42.55 195.8 96.2 77.4上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回 (1) Ag(s)+AgCl(s)|Cl (aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l) (-)Ag(s)+Cl - - e -AgCl(s) (+)1/2Hg2Cl2(s)+e -Hg(l)+Cl - (2) rHm= - 127.03 ( - 264.93) kJmol-1 = 5.435 kJm
14、ol-1 rSm=(77.4+96.2) (195.81/2+42.55) JK-1mol-1 =33.15 JK-1mol-1 rGm= rHm - T r Sm=-4443.7 Jmol-1E=E= - r Gm/zF=0.046 V =rSm/zF=3.4310-1 VK-1 pTE)(上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回 (3) QR=T rSm, Qp= rHm, QR - Qp = 4.44 kJ mol-1 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回16. Nernst方程 将rGm = -zFE 代入等温方程 rGm = rGmRT ln Qa
15、 得 -zFE = -zFE RT ln QaaQzFRTEEln称为能斯特(能斯特(Nernst)方程)方程,它是计算电池电动势的基本方程 ,式中 rGm = -zFE ,Qa是给定状态下的活度商。 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回17. 标准氢电极标准氢电极用镀铂黑的金属铂导电) 1(H| )(H|PtH2ap规定0)H|(HE2上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回18. 氢标还原电极电势E(Ox|Red)(Ox|Red)(Ox|Red)EEE (-) (+) 阳极,氧化 阴极,还原2(Cu|Cu)ECu(s)|Cu|) 1(H| )(H|Pt2
16、2ap)H|(H|Cu)(Cu22EE 以标准氢电极为阳极,待测电极为阴极,因为 为零,所测电动势即为待测电极的氢标还原电极电势。)H|(H2E上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回-电池净反应不是化学反应,仅仅是某物质从高压到低压或从高浓度向低浓度的迁移。19. 浓差电池-电池标准电动势0E上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回20. 盐桥作用-用盐桥是为了降低液接电势-常用饱和KCl盐桥,因为K+与Cl-的迁移数相近,当有Ag+时用KNO3或NH4NO3。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回21. 电动势法测离子平均活度系数)(H)(
17、ClAg(s)AgCl(s)(H)(ClAg(s)eAgCl(s) )(e)(H)(H (-)Ag(s)|AgCl(s)| )(HCl| )(H|PtHCl221Cl-H2212aapaapmp22)AgAgCl,|Cl(ClH)H|H()AgAgCl,|Cl(lnln2mmFRTEaaFRTEEE和m已知,测定E,可求出E上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回22. 电动势法测反应平衡常数设计电池,使电池反应为AgClAgCl(s)Ag ()Cl ()aa AgClAg(s)|Ag ()|Cl ()|AgCl(s)|Ag(s)aaA.求AgCl(s)的apK0.5767V0
18、.7991V0.2224V)Ag|Ag()AgAgCl,|Cl(EEE10ap1076. 1expRTFzEK上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回设计电池,使电池反应为: H2OH+OH-电池:2HOH H OH ()OH ()aa 净反应B.求水的WKPt| )(H| )(OH|)(H| )(H|Pt2OHH2paap V828. 0 )(OH)(HeO(s)H )(0 e)(H)(H (-)H|(OHOH221-2)H|(HH22122EapEap14W10004. 1expV828. 0RTFzEKE上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录返回返回2 H OH
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