物理化学电化学练习题及参考答案2.docx
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物理化学电化学练习题及参考答案2
物理化学—电化学练习题及参考答案
(2)
电化学B
一、选择题
1.p和298K下,把Pb和Cu(Ac)2溶液发生的反应安排为电池,当获得可逆电功为91.84kJ时,电池同时吸热213.6kJ,因此该过程有:
()
(A)∆rU>0,∆rS>0(B)∆rU<0,∆rS>0
(C)∆rU>0,∆rS<0(D)∆rU<0,∆rS<0
2.在应用电位计测定电动势的实验中,通常必须用到:
()
(A)标准电池
(B)标准氢电极
(C)甘汞电极
(D)活度为1的电解质溶液
3.下列电池中液接电势不能被忽略的是:
()
(A)Pt,H2(p1)│HCl(m1)│H2(p2),Pt
(B)Pt,H2(p)│HCl(m1)‖HCl(m2)│H2(p),Pt
(C)Pt,H2(p)│HCl(m1)┆HCl(m2)│H2(p),Pt
(D)Pt,H2(p)│HCl(m1)│AgCl,Ag-Ag,AgCl│HCl(m1)│H2(p),Pt
4.某电池反应为:
Hg2Cl2(s)+H2(p)─→2Hg(l)+2H+(a=1)+2Cl-(a=1)
已知:
E=0.268V,(∂E/∂T)p=-3.2×10-4V·K-1,则∆rSm为:
()
(A)-61.76J·K-1·mol-1(B)-30.88J·K-1·mol-1
(C)62.028J·K-1·mol-1(D)-0.268J·K-1·mol-1
5.电池中使用盐桥的作用是:
()
(A)使电池变成无液体接界的可逆电池
(B)基本消除电池中的液体接界电势
(C)消除电池中存在的扩散现象
(D)使液体接界电势为零
6.用对消法测定电池电动势,若实验中发现检流计始终偏向一边,则可能原因是:
()
(A)被测定电池温度不均匀
(B)被测定电池的两极接反了
(C)搅拌不充分使浓度不均匀
(D)检流计灵敏度差
7.将一铂丝两端分别浸入含0.1mol·dm-3Sn2+和0.01mol·dm-3Sn4+的溶液中,这时的电位差为:
()
(A)E(Sn4+|Sn2+)+0.059/2(B)E(Sn4+|Sn2+)+0.059
(C)E(Sn4+|Sn2+)-0.059(D)E(Sn4+|Sn2+)-0.059/2
8.测定电池电动势时,标准电池的作用是:
()
(A)提供标准电极电势
(B)提供标准电流
(C)提供标准电位差
(D)提供稳定的电压
9.当电池的电动势E=0时,表示:
()
(A)电池反应中,反应物的活度与产物活度相等
(B)电池中各物质都处于标准态
(C)正极与负极的电极电势相等
(D)电池反应的平衡常数Ka=1
10.下列电池中,电动势与氯离子活度无关的电池是:
(A)Zn│ZnCl2(aq)‖KCl(aq)│AgCl│Ag
(B)Pt│H2│HCl(aq)│Cl2│Pt
(C)Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl2│Pt
(D)Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag
二、填空题
11.电池Hg│Hg2Cl2│HCl(a)│Cl2(p)│(Pt)
在25℃,a=0.1时,E=1.135V
a=0.01时,E=______
12.将反应H2(g)+PbSO4(s)→Pb(s)+H2SO4(aq)设计成电池的表示式为:
_______________________________________________________。
13.将反应Ag2SO4(s)=2Ag++SO
设计成电池,其书面表示式为:
。
14.将反应Hg(l)+2KOH(aq)→HgO(s)+H2O(l)+2K(Hg)(aam)设计成电池的表示式为:
_______________________________________________________。
15.将反应Hg(l)+Cl–(aCl-=1)+Fe3+=
+Fe2+设计成电池的表示式为:
_______________________________________________________。
16.写出25℃时,电池
Sb(s)│Sb2O3(s)│KOH(m),KCl(m')│H2(g,p),Pt的负极反应_____________________________,正极反应______________________________,以及电池的总反应______________________________________________________。
17.下列两个反应:
Pb(Hg)─→Pb2+(a)+2e-+Hg(l)
Pb─→Pb2+(a)+2e-
其电极电势公式分别为及,
这两个反应相应的φ及φ是否相同?
18.有如下电池:
Cu(s)|CuSO4(0.01mol/kg,γ±=0.41)||CuSO4(0.1mol/kg,γ±=0.16)|Cu(s)
其电动势E为________________________。
19.298K时,电池Pt,H2(0.1p)|HCl(a=1)|H2(p),Pt的电动势为:
___________________。
20.电池反应和电动势如下所示:
⑴
Cu(s)+
Cl2(p)→
Cu2++Cl-E1
⑵Cu(s)+Cl2(p)→Cu2++2Cl-E2
设
(1)和
(2)中各物质的活度均相同,则E1与E2的关系为:
______
三、计算题
21.25℃时,醋酸在水中的热力学解离常数Ka是1.75×10-5,Kw=1.01×10-14,试应用德拜—休克尔极限方程估计活度系数,并计算在该温度下,浓度为0.01mol·dm-3的醋酸钠水溶液的pH值。
(A=0.51mol-1/2·dm3/2)。
22.以Ni(s)为电极,KOH水溶液为电解质的可逆氢、氧燃料电池,在298K和p压力下稳定地连续工作,试回答下述问题:
(1)写出该电池的表示式,电极反应和电池反应
(2)求一个100W的电池,每分钟需要供给298K,p的H2(g)的体积?
已知该电池反应的∆rG
=-236kJ·mol-1(每molH2(g)),(1W=3.6kJ·h-1)
(3)求该电池的电动势?
23.在298K时,下述电池的电动势E=0.1519V.
Ag│AgI(s)│HI(a=1)│H2(p)│Pt
并已知下列物质的标准生成焓:
物质
AgI(s)
Ag+
I-
∆fH
/kJ·mol-1
-62.38
105.89
-55.94
试求:
(a)当电池中有1mol电子电量流过时,电池反应的We、Wf、Qr、∆rUm、∆rHm、∆rSm、∆rFm和∆rGm各为多少?
(b)如果让电池短路,则在发生同样的反应时上述各函数值又为多少?
24.乙胺(C2H5NH2)溶于水形成C2H5NH3OH。
今有1mol乙胺溶于水制成16dm3溶液,所生成的C2H5NH3OH是弱电解质,按下式解离:
,在298K时测得该溶液的电导率为0.1312S·m-1,又已知其无限稀释摩尔电导率
,试求:
(1)上述条件下C2H5NH3OH的解离度;
(2)溶液中OH–浓度及解离平衡常数。
四、问答题
25.什么叫电化学位?
它由哪几部分组成?
电化学B答案
一、选择题
1.(A)2.(A)3.(C)4.(A)5.(B)
6.(B)7.(D)8.(C)9.(C)10.(C)
二、填空题
11.E=1.135V
12.Pt,H2(g)|H2SO4(aq)|PbSO4(s)|Pb(s)
13.Ag(s)│Ag+(aq)‖SO
(aq)│Ag2SO4(s),Ag(s)
14.Hg(l)|HgO(s)|KOH(aq)|K(Hg)(aam)
15.摩尔甘汞电极||Fe3+,Fe2+|Pt或Hg(l)|Hg2Cl2(s)|Cl–(
)||Fe3+,Fe2+|Pt
16.2Sb(s)+6OH-(m)=Sb2O3(s)+3H2O+6e-
6H2O+6e-=3H2(g,p)+6OH-(m)
2Sb(s)+3H2O=Sb2O3(s)+3H2(g,p)
17.φ(Pb2+/Pb(Hg))=φ(Pb2+/Pb)-RT/2F×ln[a(Pb(Hg))/a(Pb2+)]
φ(Pb2+/Pb)=φ(Pb2+/Pb)-RT/2F×ln[a(Pb(s))/a(Pb2+)]
φ不相同,φ相同
18.0.0175V
19.-0.0295V
20.E1E2
三、计算题
21.Ac-+H2O=HAc+OH–
(1-
)c
c
c
Kh(水解常数)=
;
=2.40×10-4
;
22.[答]
(1)Ni(s),H2(g)│KOH(aq)│O2(g),Ni(s)
负极:
H2+2OH--2e-→2H2O(l)
正极:
(1/2)O2+H2O+2e-→2OH-
电池反应:
H2(g)+(1/2)O2(g)→H2O
(2)100W=6kJ·min-1可逆操作时,∆rG
=-Wmax
nH2=(6kJ·min-1)/(236kJ·mol-1)=0.0254mol·min-1
V=nRT/p=6.21×10-4m3·min-1
(3)E=-∆rG
/zF=1.2228V
23.[答]
(1)We=p∆V=∑νiRT=1.24kJ
Wf=zEF=14.658kJ
∆rHm=∆fH
(AgI,s)-∆fH
(I-)=-6.44kJ·mol-1
∆rUm=∆rH
-∑νiRT=-7.68kJ·mol-1
∆rGm=-Wf
∆rFm=-Wmax=-15.898kJ·mol-1
∆rSm=(∆rHm-∆rGm)/T=27.58J·K-1·mol-1
QR=T∆rSm=8.218kJ
(2)Wf=0We=1.24kJ
Qp=∆rHm=-6.44kJ其余状态函数变量同
(1)
24.[答]⑴
,
⑵
c(1-
)
c
c
c(OH-)=c
=(0.09025/16)mol·dm-3=5.641×10-3mol·dm-3
四、问答题
25.[答]将ze电荷从无穷远处移入化学体内某点所作的功。
由外电位、表面电势及化学势组成(
=zeφ+zex+μ)。