物理化学电化学练习题及参考答案.docx
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物理化学电化学练习题及参考答案
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)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)-61.76JK-1·mol-1(B)-30.88JK-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0.1mold·m-3Sn2+和0.01mold·m-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)│C2│lPt
(C)Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│2C│lPt
(D)Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(aq‖)AgNO3(aq)│Ag
(E)
二、填空题
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++SO42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+=21Hg2Cl2(s)+Fe2+设计成电池的表示式为:
16.写出25℃时,电池
Sb(s)│S2Ob3(s)│KOHm(),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)─→P2b+(a)+2e-+Hg(l)
Pb─→Pb2+(a)+2e-
其电极电势公式分别为及,这两个反应相应的及是否相同?
18.有如下电池:
Cu(s)|CuSO4(0.01mol/kg,=0.41)||
CuSO4(0.1mol/kg,=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:
⑴12Cu(s)+12Cl2(p)→21Cu2++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0.01mold·m-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$m=-236kJm·ol-(1每molH2(g)),(1W=3.6kJh·-1)
(3)求该电池的电动势?
23.在298K时,下述电池的电动势E=0.1519V.
Ag│AgI(s)│HIa(=1)│H2(p)│Pt
并已知下列物质的标准生成焓:
物
质
AgI(s)
Ag+
I-
fH$m/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:
C2H5NH3OH?
C2H5NH3OH-,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m232.6104Sm2mol-1,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)│A+g(aq)‖SO42(aq)│A2gSO4(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–(aCl=1)||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.(Pb2+/Pb(Hg))=(Pb2+/Pb)-RT/2F×ln[a(Pb(Hg))/a(Pb2+)](Pb2+/Pb)=(Pb2+/Pb)-RT/2F×ln[a(Pb(s))/a(Pb2+)]不相同,相同
18.0.0175V
19.-0.0295V
20.E1E2
三、计算题
21.Ac-+H2O=HAc+OH
(1-)c
lg(OH-)0.510.01;(OH-)0.89
22.[答]
(1)Ni(s),H2(g)│KOH(aq)│2(Og),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)→2HO
rFm=-Wmax=-15.898kJmo·l-1
rSm=(rHm-rGm)/T=27.58JK-1·mol-1
QR=TrSm=8.218kJ
(2)Wf=0We=1.24kJ
Qp=rHm=-6.44kJ其余状态函数变量同
(1)
24.
0.09025
[答]
⑵C2H5NH3OH?
C2H5NH3OH
c(1-)
5.59610
c(OH-)=c=(0.09025/16)moldm·-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(=ze+zex+)。
(2)100W=6kJmin·-1可逆操作时,rG$m=-Wmax
nH2=(6kJmi·n-1)/(236kJmo·l-1)=0.0254molmin·-1V=nRT/p=6.211×0-4m3·min-1
(3)E=-rG$m/zF=1.2228V
23.[答]
(1)We=pV=∑iRT=1.24kJ
Wf=zEF=14.658kJ
rHm=fH$m(AgI,s)-fH$m(I-)=-6.44kJmo·l-1
rUm=rH$m-∑iRT=-7.68kJmo·l-1
rGm=-Wf