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物理化学电化学练习题及答案

第八、九、十章 电化学习题

一、选择题

1. 科尔劳乌施定律)1(c m m β-Λ=Λ∞适用于( D )

A.弱电解质

B.强电解质

C.无限稀释溶液

D.强电解质稀溶液

2. 在质量摩尔浓度为b 的MgSO 4中,MgSO 4的活度a 为( A )

A.22)/(±γθb b

B.22)/(2±γθb b

C.3

3)/(4±γθb b D.44)/(8±

γθb b 3. 某电池的电池反应可写成:( C )

(1)H 2 (g)+2

1O 2 (g)→ H 2O(l) (2)2H 2 (g)+ O 2 (g)→ 2H 2O(l)

相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E 1,E 2和K 1,K 2表示,则 ( C )

A.E 1=E 2 K 1=K 2

B.E 1≠E 2 K 1=K 2

C.E 1=E 2 K 1≠K 2

D.E 1≠E 2 K 1≠K 2

4. 下列电池中,电动势E 与Cl -的浓度无关的是( C )

A.Ag|AgCl(s)|KCl(aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt

B.Ag|Ag +(aq)|| Cl -

(aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt

C.Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| AgCl(s) |Ag

D.Ag|AgCl(s) |KCl(aq)|Hg 2Cl 2 (s)|Hg

5. 电池在恒温恒压及可逆条件下放电,则系统与环境间的热交换Q r 值是( B )

A.Δr H m

B.TΔr S m

C.Δr H m - TΔr S m

D.0

6. 在电池Pt| H 2 (g,p )| HCl (1mol·kg -1)||CuSO 4(0.01 mol·kg -1)|Cu 的阴极中加入

下面四种溶液,使电池电动势增大的是( A )

A.0.1 mol·kg -1CuSO 4

B.0.1 mol·kg -1Na 2SO 4

C.0.1 mol·kg -1Na 2S

D.0.1 mol·kg -1氨水

7. 298K 时,下列两电极反应的标准电极电势为:

Fe 3+ + 3e -→ Fe E θ(Fe 3+/Fe)=-0.036V

Fe 2+ + 2e -→ Fe E θ(Fe 2+/Fe)=-0.439V

则反应Fe 3+ + e -→ Fe 2+ 的E θ(Pt/Fe 3+, Fe 2+)等于 ( D )

A.0.184V

B.0.352V

C.-0.184V

D.0.770V

8. 298K 时,KNO 3水溶液的浓度由1mol·dm -3增大到2 mol·dm -3,其摩尔电导率Λm 将

( B )

A.增大

B.减小

C.不变

D.不确定

9. 电解质分为强电解质和弱电解质,在于:( B )。

(A) 电解质为离子晶体和非离子晶体;

(B) 全解离和非全解离;

(C) 溶剂为水和非水;

(D) 离子间作用强和弱。

10. 在等温等压的电池反应中,当反应达到平衡时,电池的电动势等于:(A)。

(A) 零;(B) E ;

物理化学电化学练习题及答案

(C) 不一定;(D) 随温度、压力的数值而变。

11. 25℃时,电池Pt|H2(10 kPa)|HCl(b)| H2(100 kPa)|Pt的电动势E为:(D )。

(A) 2×0.059 V;(B) -0.059 V;

(C) 0.0295 V;(D) -0.0295。

12. 正离子的迁移数与负离子的迁移数之和是:( B )。

(A) 大于1;(B) 等于1;(C) 小于1 。

13. 已知25℃时,E(Fe3+| Fe2+) = 0.77 V,E(Sn4+| Sn2+) =0.15 V。今有一电池,其电

物理化学电化学练习题及答案

池反应为2 Fe3++ Sn2+=== Sn4++2 Fe2+,则该电池的标准电动势E(298 K) 为:( B )。

(A) 1.39 V;(B) 0.62 V;

(C) 0.92 V;(D) 1.07 V。

14. 电解质溶液的导电能力:( B )。

(A) 随温度升高而减小;

(B) 随温度升高而增大;

(C) 与温度无关;

(D) 因电解质溶液种类不同,有的随温度升高而减小,有的随温度升高而增大。

15. 已知298K,?CuSO4、CuCl2、NaCl的极限摩尔电导率Λ∞分别为a、b、c(单位为

S·m2·mol-1),那么Λ∞(Na2SO4)是:( B )

(A) c + a - b;(B) 2a - b + 2c;(C) 2c - 2a + b;(D) 2a - b + c。

16. 某温度下,纯水的电导率κ = 3.8 × 10-6S·m-1,已知该温度下,H+、OH-的摩尔电

导率分别为 3.5 ×10-2与 2.0 ×10-2S·m2·mol-1,那么该水的K w是多少(单位是mol2·dm-6):( C )?

(A) 6.9 × 10-8;(B) 3.0 × 10-14;(C)4.77 × 10-15;(D)1.4× 10-15。

17. 用同一电导池测定浓度为0.01和0.10mol·dm-3的同一电解质溶液的电阻,前者是

后者的10倍,则两种浓度溶液的摩尔电导率之比为:( A )

(A) 1∶1 ;(B) 2∶1 ;(C) 5∶1 ;(D) 10∶1 。

18. 离子运动速度直接影响离子的迁移数,它们的关系是:( A )

(A) 离子运动速度越大,迁移电量越多,迁移数越大;

(B) 同种离子运动速度是一定的,故在不同电解质溶液中,其迁移数相同;

(C) 在某种电解质溶液中,离子运动速度越大,迁移数越大;

(D) 离子迁移数与离子本性无关,只决定于外电场强度。

19. 以下说法中正确的是:( C )

(A) 电解质的无限稀摩尔电导率Λ∞m都可以由Λm与c1/2作图外推到c1/2 = 0得到;

(B) 德拜—休克尔公式适用于强电解质;

(C) 电解质溶液中各离子迁移数之和为1 ;

(D) 若a(CaF2) = 0.5,则a(Ca2+) = 0.5,a(F-) = 1 。

20. 以下说法中正确的是:( A )

(A) 电解质溶液中各离子迁移数之和为1 ;

(B) 电解池通过l F电量时,可以使1mol物质电解;

(C) 因离子在电场作用下可定向移动,所以测定电解质溶液的电导率时要用直流电

桥;

(D) 无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之

和,这一规律只适用于强电解质。

二、计算题

1. 某电导池中充入0.02 mol·dm-3的KCl溶液,在25℃时电阻为250 Ω,如改充入

6×10-5mol·dm-3NH3·H2O溶液,其电阻为105 Ω。已知0.02 mol·dm-3KCl溶液的电导率为0.227 S·m-1,而NH4+及OH-的摩尔电导率分别为73.4×10-4 S·m2·mol-1,198.3 S·m2·mol-1。试计算6×10-5 mol·dm-3 NH3·H2O溶液的解离度。

2. 有一原电池Ag | AgCl(s) | Cl-(a=1)||Cu2+(a=0.01)| Cu。

(1)写出上述原电池的反应式;

(2)计算该原电池在25℃时的电动势E;

(3)25℃时,原电池反应的吉布斯函数变(?r G m)和平衡常数K各为多少?

已知:E(Cu2+|Cu) = 0.3402V,E(Cl-|AgCl|Ag) =0.2223 V。

3. 25℃时,对电池Pt |Cl 2(p) ?Cl-(a=1) || Fe3+(a=1) ,Fe2+(a=1) ?Pt:

(1)写出电池反应;

(2)计算电池反应的?

G及K值;

物理化学电化学练习题及答案

(3)当Cl-的活度改变为a(Cl-) = 0.1时,E值为多少?

(已知E(Cl-|Cl

|Pt) =1.3583 V,E(Fe3+,Fe2+ | Pt) = 0.771V。)

物理化学电化学练习题及答案

4. 下列电池:Pt ,H 2(p ?)|H 2SO 4(aq)|O 2(p ?),Pt

298K 时E=1.228V ,已知液体水的生成热Δf H m ? (298K,H 2O,l) = -2.851×105J·mol -1。

(1) 写出电极反应和电池反应;

(2) 计算此电池电动势的温度系数;

(3) 假定273K ~298K 之间此反应的Δr H m 为一常数,计算电池在273K 时的电动势。

5. 291K 时下述电池:

Ag ,AgCl|KCl(0.05mol·kg -1,γ±=0.84)‖AgNO 3|(0.10mol·kg -1,γ±=0.72)|Ag 电动势E=0.4312 V ,试求AgCl 的溶度积K sp 。

6. 电池Hg|Hg 2Br 2(s)| Br -(aq)|AgBr(s)|Ag ,在标准压力下,电池电动势与温度的关系是:E=68.04/mV+0.312×(T/K-298.15)/ mV , 写出通过1F 电量时的电极反应与电池反应,计算25℃时该电池反应的Δr G m θ,Δr H m θ,Δr S m θ。

7. 25℃时,将浓度为15.81mol?m -3的醋酸注入电导池,测得电阻为655Ω。已知电导池常数K=13.7m -1, Λm ∞(H +)=349.82×10-4S·m 2·mol -1,Λm ∞(Ac -)=40.9×10-4S·m 2·mol -1,求给定条件下醋酸的电离度和电离常数。

电化学答案

一、选择题

1. D

2.A

3.C

4.C

5.B

6.A

7.D

8.B

9.B 10.A

11.D 12.B 13.B 14.B 15.B 16.C 17.A 18.A 19.C 20.A

二、计算题

1. 解:κ=R R 121κ= (250105×0.277) S ·m -1=69.3×10-5 S ·m -1

Λm =κ/c = 69310610105

53.???-- S ·m 2·mol -1

=0.0115 S ·m 2·mol -1

Λm

= (73.4 + 198.3)×10-4 S ·m 2·mol -1 =271.7×10-4 S ·m 2·mol -1 所以, α =ΛΛm

m ∞= 001152717104..?-=0.423

2. 解: (1)2Ag+2Cl -(a =1) + Cu 2+(a =0.01) ==== 2AgCl(s) + Cu (2)E =[0.3402-0.2223-01.011lg 205916.02?] V = 0.05875 V

(3)?r G m =-zFE =[-2×96485×0.05875] J·mol -1=-11.337 kJ·mol -1

?r G =-zFE =-RT ln K

ln K =-zFE /RT =15.298314.8)

2223.03402.0(964852?-??=9.1782

K =9.68×103

3. 解:

(1)2 Cl -

(a =1) +2 Fe 3+(a =1)=== Cl 2(p )+2 Fe 2+(a =1) (2)?r G =[-2×96485×(0.771-1.3583)] J·mol -1 = J·mol -1 lg K =05916.0)

3583.1771.0(2-=-19.858

K =1.387×10-20

(3)E = E -

)Cl (1lg 205916.0-2a =[(0.771-1.3583)-2)1.0(1lg 205916.0]V

物理化学电化学练习题及答案

= (-0.5873-0.05916)V= -0.6465 V

4. 解:

(1) (-) H 2→2H ++2e

(+)1/2O 2+2H ++2e→H 2O(l)

电池反应:H 2(g)+1/2O 2(g)→H 2O(l)

(2) Δr G m =-nFE=-2×96500×1.228=-2.37×105 (J·mol -1)

根据 Δr H m ==-Nfe+nFT(?E/?T)p

-2.861×105=-2.37×105+2×96500×298×(?E/?T)p

(?E/?T)p =-8.537×10-4 (V·K -1)

(3) 根据 ΔrH m =nF[E-T(?E/?T)p ]; 得 E=1.25(V)

5. 解:

负极:Ag + Cl - - e - → AgCl(s)

正极:Ag + + e - → Ag

电池反应:Ag + + Cl -→ AgCl(s)

E =E ?-RT /

F ln[a (AgCl)/a (Ag +)a (Cl -)]

∵a (AgCl)=1;

∴E ?=E -RT /F ln[a (Ag +)a (Cl -)]

= E -RT /F ln(γ±m /m ?)

=0.4321-(8.314×291/96500)ln(0.84×0.05)=0.5766 V

ln K ?=nFE ?/RT =22.9985;故K ?=9.73×109

AgCl 的溶度积 K sp =1/K ?=1.03×10-10

6. 解:

通过1F 电量时,z=1

电极反应: (-)Hg(l) + Br -(aq)→1/2Hg 2Br 2(s) + e - (+)AgBr(s) + e -→Ag(s) + Br -(aq) 电池反应: Hg(l)+ AgBr(s)→1/2 Hg 2Br 2(s)+ Ag(s) 25℃,100kPa 时, V mV E 210804.604.68-?==θ 112565.610804.66.964841---?-=????-=-=?mol kJ mol J zFE G m r θθ ,1210312.0--??=??? ????k V T E p

则 11113103.3010312.06.964841-----??=?????=??? ????=?K mol J K mol J T E zF S p

m r θ 1121.2410103.3015.2986565--?=??+-=?+?=?mol J mol J S T G H m r m r m r )(θθθ 若通电量为2F ,则电池所做电功为: 112`13.1310084.66.964842---?=????==mol kJ mol J zFE W

7. 解:

121110092.2655

7.13----??=Ω?==m S m R K cell κ 123122

1032.181.1510092.2----???=???==Λmol m S mol m S c m κ

12410)9.4082.349()()()(---∞+∞∞???+=Λ+Λ=Λmol m S Ac H HAc m m m 1221091.3--???=mol m S

223

1038.310

91.31032.1---∞?=??=ΛΛ=m m α 5

22221087.11038.31)1038.3(181.151----?=?-??=-=ααθθc c K C