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rS0(B)rUrS0rUrS0rUrS02.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),Pt4.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-15.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+)-0.059/28.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=110.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=1.135Va=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+=2212HgCl(s)+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及是否相同？18.有如下电池：Cu(s)|CuSO4=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)→12Cu2++Cl-E1⑵Cu(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rGm$=-236kJ·mol-1（每molH2(g)），（1W=3.6kJ·h-1）(3)求该电池的电动势？23.在298K时,下述电池的电动势E=0.1519V.Ag│AgI(s)│HI(a=1)│H2(p)│Pt并已知下列物质的标准生成焓：物质AgI(s)Ag+I-fHm$/kJ·mol-1-62.38105.89-55.94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：-253253CHNHOHCHNHOH，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-124mmolmS106.232，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=1.135V12.Pt,H2(g)|H2SO4(aq)|PbSO4(s)|Pb(s)13.Ag(s)│Ag+(aq)‖SO42(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–(Cl=1a)||Fe3+，Fe2+|Pt16.2Sb(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18.0.0175V19.-0.0295V20.E1E2三、计算题21.Ac-+H2O=HAc+OH–(1-)ccKh(水解常数)=2w(1)aKccK$；=2.40×10-4-lg(OH)0.510.01；89.0)OH(-14w-421.0110pH-lg(H)lg[]lg[]8.33(OH)2.4010100.89Kaa22.[答](1)Ni(s),H2(g)│KOH(aq)│O2(g),Ni(s)负极：H2+2OH--2e-→2H2O(l)正极：(1/2)O2+H2O+2e-→2OH-电池反应：H2(g)+(1/2)O2(g)→H2O(2)100W=6kJ·min-1可逆操作时，rGm$=-WmaxnH2=(6kJ·min-1)/(236kJ·mol-1)=0.0254mol·min-1V=nRT/p=6.21×10-4m3·min-1(3)E=-rGm$/zF=1.2228V23.[答](1)We=pV=∑iRT=1.24kJWf=zEF=14.658kJrHm=fHm$(AgI,s)-fHm$(I-)=-6.44kJ·mol-1rUm=rHm$-∑iRT=-7.68kJ·mol-1rGm=-WfrFm=-Wmax=-15.898kJ·mol-1rSm=(rHm-rGm)/T=27.58J·K-1·mol-1QR=TrSm=8.218kJ(2)Wf=0We=1.24kJQp=rHm=-6.44kJ其余状态函数变量同(1)24.[答]⑴cm，09025.0mmmc⑵-253253CHNHOHCHNHOHc(1-)c24()5.596101cKc$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(＝ze＋zex＋)。