物理化学简明教程（印永嘉）电化学习题课ppt课件.ppt

第七章 电化学,习题课,（一）概念和公式,一、电导G、电导率和摩尔电导率m,m(强)=+m,+-m,-m(弱)=m=(+m,+-m,-)=m/m=c(离子)/c(电解质),=m,i ci(离子),二、离子平均活度a，离子平均活度系数,a(电解质)=a=(m/my)其中=+-,三、Debye极限公式,离子强度,四、可逆电池热力学,(rGm)T,p=Wr=nFE,反应平衡时，rGm=0，,五、能斯特公式,六、电极的极化 a=r+c=r-,（二）例题,例1 填空和选择填空1.某一电池反应rSm(298K)0，则25原电池可逆工作时是吸热还是放热？_因为_ 2.用同一电导池分别测定浓度为0.01和0.1molkg-1的两个电解质溶液，其电阻分别为1000,500。则m之比为（）(A)1:5(B)5:1(C)10:5(D)5:10,吸热,Qr=TrSm,B,2.解,3.下列电解质溶液中(0.01molkg-1)，最大的是()(A)NaCl(B)CaCl2(C)LaCl3(D)CuSO44.对于同一电解质水溶液，当其浓度逐渐增加时，何种性质将随之增加()(A)稀溶液范围内的(B)m(C)(D)Kcell5.某一电解质M+A-，则其a与a之间关系是()(A)a=a(B)a=a2(C)a=a(D)a=a1/,A,A,D,3.解：根据ln=-Az+z-I1/2,右式中(NaCl)的数最小。,6.1mol kg-1 K4Fe(CN)6溶液的离子强度()(A)10(B)7(C)4(D)15 mol kg-1 7.将两铂丝插入m(Sn2+)=0.2,m(Sn4+)=0.02 mol kg-1的溶液中构成电池，则E=()(A)Ey+0.059/2(B)Ey-0.059/2(C)0(D)Ey+0.059 8.将Ag(s)Ag-Au(合金aAg=0.120)设计成电池：_则该电池在25 时的电动势E=_,A,C,Ag(s)|Ag+|Ag-Au(s),-0.0591 lga=0.054V,6.解：I=(412+142)/2=10 mol kg-1,9.按书写习惯，下列电池E=()VPt|H2(py)|HI(m1=0.01molkg-1)|AgI|Ag-Ag|AgI|HI(m2=0.001molkg-1)|H2(py)|Pt(A)0.118(B)-0.059(C)0.059(D)-0.11810.已知 Cu2+2e Cu 1y=0.337V Cu+e Cu 2y=0.521V求 Cu2+e Cu+的3y=()V,-0.118,0.153,9.解：电池反应：HI(m2)HI(m1)E=2 0.059lg(0.001/0.01)=0.118V,10.解：F3y=2F1y F2y=0.153V,11.电池Hg(l)-Hg2Cl2(s)|HCl(a)|Cl2(py)-Pt在25 a=0.1时的电动势E=1.135V a=0.01时的电动势E=_V,1.135,C,11.解：电池反应：2Hg(l)+Cl2(py)Hg2Cl2(s)E=Ey,12.解：电池反应：H2(g,py)+1/2O2(g,py)H2O(l)E=Ey,12.有两个电池的电动势,正确的是（）(1)H2(py)|KOH(0.1molkg-1)|O2(py)E1(2)H2(py)|H2SO4(0.01molkg-1)|O2(py)E2(A)E1E2(C)E1=E2(D)不能确定,15.已知25，py下 A(s)+2BD(aq)=AD2(aq)+B2(g)在电池中可逆进行，系统做电功150kJ，放热80kJ。则该反应rHm=_(A)80(B)230(C)232.5(D)277.5kJ,14.有电池反应(1)1/2Cu(s)+1/2Cl2(py)1/2Cu2+(a=1)+Cl-(a=1)E1(2)Cu(s)+Cl2(py)Cu2+(a=1)+2Cl-(a=1)E2E1 和E2 的关系为（）(A)E1=E2/2(B)E1=E2(C)E1=2E2(D)E1=4E2,B,230kJ,15.解:rHm=rGm+TrSm=15080=230kJ,16.将铁粉，镉粉丢入含Fe2+(0.1molkg-1)和Cd2+(0.001molkg-1)的溶液中,已知y(Fe2+/Fe)=0.44V,y(Cd2+/Cd)=0.40V，正确答案为（）(A)铁粉，镉粉皆会溶解；(B)铁粉，镉粉皆不会溶解；(C)铁粉溶解，镉粉不溶；(D)镉粉溶解，铁粉不溶。,D,电极电势越低,越易被氧化!,18.当发生极化时，阳极上发生 _反应，电极电势将_；阴极的电极电势将_。,17.电解水溶液时，在铜阳极上会发生()(A)析出O2(B)析出Cl2(C)析出铜(D)Cu极溶解.,D,氧化,升高,降低,例4、已知NaCl,KNO3,NaNO3在稀溶液中的m依次为1.2610-2，1.4510-2，1.2110-2 Sm2mol-1。已知KCl溶液中t+=t-，设在此浓度范围内，m不随浓度变化。,(1)试计算以上各离子的m(2)假定0.1mol dm-3HCl溶液电阻是0.01mol dm-3 NaCl溶液电阻的1/35（用同一电导池测定），试计算HCl的m,解：(1)对于强电解质：m(NaCl)=m(Na+)+m(Cl-)=1.2610-2 Sm2mol-1m(KNO3)=m(K+)+m(NO3-)=1.4510-2 Sm2mol-1m(NaNO3)=m(Na+)+m(NO3-)=1.2110-2 Sm2mol-1,KCl溶液中t+=t-m(K+)=m(Cl-)m(KCl)=m(K+)+m(Cl-)=2 m(K+)=m(NaCl)+m(KNO3)m(NaNO3)=1.510-2 Sm2mol-1 m(K+)=m(Cl-)=0.7510-2 Sm2mol-1 m(Na+)=m(NaCl)m(Cl-)=0.5110-2 Sm2mol-1m(NO3-)=m(KNO3)m(K+)=0.7010-2 Sm2mol-1,m(HCl)=35 1.26 10-2 0.1=4.4110-2 Sm2mol-1,例6.试设计一个电池，其中进行下述反应：,Fe2+(a2)+Ag+(a1)Fe3+(a3)+Ag(s)(1)写出电池表达式；(2)计算上述电池反应在298K时的K y(3)设将过量的细Ag粉加到浓度为0.05 mol kg-1的Fe(NO3)3溶液中，当反应达到平衡后，Ag+的浓度为多少？已知y(Ag+/Ag)=0.7991V,y(Fe3+/Fe2+)=0.771V,解：(1)设计电池：Pt|Fe3+(a3),Fe2+(a2)|Ag+(a1)|Ag(s),(2)Ey=y(正)y(负)=0.7991 0.771=0.0281V,(3)设Ag+的浓度为m,m=0.044 molkg-1,平衡时 0.05-m m m 设=1,Ag+Fe2+,Ag(s)+Fe3+,例7.在25时，电池,Zn|ZnSO4,(m=0.01molkg-1)(=0.38),|PbSO4-Pb(s),的电动势E=0.5477V。(1)已知y(Zn2+/Zn)=0.763V，求y(PbSO4/Pb)(2)已知25时，PbSO4的Kap=1.5810-8,求y(Pb2+/Pb)(3)当ZnSO4的m=0.050 molkg-1时，E=0.5230V，求此浓度下ZnSO4的=？,解：负极：Zn(s)2e Zn2+(m+)正极：PbSO4(s)+2e Pb(s)+SO42-(m-),电池反应：PbSO4(s)+Zn(s)=Pb(s)+ZnSO4(m),Ey=0.5477+0.0591lg(0.380.01)=0.4046V Ey=y(PbSO4/Pb)y(Zn2+/Zn)=0.4046V y(PbSO4/Pb)=0.358V,(2)对于PbSO4电极，其电极反应为：,PbSO4(s)=Pb2+SO42-rGm,1y=RTln KapPb2+2e Pb(s)rGm,2y=2F y(Pb2+/Pb),PbSO4(s)+2e=Pb(s)+SO42-rGmy=?,rGmy=rGm,1y+rGm,2y2F y(PbSO4/Pb)=RTln Kap2F y(Pb2+/Pb)y(PbSO4/Pb)=(RT/2F)ln Kap+y(Pb2+/Pb),y(Pb2+/Pb)=0.358 0.0128 ln 1.5810-8y(Pb2+/Pb)=0.127V,=0.200,(3)已知E y=0.4046V,E=0.5230V,m=0.050 molkg-1,例8.在25时，电池,(Pt)H2(py)|HCl,(m=0.1molkg-1)(=0.798),|AgCl-Ag(s),的电动势E=0.3522V。试求(1)反应H2(g)+2AgCl(s)=2Ag(s)+2HCl(m)的K y(2)金属银在=0.809,m=1molkg-1HCl中所能产生的H2的平衡分压,解：(1)反应H2(g)+2AgCl(s)=2Ag(s)+2HCl(m),Ey=0.2224V,将E y=0.2224V代入下式,(2)反应 2Ag(s)+2HCl(m)=H2(g)+2AgCl(s),例9.在25时，电池,Ag-AgBr(s)|KBr(m)|Br2(l)(Pt)的E=0.9940V。Br2在KBr溶液上的平衡蒸气压为2.126 104Pa，已知y(AgBr/Ag)=0.071V，求电极的y(Br2(g,py)|Br-),解法一：电池反应为：Ag(s)+1/2 Br2(l)=AgBr(s)由电池反应式可见，参加反应的物质均处于纯态，故活度为1，E=E y=0.9940V E y=y(Br2(l)|Br-)y(AgBr/Ag)=0.9940V y(Br2(l)|Br-)=1.065V 对应电极反应：Br2(l)+2e 2Br-,(1)Br2(l)+2e 2Br-y(Br2(l)|Br-)=1.065V rGm(1)=2Fy(1)(2)Br2(l)=Br2(g,p)rGm=0 Br2(g,p)=Br2(g,py)rGmy(2)=RT ln(py/p),(3)Br2(g,py)+2e 2Br-y(Br2(g,py)|Br-)=?rGmy(3)=2Fy(3)rGmy(3)=rGmy(1)rGmy(2)2Fy(3)=2Fy(1)RTln(py/p)y(Br2(g,py)|Br-)=y(1)+(RT/2F)ln(py/p)=1.065+0.020=1.085V,(3)Ag(s)+1/2Br2(g)=AgBr(s)rGm,3y=FE y(3)(3)=(1)1/2(2)rGm,3y=rGm,1y 1/2rGm,2y FEy(3)=FEy(1)1/2RTln(py/p)Ey(3)=Ey(1)+(0.0591/2)lg(py/p)=1.014V=y(Br2(g)|Br-)-y(AgBr/Ag)y(Br2(g)|Br-)=y(AgBr/Ag)+Ey(3)=1.085V,(1)Ag(s)+1/2 Br2(l)=AgBr(s)rGm,1y=FEy(1)(2)Br2(l)=Br2(g,p)rGm=0 Br2(g,p)=Br2(g,py)rGm,2y=RTln(py/p),解法二：电池(3)Ag-AgBr(s)|KBr(m)|Br2(g,py)(Pt),