当前位置：文档之家 › 大学物理化学电化学课后习题及答案

大学物理化学电化学课后习题及答案

  • 格式：docx
  • 大小：106.88 KB
  • 文档页数：10

大学物理化学电化学课后习题及答案文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]电化学课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确正确的在题后括号内画“√”，错误的画“×”：1、用能斯特公式算得电池的电动势为负值，表示此电池反应的方向是朝正向进行。

（）2、电池Zn (s)| ZnCl2(b= mol·kg1，= | AgCl(s) | Ag(s)，其反应为：2AgCl(s)+Zn(s)===2Ag(s)+ ZnCl2(b= mol·kg1，= 所以，其电动势的计算公式为：E MF=E MF RTF2ln a(ZnCl2) =E MF RTF2ln× ( )。

3、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。

（）4、电池反应的电动势E MF与指定电池反应计量方程式的书写无关，而电池反应的热力学函数变r G m等则与指定电池反应计量方程式的书写有关。

5、锌、银两金属片同时插入HCl水溶液中，所构成的电池是可逆电池。

二、选择题选择正确答案的编号，填在各题之后的括号内：1、原电池在定温定压可逆的条件下放电时，其在过程中与环境交换的热量为：（）。

(A)r H m； (B)零； (C)T r S m； (D) r G m。

2、电池Hg(l) | Zn(a1) | ZnSO4(a2) | Zn(a3) | Hg(l)的电动势：（）。

(A)仅与a1，a3有关，与a2无关；(B)仅与a1，a2有关，与a3无关；(C)仅与a 2，a 3有关，与a 1无关；(D)与a 1，a 2，a 3均无关。

3、在25℃时，电池Pb(Hg)(a 1)|Pb(NO 3)2(aq)|Pb(Hg) (a 2)中a 1? a 2，则其电动势E ：（ ）。

(A)0； (B)0； (C)=0； (D)无法确定 三、填空题在以下各小题中的 处填上答案：1、Ag(s)|AgNO 3（b 1= mol ·kg 1， , 1=）|| AgNO 3（b 2= mol ·kg 1， , 2=）|Ag(s)在25℃时的电动势E MF =。

2、若已知某电池反应电动势的温度系数p ）TE ∂∂MF（0，则该电池可逆放电时的反应热Q r ；r S m 。

（选择填入0， 0，或=0） 四、综合题 习题1写出下列原电池的电极反应和电池反应： (i) Pt ｜H ２（p ）｜HCl(a )｜AgCl(s)｜Ag(s) (ii) Pt ｜H ２（p ）｜NaOH(a )｜O ２(p )｜Pt 习题2将下列化学反应设计成原电池，并以电池图式表示： (i) Z n (s)＋H ２S Ｏ４（aq)H ２(p)+Z n SO4（aq) (ii) Pb(s)+HgO(s)Hg(l)+PbO(s) (iii) Ag ＋（a ）+I －（a ）A gI(s) 习题3计算化学电池：Z n(s)｜Z n２＋（a=）‖Cu２＋（a=）｜Cu(s)在25℃时的电动势。

习题4有一原电池Ag (s) | AgCl(s) | Cl－（a=1）||Cu2+（a=）| Cu(s)。

（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 MF；（3）25℃时，原电池反应的吉布斯函数变（Δr G m）和标准平衡常数K 各为多少已知：E (Cu2+|Cu) = ，E (AgCl (s) |Ag (s) |Cl－) = V。

习题5下，电池：Pt (s)| H2(g , p) | HCl[b(HCl) = mol·kg－1，±=]] | Hg2Cl2(s) | Hg(l)的标准电动势E MF= V，计算电池电动势及甘汞电极的标准电极电势E (Cl－| Hg2Cl2|Hg)。

习题6电池Zn(s)|ZnCl2(b= mol·kg－1)|AgCl(s)|Ag(s)，测得25℃时电动势E MF=。

已知：E (Zn2+|Zn) =－，E (Cl－|AgCl|Ag) = V。

（1）写出电极及电池反应（得失电子数为2）；（2）求上述反应的标准平衡常数K；（3）求溶液ZnCl2的平均离子活度因子± 。

习题725℃时，电池 Pt(s)|H2(p)|HClkg－1)|AgCl(s)|Ag(s)的电动势为，（1）求反应H2(g, p)+2AgCl(s)=2Ag+2H++2Cl－，在25℃的标准平衡常数。

（已知kg－1 HCl的±=）；（2）求金属银在1molkg－1 HCl溶液中产生H2的平衡压力。

（已知E[ Ag(s)|AgCl(s)|Cl]=, 25℃时1molkg－1 HCl的±=）。

习题8原电池Pt | H2(p) | H2SO4(b=·kg－1) | O2(p) | Pt在时的E MF= V，液态水的Δf H m (298K) = －kJ·mol－1，求该电池电动势的温度系数及时的电动势（设在此温度范围内Δr H m为常数）。

电化学课后习题一、是非题1、(×)2、(×)3、(×)4、(√)5、(×)二、选择题1、（C）2、（A）3、（A）三、填空题1、 V2、 >0 0四、综合题习题1解（p）→H＋［a（H＋）］＋e-(氧化，失电子)(i)阳极(负极)：1/2H２阴极(正极)：AgCl(s)+e-→Ag(s)+Cl－［a（Cl－）］（还原，得电子）（p）＋AgCl(s)→Ag(s)+H＋［a(H＋)］＋Cl－［a(Cl－)］电池反应：1/2H２(ii)阳极(负极)：H２(g，p)+2OH－［a(OH－)］→２H２Ｏ＋２e (氧化，失电子)阴极(正极)：1/2O２(g，p)＋H２Ｏ(l)＋2e-→2OH－［a(OH－)］（还原，得电子）电池反应：H２（g, p）＋１/２Ｏ２（g, p）→H２Ｏ(l)习题2解:设计方法是将氧化反应的物质作为负极，放在原电池图式的左边；起还原反应的物质作为正极，放在原电池图式的右边。

(i)在该化学反应中发生氧化反应的是Z n(s)，即Z n(s)→Z n２＋(a)＋２e－而发生还原反应的是H＋，即2H＋(a)＋２e－→→H２(g)根据上述规定，此原电池图式为：Z n(s)｜Z n SO4（aq）‖H２SＯ４（aq）｜H２(g)｜Pt (ii)该反应中有关元素之价态有变化。

HgO和Hg，PbO和Pb构成的电极均为难溶氧化物电极,且均对OH－离子可逆，可共用一个溶液。

发生氧化反应的是Pb,即Pb(s)+2OH－(a) →PbO(s)+H２Ｏ(l)+2e－发生还原反应的是HgO,即HgO(s)+H２Ｏ(l)＋2 e－→Hg(l)+2OH－(a)根据上述规定，此原电池图式为：Pb(s)｜PbO(s)｜ＯH－（aq）｜HgO(s)｜Hg(l) (iii)该反应中有关元素的价态无变化。

由产物中有AgI和反应物中有I－来看，对应的电极为Ag(s)｜AgI(s)｜Ｉ－(a)，电极反应为Ag(s)+I－(a)═AgI(s)+e。

此电极反应与所给电池反应之差为：Ag＋(a)＋Ｉ－(a) →AgI－） Ag+I －→AgI+e－Ag ＋(a )→Ag －e即所对应的电极为Ag ｜Ag ＋。

此原电池图式为：Ag(s)｜AgI(s)｜Ｉ－(a )‖Ag ＋(a )｜Ag(s)习题3解 采用方法(ii)来计算，首先写出左、右两电极的还原反应： 左：Z n ２＋（a =）+2e －→Z n (s) 右：Cu ２＋（a =）+2e －→Cu(s) 由电极反应的能斯特方程有：由表10-4查得E （Z n ２＋｜Z n ）=－0。

7626V ，E （Cu ２＋｜Cu ）=，代入已知数据，可算得：E (左极，还原)＝－ E (右极，还原)＝因此，E ＭＦ＝Ｅ（右极，还原）－E (左极，还原)＝－（－）＝ 采用方法(i)可算得同样的结果。

习题4[题解]（1）电池及电极反应：2Ag(s) + 2Cl －(a =1) == 2AgCl(s) + 2e －Cu 2+(a = +2e － == Cu(s) 2Ag+2Cl －(a =1) + Cu 2+(a = == 2AgCl(s) + Cu （2）E MF V 058750]V 01011lg 2059160-0.2223-[0.3402 2...=⨯= （3）Δr G m =－zFE MF =[－2×96485×] J·mol －1=－ kJ·mol －1[导引] (i) 写出电池的电极反应和电池反应是该题求解首要步骤，它的正确与否将直接影响下一步的计算，因此必须熟练掌握各类电极及电池反应式的写法。

(ii) 能斯特方程是本章的重点内容之一，也是考研试题的热点之一，是必须掌握的内容。

习题5[题解] 电极及电池反应：负极：H2（g）→2H++2e－正极：Hg2Cl2（s）+2e－→2 Hg（l）+2Cl－电池反应：H2（g）+ Hg2Cl2（s）===2HCl+2 Hg（l）=（－(HCl) ）Va(HCl) = a±=(b±·±/ b)2 = ×2 = ×10－3E MF= VE MF= E(Cl－| Hg2Cl2|Hg)－ E(H+|H2|Pt)= E(Cl－| Hg2Cl2|Hg)E (Cl－| Hg2Cl2|Hg) = E MF= V[导引] 解本题的几个关键点是：(i)正确写出电极反应及电池反应式；(ii)列出电池反应的能斯特方程；(iii)知道p(H2)/p= p(H2)/p=1, a[Hg(l)]=1；(iv)HCl为1－1型电解质，a(HCl)＝a2＝(b/b)2；(v)应用E MF=E (右，还原)－E (左，还原)；(vi) E [H +(a =1)|H 2(p )]=0。

习题6[题解]（1） (+) Zn(s) → Zn 2+(a )+2e －(－)2AgCl(s)+2e －→2AgCl(s)+ 2Cl －Zn(s) + 2AgCl(s) === ZnCl 2（b =·kg －1）+2Ag(s)[导引] 应用电池电动势E MF 的测定求取电解质的离子平均活度 ±是电池电动势测定的重要应用之一，也是本章重点内容。

本题的关键是掌握电解质的活度与离子平均活度因子及质量摩尔浓度的关系，即 )4()(ZnCl 332±=γ bb a 。

习题7[题解] (1)= E －[×2]VE MF =－0V=ln K = z E MF F / (RT )=15.298314.82223.0964852⨯⨯⨯=K =×107(2) K = {[a (H +)]2 [a (Cl －)] 2} / [ p (H 2) / p ] = (±±γO bb )4 / [p (H 2) / p]即 ×107 = (1×4 / [p (H 2) / p]p (H 2) = ×10－6 kPa[导引]本题（2）的关键是掌握K 的表达式，即K = {[a (H +)]2 [a (Cl －)] 2} /[ p (H 2) / p ]] 习题8[题解] 电池反应：H 2(p )+(1/2)O 2(p )===H 2O(l)Δr G m =（－2×96485×）J·mol －1=－237160J·mol －1 Δr H m =Δf H m (H 2O,l )= －285 840 kJ·mol －1=－ J·K －1·mol －1)964852273163(Δ)(m r MF ⨯-==∂∂.zF S T E T V·K －1=－×10－4 V·K －1 298.15)K(273.15(298.15K)(273.15K)MF MF --E E =－×10－4 V·K －1E MF =E MF －×10－4（－）V=[导引] 解本题的关键所在是：应该注意到该电池反应实质是H 2O(l )，在标准状态下的生成反应，故有Δr H m =Δf H m (H 2O,l )。

合集下载

物理化学第七章 电化学习题及解答资料

物理化学第七章 电化学习题及解答资料

物理化学第七章电化学习题及解答资料物理化学第七章电化学习题及解答资料第七章电化学习题及解答1.用铂电极电解cucl2溶液。

通过的电流为20a，经过15min后，问：（1）在阴极上要划出多少质量的cu;(2)在27℃，100kpa之下，阳极划出多少cl2？求解：电极反应为阴极：cu2++2e-=cu阳极:2cl--2e-=cl2电极反应的反应进度为ξ=q/(zf)=it/(zf)因此：mcu=mcuξ=mcuit/(zf)=63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928gvcl2=ξrt/p=2.328dm32.用银电极电解agno3溶液。

通电一定时间后，可同在阴极上划出1.15g的ag，并言阴极区溶液中ag+的总量增加了0.605g。

谋agno3溶液中的t(ag+)和t(no3-)。

解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。

显然阴极区溶液中ag+的总量的改变dmag等于阴极析出银的量mag与从阳极迁移来的银的量m’ag之差：dmag=mag-m’agm’ag=mag-dmagt(ag+)=q+/q=m’ag/mag=(mag-dmag)/mag=(1.15-0.605)/1.15=0.474t(no3-)=1-t(ag+)=1-0.474=0.5263.未知25℃时0.02mol/lkcl溶液的电导率为0.2768s/m。

一电导池中充以此溶液，在25℃时测出其电阻为453ω。

在同一电导池中放入同样体积的质量浓度为0.555g/l的cacl2溶液，测得电阻为1050ω。

排序（1）电导池系数；（2）cacl2溶液的电导率；（3）cacl2溶液的摩尔电导率。

解：（1）电导池系数kcell为kcell=kr=0.2768×453=125.4m-1（2）cacl2溶液的电导率k=kcell/r=125.4/1050=0.1194s/m（3）cacl2溶液的摩尔电导率λm=k/c=110.983×0.1194/(0.555×1000)=0.02388sm2mol-4.25℃时将电导率为0.141s/m的kcl溶液装入一电导池中，测得其电阻为525ω。

物理化学—电化学练习题与参考答案(2)

物理化学—电化学练习题与参考答案(2)

B1. p 和 298 K 下，把 Pb 和 Cu(Ac)2 溶液发生的反应安排为电池， 当 获得可为91.84 k J 时，电池热213.6 k J ，因此该： （ ） (A) r U>0, r S>0 (B) r U<0, r S>0 (C) r U>0, r S<0 (D) r U<0, r S<0 2.在 应用 电势 ， 通 常用 到 ： （ ） (A) 标准电池 (B ) 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： ( ) (A) Pt, H 2(p 1) │H C l m ( 1) │H 2(p 2), Pt (B) Pt, H 2(p) │HCl(m 1)‖HCl( m 2) │H 2(p), Pt (C) Pt, H 2(p) │H C l m ( 1)┆ HCl( m 2) │H 2(p), Pt (D) Pt, H 2(p) │H C l m ( 1) │AgCl,Ag-Ag,AgCl │HCl(m 1) │H 2( p ), Pt 4. 某电池反应为 : Hg 2Cl 2(s)＋H 2(p ) ─→2Hg(l)＋2 H +( a =1)＋2 Cl -(a=1) -4 V ·K -1,则r S m 为： () 已知:E ＝0.268 V, ( E/ T)p ＝-3.2 ×10 (A) -61.76 J K · -1·m ol -1 (B) -30.88 J K -1·m ol -1(C) 62.028 J K ·-1·mol-1 (D) -0.268 J 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0.1 mol d·m-3 Sn2+和0.01 mol d·m-3 Sn4+的溶液中，这时的电位差为：（）4+|Sn2+)+0.059/2 (B) E (Sn4+|Sn2+)+0.059(A) E(Sn4+|Sn2+) - 0.059 (D) E (Sn4+|Sn2+) - 0.059/2(C) E(Sn8. 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K a=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) │C2│l Pt(C) Ag│AgCl(s) │KCl(aq) │2C│l P t(D) Hg│Hg2Cl2(s) │KCl(aq‖) AgNO3(aq) │Ag二、填空题11. 电池Hg│Hg2Cl2│HCl(a) │C2l(p ) │(Pt)在25℃, a = 0.1 时, E = 1.135 Va = 0.01 时, E = ______12. 将反应H2(g) + PbSO 4(s) →Pb(s) + H2SO4(aq)设计成电池的表示式为：______________________________________________________。

(完整版)物理化学—电化学练习题及参考答案(1)分析解析

(完整版)物理化学—电化学练习题及参考答案(1)分析解析

电化学A一、选择题1. 某燃料电池的反应为：O2(g)─→H2O(g)H2(g)＋12在400 K 时的∆r H m和∆r S m分别为-251.6 kJ·mol-1和–50 J·K-1·mol-1,则该电池的电动势为：( )(A) 1.2 V (B) 2.4 V(C) 1.4 V (D) 2.8 V2. 已知下列两个电极反应的标准电极电位为：Cu2++ 2e-─→Cu(s) φ$= 0.337 V1Cu++ e-─→Cu(s) φ$= 0.521 V2由此可算得Cu2++ e-─→Cu+的φ∃值为：( )(A) 0.184 V (B) 0.352 V(C) -0.184 V (D) 0.153 V3. 有下面一组电池：(1) H2(p∃)│HCl(a=1)‖NaOH(a=1)│O2(p∃)(2) H2(p∃)│NaOH(a=1)│O2(p∃)(3) H2(p∃)│HCl(a=1)│O2(p∃)(4) H2(p∃)│KOH(a=1)│O2(p∃)(5) H2(p∃)│H2SO4(a=1)│O2(p∃)电动势值：( )(A) 除1 外都相同(B) 只有2,4 相同(C) 只有3,5 相同(D) 都不同4. 对应电池Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)的化学反应是：（）(A) 2Ag(s)+Hg22+(aq) = 2Hg(l) +2Ag+(B) 2Hg+2Ag+ = 2Ag +Hg22+(C) 2AgCl+2Hg = 2Ag +Hg2Cl2(D) 2Ag+Hg2Cl2 = 2AgCl +2Hg5. 电动势测定应用中，下列电池不能用于测定H2O(l)的离子积的是：（）(A) Pt,H2(p∃)|KOH(aq)||H+(aq)|H2(p∃),Pt(B) Pt,H2(p∃)|KOH(aq)||参比电极(C) Pt,H2(p∃)|KOH(aq)|HgO(s)|Hg(l)(D) Pt,H2(p∃)|HCl(aq)|Cl2(p∃),Pt6. 在电极与溶液的界面处形成双电层，其中扩散层厚度与溶液中离子浓度大小的关系是（）(A) 两者无关(B) 两者成正比关系(C) 两者无确定关系(D) 两者成反比关系7. 某电池反应为Zn(s)＋Mg2+(a=0.1)＝Zn2+(a=1)＋Mg(s) 用实验测得该电池的电动势E＝0.2312 V, 则电池的E∃为：( )(A) 0.2903 V (B) -0.2312 V(C) 0.0231 V (D) -0.202 V8. 电极Tl3+,Tl+/Pt 的电势为φ$＝1.250 V,电极Tl+/Tl 的电势φ2$1＝-0.336 V，则电极Tl3+/Tl 的电势φ$为: ( )3(A) 0.305 V (B) 0.721 V(C) 0.914 V (D) 1.568 V9. 298 K 时,在下列电池的右边溶液中加入0.01 mol·kg-1的Na2S 溶液, 则电池的电动势将：( )Pt│H2(p∃)│H+(a=1)‖CuSO4(0.01 mol·kg-1)│Cu(s)(A) 升高(B) 下降(C) 不变(D) 无法判断10．298 K时,反应为Zn(s)＋Fe2+(aq)＝Zn2+(aq)＋Fe(s) 的电池的E∃为0.323 V,则其平衡常数K∃为：( )(A) 2.89×105(B) 8.46×1010(C) 5.53×104(D) 2.35×102二、填空题11.将反应H2(g) + I2(s) →2HI(aq)设计成电池的表示式为：__________________________________。

物理化学课后习题及答案天津大学

物理化学课后习题及答案天津大学

第七章电化学7.1用铂电极电解溶液。

通过的电流为20 A，经过15 min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的?(2) 在的27 ØC，100 kPa下的？解：电极反应为电极反应的反应进度为因此：7.2在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。

当电路中通电1 h后，在氢电量计中收集到19 ØC、99.19 kPa的；在银电量计中沉积。

用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。

解：两个电量计的阴极反应分别为电量计中电极反应的反应进度为对银电量计对氢电量计7.3用银电极电解溶液。

通电一定时间后，测知在阴极上析出的，并知阴极区溶液中的总量减少了。

求溶液中的和。

解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。

显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差：7.4用银电极电解水溶液。

电解前每溶液中含。

阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成，其反应可表示为总反应为通电一定时间后，测得银电量计中沉积了，并测知阳极区溶液重，其中含。

试计算溶液中的和。

解：先计算是方便的。

注意到电解前后阳极区中水的量不变，量的改变为该量由两部分组成（1）与阳极溶解的生成，（2）从阴极迁移到阳极7.5用铜电极电解水溶液。

电解前每溶液中含。

通电一定时间后，测得银电量计中析出，并测知阳极区溶液重，其中含。

试计算溶液中的和。

解：同7.4。

电解前后量的改变从铜电极溶解的的量为从阳极区迁移出去的的量为因此，7.6在一个细管中，于的溶液的上面放入的溶液，使它们之间有一个明显的界面。

令的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。

以后，界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。

计算在实验温度25 ØC下，溶液中的和。

解：此为用界面移动法测量离子迁移数7.7已知25 ØC时溶液的电导率为。

一电导池中充以此溶液，在25 ØC时测得其电阻为。