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1、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$和298 K下，把Pb和Cu(Ac)2溶液发生的反应安排为电池，当获得可逆电功为91.84 kJ时，电池同时吸热213.6 kJ，因此该过程有： (A) DDrU0, DDrS0 (C) DDrU0, DDrS0 (B) DDrU0 (D) DDrU0, DDrS0 2. 在应用电位计测定电动势的实验中，通常必须用到： (A) 标准电池 (B) 标准氢电极 (C) 甘汞电极 (D) 活度为1的电解质溶液 3. 下列电池中液接电势不能被忽略的是： ( ) (A) Pt, H2(p1)HCl(m1)H2(p2), Pt (B) Pt,
2、H2(p)HCl(m1)HCl(m2)H2(p), Pt (C) Pt, H2(p)HCl(m1)HCl(m2)H2(p), Pt (D) Pt, H2(p)HCl(m1)AgCl,Ag-Ag,AgClHCl(m1)H2(p), Pt 4. 某电池反应为: Hg2Cl2(s)H2(p$)2 Hg(l)2 H+(a=1)2 Cl-(a=1) 已知:E$0.268 V, (E/T)p-3.210-4 VK-1, 则DrSm为： ( ) (A) -61.76 JK-1mol-1 (B) -30.88 JK-1mol-1 (C) 62.028 JK-1mol-1 (D) -0.268 JK-1mol-
3、1 5. 电池中使用盐桥的作用是： (A) 使电池变成无液体接界的可逆电池 (B) 基本消除电池中的液体接界电势 (C) 消除电池中存在的扩散现象 (D) 使液体接界电势为零 6. 用对消法测定电池电动势，若实验中发现检流计始终偏向一边，则可能原因是： (A) 被测定电池温度不均匀 (B) 被测定电池的两极接反了 (C) 搅拌不充分使浓度不均匀 (D) 检流计灵敏度差 7. 将一铂丝两端分别浸入含0.1 moldm-3 Sn2+和0.01 moldm-3 Sn4+的溶液中，这时的电位差为： (A) E(Sn4+|Sn2+)+0.059/2 (C) E(Sn4+|Sn2+) - 0.059 (B
4、) E(Sn4+|Sn2+)+0.059 (D) E(Sn4+|Sn2+) - 0.059/2 8. 测定电池电动势时，标准电池的作用是： (A) 提供标准电极电势 (B) 提供标准电流 (C) 提供标准电位差 (D) 提供稳定的电压 9. 当电池的电动势E=0时，表示： (A) 电池反应中，反应物的活度与产物活度相等 (B) 电池中各物质都处于标准态 (C) 正极与负极的电极电势相等 (D) 电池反应的平衡常数Ka=1 10. 下列电池中,电动势与氯离子活度无关的电池是： (A) ZnZnCl2(aq)KCl(aq)AgClAg (B) PtH2HCl(aq)Cl2Pt (C) AgAgCl
5、(s)KCl(aq)Cl2Pt (D) HgHg2Cl2(s)KCl(aq)AgNO3(aq)Ag 二、填空题 11. 电池 HgHg2Cl2HCl(a)Cl2(p$)(Pt) 在 25 , a = 0.1 时 , E = 1.135 V 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)2 Ag+SO24 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
6、示式为： _。 15. 将反应Hg(l) + Cl (aCl- = 1) + Fe3+ = 池的表示式为： _。 16. 写出 25时，电池 Sb(s)Sb2O3(s)KOH(m),KCl(m)H2(g,p$)，Pt的负极反应 _，正极反应 1HgCl(s) 222+ Fe2+设计成电_，以及电池的总反应_ 。 17. 下列两个反应： Pb(Hg) Pb2+(a) + 2e-+ Hg(l) Pb Pb2+(a) + 2e- 其电极电势公式分别为 及 ， 这两个反应相应的f及f$ 是否相同？ 18. 有如下电池：Cu(s)|CuSO4(0.01mol/kg, g=0.41)| CuSO4(0.1
7、mol/kg, g=0.16)|Cu(s) 其电动势E为_。 19. 298 K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： 1Cl(p)1Cu2+Cl - 1Cu(s)+ 2222E1 E2 Cu(s)+Cl2(p)Cu2+2Cl - 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1.7510-5，Kw=1.0110-14，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0.01 moldm-3 的醋酸钠水溶液的pH值。 (A
8、=0.51 mol -1/2dm3/2)。 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 298 K和 p$压力下稳定地连续工作，试回答下述问题： (1) 写出该电池的表示式，电极反应和电池反应 (2) 求一个 100 W 的电池，每分钟需要供给 298 K，p$的 H2(g) 的体积？ -1 已知该电池反应的 DrG$ = -236 kJmol， (3) 求该电池的电动势？ 23. 在 298 K 时,下述电池的电动势 E = 0.1519 V . AgAgI(s)HI(a=1)H2(p$)Pt 并已知下列物质的标准生成焓： 物 质 -1DfH$/kJmol
9、 mAgI(s) -62.38 Ag+ 105.89 I- -55.94 试求： (a) 当电池中有 1 mol 电子电量流过时，电池反应的 We、Wf、Qr、DrUm、DrHm、DrSm、DrFm 和 DrGm 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1 mol乙胺溶于水制成16 dm3溶液，所生成的C2H5NH3OH是弱电解质，按下式解离：C2H5NH3OHC2H5NH3+OH-，在298 K时测得该溶液的电导率为0.1312 Sm-1，又已知其无限稀释摩尔电导率L.610-4Sm2m
10、ol-1m=232，试求： 上述条件下C2H5NH3OH的解离度a； 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 = 1.135 V 12. Pt,H2(g)|H2SO4(aq)|PbSO4(s)|Pb(s) -13. Ag(s)Ag+(aq)SO24(aq)Ag2SO4(s),Ag(s) 14. Hg(l)|HgO(s)|KOH(aq)|K(Hg)(aam
11、) 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. f(Pb2+/Pb(Hg) = f $ (Pb2+/Pb) - RT/2Flna(Pb(Hg)/a(Pb2+) f(Pb2+/Pb) = f $ (Pb2+/Pb) - RT/2Flna(Pb(s)/a(Pb2+) f
12、不相同， f $相同 18. 0.0175 V 19. - 0.0295 V 20. E1=E2 三、计算题 21. Ac - + H2O =HAc + OH (1-a)c aac aac Kwa2c-4=Kh(水解常数)=；=2.4010 a(1-a)c$Kalgg(OH-)=-0.510.01；g(OH-)=0.89 Kw1.0110-14pH=-lga(H)=-lg=-lg=8.33 a(OH-)2.4010-410-20.89+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
13、 + 2e- 2OH- 电池反应：H2(g) + (1/2)O2(g) H2O (2) 100 W = 6 kJmin-1 可逆操作时，DrG$m= -Wmax nH2 = (6 kJmin-1 )/(236 kJmol-1) = 0.0254 molmin-1 V= nRT/p = 6.2110-4 m3min-1 (3) E$= -DrG$m/zF = 1.2228 V 23. 答 (1) We = pDV = ni RT = 1.24 kJ Wf = zEF = 14.658 kJ -$ DrHm = DfH$mol-1 m(AgI,s) - DfHm(I) = -6.44 kJ DrU
14、m = DrH$mol-1 m - ni RT = -7.68 kJ DrGm = -Wf DrFm = -Wmax = -15.898 kJmol-1 DrSm = (DrHm - DrGm)/T = 27.58 JK-1mol-1 QR = TDrSm = 8.218 kJ (2) Wf = 0 We = 1.24 kJ Qp = DrHm = -6.44 kJ 其余状态函数变量同(1) 24. 答 Lm=kc，a=Lmk=0.09025 LcLmmC2H5NH3OHC2H5NH3+OH- c(1-a) ac aca a2cK=($)=5.59610-4 1-acc(OH -)=ca=(0.09025/16) moldm-3=5.64110-3 moldm-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(m zefzexm)。
