物理化学课件及考试习题试卷答案第三次习题课(第七章电化学)
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。
物理化学课件及考试习题 试卷 答案第三次习题课第七章 电化学【精选】
3（0.036V）（0.439V） 0.770V
5 将反应H2（100kPa）+I2（s）=2HI（a=1）设计
成原电池，写出电池的电池符号，并计算25℃时该电池
反应的 E1、/2HrG2m（、1K00k；Pa若）将+1电/2池I2反（应s）变=为HI ，
则 E、rGm、K
解：Λm=κ/c=13.32/0.405×103 S·m2·mol-1
=13.32/(0.405×103)=328.9×10-4 S·m2·mol-1 K=C(Λm)2/[Λm∞(Λm∞-Λm)]=2.18×10-4
2.将氢电极插入某溶液并与饱和甘汞电极组成电池：(Pt)H2(pø)|H+‖饱和甘汞电极； 298K时，测得其电池反应： 1/2H2 + 1/2Hg2Cl2 → H+ + Cl- + Hg ΔrHm=-6.35×104J·mol-1；电池的温度系数为4.0×10-4V·K-1。求溶液的pH值。 已知φø(甘汞)=0.2444 V。
解：AgBr溶解反应：AgBr→Ag++Br所构成的电池为：Ag│Ag+‖Br-│AgBr(s)-Ag
Eø=RT/ZFlnKø=0.05916lg5×10-13=-0.7277 V Eø=φø(AgBr/Ag)-φø(Ag+/Ag) φø(AgBr/Ag)=0.7277-0.799=0.0713 V
（1）H2(g)+1/2O2(g)H2O(l) （2）2H2(g)+ O2(g)2H2O(l)
答：(Pt)H2(g) |H+ |O2(g)(Pt) E1θ= E2θ ，ΔGθ与Kθ不同 因为ΔGθ是与始终态有关的状态函数改变值，即与反应式的写法有关。 ∵ΔG2θ=2ΔG1θ 又ΔGθ= -RTlnKθ ∴K2θ=（K1θ）2 ∵ΔGθ=-nFEθ ∴ E1θ= E2θ
物理化学 第七章 电化学习题答案
答案：D（电池自发进行的条件是 E＞0） -1 -1 20．298K时，浓度为 0.1molkg 和 0.01molkg HCl溶液的液接电势为E j (1)，浓度为 -1 -1 0.1molkg 和 0.01molkg KCl溶液的液接电势为E j (2)，则 A. E j (1)＝E j (2)； B. E j (1)>E j (2)；C. E j (1)<E j (2)； D. E j (1)<<E j (2) 答案：B 21．为求 AgCl 的活度积，应设计电池为 A. Ag,AgCl|HCl(aq)|Cl 2 (p)(Pt)； B. (Pt)Cl 2 (p)|HCl(aq)||AgNO 3 (aq)|Ag； C. Ag|AgNO 3 (aq)||HCl(aq)|AgCl,Ag； D. Ag,AgCl|HCl(aq)|AgCl,Ag 答案：C 22．电解金属盐的水溶液时，在阴极上 A. 还原电势愈正的粒子愈容易析出； B. 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出； C. 还原电势愈负的粒子愈容易析出； D. 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出 答案：B3ຫໍສະໝຸດ K 1 ＝K 2 ；2
B. E 1 ＝E 2 ， E 1 ＝E 2 ， r G m,1 ＝2 r G m,2 ， K 1 ＝(K 2 ) ；
2
C. E 1 ＝2E 2 ， E 1 ＝2E 2 ， r G m,1 ＝2 r G m,2 ，
2
K 1 ＝2K 2 ；
2
D. E 1 ＝E 2 ， E 1 ＝E 2 ， r G m,1 ＝( r G m,2 ) ，K 1 ＝(K 2 )
答案：B 16．用补偿法测定可逆电池的电动势时，主要为了： A. 简便易行； B. 减少标准电池的损耗； C. 消除电极上的副反应；D. 在可逆情况下测定电池电动势 答案：D 17．某一电池反应，若算得其电池电动势为负值时，表示此电池反应是: A. 正向进行； B. 逆向进行； C. 不可能进行； D. 反应方向不确定 答案：B ＋ － 18．下列电池中，那一个的电池反应为H ＋OH ＝H 2 O ＋ － A. (Pt)H 2 |H (aq)||OH |O 2 (Pt)； B. (Pt)H 2 |NaOH(aq)|O 2 (Pt)； C. (Pt)H 2 |NaOH(aq)||HCl(aq)|H 2 (Pt)； D. (Pt)H 2 (p 1 )|H 2 O(l)|H 2 (p 2 )(Pt) 答案：C。 19．当反应物和产物的活度都等于 1 时,要使该反应能在电池内自发进行,则: A. E为负值； B. E 为负值； C. E为零； D. 上述都不
物理化学第七章课后题答案
7.13 电池电动势与温度的关系为263)/(109.2/10881.10694.0/K T K T V E --⨯-⨯+= （1）写出电极反应和电池反应；（2）计算25℃时该反应的ΘΘΘ∆∆∆m r m r m r H S G ,,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的。
（3）若反应在电池外在相同温度下恒压进行，计算系统与环境交换的热。
解：（1）电极反应为阳极 +-→-H e H 221阴极 --+→+Cl Hg e Cl Hg 2221电池反应为（2）25 ℃时{}VV E 3724.015.298109.215.19810881.10694.0263=⨯⨯-⨯⨯+=--1416310517.115.298108.510881.1)(-----⋅⨯=⋅⨯⨯-⨯=∂∂KV KV TE因此，1193.35)3724.0309.964851(--⋅-=⋅⨯⨯-=-=∆molkJ molkJ zEF G m r1111464.1410157.1309.964851-----⋅⋅=⋅⋅⨯⨯⨯=∂∂=∆KmolJ KmolJ TE zFS m r11357.3164.1415.2981093.35--⋅-=⋅⨯+⨯-=∆+∆=∆molkJ molkJ S T G H m r m r m r11,365.479.1615.298--⋅=⋅⨯=∆=molkJ molkJ S T Q m r m r（3）1,57.31-⋅-=∆=molkJ H Q m r m p7.14 25℃时，电池AgCl s AgCl kg mol ZnCl Zn )()555.0(1-⋅电动势E=1.015V ，已知，,7620.0)(2V Zn Zn E -=+ΘV Ag AgCl Cl E 2222.0)(=-Θ，电池电动势的温度系数141002.4)(--⋅⨯-=∂∂KV TE p（1）写出电池反应；（2）计算电池的标准平衡常数； （3）计算电池反应的可逆热；（4）求溶液中2ZnCl 的标准粒子活度因子。
第五版物理化学第七章习题答案
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。
物理化学课后答案--第七章
第七章 化学动力学 四、精选题及解例7-1某溶液中反应 Ａ＋Ｂ → Ｃ，设开始时 Ａ 与 Ｂ 物质的量相等，没有C ， 1小时后 A 的转化率为75%，求2小时后 A 尚余多少未反应 ？ 假设 （1）对 A 为1级，对 B 为0级 （2） 对 A 、B 皆为1级 （3）对 A 、B 皆为0级。
解A A B d d c kc c tαβ-= （1）AA d d c kc t-=22111ln111ln 1y t y t k -=-= 代入 211ln2175.011ln11y -=- 解得未转化的A 为21y -=6.25% (2)2A AB A d d c kc c kc t -==)111(1)111(12211--=--=y t y t k 代入 )111(21)175.011(112--=--y 解得未转化的A 为21y -=14.29%(3)d d A c k t -=A,0A,0A,0A,0(1)1()c c y c y k c c t t t--=-== 即A,01A,0212c y c y t t =代入2175.02y =2 1.51y => 说明反应物不到2小时以前已消耗完。
【点评】 本题抓住具有简单级数化学反应的动力学规律以及转化率的定义。
如对一级反应，若以产物表示反应速率，则111ln ln1a k xt a x t a==-- 其中，xa为反应物A 的转化率，写为y 时，得11ln1k t y=- 当温度不变时，k 不变，这样可通过联立方程求解，可求得2h 后尚余A 的百分比(1-y )。
对其他简单级数的反应也可类似求解。
例7-2 恒温恒容的反应器中进行某一级的气相反应A B + C反应刚开始时，只有 A 存在，压力为A,0p ；反应进行到 t 时刻时，反应器的压力可测为p ，请设计实验及实验表格,以求解该反应的速率系数。
解A B C →+0t =A,O p 0 0t t =A A,O B p p p =-B p C B p p =体系总压力 A,O B B B A,O B p p p p p p p =-++=+ ； B A,O p p p =- 反应物A 分压力 A A,O B A,O A,O A,O ()2p p p p p p p p =-=--=-对一级反应： A,O A,O A A,O 111ln ln ln2o p p c k t c t p t p p===- 若在实验中，测定A,O p 及不同时间的总压力p ，代入上式可求速率系数k ，实验记录设计见附表，附表如下时间/单位 /p k P a A ,0/p k P a A ,0(2)/p p k P a -A,0A ,0ln 2p p p -A ,0A ,01ln 2p k t p p =-： ： ： ： ：或将上式变形 A,O A,O 1ln2p t k p p =- ，以 A,O A,O ~ln 2p t p p-作图，从斜率1m k = 求速率系数k 。
最新物理化学第七章 电化学习题及解答学习资料
第七章 电化学习题及解答1. 用铂电极电解CuCl 2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Cu ; (2) 在27℃，100 kPa 下，阳极析出多少Cl 2？解：电极反应为阴极：Cu 2+ + 2e - = Cu阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF)因此： m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = 63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928gV Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 32. 用银电极电解AgNO 3溶液。
通电一定时间后，测知在阴极上析出1.15g 的Ag ，并知阴极区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。
求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。
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D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差：D m Ag = m Ag - m’Agm’Ag = m Ag - D m Agt (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.5263. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。
一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。
在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。
计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。
物理化学模拟试题及答案(3)
第七章电化学选择题1．离子独立运动定律适用于(A) 强电解质溶液 (B) 弱电解质溶液(C) 无限稀电解质溶液 (D) 理想稀溶液答案C2. 电解质水溶液属离子导体。
其离子来源于(A) 电流通过溶液, 引起电解质电离(B) 偶极水分子的作用, 引起电解质离解(C) 溶液中粒子的热运动, 引起电解质分子的分裂(D) 电解质分子之间的静电作用引起分子电离答案：B3. 在电导测量实验中, 应该采用的电源是(A) 直流电源(B) 交流电源(C) 直流电源或交流电源(D) 测固体电导用直流电源, 测溶液电导用交流电源答案：D4. 德拜-休克尔为了推导出"极限定律"，作了一些基本假定。
下列假定不在他们的假定之列的是(A) 溶液中导电的是离子而不是分子(B) 任何浓度的强电解质都是完全电离的(C) 离子之间以静电力相互作用, 其间的吸引能大于它们的热运动能(D) 在稀溶液中离子是刚性的圆球形点电荷, 不极化答案：A5. 电解质水溶液的离子平均活度系数受多种因素的影响, 当温度一定时, 其主要的影响因素是(A) 离子的本性 (B) 电解质的强弱(C) 共存的它种离子的性质 (D) 离子浓度及离子电荷数答案：D6. 采用电导法测定HAc的电离平衡常数时, 应用了惠斯登电桥。
作为电桥平衡点的示零仪器，不能选用(A)通用示波器 (B)耳机 (C)交流毫伏表 (D)直流检流计答案：D7. 电位滴定法是广泛使用的一种电分析方法。
在下列方法中能够用来确定电位滴定终点的是(A) 测量溶液电阻的变化 (B) 测量电极电位的突跃变化(C) 选用合适的指示电极 (D) 测定溶液pH值的突跃变化答案：B8. 离子的迁移数是指正负两种离子在作电迁移运动时各自的导电份额或导电的百分数, 因此, 离子的运动速度直接影响离子的迁移数。
它们的关系是(A) 无论什么离子，它们的运动速度愈大,• 迁移的电量就愈多,迁移数也愈大(B) 同一种离子的运动速度是一定的, 故它在不同的电解质溶液中, 迁移数相同(C) 在只含某种电解质的溶液中, 离子运动的速度愈大, 迁移数就愈大(D) 在任何电解质溶液中, 离子运动的速度愈大, 迁移数就愈大答案：C9. 采用对消法(或称补偿法)测定电池电动势时, 需要选用一个标准电池。
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Ag（s）+1/2Cl2（g）=AgCl（s） 电池电动势与HCl的活度（或浓度）无关。
二、计算题
1、291K时HI溶液的极限摩尔电导为381.5×10-4 S·m2·mol-1，测得浓度为0.405mol·dm-3溶液的电导率为 13.32S·m-1，试计算此时HI的电离常数。
1/2H2(g) + AgCl(s)→Ag(s) + HCl(aq) 的标准平衡常数。已知：φø(Ag+/Ag)=0.799V；
Ksp(AgCl)=1.8×10-10。 解：(1)设计电池：Ag|Ag+‖Cl-|AgCl-Ag 负极反应：Ag –e- → Ag+ 正极反应：AgCl + e- → Ag + Cl电池反应：AgCl→Ag+ + ClEø=φø(AgCl/Ag)-φø(Ag+/Ag) =（2.302RT/ZF）lgKθ=0.05916lg(1.8×10-10) ∴φø(AgCl/Ag)=0.2226 V 对题给的反应：lnKø=[Fφø(AgCl/Ag)/RT]=8.670； Kø=5826
解：Λm=κ/c=13.32/0.405×103 S·m2·mol-1
=13.32/(0.405×103)=328.9×10-4 S·m2·mol-1 K=C(Λm)2/[Λm∞(Λm∞-Λm)]=2.18×10-4
2.将氢电极插入某溶液并与饱和甘汞电极组成电池：(Pt)H2(pø)|H+‖饱和甘汞电极； 298K时，测得其电池反应： 1/2H2 + 1/2Hg2Cl2 → H+ + Cl- + Hg ΔrHm=-6.35×104J·mol-1；电池的温度系数为4.0×10-4V·K-1。求溶液的pH值。 已知φø(甘汞)=0.2444 V。
解：根据 H nF[E T (E / T )P ]
E E H / nF T (T )P
63500 298.2 4.0104 1 96500
=0.8290 V
E=φ(饱和甘汞)-φ(H+/H2)=φ(饱和甘汞)+0.05915pH pH=[E-φ(饱和甘汞)]/0.05915=9.88
3、计算298K时以下反应：
4、在海上航行的轮船，常用锌块镶嵌于 船底四周，请说明原因。
答：将电极电势更负的金属锌镶嵌在被保 护金属（铁板）上，构成原电池。锌为阳 极，发生溶解，而铁为阴极，得到保护。这 是牺牲阳极法保护阴极。
5.电解ZnCl2水溶液，两极均用铂电极，电解反 应如何？若均改用锌电极，结果又如何？
答：Pt 阳极：析出Cl2 阴极：H2 H2 0.059lg107 0.41(V)
e
Fe2，G3
=-FEFe3
/
Fe2
故有：（3）=（1）-（2） 得：G3 G1 -G2
-FE Fe3 /FEFe2
/
）
Fe
E Fe3 / Fe2
3（0.036V）（0.439V） 0.770V
5 将反应H2（100kPa）+I2（s）=2HI（a=1）设计
4已知298K时，EFe3 / Fe 0.036V，
E Fe2 / Fe
0.439V，求EFe3
/
。
Fe2
解： 各电极反应及E、G如下：
E Fe3
/
，Fe3
Fe
3e Fe，
G1 =-3FEFe3 / Fe
E Fe2
，Fe2
/ Fe
2e
Fe，
G2
=-2FEFe2
/ Fe
E Fe3
/ Fe2，Fe3
物理化学 第三次习题课
一、思考题 二、计算题 三、综合题
2012-05-11
一、思考题
1. Zn和Ag插在HCl溶液中所构成的原电 池是否是可逆电池？为什么？
答：不是可逆电池。
因为电池充、放电时，电池反应不可逆。
放电反应：Zn+2H+→Zn2++H2 充电反应：2Ag+2H+→2Ag++H2
2.下列两个反应设计成电池，此两个电池的Eθ、电池反应的ΔGθ及Kθ 是否相同？为什么？
E
E
E
3.已知在25℃时， A0=-0.763V, B0=0.337V，
A可从纯水中转换出氢气，而B则不能，为什么？
答： H2
H2
RT F ln a H
0.059lg107
0.41(V )
A H2 B H2
从纯水中置换出氢气，即氢电极为正极，与A （负极）组成电池，E>0，电池反应自发进行；而 与B组成电池，E<0，不能自发进行。
（1）H2(g)+1/2O2(g)H2O(l) （2）2H2(g)+ O2(g)2H2O(l)
答：(Pt)H2(g) |H+ |O2(g)(Pt) E1θ= E2θ ，ΔGθ与Kθ不同 因为ΔGθ是与始终态有关的状态函数改变值，即与反应式的写法有关。 ∵ΔG2θ=2ΔG1θ 又ΔGθ= -RTlnKθ ∴K2θ=（K1θ）2 ∵ΔGθ=-nFEθ ∴ E1θ= E2θ
成原电池，写出电池的电池符号，并计算25℃时该电池
反应的 E1、/2HrG2m（、1K00k；Pa若）将+1电/2池I2反（应s）变=为HI ，
则 E、rGm、K
将如何变化？已知
E I2
/
2
I
=0.535V
解：电池：Pt H（2 100Pa）H（I a 1）I（2 s）Pt
H（2 100Pa） I（2 s） 2H（I a 1）
Zn ＜-0.76V,所以析出氢气
电解反应：2Cl- + 2H2O → H2(g)+ Cl2(g) Zn 阳极：Zn溶解
阴极：
H2 0.41
Zn H2 ，所以Zn析出 电解反应：Zn（阳极）=Zn（阴极）
6.同一反应，如Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+，
化学反应的热效应和电池反应的热效应是否相同？
为什么？
答：对同一反应，化学反应的等压热效应与电
池反应的热效应不相同。前者Qp=ΔH，而后者 ΔH=ΔG + TΔS=-nFE + Qr，可逆电池的热效应 Qr与等压反应热效应相差电池与环境的电能传递 nFE。
7.已知电池
Ag-AgCl(s)|HCl(m=0.01 mol·kg-1)| Cl2 (g, p)| Pt 在25℃时，E=1.135V，如果以m=0.10 mol·kg-1 代替m=0.01 mol·kg-1的HCl，电池电动势将改 变多少?