物理化学电化学练习题及答案

第八、九、十章 电化学习题

一、选择题 1. 科尔劳乌施定律?m??m(1??c)适用于（

?D ）

A.弱电解质 B.强电解质 C.无限稀释溶液 D.强电解质稀溶液 2. 在质量摩尔浓度为b的MgSO4中，MgSO4的活度a为（ A ）

A.(b/b?)22 ?? B.2(b/b?)22 ?? C.4(b/b?)? D.8(b/b?)33?44 ??3. 某电池的电池反应可写成:( C ) （1）H2 (g)+1O2 (g)? H2O(l)

2（2）2H2 (g)+ O2 (g)? 2H2O(l)

相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E1，E2和K1，K2表示，则 ( C ) A.E1=E2 K1=K2 B.E1≠E2 K1=K2 C.E1=E2 K1≠K2 D.E1≠E2 K1≠K2 4. 下列电池中，电动势E与Cl-的浓度无关的是（ C ）

A.Ag|AgCl(s)|KCl(aq)| Cl2 (g,100kPa)| Pt B.Ag|Ag(aq)|| Cl (aq)| Cl2 (g,100kPa)| Pt C.Ag|Ag+(aq)|| Cl- (aq)| AgCl(s) |Ag D.Ag|AgCl(s) |KCl(aq)|Hg2Cl2 (s)|Hg

5. 电池在恒温恒压及可逆条件下放电，则系统与环境间的热交换Qr值是（ B ）

A.ΔrHm B.TΔrSm C.ΔrHm - TΔrSm D.0

6. 在电池Pt| H2 (g,p)| HCl （1mol·kg-1）||CuSO4（0.01 mol·kg-1）|Cu的阴极中加入

下面四种溶液，使电池电动势增大的是（ A ）

A.0.1 mol·kg-1CuSO4 B.0.1 mol·kg-1Na2SO4 C.0.1 mol·kg-1Na2S D.0.1 mol·kg-1氨水 7. 298K时，下列两电极反应的标准电极电势为: Fe3+ + 3e-→ Fe Eθ(Fe3+/Fe)=-0.036V

Fe2+ + 2e-→ Fe Eθ(Fe2+/Fe)=-0.439V

则反应Fe3+ + e-→ Fe2+ 的Eθ(Pt/Fe3+, Fe2+)等于 ( D )

A.0.184V B.0.352V C.-0.184V D.0.770V

8. 298K时，KNO3水溶液的浓度由1mol·dm-3增大到2 mol·dm-3,其摩尔电导率Λm将

( B )

A.增大 B.减小 C.不变 D.不确定 9. 电解质分为强电解质和弱电解质，在于：( B )。 (A) 电解质为离子晶体和非离子晶体；

+-

(B) 全解离和非全解离； (C) 溶剂为水和非水； (D) 离子间作用强和弱。

10. 在等温等压的电池反应中，当反应达到平衡时，电池的电动势等于：（A）。 (A) 零； (B) E ；

(C) 不一定； (D) 随温度、压力的数值而变。

11. 25℃时，电池Pt|H2(10 kPa)|HCl(b)| H2(100 kPa)|Pt的电动势E为：（ D ）。 (A) 2×0.059 V； (B) ?0.059 V； (C) 0.0295 V； (D) ?0.0295。

12. 正离子的迁移数与负离子的迁移数之和是：( B )。 (A) 大于1； (B) 等于1； (C) 小于1 。

13. 已知25℃时，E(Fe3+| Fe2+) = 0.77 V，E(Sn4+| Sn2+) =0.15 V。今有一电池，其电

池反应为2 Fe3++ Sn2+=== Sn4++2 Fe2+，则该电池的标准电动势E(298 K) 为：（ B ）。

(A) 1.39 V； (B) 0.62 V； (C) 0.92 V； (D) 1.07 V。 14. 电解质溶液的导电能力：（ B ）。 (A) 随温度升高而减小； (B) 随温度升高而增大； (C) 与温度无关；

(D) 因电解质溶液种类不同，有的随温度升高而减小，有的随温度升高而增大。 15. 已知298K，?CuSO4、CuCl2、NaCl的极限摩尔电导率Λ∞分别为a、b、c(单位为

S·m2·mol-1)，那么Λ∞(Na2SO4)是：( B )

(A) c + a - b ； (B) 2a - b + 2c ； (C) 2c - 2a + b ； (D) 2a - b + c 。 16. 某温度下，纯水的电导率κ = 3.8 × 10-6S·m-1，已知该温度下，H+、OH-的摩尔电

导率分别为3.5 × 10-2与2.0 × 10-2S·m2·mol-1，那么该水的Kw是多少(单位是mol2·dm-6)：( C )?

(A) 6.9 × 10-8 ； (B) 3.0 × 10-14 ；(C)4.77 × 10-15 ；(D)1.4× 10-15 。

17. 用同一电导池测定浓度为0.01和0.10mol·dm-3的同一电解质溶液的电阻，前者是

后者的10倍，则两种浓度溶液的摩尔电导率之比为：( A )

(A) 1∶1 ； (B) 2∶1 ； (C) 5∶1 ； (D) 10∶1 。

18. 离子运动速度直接影响离子的迁移数，它们的关系是：( A ) (A) 离子运动速度越大，迁移电量越多，迁移数越大 ；

(B) 同种离子运动速度是一定的，故在不同电解质溶液中，其迁移数相同 ； (C) 在某种电解质溶液中，离子运动速度越大，迁移数越大 ； (D) 离子迁移数与离子本性无关，只决定于外电场强度 。 19. 以下说法中正确的是：( C )

(A) 电解质的无限稀摩尔电导率Λ都可以由Λm与c1/2作图外推到c1/2 = 0得到 ；

?m(B) 德拜—休克尔公式适用于强电解质 ； (C) 电解质溶液中各离子迁移数之和为1 ； (D) 若a(CaF2) = 0.5，则a(Ca2+) = 0.5，a(F-) = 1 。 20. 以下说法中正确的是：( A )

(A) 电解质溶液中各离子迁移数之和为1 ；

(B) 电解池通过lF电量时，可以使1mol物质电解 ；

(C) 因离子在电场作用下可定向移动，所以测定电解质溶液的电导率时要用直流电桥；

(D) 无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之和，这一规律只适用于强电解质。 二、计算题

1. 某电导池中充入0.02 mol·dm?3的KCl溶液，在25℃时电阻为250 ?，如改充入6×10?5 mol·dm?3 NH3·H2O溶液，其电阻为105 ?。已知0.02 mol·dm?3KCl溶液的电导率为0.227 S·m?1，而NH4+及OH?的摩尔电导率分别为73.4×10?4 S·m2·mol?1，198.3 S·m2·mol?1。试计算6×10?5 mol·dm?3 NH3·H2O溶液的解离度。 2. 有一原电池Ag | AgCl(s) | Cl-（a=1）||Cu2+（a=0.01）| Cu。 （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；

（3）25℃时，原电池反应的 吉布斯函数变（?rG m）和平衡常数K各为多少？ 已知：E(Cu2+|Cu) = 0.3402V，E(Cl-|AgCl|Ag) =0.2223 V。 3. 25℃时，对电池Pt |Cl2(p) ?Cl-(a=1) || Fe3+(a=1) ，Fe2+(a=1) ?Pt： （1）写出电池反应；

（2）计算电池反应的?rG 及K值；

（3）当Cl-的活度改变为a(Cl-) = 0.1时，E值为多少？ （已知E(Cl-|Cl2|Pt) =1.3583 V，E(Fe3+，Fe2+ | Pt) = 0.771V。）

4. 下列电池：Pt，H2(p?)|H2SO4(aq)|O2(p?)，Pt

298K时E=1.228V，已知液体水的生成热ΔfHm? (298K,H2O,l) = -2.851×105J·mol-1。 （1） 写出电极反应和电池反应； （2） 计算此电池电动势的温度系数；

（3） 假定273K～298K之间此反应的ΔrHm为一常数，计算电池在273K时的电动势。

5. 291K时下述电池：

Ag，AgCl|KCl(0.05mol·kg-1，γ±=0.84)‖AgNO3|(0.10mol·kg-1，γ±=0.72)|Ag 电动势E=0.4312 V，试求AgCl的溶度积Ksp。

6. 电池Hg|Hg2Br2(s)| Br-(aq)|AgBr(s)|Ag，在标准压力下，电池电动势与温度的关系是：E=68.04/mV+0.312×(T/K-298.15)/ mV, 写出通过1F电量时的电极反应与电池反应，计算25℃时该电池反应的ΔrGmθ，ΔrHmθ，ΔrSmθ。

7. 25℃时，将浓度为15.81mol?m-3的醋酸注入电导池，测得电阻为655Ω。已知电导池常数K=13.7m-1, Λm∞（H+）=349.82×10-4S·m2·mol-1，Λm∞（Ac-）=40.9×10-4S·m2·mol-1，求给定条件下醋酸的电离度和电离常数。

电化学答案

一、选择题

1. D 2.A 3.C 4.C 5.B 6.A 7.D 8.B 9.B 10.A 11.D 12.B 13.B 14.B 15.B 16.C 17.A 18.A 19.C 20.A 二、计算题 1. 解：?=

R1?1R2= (10×0.277) S·m=69.3×10 S·m

5250－1－5－1

?m=?/c=

69.3?10?56?10?5?103 S·m2·mol－1

2

－1

=0.0115 S·m·mol ?= (73.4 + 198.3)×10－4 S·m2·mol－1

?m =271.7×10－4 S·m2·mol－1 所以， ? =

?m??m=

0.01152717.?10?4=0.423

0.059161lg221?0.012. 解： （1）2Ag+2Cl-(a=1) + Cu2+(a=0.01) ==== 2AgCl(s) + Cu （2）E=[0.3402－0.2223－

] V = 0.05875 V

（3）?rG m=－zFE=[－2×96485×0.05875] J·mol-1=－11.337 kJ·mol-1 ?rG=－zFE=－RTlnK

lnK=－zFE/RT=

2?96485?(0.3402?0.2223)8.314?298.15=9.1782

K=9.68×103 3. 解:

（1）2 Cl(a=1) ＋2 Fe3+（a=1）=== Cl2(p)+2 Fe2+（a=1）

－

（2）?rG=[－2×96485×(0.771－1.3583)] J·mol-1 = J·mol-1 lg K=

2(0.771?1.3583)0.05916=－19.858

K=1.387×10-20 （3）E= E－

= (－0.5873－0.05916)V= －0.6465 V

4. 解：

(1) (-) H2→2H++2e

(+)1/2O2+2H++2e→H2O(l) 电池反应：H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)

(2) ΔrGm=-nFE=-2×96500×1.228=-2.37×105 (J·mol-1)

根据 ΔrHm==-Nfe+nFT(?E/?T)p

-2.861×105=-2.37×105+2×96500×298×(?E/?T)p (?E/?T)p =-8.537×10-4 (V·K-1)

(3) 根据 ΔrHm=nF[E-T(?E/?T)p]； 得 E=1.25(V) 5. 解：

负极：Ag + Cl- - e- → AgCl(s) 正极：Ag+ + e- → Ag

电池反应：Ag+ + Cl -→ AgCl(s) E=E?-RT/Fln[a(AgCl)/a(Ag+)a(Cl-)] ∵a(AgCl)=1；

∴E?=E-RT/Fln[a(Ag+)a(Cl-)] = E-RT/Fln(γ±m/m?)

=0.4321-(8.314×291/96500)ln(0.84×0.05)=0.5766 V lnK?=nFE?/RT=22.9985；故K?=9.73×109 AgCl的溶度积 Ksp=1/K?=1.03×10-10 6. 解:

0.059161lg22a(Cl-)=[(0.771－1.3583)－

0.059161lg2(0.1)2]V

通过1F电量时，z=1

电极反应: (-)Hg(l) + Br-(aq)→1/2Hg2Br2(s) + e- (+)AgBr(s) + e-→Ag(s) + Br-(aq) 电池反应: Hg(l)+ AgBr(s)→1/2 Hg2Br2(s)+ Ag(s) 25℃,100kPa时,

E??68.04mV?6.804?10?2V

??rGm??zFE???1?96484.6?6.804?10?2J?mol?1??6.565kJ?mol?1

??E??2?1则 ???0.312?10V?k，??T?p??E???rSm?zF???1?96484.6?0.312?10?3J?mol?1?K?1?30.103J?mol?1?K?1

??T?p????rHm??rGm?T?rSm?（?6565?298.15?30.103）J?mol?1?2410.21J?mol?1

若通电量为2F，则电池所做电功为：

W`?zFE?2?96484.6?6.084?10?2J?mol?1?13.13kJ?mol?1

7. 解：

??Kcell13.7?1?1?m???2.092?10?2S?m?1 R6552.092?10?2?m??S?m2?mol?1?1.32?10?3S?m2?mol?1

c15.81???m(HAc)???m(H?)???m(Ac?)?(349.82?40.9)?10?4S?m2?mol?1

?3.91?10?2S?m2?mol?1

?m1.32?10?3?2?????3.38?10 ?2?m3.91?10c215.81?2?2??(3.38?10)??1KC?c?1??1?3.38?10?2?1.87?10?5

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