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)VIP免费

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++H22.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？（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=E2θ3.已知在25℃时，=-0.763V,=0.337V，A可从纯水中转换出氢气，而B则不能，为什么？答：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。0A0B)(41.010lg059.0ln722VaFRTHHH2HA2BH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：＜-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：，所以Zn析出电解反应：Zn（阳极）=Zn（阴极）)(41.010lg059.07H22VHZn41.02H2HZn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=0.01mol·kg-1)|Cl2(g,p)|Pt在25℃时，E=1.135V，如果以m=0.10mol·kg-1代替m=0.01mol·kg-1的HCl，电池电动势将改变多少?答：不变。因为电池反应为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381.5×10-4S·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。解：Λm=κ/c=13.32/0.405×103S·m2·mol-1=13.32/(0.405×103)=328.9×10-4S·m2·mol-1K=C(Λm)2/[Λm∞(Λm∞-Λm)]=2.18×10-42.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-+HgΔrHm=-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)=0.2444V。解：根据=0.8290VE=φ(饱和甘汞)-φ(H+/H2)=φ(饱和甘汞)+0.05915pHpH=[E-φ(饱和甘汞)]/0.05915=9.88])/([PTETEnFHPTETnFHE)(/4100.42.298965001635003、计算298K时以下反应：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++Cl-Eø=φø(AgCl/Ag)-φø(Ag+/Ag)=（2.302RT/ZF）lgKθ=0.05916lg(1.8×10-10)∴φø(AgCl/Ag)=0.2226V对题给的反应：lnKø=[Fφø(AgCl/Ag)/RT]=8.670；Kø=5826232//0.439FeFeFeFeEVE，求。4解：EG各电极反应及、如下：3/2980.036FeFeKEV已知时，，33/3FeFeEFeeFe，，22/2FeFeEFeeFe，，3232/FeFeEFeeFe，，31/FeFeGFE=-322/FeFeGFE=-2323/FeFeGFE=-（3）=（1）-（2）312GGG-得：故有：3232///FeFeFeFeFeFeFEFEFE--3（-2）32/30.0360.4390.770FeFeEVVV（）（）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，...