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)1(c m m β-Λ=Λ∞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MgSO 4中，MgSO 4的活度a 为（ A ）A.22)/(±γθb bB.22)/(2±γθb bC.33)/(4±γθb bD.44)/(8±γθb b3. 某电池的电池反应可写成:( C )（1）H 2 (g)+21O 2 (g)→ H 2O(l) （2）2H 2 (g)+ O 2 (g)→ 2H 2O(l)相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E 1，E 2和K 1，K 2表示，则 ( C )A.E 1=E 2 K 1=K 2B.E 1≠E 2 K 1=K 2C.E 1=E 2 K 1≠K 2D.E 1≠E 2 K 1≠K 24. 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)| Cl 2 (g,100kPa)| PtB.Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| Cl 2 (g,100kPa)| PtC.Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| AgCl(s) |AgD.Ag|AgCl(s) |KCl(aq)|Hg 2Cl 2 (s)|Hg5. 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Q r 值是（ B ）A.Δr H mB.TΔr S mC.Δr H m - TΔr S mD.06. 在电池Pt| H 2 (g,p )| HCl （1mol·kg -1）||CuSO 4（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 -1CuSO 4B.0.1 mol·kg -1Na 2SO 4C.0.1 mol·kg -1Na 2SD.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:Fe 3+ + 3e -→ Fe E θ(Fe 3+/Fe)=-0.036VFe 2+ + 2e -→ Fe E θ(Fe 2+/Fe)=-0.439V则反应Fe 3+ + e -→ Fe 2+ 的E θ(Pt/Fe 3+, Fe 2+)等于 ( D )A.0.184VB.0.352VC.-0.184VD.0.770V8. 298K 时，KNO 3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，½CuSO4、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K w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∞m都可以由Λm与c1/2作图外推到c1/2= 0得到；(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l F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 Ω，如改充入6×10-5 mol·dm-3 NH3·H2O溶液，其电阻为105 Ω。
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73.4×10-4S·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（∆r G 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 |Cl 2(p ) ⎢Cl -(a =1) || Fe 3+(a =1) ，Fe 2+(a =1) ⎢Pt ：（1）写出电池反应；（2）计算电池反应的∆r G 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 -|Cl 2|Pt) =1.3583 V ，E (Fe 3+，Fe 2+ | Pt) = 0.771V 。
）4. 下列电池：Pt ，H 2(p ø)|H 2SO 4(aq)|O 2(p ø)，Pt298K 时E=1.228V ，已知液体水的生成热Δf H m ø (298K,H 2O,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Δr H m 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)‖AgNO 3|(0.10mol·kg -1，γ±=0.72)|Ag 电动势E=0.4312 V ，试求AgCl 的溶度积K sp 。
6. 电池Hg|Hg 2Br 2(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Δr G m θ，Δr H m θ，Δr S m θ。
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·m 2·mol -1，Λm ∞（Ac -）=40.9×10-4S·m 2·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. D2.A3.C4.C5.B6.A7.D8.B9.B 10.A11.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：κ=R R 121κ= (250105×0.277) S ·m －1=69.3×10－5 S ·m －1Λm =κ/c = 6931061010553.⨯⨯⨯-- S ·m 2·mol －1=0.0115 S ·m 2·mol －1Λm ∞= (73.4 + 198.3)×10－4 S ·m 2·mol －1=271.7×10－4 S ·m 2·mol －1所以， α =ΛΛm m ∞= 001152717104..⨯-=0.423 2. 解： （1）2Ag+2Cl -(a =1) + Cu 2+(a =0.01) ==== 2AgCl(s) + Cu（2）E =[0.3402－0.2223－01.011lg 205916.02⨯] V = 0.05875 V（3）∆r G m =－zFE =[－2×96485×0.05875] J·mol -1=－11.337 kJ·mol -1 ∆r G =－zFE =－RT ln Kln K =－zFE /RT =15.298314.8)2223.03402.0(964852⨯-⨯⨯=9.1782K =9.68×1033. 解:（1）2 Cl －(a =1) ＋2 Fe 3+（a =1）=== Cl 2(p )+2 Fe 2+（a =1）（2）∆r G =[－2×96485×(0.771－1.3583)] J·mol -1 =113331 J·mol -1 lg K =05916.0)3583.1771.0(2-=－19.858K =1.387×10-20（3）E = E －)Cl (1lg 205916.0-2a =[(0.771－1.3583)－2)1.0(1lg 205916.0]V= (－0.5873－0.05916)V= －0.6465 V4. 解：(1) (-) H 2→2H ++2e(+)1/2O 2+2H ++2e→H 2O(l)电池反应：H 2(g)+1/2O 2(g)→H 2O(l)(2) Δr G m =-nFE=-2×96500×1.228=-2.37×105 (J·mol -1)根据 Δr H m ==-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 ΔrH m =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 ø-RT /F ln[a (AgCl)/a (Ag +)a (Cl -)]∵a (AgCl)=1；∴E ø=E -RT /F ln[a (Ag +)a (Cl -)]= E -RT /F ln(γ±m /m ø)=0.4321-(8.314×291/96500)ln(0.84×0.05)=0.5766 V ln K ø=nFE ø/RT =22.9985；故K ø=9.73×109AgCl 的溶度积 K sp =1/K ø=1.03×10-106. 解:通过1F 电量时，z=1电极反应: (-)Hg(l) + Br -(aq)→1/2Hg 2Br 2(s) + e - (+)AgBr(s) + e -→Ag(s) + Br -(aq)电池反应: Hg(l)+ AgBr(s)→1/2 Hg 2Br 2(s)+ Ag(s) 25℃,100kPa 时, V mV E 210804.604.68-⨯==θ 112565.610804.66.964841---⋅-=⋅⨯⨯⨯-=-=∆mol kJ mol J zFE G m r θθ ，1210312.0--⋅⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂k V T E p则 11113103.3010312.06.964841-----⋅⋅=⋅⋅⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=∆K mol J K mol J T E zF S pm r θ 1121.2410103.3015.2986565--⋅=⋅⨯+-=∆+∆=∆mol J mol J S T G H m r m r m r ）（θθθ 若通电量为2F ，则电池所做电功为：112`13.1310084.66.964842---⋅=⋅⨯⨯⨯==mol kJ mol J zFE W7. 解：121110092.26557.13----⋅⨯=Ω⋅==m S m R K cell κ 1231221032.181.1510092.2----⋅⋅⨯=⋅⋅⨯==Λmol m S mol m S c m κ12410)9.4082.349()()()(---∞+∞∞⋅⋅⨯+=Λ+Λ=Λmol m S Ac H HAc m m m 1221091.3--⋅⋅⨯=mol m S2231038.31091.31032.1---∞⨯=⨯⨯=ΛΛ=m m α 522221087.11038.31)1038.3(181.151----⨯=⨯-⨯⨯=-=ααθθc c K C。