物理化学电化学练习题及答案
更新时间:2023-08-17 11:08:01 阅读量: 资格考试认证 文档下载
第八、九、十章 电化学习题
一、选择题
1. 科尔劳乌施定律适用于( 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. C. D.
3. 某电池的电池反应可写成:( C )
(1)H2 (g)+O2 (g) H2O(l)
(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,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(pø)|H2SO4(aq)|O2(pø),Pt
298K时E=1.228V,已知液体水的生成热ΔfHmø (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 5
6 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 =113331 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:
(-) 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=Eø-RT/Fln[a(AgCl)/a(Ag+)a(Cl-)]
∵a(AgCl)=1;
∴Eø=E-RT/Fln[a(Ag+)a(Cl-)]
= E-RT/Fln(γ±m/mø)
=0.4321-(8.314×291/96500)ln(0.84×0.05)=0.5766 V
lnKø=nFEø/RT=22.9985;故Kø=9.73×109
AgCl的溶度积 Ksp=1/Kø=1.03×10-10
6. 解: 0.059161lg22a(Cl-)=[(0.771-1.3583)-0.059161lg2(0.1)2]V
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