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文章发布时间 : 2024/4/30 17:42:30星期二

电化学课后习题

一、是非题

下列各题中的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“√”，错误的画“×”：

1、用能斯特公式算得电池的电动势为负值，表示此电池反应的方向是朝正向进行。（）

2、电池Zn (s)| ZnCl2(b=0.002 mol·kg?1，??=1.0) | AgCl(s) | Ag(s)，其反应为：

2AgCl(s)+Zn(s)===2Ag(s)+ ZnCl2(b=0.002 mol·kg?1，??=1.0) 所以，其电动势的计算

RTRTlna(ZnCl2) =EMF?ln(0.002×1.0) ( )。

2F2F3、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。（）

4、电池反应的电动势EMF与指定电池反应计量方程式的书写无关，而电池反应的热力学函数变?rGm 等则与指定电池反应计量方程式的书写有关。

5、锌、银两金属片同时插入HCl水溶液中，所构成的电池是可逆电池。公式为：EMF=EMF?

二、选择题

选择正确答案的编号，填在各题之后的括号内：

1、原电池在定温定压可逆的条件下放电时，其在过程中与环境交换的热量为：（）。 (A)?rHm； (B)零； (C)T?rSm； (D) ?rGm。 2、电池Hg(l) | Zn(a1) | ZnSO4(a2) | Zn(a3) | Hg(l)的电动势：（）。 (A)仅与a1，a3有关，与a2无关；(B)仅与a1，a2有关，与a3无关； (C)仅与a2，a3有关，与a1无关；(D)与a1，a2，a3均无关。

3、在25℃时，电池Pb(Hg)(a1)|Pb(NO3)2(aq)|Pb(Hg) (a2)中a1? a2，则其电动势E：（）。 (A)?0； (B)?0； (C)=0； (D)无法确定

三、填空题

在以下各小题中的处填上答案： 1、Ag(s)|AgNO3（b1=0.01 mol·kg?1， ??, 1=0.90）|| AgNO3（b2=0.01 mol·kg?1， ??, 2=0.72）|Ag(s)在25℃时的电动势EMF=???????????。

2、若已知某电池反应电动势的温度系数（?EMF）p?0，则该电池可逆放电时的反应热?TQr????????；?rSm?????????。（选择填入?0， ?0，或=0）

四、综合题

习题1

写出下列原电池的电极反应和电池反应： (i) Pt｜H２（p?）｜HCl(a)｜AgCl(s)｜Ag(s) (ii) Pt｜H２（p?）｜NaOH(a)｜O２(p?)｜Pt

习题2

将下列化学反应设计成原电池，并以电池图式表示： (i) Zn(s)＋H２SＯ４（aq)H２(p)+ZnSO4（aq)

(ii) Pb(s)+HgO(s)Hg(l)+PbO(s) (iii) Ag＋（a）+I－（a）AgI(s)

习题3

计算化学电池：Zn(s)｜Zn

２＋

（a=0.1）‖Cu

２＋

（a=0.01）｜Cu(s)在25℃时的电动势。

习题4

有一原电池Ag (s) | AgCl(s) | Cl－（a=1）||Cu2+（a=0.01）| Cu(s)。（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EMF；

（3）25℃时，原电池反应的吉布斯函数变（ΔrG m）和标准平衡常数K?各为多少？已知：E ? (Cu2+|Cu) = 0.3402V，E? (AgCl (s) |Ag (s) |Cl－) =0.2223 V。

习题5

－

习题6

（3）求溶液ZnCl2的平均离子活度因子? ± 。

习题7

－1)|AgCl(s)|Ag(s)的电动势为0.3522V， 25℃时，电池 Pt(s)|H2(p?

（1）求反应H2(g, p?)+2AgCl(s)=2Ag+2H++2Cl－，在25℃的标准平衡常数。（已知

－1 HCl的?=0.798）； ±

－1 HCl溶液中产生H的平衡压力。（2）求金属银在（已知2

－1 HCl的? =0.809）E?[ Ag(s)|AgCl(s)|Cl]=0.2223V, 25℃时。 ±

习题8

原电池Pt | H2(p?) | H2SO4(b=0.01mol·kg－1) | O2(p?) | Pt在298.15K时的EMF=1.229 V，

液态水的ΔfH m? (298K) = －285.84 kJ·mol－1，求该电池电动势的温度系数及273.15K时的电动势（设在此温度范围内ΔrHm为常数）。

电化学课后习题

一、是非题

1、(×) 2、(×) 3、(×) 4、(√) 5、(×)

二、选择题

1、（C） 2、（A）3、（A）

三、填空题

1、 0.0535 V 2、 >0 ?0

四、综合题

习题1

解

＋＋

(i)阳极(负极)：1/2H２（p?）→H［a（H）］＋e-(氧化，失电子)

－－

阴极(正极)：AgCl(s)+e-→Ag(s)+Cl［a（Cl）］（还原，得电子）

＋＋－－

电池反应：1/2H２（p?）＋AgCl(s)→Ag(s)+H［a(H)］＋Cl［a(Cl)］

－－

(ii)阳极(负极)：H２(g，p?)+2OH［a(OH)］→２H２Ｏ＋２e (氧化，失电子)

－－

阴极(正极)：1/2O２(g，p?)＋H２Ｏ(l)＋2e-→2OH［a(OH)电池反应：H２（g, p?）＋１/２Ｏ２（g, p?）→H２Ｏ(l)

习题2

解:设计方法是将氧化反应的物质作为负极，放在原电池图式的左边；起还原反应的物质作为正极，放在原电池图式的右边。

(i)在该化学反应中发生氧化反应的是Zn(s)

２＋－

Zn(s)→Zn(a)＋２e

＋＋－

而发生还原反应的是H，即2H(a)＋２e→→H２(g)

Zn(s)｜ZnSO4（aq）‖H２SＯ４（aq）｜H２(g)｜Pt

(ii)该反应中有关元素之价态有变化。HgO和Hg，PbO和Pb构成的电极均为难溶氧化物

－－

电极,且均对OH离子可逆，可共用一个溶液。发生氧化反应的是Pb,即Pb(s)+2OH(a) →

－－－

PbO(s)+H２Ｏ(l)+2e发生还原反应的是HgO,即HgO(s)+H２Ｏ(l)＋2 e→Hg(l)+2OH(a)

－

Pb(s)｜PbO(s)｜ＯH（aq）｜HgO(s)｜Hg(l)

－

(iii)该反应中有关元素的价态无变化。由产物中有AgI和反应物中有I来看，对应的电极

－

为Ag(s)｜AgI(s)｜Ｉ(a)，电极反应为Ag(s)+I－(a)═AgI(s)+e。此电极反应与所给电池反应之差为：

＋－

Ag(a)＋Ｉ(a) →AgI

－－

－） Ag+I→AgI+e

Ag＋(a)→Ag－e ＋

即所对应的电极为Ag｜Ag

－＋

Ag(s)｜AgI(s)｜Ｉ(a)‖Ag(a)｜Ag(s)

习题3

解采用方法(ii)来计算，首先写出左、右两电极的还原反应：

２＋－

左：Zn（a=0.1）+2e→Zn(s)

２＋－

右：Cu（a=0.01）+2e→Cu(s) 由电极反应的能斯特方程有：

E(左极，还原)?E?(Zn2?Zn)?RT1ln ZFa(Zn2?)E(右极，还原)?E?(Cu2?Cu)?由表10-4查得E?（Zn可算得：

２＋

RT1 ln2?ZFa(Cu)２＋

｜Zn）=－0。7626V，E?（Cu｜Cu）=0.3402V，代入已知数据，

E(左极，还原)＝－0.792V

E(右极，还原)＝0.281V

因此，EＭＦ＝Ｅ（右极，还原）－E(左极，还原)＝0.281V－（－0.792V）＝1.07V

(i)可算得同样的结果。

习题4

[题解]（1）电池及电极反应：

－－

2Ag(s) + 2Cl(a=1) == 2AgCl(s) + 2e

－

Cu2+(a=0.01) +2e == Cu(s) 2Ag+2Cl－(a=1) + Cu2+(a=0.01) == 2AgCl(s) + Cu

（2）EMF ?[0.3402-0.2223-0.059161lg2]V?0.05875V 21?0.01（3）ΔrG m=－zFEMF=[－2×96485×0.05875] J·mol－1=－11.337 kJ·mol－1

?ΔrGm??zFEMF???RTlnK??lnK???zFEMF/RT?2?96485?(0.3402?0.2223)?9.1782 8.314?298.15K??9.68?103[导引] (i) 写出电池的电极反应和电池反应是该题求解首要步骤，它的正确与否将直

接影响下一步的计算，因此必须熟练掌握各类电极及电池反应式的写法。

(ii) 能斯特方程是本章的重点内容之一，也是考研试题的热点之一，是必须掌握的内容。

习题5

[题解] 电极及电池反应：

++2e－负极：H2（g）

－

正极：Hg2Cl2（s）+2e （l）+2Cl

电池反应：H2（g）+ Hg2Cl2（s）===2HCl+2 Hg（l）

－

EMF?E?MF0.05916a2(HCl)?a2[Hg(l)]?lg()

?2p(H2)/p=（0.268－0.05916lga(HCl) ）V

a(HCl) = a±=(b±·? ±/ b?)2 = (0.08×0.809)2 = 4.1887×10－3 EMF=0.4087 V

E? (Cl－| Hg2Cl2|Hg) = EMF? = 0.268 V [导引] 解本题的几个关键点是： (i) 正确写出电极反应及电池反应式；

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