肆电化学课后习题肄一、是非题衿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“×”：蒇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。（）膆2、电池Zn(s)|ZnCl2(b=0.002mol·kg1，=1.0)|AgCl(s)|Ag(s)，其反应为：膁2AgCl(s)+Zn(s)===2Ag(s)+ZnCl2(b=0.002mol·kg1，=1.0)所以，其电动势的计算公式为：EMF=EMFlna(ZnCl2)=EMFln(0.002×1.0)()。薁3、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。（）膆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。芆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。薂二、选择题罿选择正确答案的编号，填在各题之后的括号内：艿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：（）。莆(A)rHm；(B)零；(C)TrSm；(D)rGm。羃2、电池Hg(l)|Zn(a1)|ZnSO4(a2)|Zn(a3)|Hg(l)的电动势：（）。螀(A)仅与a1，a3有关，与a2无关；(B)仅与a1，a2有关，与a3无关；羈(C)仅与a2，a3有关，与a1无关；(D)与a1，a2，a3均无关。蒆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：（）。莃(A)0；(B)0；(C)=0；(D)无法确定膈三、填空题螆在以下各小题中的处填上答案：蒆1、Ag(s)|AgNO3（b1=0.01mol·kg1，,1=0.90）||AgNO3（b2=0.01mol·kg1，,2=0.72）|Ag(s)在25℃时的电动势EMF=。蒀2、若已知某电池反应电动势的温度系数0，则该电池可逆放电时的反应热Qr；rSm。（选择填入0，0，或=0）袀四、综合题薅习题1薆写出下列原电池的电极反应和电池反应：袁(i)Pt｜H２（p）｜HCl(a)｜AgCl(s)｜Ag(s)薆(ii)Pt｜H２（p）｜NaOH(a)｜O２(p)｜Pt螆习题2袃将下列化学反应设计成原电池，并以电池图式表示：蒀(i)Zn(s)＋H２SＯ４（aq)H２(p)+ZnSO4（aq)芈(ii)Pb(s)+HgO(s)Hg(l)+PbO(s)薅(iii)Ag＋（a）+I－（a）AgI(s)羃习题3袁计算化学电池：Zn(s)｜Zn２＋（a=0.1）‖Cu２＋（a=0.01）｜Cu(s)在25℃时的电动势。螆习题4莄有一原电池Ag(s)|AgCl(s)|Cl－（a=1）||Cu2+（a=0.01）|Cu(s)。肃（1）写出上述原电池的反应式；节（2）计算该原电池在25℃时的电动势EMF；蒇（3）25℃时，原电池反应的吉布斯函数变（ΔrGm）和标准平衡常数K各为多少？莇已知：E(Cu2+|Cu)=0.3402V，E(AgCl(s)|Ag(s)|Cl－)=0.2223V。膃习题5蒈298.15K下，电池：Pt(s)|H2(g,p)|HCl[b(HCl)=0.08mol·kg－1，±=0.809]]|Hg2Cl2(s)|Hg(l)的标准电动势EMF=0.2680V，计算电池电动势及甘汞电极的标准电极电势E(Cl－|Hg2Cl2|Hg)。腿习题6膅电池Zn(s)|ZnCl2(b=0.555mol·kg－1)|AgCl(s)|Ag(s)，测得25℃时电动势EMF=1.015V。已知：E(Zn2+|Zn)=－0.763V，E(Cl－|AgCl|Ag)=0.2223V。芃（1）写出电极及电池反应（得失电子数为2）；衿（2）求上述反应的标准平衡常数K；薇（3）求溶液ZnCl2的平均离子活度因子±。袄习题7芃25℃时，电池Pt(s)|H2(p)|HCl(0.1mol?kg－1)|AgCl(s)|Ag(s)的电动势为0.3522V，芀（1）求反应H2(g,p)+2AgCl(s)=2Ag+2H++2Cl－，在25℃的标准平衡常数。（已知0.1mol?kg－1HCl的±=0.798）；荿（2）求金属银在1mol?kg－1HCl溶液中产生H2的平衡压力。（已知E[Ag(s)|AgCl(s)|Cl]=0.2223V,25℃时1mol?kg－1HCl的±=0.809）。蚃习题8莃原电池Pt|H2(p)|H2SO4(b=0.01mol·kg－1)|O2(p)|Pt在298.15K时的EMF=1.229V，液态水的ΔfHm(298K)=－285.84kJ·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）。蚁电化学课后习题螇一、是非题蚆1、(×)2、(×)3、(×)4、(√)5、(×)蒂二、选择题螈1、（C）2、（A）3、（A）葿三、填空题蒅1、________薂2、________________________腿四、综合题羇习题1芄解蚂(i)阳极(负极)：1/2H２（p）→H＋［a（H＋）］＋e-(氧化，失电子)薀阴极(正极)：AgCl(s)+e-→Ag(s)+Cl－［a（Cl－）］（还原，得电子）虿电池反应：1/2H２（p）＋AgCl(s)→Ag(s)+H＋［a(H＋)］＋Cl－［a(Cl－)］芇(ii)阳极(负极)：H２(g，p)+2OH－［a(OH－)］→２H２Ｏ＋２e(氧化，失电子)螂阴极(正极)：1/2O２(g，p)＋H２Ｏ(l)＋2e-→2OH－［a(OH－)］（还原，得电子）羁电池反应：H２（g,p）＋１/２Ｏ２（g,p）→H２Ｏ(l)膆习题2肆解: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。袂(i)在该化学反应中发生氧化反应的是Zn(s)，即莂Zn(s)→Zn２＋(a)＋２e－袈而发生还原反应的是H＋，即2H＋(a)＋２e－→→H２(g)螄根据上述规定，此原电池图式为：袂Zn(s)｜ZnSO4（aq）‖H２SＯ４（aq）｜H２(g)｜Pt薈(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)＋2e－→Hg(l)+2OH－(a)芆根据上述规定，此原电池图式为：薃Pb(s)｜PbO(s)｜ＯH－（aq）｜HgO(s)｜Hg(l)羂(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：罿Ag＋(a)＋Ｉ－(a)→AgI羈－）Ag+I－→AgI+e－薆Ag＋(a)→Ag－e肂即所对应的电极为Ag｜Ag＋。此原电池图式为：莀Ag(s)｜AgI(s)｜Ｉ－(a)‖Ag＋(a)｜Ag(s)蒆习题3莅解采用方法(ii)来计算，首先写出左、右两电极的还原反应：膁左：Zn２＋（a=0.1）+2e－→Zn(s)螁右：Cu２＋（a=0.01）+2e－→Cu(s)膈由电极反应的能斯特方程有：膄由表10-4查得E（Zn２＋｜Zn）=－0。7626V，E（Cu２＋｜Cu）=0.3402V，代入已知数据，可算得：芁E(左极，还原)＝－0.792V膂E(右极，还原)＝0.281V蚆因此，EＭＦ＝Ｅ（右极，还原）－E(左极，还原)＝0.281V－（－0.792V）＝1.07V膇采用方法(i)可算得同样的结果。莁习题4艿[题解]（1）电池及电极反应：莈2Ag(s)+2Cl－(a=1)==2AgCl(s)+2e－________________________________________________________________蒁2Ag+2Cl－(a=1)+Cu2+(a=0.01)==2AgCl(s)+Cu蚀（2）EMF聿（3）ΔrGm=－zFEMF=[－2×96485×0.05875]J·mol－1=－11.337kJ·mol－1螅[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。蒁(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。肁习题5薇[题解]电极及电池反应：蒃负极：H2（g）→?2H++2e－薁正极：Hg2Cl2（s）+2e－?→?2Hg（l）+2Cl－蒁电池反应：H2（g）+Hg2Cl2（s）===2HCl+2Hg（l）艿=（0.268－0.05916lga(HCl)）V薆a(HCl)=a±=(b±·±/b)2=(0.08×0.809)2=4.1887×10－3蚁EMF=0.4087V薈EMF=E(Cl－|Hg2Cl2|Hg)－E(H+|H2|Pt)蚇=E(Cl－|Hg2Cl2|Hg)芅E(Cl－|Hg2Cl2|Hg)=EMF=0.268V螀[导引]解本题的几个关键点是：(i)(ii)聿正确写出电极反应及电池反应式；(iii)(iv)荿列出电池反应的能斯特方程；(v)(vi)肄知道p(H2)/p=p(H2)/p=1,a[Hg(l)]=1；(vii)(viii)肄HCl为1－1型电解质，a(HCl)＝a2＝(b/b)2；(ix)(x)蒀应用EMF=E(右，还原)－E(左，还原)；(xi)(xii)袇E[H+(a=1)|H2(p)]=0。肇习题6膄[题解]袁（1）(+)Zn(s)→Zn2+(a)+2e－________________________________________________________________袆Zn(s)+2AgCl(s)===ZnCl2（b=0.555mol·kg－1）+2Ag(s)芄[导引]应用电池电动势EMF的测定求取电解质的离子平均活度±是电池电动势测定的重要应用之一，也是本章重点内容。本题的关键是掌握电解质的活度与离子平均活度因子及质量摩尔浓度的关系，即。节习题7肇[题解]蚅(1)莄0.3522V荿=E－[0.05916lg(0.1×0.798)2]V螈EMF莄=0.2223V－0V=0.2223V蒄lnK=zEMFF/(RT)蝿==17.306膆K=3.28×107蒆(2)K=([a(H+)]2[a(Cl－)]2)/[p(H2)/p]=()4/[p(H2)/p]薄即3.28×107=(1×0.809)4/[p(H2)/p]膀p(H2)=1.32×10－6kPa羈[导引]膅本题（2）的关键是掌握K的表达式，即K=([a(H+)]2[a(Cl－)]2)/[p(H2)/p]]蚄习题8薁[题解]电池反应：H2(p)+(1/2)O2(p)===H2O莆(l)羄ΔrGm=（－2×96485×1.229）J·mol－1=－237160J·mol－1蚄ΔrHm=ΔfHm(H2O,l)=－285840kJ·mol－1蚈=－163.273J·K－1·mol－1肈V·K－1=－8.46×10－4V·K－1螃=－8.46×10－4V·K－1螃EMF(273.15K)=EMF(298.15K)－8.46×10－4（273.15－298.15）V=1.250V[导引]解本题的关键所在是：应该注意到该电池反应实质是H2O(l)，在标准状态下的生成反应，故有ΔrHm=ΔfHm(H2O,l)。