《物理化学》课程各章习题（含参考答案）第九章可逆电池.pdf_大学文库

1 第九章可逆电池练习题一、判断题： 1.电池(a) Ag,AgCl|KCl(aq)|Hg 2Cl 2,Hg 与电池 (b) Hg,Hg 2Cl2|KCl(aq)|AgNO 3(aq)|Ag的电池反应可逆。 2.恒温、恒压下， ΔG > 0 的反应不能自发进行。 3.电池 Zn|ZnCl 2(aq)|AgCl(s)|Ag在 25℃、p ф下可逆放电 2F 时放热 23.12 kJ，则该电池反应： Zn + 2AgCl(s) →ZnCl 2 + 2Ag 的 ΔrH m ф (298K) = -23.12 kJ mol· -1。 4．Zn2+ + 2e →Zn ，E1 ф ，ΔrGm ф (1)； ?Zn 2+ +e →?Zn，E2 ф ，ΔrGm ф (2)。因 E1 ф = E2 ф，所以有 ΔrGm ф (1) =ΔrGm ф (2)。 5．Fe2+ + 2e → Fe，E1 ф ，ΔrGm ф (1) ； Fe3+ + e →Fe2+ ，E2 ф ，ΔrGm ф (2)；(1) + (2)，得： Fe 3+ + 3e →Fe，E3 ф ,ΔrGm ф (3)。则： ΔrGm ф (3) = ΔrGm ф (1) + ΔrGm ф (2)，E3 ф =E1 ф + E2 ф。 6．2H + + 2e →H2，E1 ф与 2H2O + 2e →H2 + 2OH-，E2 ф ，因它们都是氢电极反应，所以 φ1 ф =φ2 ф。 7．对于电极 Pt |Cl2(p)|Cl- 其还原电极电势为： φ(Cl - /Cl 2)=φ ф (Cl- /Cl2)-(RT/2F )ln{[p(Cl2)/[p ф a 2 (Cl- )]} 。 8．对于电池 Pt|H2|H2SO4(aq)|O2|Pt ,其电池反应可表示为： H2(g)+ ?O 2(g) →H2O(l)，E1 ф ,ΔrGm ф (1) 或 2H2(g)+O2(g) →2H2O(l)，E2 ф ，ΔrGm ф (2)。因 2ΔrGm ф (1) =ΔrGm ф (2)，所以 2E1 ф = E2 ф。 9．电池 (1) Ag|AgBr(s)|KBr(aq)|Br 2|Pt ，电池 (2) Ag|AgNO3(aq)|| KBr(aq)|AgBr(s)|Ag 的电池电动势 E1、E2 都与 Br- 浓度无关。 10．在有液体接界电势的浓差电池中 ,当电池放电时，在液体接界处，离子总是从高浓度向低浓度扩散。 11．对于电池 Zn|ZnSO4(aq)||AgNO3(aq)|Ag，其中的盐桥可以用饱和 KCl 溶液。二、单选题： 1．丹聂尔电池 (铜 - 锌电池 )在放电和充电时锌电极分别称为：（） (A)负极和阴极； B)正极和阳极； (C)阳极和负极； (D)阴极和正极。 2．韦斯登标准电池放电时正极上发生的反应为：（） (A) Cd 2++2e→Cd ； (B) PbSO4(s)+2e →Pb + SO4 2- ； (C)Hg2SO4(s)+2e →2Hg(l)+SO4 2- ； (D)Hg2Cl2(s)+2e →2Hg(l) + 2Cl- 。 3.下列说法不属于可逆电池特性的是：（） (A)电池放电与充电过程电流无限小； (B)电池的工作过程肯定为热力学可逆过程； (C)电池内的化学反应在正逆方向彼此相反； (D)电池所对应的化学反应 ΔrGm=0

2 4.电池在下列三种情况： (1)I →0；(2)有一定电流； (3)短路。忽略电池内电阻，下列说法正确的：（） (A)电池电动势改变； (B) 电池输出电压不变； (C)对外输出电能相同； (D) 对外输出电功率相等。 5.下列电池中，哪个电池反应不可逆：（） (A) Zn|Zn2+||Cu2+| Cu ； (B) Zn|H 2SO4| Cu ； (C) Pt,H2(g)| HCl(aq)| AgCl,Ag ； (D) Pb,PbSO4| H2SO4| PbSO4,PbO2 。 6．对韦斯登 (Weston)标准电池，下列叙述不正确的是：（） (A) 温度系数小； (B) 为可逆电池； (C) 正极为含 12.5% 镉的汞齐； (D) 电池电动势保持长期稳定不变。 7．电极① Pt,Cl2(g)|KCl(a1)与② Ag(s)，AgCl(s)|KCl(a2)，这两个电极的电极反应相界面有： (A) （1） 2 个，（ 2） 2 个； (B) （1） 1 个，（ 2） 2 个； (C) （1） 2 个，（ 2） 1 个； (D) （1） 1 个，（2） 1 个。 8．铅蓄电池放电时，正极发生的电极反应是：（） (A) 2H + + 2e →H2； (B) Pb→Pb 2+ + 2e； (C) PbSO4 + 2e →Pb + SO4 2- ； (D) PbO2 + 4H + + SO4 2- + 2e →PbSO4 + 2H 2O。 9．对于甘汞电极，下列叙述正确的是：（） (A) 电极反应为 Hg2 2+ + 2e → Hg ； (B) 属于第一类电极； (C) 对阴离子可逆，电极电势较稳定； (D) 电极电势为 φ(Hg2Cl2) =φ ф (Hg2Cl2) + (RT/2F)lna(Cl - ) 。 10．关于玻璃电极，下列叙述不正确的是：（） (A) 为特殊玻璃吹制的薄泡，内置 0.1mol ·kg-1 的 HCl 溶液和 Ag－AgCl 参比电极 (或甘汞电极) ； (B) 不受溶液中氧化剂或还原剂的影响； (C)对 H +可逆，为离子选择电极； (D)为第一类电极，定温下 φ ф (玻)为常数。 11．电极 Pb2+(a)|Pb-Hg(a’) 和 Pb2+(a)|Pb(s) 的电极电势和标准电极电势间的关系为：（） (A)φ ф相同 φ不同； (B)φ相同 φ ф不同； (C)φ和 φ ф均相同； (D)φ和 φ ф均不同。 12．常用三种甘汞电极，即 (1)饱和甘汞电极； (2)摩尔甘汞电极； (3)0.1mol dm· -3 甘汞电极。反应式为： Hg2Cl 2(s)＋2e = 2Hg(1)＋2Cl- (aq)。25℃时三者的标准电极电位 φ ф相比：（） (A) φ1 ф > φ2 ф > φ3 ф ； (B) φ2 ф > φ1 ф > φ3 ф ；

3 (C) φ3 ф > φ2 ф > φ1 ф ； (D) φ1 ф = φ2 ф = φ3 ф 。 13．下列电池的电动势与氯离子活度无关的是：（） (A) Zn| ZnCl 2(aq)| Cl2(p),Pt ； (B) Zn| ZnCl 2(aq)| KCl (aq)| AgCl,Ag ； (C) Ag,AgCl| KCl(aq)| Cl 2(p),Pt ； (D)Pt,H 2( p)| HCl (aq)| Cl 2(p),Pt 。 14．25℃时电池反应 H2(g) + ?O 2(g) = H2O(l) 对应的电池标准电动势为 E1 ф，则反应 2H2O(l) = 2H 2(g) + O2(g) 所对应的电池的标准电动势 E2 ф是：（） (A) E2 ф = - 2E1 ф ； (B) E2 ф = 2E1 ф ； (C) E2 ф = - E1 ф ； (D) E2 ф = E1 ф 。 15．下列反应 AgCl(s) + I - →AgI(s) + Cl - 其可逆电池表达式为：（） (A) AgI(s)|I - | Cl - | AgCl(s) ； (B) AgI(s)|I - ||Cl - | AgCl(s) ； (C) Ag(s),AgCl(s)|Cl - || I - | AgI(s),Ag(s) ；(D) Ag(s),AgI(s)|I - ||Cl - | AgCl(s),Ag(s) 。 16．可以直接用来求 Ag2SO4的溶度积的电池是：（） (A) Pt|H2(p)|H2SO4(a)| Ag2SO4(s)|Ag ； (B) Ag|AgNO3(a)||K2SO4(a)|PbSO4(s),Pb(s) ； (C) Ag(s),Ag2SO4(s)|K2SO4(a)||HCl(a)|AgCl(s),Ag(s) ； (D) Ag|AgNO3(a)||H2SO4(a)|Ag2SO4(s),Ag(s) 。 17．下列电池中能测定 AgCl 的 Ksp的是：（） (A) Ag|AgCl(s)|KCl(aq)|Cl 2(p )|Pt ； (B) Ag|Ag + ||Cl - |Cl2|Pt ； (C) Ag|Ag + ||Cl - |AgCl(s)|Ag ； (D) Ag|AgCl|AgCl(s)|Ag 。 18．下列电池中能测定 AgI 的溶度积 Ksp的是：（） (A) Ag|AgI(s)|KI(aq)|I 2 ； (B) Ag|Ag+ ||I - |AgI(s)|Ag ； (C) Ag|Ag + ||I - |I 2|Pt ； (D) Ag|AgI|Pt 。 19．若某电池反应的热效应是负值，那么此电池进行可逆工作时，与环境交换的热：（） (A) 放热； (B) 吸热； (C) 无热； (D) 无法确定。 20．某电池反应的自由能变化 ΔrGm 和焓变 ΔrH m 的关系为： (A) ΔrH m = ΔrGm ； (B) ΔrH m > ΔrGm ； (C) ΔrH m -200 J 。 22．原电池 Pt,H 2(p ф )|H2SO4(0.01m)|O2(p ф ),Pt 在 298K 时，E = 1.228V，并已知 H2O(l)的生成热 ΔfH m= - 286.06 kJ mol· -1 ，n = 2，那么该电池的温度系数是：（） (A) -8.53 10× -4 V·K -1 ； (B) -4.97 10× -3 V·K -1 ； (C) 4.12 × 10 -3 V·K -1 ； (D) 8.53 × 10 -4 V·K -1 。 23．在恒温恒压条件下，以实际工作电压 E’放电过程中，电池的反应热 Q 等于：（）

(A)AH-ZFE'：(B)H+ZFE;(C)TAS;(D) T AS -ZFE'。24.恒温恒压下，电池在以下三种情况下放电：（1）电流趋近于零，（2）一定大小的工作电流，③短路。下列各式不正确的是：（(A在①下，QR=TSm=nFT(?E/?T)p;(B)在①下，QR=Qp= 4Hm;（C）在②下，Q=^Hm-W”=rHm+nFE'日"为实际工作电压）；(D)在③下，Qp=AHm。25.25℃时，反应2H2S+SO2=3S↓+2HD达到平衡时，其平衡常数为多少？（(已知25℃C时，Φ(S/H2S)=0.14V，Φ(SO2/S)=0.45V)：(A)3.1101° ;(B)3.25101-11 ;(C)7.41013 ;(D)0.1310*1226.已知电极电位：Φ(CI2/Cl)=1.36V，Φ(Br2/Br)=1.07V，Φ(12/）=0.54V，(Fe"/Fe2)=0.77V，标准状态下，Fe与卤素组成电池，下面判断正确的是：（）(A)Fe3可氧化CI；(B)Fe*可氧化Br"；(C)Fe3*可氧化I"；(D)Fe*不能氧化卤离子。27.已知下列两个电极反应的标准还原电势为：cu2*+2e+Cu，Φ=0.337VCu*+e→Cu，Φ=0.521V，由此求算得Cu2++e→Cu的Φ等于：（）(A)0.184V;(B)-0.184V;(C)0.352V；(D)0.153V。28.已知Φ*(Ti*/Ti)=-0.34V，Φ(TiITi)=0.72V，则Φ(Ti*/Ti)为(M)：（)(A)(0.723)+0.34；(B)0.72Y.5+0.17;(C)0.72+0.34;(D)0.72-0.34。29.在温度T时Φ(Hg2*/Hg)=a，Hg2SO4的溶度积为Ksp，则Φ(Hg2SO4/Hg)为：（(A)a+(RT/2F)InKsp ;(B)a-(RT/2F)InKsp;(C)a+(RT/F)InKsp ;(D)a-(RT/F)InKsp。30.已知298K时Hg2Cl2+2e→2Hg+2Cf，d=0.2676V；AgCl+e→Ag+Cl,d=0.2224V。则当电池反应为：Hg2Cl2+2Ag→2AgCI+2Hg时，其电池的E为：（）(D)0.0452 V。(A)-0.0886V;(B)-0.1772V;(C)0.0276V;31.298K时，若要使电池Pb(Hg)(a1)|Pb(NO3)2(aq)Pb(Hg)(a2)的电池电动势E为正值，则Pb在汞齐中的活度必定是：（）(D)a1和a2可取任意值。(A) a1>a2 :(B)a1=a2 ;(C)a1<a2;32.电池Ag(s)|AgNOs(1，m1)IlAgNO3(42，m2)/Ag(s）的电动势E应为：（）(A)-(2RT/F)n(,1m1/ ,2m2);(B）-(2RT/F)n(2m2/1m1）；(D)-(RT/F)In(2m2/ 1m1)(C）-(RT/F)In(1m1/2m2)；33.已知电池反应Zn+2AgCl=ZnCl2+2Ag在25℃时的平衡常数k=1032，ZnCl2浓度为0.01molkg，下列叙述不正确的是：（)4

4 (A) ΔH - zFE’ ； (B) ΔH + zFE’ ； (C) TΔS ； (D) TΔS - zFE’。 24．恒温恒压下，电池在以下三种情况下放电：（ 1）电流趋近于零，（ 2）一定大小的工作电流，③短路。下列各式不正确的是：（） (A) 在①下， QR = TΔrSm = nFT (?E/?T)p ； (B) 在①下， QR = QP = ΔrH m ； (C) 在②下， QP = ΔrH m - W’ = rHΔm + nFE’(E’为实际工作电压 ) ； (D) 在③下， QP = ΔrH m 。 25．25℃时，反应 2H2S + SO2 = 3S↓ + 2H2O 达到平衡时，其平衡常数为多少？（） (已知 25℃时， φ ф (S/H2S) = 0.14 V，φ ф (SO2/S) = 0.45 V)： (A)3.1 10× 10 ； (B)3.25 10× 1－11 ； (C)7.4 10× 13 ； (D)0.13 10× -12 。 26．已知电极电位： φ ф (Cl 2/Cl- ) = 1.36 V，φ ф (Br 2/Br- ) = 1.07 V，φ ф (I 2/I - ) = 0.54 V， φ ф (Fe3+/Fe2+) = 0.77 V，标准状态下， Fe 与卤素组成电池，下面判断正确的是：（） (A)Fe3+可氧化 Cl- ； (B)Fe3+可氧化 Br- ； (C)Fe3+可氧化 I - ； (D)Fe3+不能氧化卤离子。 27．巳知下列两个电极反应的标准还原电势为： Cu2+ + 2e→Cu，φ ф = 0.337 V； Cu + + e→Cu， φ ф = 0.521 V，由此求算得 Cu2+ + e →Cu+ 的 φ ф等于：（） (A) 0.184 V ； (B) -0.184 V ； (C) 0.352 V ； (D) 0.153 V 。 28．已知 φ ф (Ti + /Ti) = - 0.34 V ，φ ф (Ti 3+/Ti) = 0.72 V ，则 φ ф (Ti3+/Ti + )为(V) ：（） (A) (0.72 3) + 0.34 × ； (B) 0.72 × 1.5 + 0.17 ；(C) 0.72 + 0.34 ； (D) 0.72 - 0.34 。 29．在温度 T 时 φ ф (Hg2 2+/Hg) = a，Hg2SO4 的溶度积为 Ksp，则 φ ф (Hg2SO4/Hg)为：（） (A) a + (RT/2F)lnKsp ； (B) a - (RT/2F)lnKsp ； (C) a + (RT/F)lnKsp ； (D) a - (RT/F)lnKsp 。 30．已知 298K 时 Hg2Cl2 + 2e →2Hg + 2Cl - ，φ1 ф = 0.2676 V ；AgCl+e→Ag + Cl - ,φ2 ф = 0.2224 V。则当电池反应为： Hg2Cl2 + 2Ag→2AgCl + 2Hg 时，其电池的 E ф为：（） (A) - 0.0886 V ； (B) - 0.1772 V ； (C) 0.0276 V ； (D) 0.0452 V 。 31．298K 时，若要使电池 Pb(Hg)(a1)|Pb(NO3)2(aq)|Pb(Hg)(a2) 的电池电动势 E 为正值，则 Pb 在汞齐中的活度必定是：（） (A) a1 > a2 ； (B) a1 = a2 ； (C) a1 < a2 ； (D) a1 和 a2 可取任意值。 32．电池 Ag(s)|AgNO3(γ±,1，m1) || AgNO3(γ±,2，m2)|Ag(s) 的电动势 E 应为：（） (A) - (2RT/F)ln(γ±,1m1/γ±,2m2) ； (B) -(2RT/F)ln(γ±,2m2/γ±,1m1) ； (C) - (RT/F)ln(γ±,1m1/γ±,2m2) ； (D)- ( RT/F)ln(γ±,2m2/γ±,1m1) 。 33.已知电池反应 Zn+2AgCl= ZnCl 2+2Ag 在 25℃时的平衡常数 K ф = 10 32 ,ZnCl 2 浓度为 0.01mol ·kg-1，下列叙述不正确的是：（）

5 (A) 原电池符号为 Zn(s)|ZnCl 2(0.01 mol kg· -1)|AgCl(s),Ag ； (B) 原电池符号为 Ag(s),AgCl(s)|ZnCl2(0.01 mol kg· -1)|Zn(s) ； (C) 标准电池电动势 E ф = 0.9754 V ； (D) 电池电动势 E = 1.1350 V 。 34．25℃时电极反应 Cu2+ + I - + e→CuI 和 Cu2+ + e→Cu + 的标准电极电势分别为 0.086V 和 0.153V，则 CuI 的溶度积 Ksp为：（） (A) 1.2 × 10-12 ； (B) 6.2 10× -6 ； (C) 4.8 10× -7 ； (D) 2.9 10× -15 。 35．已知电池 Zn(s)|ZnCl 2(m=0.555 mol kg· -1)|AgCl(s),Ag(s) 在 25℃时的电动势为 1.015 V，标准电动势为 0.985 V，电池可逆放电 2F，以下各式正确的是：（）（1） (ZnCl 2) = 0.09675；（ 2） a± = 0.4591；（3） γ± = 0.5211；（4） K ф = 2.10 10× 33 ；（5） W = -202.62 kJ。 (A) （1）（2）（ 5）； (B) （2）（3）（5）； (C)（1）（2）（3）（4）； (D) （4）（ 5）。 36．下列电池中 E 最大的是：（） (A) Pt|H2(p ф )|H + (a = 1)||H + (a = 0.5)|H2(p ф )|Pt ； (B) Pt|H2(2p ф )|H + (a = 1)||H + (a = 1)|H2(p ф )|Pt ； (C) Pt|H2(p ф )|H + (a = 1)||H + (a = 1)|H2(p ф )|Pt ； (D) Pt|H2(p ф )|H + (a = 0.5)||H + (a = 1)|H2(2p ф )|Pt 。 37．下列电池中，液体接界电位不能被忽略的是：（） (A) Pt,H2(P1)|HCl( m1)|H2(p2),Pt ； (B) Pt,H2(p1)|HCl( m1)|HCl( m2)|H2(p2), Pt ； (C) Pt,H2(p1)|HCl( m1)||HCl(m2)|H2(p2),Pt ； (D) Pt,H2(p1)|HCl( m1)|AgCl,Ag-Ag,AgCl|HCl( m2)|H2(p2),Pt 。 38．下列四个原电池中，其电池反应不为 H2(2p ф )→H2(p ф ) 的电池是：（） (A) Pt,H2(2p ф )|H + (a = 0.1)||H + (a = 0.2)|H2(p ф ),Pt (B) Pt,H2(2p ф )|H + (a = 10-8)|H2(p ф ),Pt (C) Pt,H2(2p ф )|H + (a = 0.1)|H2(p ф ),Pt (D) Pt,H2(2p ф )|H + (a = 0.1)||KCl(m = 1)|Hg2Cl2(s),Hg－Hg,Hg2Cl 2(s)|KCl(m = 1)|H + (a = 0.1)|H2(p ф ),Pt 39．下列四组组成不同的混合溶液，当把金属铅分别插入各组溶液中组成电池，已知 φ ф (Pb2+/Pb) = -0.126V，φ ф (Sn2+/Sn)= -0.136V，能从溶液中置换出金属锡的是：（） (A) a(Sn2+) = 1.0，a(Pb2+) = 0.10 ； (B) a(Sn2+) = 1.0，a(Pb2+) = 1.0 ； (C) a(Sn2+) = 0.1，a(Pb2+) = 1.0 ； (D) a(Sn2+) = 0.5，a(Pb2+) = 0.5

《物理化学》课程各章习题（含参考答案）第九章 可逆电池

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