《物理化学 Physical Chemistry》课程教学资源（作业习题）第十二章 电化学

第12章电化学习题课南周大学Nankai University

Nankai University 第 12 章 电化学 习题课

I.选择题1.质量摩尔浓度为m的K,PO,溶液的平均活度系数为+，则溶液的活度为（D）A. 4(m/m)*±B. 4(m/m)±4C. 27(m/m)±4D. 27(m/m) 4±解析：a=唑==(m)= ± (3m)°m)l/4 / m°) = 27r(m / m°)a =(a*a-)/v=+m+ / m° =a/, ± =(*+*-)/vm =(m**m-)V= (v+m)*(v_m)"-)1*, V+ =(v+v"-)/v南周大学《物理化学》2-2第12章电化学Nankai University

Nankai University 《物理化学》2-2 第12章 电化学 I. 选择题 1. 质量摩尔浓度为m 的K3PO4 溶液的平均活度系数为γ± ，则溶液 的活度为 ( ) A. 4(m/m ) 4γ± B. 4(m/m )γ± 4 C. 27(m/m )γ± 4 D. 27(m/m ) 4γ± 4 4 4 ( ) m a a a m     解析：       D     4 4 3 1/4 4 [(3 ) ] / 27 / m m m m m         1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ ( ) / ( ) ( ) (( ) ( ) ) ( ) B a a a m m a m m m m m                                                            ，

2.电池可在下面三种情况下放电：(i)电流趋于零；(i)有一定大小的工作电流；(ii)短路。则：电池的电动势A.相同;B.不相同(A)C. 相同;D.不相同电池的端电压(D)解析：电池电动势定义电池端电压定义南開大学第12章电化学《物理化学》2-2Nankai University

Nankai University 《物理化学》2-2 第12章 电化学 2. 电池可在下面三种情况下放电：(i) 电流趋于零；(ii) 有一定大小的工作电流；(iii) 短路。则： 电池的电动势 A. 相同； B. 不相同 ( ) 电池的端电压 C. 相同； D. 不相同 ( ) D A 解析： 电池电动势定义 电池端电压定义

3.298K时，有如下两个电池：(i) Cu(s)ICu+ (ai) 1Cu+(a ), Cu?+ (a2)Pt(ii) Cu(s)Cu2 + ( a2) Cu+ (a,), Cu2 + ( a2)IPt两个电池的电池反应均可写成Cu(s) + Cu2+(a2) =2Cu+(a)则两个电池的E°和△,G°之间的关系为（）A.△,G"和E°都分别相同；B.△,G°相同，E不同：C.△,G和E°都不相同;D.△,G"不同,E"相同南周大学《物理化学》2-2第12章电化学Nankai University

Nankai University 《物理化学》2-2 第12章 电化学 3. 298K时，有如下两个电池： (i) Cu(s)|Cu+ ( a1 ) ┋ Cu+ ( a1 ), Cu2 + ( a2 )|Pt (ii) Cu(s)|Cu2 + ( a2 )┋ Cu+ ( a1 ), Cu2 + ( a2 )|Pt 两个电池的电池反应均可写成 Cu(s) + Cu2 + ( a2 ) ＝2Cu+ ( a1 ) 则两个电池的 和 之间的关系为 ( ) A. 和 都分别相同； B. 相同， 不同； C. 和 都不相同； D. 不同， 相同。 E  E  r m G   E  E  E  ┋ ┋ r m G   r m G   r m G   r m G  

解析：: E=p-pi,两电池的不同，另外从电极反应知：两电池反应中的Z不同，但反应相同，..A,G°=-ZFE°:.E°不同选 (B)南開大学《物理化学》2-2第12章电化学Nankai University

Nankai University 《物理化学》2-2 第12章 电化学 L r m Z G ZFE E E R L                 ，两电池的 不同， 另外从电极反应知:两电池反应中的 不同， 但反应相同， 不同 解析： 选 （B）

4.在298K时，浓度为0.1和0.01molkg-1的HCl溶液的液接电势为E(1)，换用浓度相同的KCI溶液，则其液接电势为E:(2)，两者的关系为(A)B. E, (1) E, (2)D.无法判断C. E; (1)= E, (2)RTm解析：E, =(t.n-tFm2~tt+>tCK+C组成电池时，电池反应中高浓度为反应物，消除E用盐桥，若无盐桥，有液接面的电池的E不能忽略南大学《物理化学》2-2第12章电化学Nankai University

Nankai University 《物理化学》2-2 第12章 电化学 4. 在298K 时，浓度为0.1和0.01mol·kg- 1的HCl 溶液的液接 电势为Ej (1)，换用浓度相同的KCl 溶液，则其液接电势 为Ej (2)，两者的关系为( ) A. Ej (1) > Ej (2) B. Ej (1) < Ej (2) C. Ej (1) = Ej (2) D. 无法判断 解析： 1 2 H K ( ) ln , j Cl Cl RT m E t t F m t t t t          组成电池时，电池反应中高浓度为反应物，消除Ej 用盐桥，若无盐桥，有液接面的电池的Ej不能忽略。 A

5.25℃时，将含有Fe2+及Fe3+的水溶液与Fe粉一起振荡使其达平衡，求出K0=[Fe2+J3[Fe3+]-2=9.47×1040,Oere=-0.4402V , 则 (C)已知reare00= 0.3308V= 0.771VA.P Fe3+,Fe2+|Pt00=0.8439VP= 1.6514VB.QPFe3+FeFe3+,Fe2+|Ptaere0= -0.0365V=0.771VC.PFe3+,Fe2+IP0e=-0.0365V= 1.6514V0D.PFe, Fe*|PtS+FeE南開大学《物理化学》2-2第12章电化学NankaiUniversity

Nankai University 《物理化学》2-2 第12章 电化学 5. 25℃时，将含有Fe2 +及Fe3 +的水溶液与Fe粉一起振荡， 使其达平衡，求出Kϴ = [Fe2 + ] 3 [Fe3+ ] -2 = 9.47×1040 ， 已知 ，则（ ） A. B. C. D. 2 Fe Fe  0.4402V     3 2 Fe ,Fe Pt   0.771V    3 Fe Fe  0.3308V    3 2 Fe ,Fe Pt   1.6514V    3 Fe Fe  0.8439V    3 2 Fe ,Fe Pt   0.771V    3 2 Fe ,Fe Pt   1.6514V    3 Fe Fe  0.0365V     3 Fe Fe  0.0365V     C

解析： ： K°=[Fe2+}[Fe3+}-2 → 2Fe3++Fe→3Fe2+(-) Fe → Fe2+ + 2e-(+) 2Fe3+ +2e-→2Fe2+2+2+3+电池反应：2Fe3++Fe→3Fe2+,FeFeFeFeDRT.:EeInKe:△G =-ZFE =-RTInK?ZF[Fe2+]RT8.314 x× 298EIn9.47×1040[Fe3+ ?zF2 ×96500-H= 0.01284×94.35 = 1.2115 = -PFe2+FFe3+,Fe2+0HE= 1.2115 - 0.4402 =0.7713V0Fe3+Fe2+FeFe2南周大学《物理化学》2-2第12章电化学Nankai University

Nankai University 《物理化学》2-2 第12章 电化学 3 2 2 Fe ,Fe Fe Fe E 1.2115 0.4402 0.7713V Pt               2 3 3 2 K [Fe ] [Fe ]     解析：  3 2 2Fe Fe 3Fe      2 3 2 ( ) Fe Fe 2e ( ) 2Fe 2e 2Fe            3 2 2Fe Fe 3Fe   电池反应：   2 2 3 Fe Fe Fe Fe Pt    ， a a RT ΔG ZFE RTlnK E lnK ZF            3 2 2 2 3 40 3 2 Fe ,Fe Fe Fe RT [Fe ] 8.314 298 E ln ln9.47 10 zF [Fe ] 2 96500 0.01284 94.35 1.2115 Pt                    

Fe2+ +2e-→Fe(1)Fe3+ +3e- FeFe3+ +e- →Fe2+(2)ne(1)Fe3+ +3e- →Fe2+(3)Fe(3) = (1) +(2):.3 = 2g +P22a.00即:0.0365VDC3HeHE3南開大学《物理化学》2-2第12章电化学Nankai University

Nankai University 《物理化学》2-2 第12章 电化学 2 3 2 3 Fe 2e Fe (1) Fe e Fe (2) Fe 3e Fe (3)              3 2 3 1 2          (3) (1) (2)   3 2 3 2 Fe Fe Fe Fe Fe ,Fe Fe 2 1 0.0365V 3 3    即：           Fe  e  Fe   3 3 2 Fe (3) (2) (1) e - 2e-

II.填空题1.下列两个反应：(i) Pb(Hg) →Pb2+(a)+2e-, (ii)Pb →Pb2+(a)+2eRTa pb(Hg)00P p* b(Hg)nP pb2+ / Pb(Hg)2FaPB24及其电极电势公式分别为RTa pb(s)0@0=PPb2+/PbPb2+ / Pb2FaPb2+。这两个反应的β及β是否β不相同，相同相同解析：若以此两个电极设计电池RTa则E?=0，但E±0，reductionP=Φin2F其大小取决于apb(Hg)aoxidation南周大学《物理化学》2-2第12章电化学Nankai University

Nankai University 《物理化学》2-2 第12章 电化学 。这两个反应的φ及φ θ 是否 相同 。 II. 填空题 1. 下列两个反应： 其电极电势公式分别为 及 2 2 (i) Pb(Hg) Pb (a) 2e , (ii)Pb Pb (a) 2e         2 2 2 ( ) / ( ) / ( ) ln 2 Pb Hg Pb Pb Hg Pb Pb Hg Pb RT a F a         2 2 2 ( ) / / ln 2 Pb s Pb Pb Pb Pb Pb RT a F a         φ不相同，φθ 相同 解析： ln 2 reduction oxidation RT a F a     Pb(Hg) E 0 E 0 a    若以此两个电极设计电池 则 ，但 ， 其大小取决于