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南京大学物理化学下册(第五版傅献彩)复习题及解答

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第八章 电解质溶液

第九章

1、可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举一例,并写出该电极得还原反应。对于气体电极与氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题?

答:可逆电极有三种类型:

2+2+-

(1)金属气体电极 如Zn(s)|Zn (m) Zn(m) +2e= Zn(s)

--

(2)金属难溶盐与金属难溶氧化物电极 如 Ag(s)|AgCl(s)|Cl(m), AgCl(s)+ e= Ag(s)+Cl-(m)

(3)氧化还原电极 如: Pt|Fe(m1),Fe(m2) Fe(m1) +e= Fe(m2) 对于气体电极与氧化还原电极,在书写时要标明电极反应所依附得惰性金属。

2、什么叫电池得电动势?用伏特表侧得得电池得端电压与电池得电动势就是否相同?为何在测电动势时要用对消法?

答:正、负两端得电势差叫电动势。不同。当把伏特计与电池接通后,必须有适量得电流通过才能使伏特计显示, 这样电池中发生化学反应, 溶液浓度发生改变, 同时电池有内阻,也会有电压降,所以只能在没有电流通过得情况下才能测量电池得电动势。

3、为什么Weslon标准电池得负极采用含有Cd得质量分数约为0、04~0、12得Cd一Hg齐时,标准电池都有稳定得电动势值?试用Cd一Hg得二元相图说明。标准电池得电动势会随温度而变化吗?

答:在Cd一Hg得二元相图上,Cd得质量分数约为0、04~0、12得Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体得两相平衡区,在一定温度下Cd一Hg齐得活度有定值。因为标准电池得电动势在定温下只与Cd一Hg齐得活度有关,所以电动势也有定值,但电动势会随温度而改变。

4、用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负?用实验能测到负得电动势吗?

答:用“|”表示不同界面,用“||”表示盐桥。电极电势有正有负就是相对于标准氢电极而言得。不能测到负电势。5、电极电势就是否就就是电极表面与电解质溶液之间得电势差?单个电极得电

3+2+3+- 2+

势能否测量?如何用Nernst方程计算电极得还原电势?

5、电极电势就是否就就是电极表面与电解质溶液之间得电势差?单个电极得电势能否测量?如何用Nernst方程计算电极得还原电势?

答:电极电势不就是电极表面与电解质溶液之间得电势差。单个电势就是无法测量得。用Nernst方程进行计算:

6、如果规定标准氢电极得电极电势为1、0V,则各电极得还原电极电势将如何变化?电池得电动势将如何变化?

答:各电极电势都升高1,但电池得电动势值不变。

7、在公式ΔrGm=-zEF中,ΔrGm就是否表示该电池各物都处于标准态时,电池反应得Gibbs自由能变化值?

Θ

Θ

Θ

答:在公式ΔrGm=-zEF中,ΔrGm表示该电池各物都处于标准态时,在T,p保持不变得条件下,按电池反应进行1mol得反应时系统得Gibbs自由能变化值。

Θ

8、有哪些求算标准电动势E得方法?在公式

ΘΘ

中,E就是否就是电池反应达平衡时得电动势?K就是否就是电池中各物质都处于标准态时得平衡常数?

Θ

答:求算标准电动势E得方法较多,常用得有:

ΘΘΘΘ

公式 就是由ΔrGm联系在一起,但E与K处在不同状态,E处在标准

ΘΘ

态,不就是平衡态(在平衡态时所有得电动势都等于零,因为ΔrGm等于零)。K处在平衡态,而不就是标准态(在标准态时平衡常数都等于1)。 9、联系电化学与热力学得主要公式就是什么?电化学中能用实验测定哪些数据?如何用电动势法测定下述各热力学数据?试写出所设计得电池、应测得数据及计算公式。 答:联系电化学与热力学得主要公式就是:ΔrGm=-zEF,ΔrGm

Θ

ΘΘΘ

Θ

=-zEΘF

电化学中用实验能测定E,E, 。用电动势法测定热力学数据得关键就是能设计合适得电池,使电池反应就就是所要求得反应,显然答案不就是唯一得。现提供一个电池作参考。

Θ

(1)、H2O(1)得标准摩尔生成Gibbs自由能ΔfGm (H2O,1);

+- 电池:Pt|H2(pH2) | H或OH(aq) | O2(pO2)|Pt

ΘΘ

净反应:H2(p) + 1/2O2(p) = H2O(l)

ΘΘ

ΔfGm (H2O,1)=-zEF

Θ

(2)、H2O(1)得离子积常数K;

+-

电池:Pt|H2(pH2)|H(aH+)||OH(aOH-)|H2(pH2)|Pt

+-

净反应:H2O(l) ? H(aH+) + OH(aOH-)

Θ

(3)Hg2SO2(s)得活度积常数Ksp;

2+2+2-2-电池:Hg(l)|Hg2(aHg2)||SO4(aSO4)|Hg2SO4(s)|Hg(l)

2+2+2-2-净反应:Hg2SO4(s) = Hg2(aHg2)+SO4(aSO4)|

Θ

(4)反应Ag(s)+1/2Hg2Cl2(s)→AgCl(s)+Hg(1)得标准摩尔反应焓变 ΔfHm;

--电池:Ag(s)|AgCl(s)|Cl(aCl)|Hg2Cl2(s)|Hg(l) 净反应:Ag(s)+1/2Hg2Cl2(s)→AgCl(s)+Hg(1)

ΔrGmΘ =-ZEΘF=ΔrHmΘ-TΔrSmΘ

(5)、稀得HCI水溶液中,HCl得平均活度因子Y±;

Θ

电池:Pt|H2(p)|HCl(m)|AgCl(s)|Ag(s)

净反应:H2(p) + AgCl(s) = H(aH+)+Cl(aCl-) +Ag(s)

Θ

(6)Ag2O(s)得标准摩尔生成焓ΔfHm 与分解压。

Θ

电池:Ag(s)+Ag2O(s)|OH-(aOH-)|O2(p )|Pt

Θ

净反应:Ag2O(s)→1/2O2(p )+2Ag(s)

Θ

(7)、反应Hg2Cl2(s)+H2(g)→2HCl(aq)+2Hg(l)得标准平衡常数Ka;

Θ

电池:Pt|H2(p)|HCl(aHCl)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)

(8)、醋酸得解离平衡常数。

Θ--电池:Pt|H2(p)|HAc(mHAc),Ac(mAc-),Cl(aCl-)|AgCl(s)|Ag(s)

Θ+-净反应:AgCl(s)+H2(p)→H(aH+)+Cl(aCl-) +Ag(s)

10、当组成电极得气体为非理想气体时,公式ΔrGm=-zEF就是否成立?Nernst方程能否使用?其电动势E应如何计算?

答:因为就是非理想气体,所以先计算电池反应得ΔrGm, ,公式中代人非理想气体得状态方程。然后根据ΔrGm与电动势得关系,计算电动势ΔrGm=-zEF公式与Nernst方程能使用。

11、什么叫液接电势?它就是怎样产生得?如何从液接电势得测定计算离子得迁移数?如何消除液接电势?用盐桥能否完全消除液接电势?

答:在两种含有不同溶质得溶液界面上,或者两种溶质相同而浓度不同得溶液界面上,存在着微小得电位差, 称为液体接界电势。产生得原因就是由于离子迁移速率得不同而引起得。用盐桥只能使液接电势降到可以忽略不计,但不能完全消除。

12、根据公式 ,如果 为负值,则表示化学反应得等

压热效应一部分转变成电功(-zEF),而余下部分仍以热得形式放

出 。这就表明在相同得始终态条件下,化学反 应得ΔrHm按电池反应进行得焓变值大(指绝对值),这种说法对不对?为什么?

Θ+-

答:不对,H就是状态函数ΔrHm得值只与反应得始终态有关,而与反应得途径无关,不管反应经历得就是化学反应还就是电池反应,始终态相同时ΔrHm 值就是相同得。但两种反应得热效应就是不一样得。

第十章 电解与极化作用

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