电化学习题2.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,上一内容,下一内容,回主目录,返回,第七章 电 化 学,2026/2/5 周四,基本公式,1.法拉第定律：,2.离子迁移数：,3.电导的定义：,4.电导率：,5.摩尔电导率：,2026/2/5 周四,6.摩尔电导率与溶度的关系：,7.离子独立运动定律的数字表达式：,8.若电解质的解离度：,9.离子强度的定义式：,10.德拜休克尔极限公式：,2026/2/5 周四,11.电解质的活度、正负离子的平均活度及正负离子平均活度系数的关系：,12.电池反应的摩尔吉不斯函数边与电动势的关系：,13.电池反应的摩尔熵变与电池电动势温度系数的关系：,14.电池反应的摩尔焓变：适用于恒温恒压的电池反应,适用于恒压电池反应,2026/2/5 周四,15.电池反应的可逆热：,适用于恒温恒压过程，反应进度为,mol,时可逆电极过程,16.能斯特方程：,17.原电池的标准电动势、电池反应的及,之间的关系：,18.电极电势的数学表达式：,2026/2/5 周四,7.5,用铜电极电解 水溶液。电解前每,100g,溶液中含,10.06g,。通电一定时间后，测得银电量计中析出,0.5008gAg,，并测知阳极区溶液重,54.565g,，其中含,5.726g,。试计算 溶液中的 和,解：电解后阳极区溶液重,54.565g,，其中含,5.726g,，故含水为,54.565-5.726=48.839g,电解前阳极区含 为,10.06*(100-10.06)*48.839=5.463g,电解前阳极区含 的摩尔数,5.463/159.604=0.03423mol,2026/2/5 周四,电解后阳极区含 的摩尔数,5.726/159.604=0.03588mol,电解的 量为,0.5008/107.868/2=0.002322mol,则迁出阳极区的,Cu,2,+,的物质的量为：,n,迁,=n,始,+n,电,-n,终,=0.03423+0.002322-0.03588=0.000672mol,所以,t,（,Cu,2+,）,=n,迁,/n,电,=0.000672/0.002322=0.290,t,（,SO,2-,4,）,=1-0.290=0.710,2026/2/5 周四,7.7,已知,25,C,时,KCl,溶液的电导率为,0.2768S/m,。一电导池中充以此溶液，在,25,C,时测得其电阻为,453,。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为,的 溶液，测得电阻 。计算（,1,）电导池系数；（,2,）溶液的电导率；（,3,）溶液的摩尔电导率。,解：（,1,）电导池系数为,（,2,）,溶液的电导率,（,3,）,溶液的摩尔电导率,2026/2/5 周四,已知,25,时,AgBr(s,),的溶度积,K,sp,=6.3,10,13,.,利用表,7.3.2,中的数据计算,25,时用绝对纯的水配制的,AgBr,饱和水溶液的电导率,计算时要考虑水的电导率,(,参见题,7.12).,由题,7.12,25,时绝对纯水,(H,2,O)=5.497,10,6,S,m,1,.,查表得,25,时,:,AgBr,在纯水中的溶解度很小,且全部电离,所以,13,2026/2/5 周四,7.16,应用德拜,-,休克尔极限公式计算,25 C,时 溶液中,、和 。,解：离子强度,2026/2/5 周四,电池,Pb|PbSO,4,(s)|Na,2,SO,4,10H,2,O,饱和溶液,|Hg,2,SO,4,(s)|Hg,在,25,时电动势为,0.9647 V,，,电动势的温度系数为,1.7410,-4,VK,-1,。,(1),写出电池反应,;(2),计算,25,该反应的,r,G,m,、,r,S,m,、,r,H,m,，,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的,Q,r,m,.,19,(2),z,=1,r,G,m,=,zFE,=,(1,96485,0.9647,)J,mol,1,=,93.079 kJ,mol,1,2026/2/5 周四,r,S,m,=,zF,(,E,/,T,),p,=1,96485,1.74,10,4,)J,mol,1,K,1,=16.79,J,mol,1,K,1,r,H,m,=,T,r,S,m+,r,G,m,=(298.15,16.79,10,3,93.079),kJ,mol,1,=,88.07,kJ,mol,1,Q,r,m=,T,r,S,m,=298.15,16.79,J,mol,1,=5.005,kJ,mol,1,2026/2/5 周四,电池,Pt|H,2,(101.325 kPa)|HCl(0.1mol,kg,1,)|Hg,2,Cl,2,(s)|Hg,电动势,E,与温度,T,的关系为,E,/V=0.0694+1.881,10,3,T,/K,2.9,10,6,(,T,/K),2,(1),写出电池反应,;(2),计算,25,该反应的吉布斯函数变,r,G,m,熵变,r,S,m,焓变,r,H,m,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的热,Q,r,m,.,(2)25,题给状态下的电池,:,E,=0.0694+1.881,10,3,298.15,2.9,10,6,(298.15),2,V,=0.3724 V,(,E,/,T,),p,=(1.881,10,3,2,2.9,10,6,T,/K,)V/K,=1.5173,10,4,V/K,20,2026/2/5 周四,r,S,m,=,zF,(,E,/,T,),p,=1,96500,1.5173,10,4,)J,mol,1,K,1,=14.64 J,mol,1,K,1,r,H,m,=,T,r,S,m,+,r,G,m,=(298.15,14.64,10,3,35.94)kJ,mol,1,=,31.57 kJ,mol,1,Q,r,m,=,T,r,S,m,=298.15,14.64 J,mol,1,=4.365 kJ,mol,1,r,G,m,=,zFE,=,(1,96500,0.3724,)J,mol,1,=,35.94 kJ,mol,1,2026/2/5 周四,7.22,在电池 中，进行如下两个电池反应：,应用表,7.7.1,的数据计算两个电池反应的,解：电池的电动势与电池反应的计量式无关，因此,2026/2/5 周四,写出下列各电池的的电池反应,.,应用表,7.7.1,的数据计算,25,时各电池的电动势及各电池反应的摩尔吉布斯函数变,r,G,m,并指明各电池反应能否自发进行,.,(1)Pt|H,2,(g,100kPa)|,HCl,a,(HCl,)=1|Cl,2,(g)|Pt;,25,2026/2/5 周四,(2)Zn|ZnCl,2,a,(ZnCl,2,)=0.5|,AgCl(s,)|Ag,2026/2/5 周四,2026/2/5 周四,7.36,将下列反应设计成原电池，并应用表,7.7.1,的数据计算,25 C,时电池反应的,解：（,1,）,2026/2/5 周四,（,2,）,（,3,）,2026/2/5 周四,(1),应用表,7.7.1,的数据计算反应,Fe,2+,+Ag,+,Fe,3+,+Ag,在,25,时的平衡常数,K,.,(2),将适量的银粉加到浓度为,0.05 mol,dm,3,的,Fe(NO,3,),3,溶液中,计算平衡时,Ag,+,的浓度,.(,假设各离子的活度因子均等于,1),(1),题给反应可设计成电池,Pt|Fe,2+,Fe,3+,|Ag,+,|Ag,37,2026/2/5 周四,(2),设平衡时,Ag,+,的浓度为,c,Fe,2+,+Ag,+,Ag,+,Fe,3+,反应前,0 0,银粉,0.05mol,dm,3,平衡时,c,c,银粉,0.05mol,dm,3,c,2026/2/5 周四,已知,25,时,E,(,Fe,3+,/Fe,),=,0.036 V,E,(,Fe,3+,/Fe,2+,),=0.770 V,试计算,25,时电极,Fe,2+,|Fe,的标准电极电势,E,(,Fe,2+,/Fe,),.,电池,(1),Fe|Fe,3+,(,a,=1)|Fe,2+,(,a,=1),Fe,3+,(,a,=1)|Pt,电池,(2),Fe|Fe,2+,(,a,=1)|Fe,3+,(,a,=1)|Fe,39,2026/2/5 周四,因反应,(1),和,(2),完全相同,2026/2/5 周四,另法：,因为：,式,(3)=(1),(2),2026/2/5 周四,已知,25,时,AgBr(s,),的溶度积,K,sp,=4.88,10,13,E,(Ag,+,/Ag)=0.7994 V,E,Br,2,(l)/Br,=1.065 V.,试计算,25,时,(1),银,-,溴化银电极的标准电极电势,E,AgBr(s,)/Ag.,(2),AgBr(s,),的标准生成吉布斯函数,.,(1),银,-,溴化银电极的电极反应为,(,Ag,+,),AgBr(s,)+e,Ag +Br,标准态活度,K,sp,1 1 1,40,2026/2/5 周四,(2),AgBr(s,),的生成反应可设计成电池,Ag|,AgBr(s,)|Br,|Br,2,(l)|Pt,2026/2/5 周四,7.41 25 C,时用铂电极电解 的 。,（,1,）计算理论分解电压；,（,2,）若两电极面积均为 ，电解液电阻为 ，,和 的超电势 与电流密度的关系分别为,问当通过的电流为,1,mA,时，外加电压为若干。,解,:(1),电解,溶液将形成电池,，,该电池的电动势,1.229 V,即为,的理论分解电压。,2026/2/5 周四,（,2,）计算得到 和 的超电势分别为,电解质溶液电压降：,10-3 x 100=0.1 V,因此外加电压为：,2026/2/5 周四,