物理化学第七章电化学
第七章电化学
7.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律
原电池：化学能转化为电能（当与外部导体接通时，电极上的反应会自发进行，化学能转化为电能，又称化学电源）
电解池：电能转化为化学能(外电势大于分解电压，非自发反应强制进行）
共同特点：
（1)溶液内部:离子定向移动导电
(2)电极与电解质界面进行的得失电子的反应----电极反应（两个电极反应之和为总的化学反应，原电池称为电池反应，电解池称为电解反应）
不同点：
（1）原电池中电子在外电路中流动的方向是从阳极到阴极，而电流的方向则是从阴极到阳极，所以阴极的电势高，阳极的电势低，阴极是正极，阳极是负极；（2）在电解池中，电子从外电源的负极流向电解池的阴极，而电流则从外电源的正极流向电解池的阳极，再通过溶液流到阴极，所以电解池中，阳极的电势高，阴极的电势低，故阳极为正极，阴极为负极。不过在溶液内部阳离子总是向阴极移动，而阴离子则向阳极移动。
两种导体：第一类导体（又称金属导体，如金属，石墨）；
第二类导体（又称离子导体，如电解质溶液，熔融电解质）
法拉第定律:
描述通过电极的电量与发生电极反应的物质的量之间的关系
=F
=
n
z
Qξ
F
电
F -- 法拉第常数; F = Le =96485.309 C/mol = 96500C/mol
Q --通过电极的电量；
z -- 电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值；
ξ--电极反应的反应进度；
结论：通过电极的电量，正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。
依据法拉第定律，人们可以通过测定电极反应的反应物或产物的物质的量的变化来计算电路中通过的电量。相应的测量装置称为电量计或库仑计coulometer,通常有银库仑计和铜库仑计。
7.2 离子的迁移数
1. 离子迁移数:电解质溶液中每一种离子所传输的电量在通过的总电量中所占的百分数，用tB表示
1
=∑±=-++t 或显然有1:t t
离子的迁移数主要取决于溶液中离子的运动速度，与离子的价数无关，但离子的运动速度会受到温度、浓度等因素影响。
影响离子电迁移速度的因素：①离子的本性 ②溶剂性质 ③温度 ④溶液浓度⑤电场强度等
2. 离子淌度:为了便于比较，将离子在电场强度 E = 1 V ·m-1 时的运动速度称为离子的电迁移率（历史上称为离子淌度），用 u 表示。某一离子 B 在电场强度 E 下的运动速度 vB 与电迁移率的关系为;
E v u B
B =
电迁移率单位是：m2·V-1·s-1，在无限稀溶液中，H+ 与 OH- 的电迁移率比较大。
由离子迁移数的定义，有：
-++++=
u u u t -+-
-+=
u u u t
电场强度虽然影响离子运动速度，但不影响电迁移数，因为电场强度变化时，阴、阳离子运动速度按相同比例改变。
3. 离子迁移数的测定方法:
希托夫)法
原理：分别测定离子迁出相应极区的物质的量以及发生电极反应的物质的量。
7.3 电导、电导率和摩尔电导率
1.定义：
（1）电导:
——电导，单位为西门子(S 或W-1)
（2）电导率:
——电导率或称比电导(S·m -1 )
（3）摩尔电导率:
Lm 表示，量纲为
S·m2·mol -1 。c —— -3 。Lm
2.电导的测定：惠斯通电桥，适当频率的交流电源
待测溶液电导率为:
（迁移）（电解反应）
（电解前）（电解后）
n n n n ±±=
cell s K κ?=?
=x
R A l G 1x
s
cell A l =
K 为电导池系数,单位 m-1 。为电导池的
固有性质。
3.摩尔电导率与浓度的关系：
无论是强电解质还是弱电解质，当浓度降低时，溶液的摩尔电导率必定升高
(1）强电解质; 科尔劳斯经验式：c
A ΛΛ-=∞
m m 将直线外推至 ，得到无限稀释摩尔
电导率
。
4 .离子独立移动定律：
在无限稀释溶液中，每种离子都是独立移动的，不受其它离子的影响，电解质的无限稀释摩尔电导率可认为是两种离子无限稀释摩尔电导率之和.
m m ,+ m , λλ-∞∞∞=+Λ
5. 电导测定的应用
(1)计算弱电解质的解离度及解离常数
(2) 计算难溶盐的溶解度
∞Λ≈Λm m
7.4 电解质的平均离子活度因子 平均离子活度： ()
ν
νααα/1-+
-
+
±
==v def
平均离子活度因子：
()ννγ
γγ/1__++±==v def
平均离子质量摩尔浓度
(
)
ν
νν/1_
_b b b def
++±==
三者关系：
()[
]ν
θ
ν
θν
θ
αμ
γμμ±±±+==+=ln /ln RT b
b RT B B B
所以：
θ
γαb
b /±±±=当b →0时。γ±→1。
c κΛ=
m
7.5 可逆电池及其电动势的测定
1.可逆电池：电池充、放电时，进行的任何反应与过程均为可逆的电池。
具体要求：
（a）化学可逆性；（即充放电时进行的反应方向相反）
(b) 热力学可逆性：电极反应在无限接近电化学平衡条
件下进行（充放电时通过电池的电流无限小，E
外≈Ecell)
(c) 实际可逆性：电池中进行的其它过程也必须是可逆
的。(如不存在扩散过程等）
（1）丹尼尔电池:把阳极与阴极分别放在不同溶液中的电池，称为双液电池。丹尼尔电池电极反应虽具可逆性，但液体接界处的扩散过程是不可逆的，故为不可逆电池。若忽略液体接界处的不可逆性，在可逆充、放电的条件下，丹尼尔电池可按可逆近似处理。
电池图示书写要求：
1.左边为负极（阳极），起氧化作用；右边为正极（阴极），起还原作用。
2.“|”表示相界面(有时也用逗号)。
3.单虚垂线“|”表示两液体接界，“||”表示盐桥。
4.要注明温度，不注明时就是指298.15 K；要注明物态，气体要注明压力；溶液要注明浓度。
5.气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性电极，通常是铂电极。
(2)韦斯顿(Weston)标准电池——一个高度可逆的电池
韦斯顿标准电池的优点主要是：电池反应的物质活度一定，没有存在影响平衡的因素，因此电动势稳定，且随温度变化小。
2.可逆电池电动势的测定
可逆电池电动势的测定必须在电流无限接近于零的条件下进行.
波根多夫对消法：利用一个数值相同的反电动势对抗待测电池的电动势，使电路中无电流通过。
7.6 原电池热力学
可逆电池电动势与该电池的电池反应的热力学函数变之间的关系。可以通过测量电动势来确定热力学函数变化。
1. 桥梁公式
若参与电池反应的各物质均处于标准状态，则有
3.摩尔熵变Dr S m
2. 电池反应的摩尔焓变
p
T
E
zFT
zFE
S
T
G
H?
?
?
?
?
?
?
+
-
=
+
=
m
r
m
r
m
r
Δ
Δ
Δ
Dr H m 等于没有非体积功的情况下的恒压反应热
3.原电池可逆放电时的反应热Qr,m
4.能斯特方程
B
B
B
m
r
m
r
RT
G
Gν
θα
∏
+
?
=
?ln
θ
θzFE
G
zFE
G
m
r
m
r
-
=
?
?
-
=
?
∏
-
=
B
B
B
lnν
a
zF
RT
E
Eθθ
θK
zF
RT
E ln
=
当T=298.15 K，
V
0.05916
ln10=
F
RT
，
∏
-
=
B
B
B
lg
V
0.05916ν
a
z
E
E
F
zE
G
m
r
θ
θ-
=
?
()4
6
7
Δ
m
r
.
.
T
E
F
z
S
p
?
?
?
?
?
?
?
=
7.7 电极电势和液体接界电势
1.液体接界电势差
（1）产生原因：溶液中离子的扩散速率不同
（2）液体接界电势通常不超过0.03V。常用盐桥来降低液体接界电势。盐桥一般是用饱和KCl溶液装在倒置的U型管中构成，为避免流出，常冻结在琼脂中。（3）盐桥降低液接电势的原理：盐桥中正、负离子电迁移率接近相等，从而产生的扩散电势很小，且盐桥两端产生的电势差方向相反，相互抵消，从而可把液体接界电势降低到几毫伏以下。
（4）盐桥只能降低液体接界电势，而不能完全消除。
2. 金属与金属的相间接触电势
接触电势发生在两种不同金属接界处。由于两种不同金属中的电子逸出功不同，在相界面上相互逸出的电子数目不相等，造成电子在界面两边的分布不均匀，缺少电子的一面带正电，电子过剩的一面带负电。当达到动态平衡后，建立在金
⑴ 第一类电极
电极 电极反应
Mz+(a+)|M(s) Mz+(a+)+ze- →M(s) H+ (a+)|H2(p),Pt 2H+(a+)+2e- →H2(p) OH-(a-)|H2(p),Pt 2H2O+2e- →H2(p)+2OH-(a-) H+(a+)|O2(p),Pt O2(p)+4H+(a+)+4e- →2H2O
OH (a-)|O2(p),Pt O2(p)+2H2O+4e- →4OH (a-) Cl (a-)|Cl2(p),Pt Cl2(p)+2e- →2Cl (a-) Na+(a+)|Na(Hg)(a) Na+(a+)+nHg+e- →Na(Hg)n(a) ⑵ 第二类电极
电极 电极反应
Cl (a-)|AgCl(s)|Ag(s) AgCl(s)+e- →Ag(s)+Cl (a-) OH (a-)|Ag2O|Ag(s) Ag2O(s)+H2O+2 e-→2Ag(s)+2OH-(a-) H+(a+)|Ag2O(s)|Ag(s) Ag2O(s)+2H+(a+)+2e-→2Ag(s)+H2O ⑶ 第三类电极
电极 电极反应
Fe3+(a1), Fe2+(a2)|Pt Fe3+(a1)+e- →Fe2+(a2) Cu2+(a1), Cu+(a2)|Pt Cu2+(a1)+e- →Cu+(a2) Sn4+(a 1), Sn2+(a 2)|Pt Sn4+(a 1)+2e- →Sn2+(a 2)
属接界处的电势差叫接触电势。
3.电池的电动势是组成电池的各相间界面上所产生的电势差的代数和。
如铜-锌电池：
ε接触很小可忽略不计，ε液接可用盐桥基本消除。
7.8 可逆电极的种类
44() C u(s)Zn(s)Zn SO (aq)CuSO (aq )Cu(s) ()εεεε-+
-+接触液接
7.9原电池的设计
（1）氧化还原反应
负极： （失电子、氧化）
正极： （得电子、还原）
2Cu+ = Cu2+ + Cu
2Cu+ = Cu2+ + Cu
Cu2++ 2Cu+ = 2Cu2+ + Cu 此电池要求两溶液中的Cu2+的活度要相同。
2.中和反应 H+ + OH – ? H2O 可以设计成不同的电池。 若用氢电极:
阳极:
2
1
H2(g, p ) + OH – ? H2O + e – 阴极: H+ + e – ? 2
1
H2(g, p )
2424Zn(s)+H SO (aq)H (p)+ZnSO (aq)
??→
2+2+Zn Zn(s)Zn ()+2e a -
??→++2H 2H ()+2e H ()
a p -??→Cu
|(Cu )(Cu |Pt 11))(,22a a +++ a Cu Cu |)(Cu Cu ),(Cu |Pt 221a a +
++22
)( a
总和与题给一致。
电池表示: Pt | H2(g, p ) | OH – || H+ | H2 (g, p ) |Pt
注意： 两个电池的氢气压力必须一样，否则总方程与题目要求的不一致。
或： Pt | O2(g, p ) | OH – || H+ | O2(g, p ) | Pt
注意：两电极的氧气压力要相等。
3.沉淀反应
负极： （失电子、氧化）
正极： （得电子、还原）
电池表达式：
4.扩散过程——浓差电池
(1) H2(g, p 1) ? H2(g, p 2) (p 1> p 2) (2) Ag+(a 1) ? Ag+(a 2) (a 1> a 2) 解:(1) 负极: H2(g, p 1) ? 2H+ (a ) + 2e – 正极: 2H+ (a ) + 2e – ? H2(g, p 2)
两个电极的H+ 活度应当一样，所以两个电极可用同一个酸溶液，组成单液电池。 （电极浓差电池）
++Ag I Ag ()+I ()AgI(s)
a a --??→
++Ag I (s)Ag ()+I ()AgI(s)(s)
Ag a a Ag --+??→+Ag(s)I ()A I(s)e I a g ---
+→++Ag ()+e Ag(s)
Ag a +-??→
电池：Pt| H2(g, p1) |H+ (a) | H2(g, p2) |Pt
由电池能斯特方程可得
若p1 > p2 ，E >0 ，反应可自发
进
行，总结果等于是氢气扩散。
(2) Ag+(a1) ? Ag+(a2) (a1> a2)
负极: Ag ? Ag+(a2) + e–
正极: Ag+(a1) + e–? Ag
电池为: Ag | Ag+(a2) || Ag+(a1) | Ag （电解质浓差电池）
a1 > a2 时，E > 0 ，反应自发，其总效
果是，两溶液浓度趋于一致。如同浓溶液向稀溶液扩散一般。
这两个电池均是利用负、正两极反应物浓度（或气体压力）的差别来工作的，故称之为浓差电池。
前者为电极浓差电池；后者为电解质浓差电池，浓差电池的Eθ=0 ！！！7.10 电极电势和电动势的计算
1.标准氢电极(){()}待定电极
||
1
|
100
,
|
2
=
+
+H
H
KPa
g
H
Ptα采用镀有铂黑的金属铂作为惰性电极。
规定： （任何温度）
2. 任意电极的电极电势
将任意给定的电极与同温度下标准氢电极组成原电池（设液体接界电势已消除），则此电池的电动势就是该给定电极的氢标电极电势，简称为电极电势。用符号 j 或E 表示。
（-）标准氢电极 || 给定电极（+）
（还原电极电势）
阳极，氧化 阴极，还原
——还原电极电势
以标准氢电极为负极，待测电极为正极，因为
为零，所测电动势即为待测电极的氢标还原电极电势。
22Pt|H ()|H (1)||Cu (')|Cu(s)
p
a a ++=（+）
（-） (H |H ?+(Ox|Red)(Ox|Red)
E ??+-=-()22Cu |Cu (H |H )
??++=-()
2Cu |Cu ?+=2H |H ?
+
物理化学试题及答案
物理化学试题之一 一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内) 1. 下列公式中只适用于理想气体的是1. B A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT) C. ΔU=dT C m ,V T T 2 1? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么 2. C A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为3. C A. 1/6.443 B. (6.443)1/2 C. (1/6.443)2 D. 1/(6.443)1/2 4. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是 A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n ( ≠?μ? B. i j n ,V ,T i )n p (≠?? C. i j n ,p ,T i )n (≠?μ? D. i j n ,V ,S i )n U (≠?? 6. A 和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？ A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D ( ) 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A =0.7。现有一组成为x A =0.5的AB 液体混合物，将其精馏可得到 A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. B
第七章电化学答案(最新整理)
第七章 电化学 第七章 电化学 7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A ，经过15min 后，问：⑴在阴极上能析出多少质量的Cu ？⑵在阳极上能析出多少体积的27℃、100kPa 下的Cl 2(g) ? 解：⑴ 阴极反应：Cu 2++2e -=Cu 阳极反应：2Cl -=Cl 2+2e - 电解反应：Cu 2++2Cl -= Cu + Cl 2 溶液中通过的电量为： Q=I·t = 20A×15×60s=18000C 由法拉第定律和反应进度知： (Cu)(Cu)/(Cu)(Cu)(Cu) Q n m M zF ξνν?===(Cu)(Cu)1800064g/mol (Cu) 5.969g 296485.309C/mol Q M C m zF ν???∴===? ⑵ 22(Cl )(Cl ) n ξν?= 222(Cl )(Cl )0(Cl )0.0933mol n n νξ?=-=?=
2 30.09338.314300.15dm 100 nRT V p ??∴== = 2.328dm 3 7.3用银电极电解AgNO 3水溶液。通电一段时间后，阴极上有0.078g 的Ag(s)析出，阳极区溶液质量23.376g ，其中含AgNO 3 0.236g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求t(Ag +)和t(NO 3-)。 解：方法一： t +=阳离子迁出阳极区的物质的量发生电极反应的物质的量 电解后阳极区溶液质量23.376g ，其中含AgNO 3 0.236g ，设电解前后水量不变，则电解前阳极区 AgNO 3的量为：=0.1710g 37.39(23.3760.236)(AgNO )1000 m g ?-=电解过程阳极反应为：Ag = Ag ++e -产生的Ag +溶入阳极区。因此迁出阳极区的Ag +的物质的量为：n n n n =-迁出电电应 +解前解后反
最新物理化学第七章课后答案完整版
第七章电化学 7.1用铂电极电解溶液。通过的电流为20 A，经过15 min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的?(2) 在的27 ?C，100 kPa下的？ 解：电极反应为 电极反应的反应进度为 因此： 7.2在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。当电路中通电1 h后，在氢电量计中收集到19 ?C、99.19 kPa的；在银电量计中沉积。用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。 解：两个电量计的阴极反应分别为 电量计中电极反应的反应进度为 对银电量计
对氢电量计 7.3用银电极电解溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出的，并知阴极区溶液中的总量减少了。求溶液中的和。 解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差： 7.4用银电极电解水溶液。电解前每溶液中含。阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成，其反应可表示 为 总反应为 通电一定时间后，测得银电量计中沉积了，并测知阳极区溶液重，其中含。试计算溶液中的和。 解：先计算是方便的。注意到电解前后阳极区中水的量不变，量的改变为
该量由两部分组成（1）与阳极溶解的生成，（2）从阴极迁移到阳极 7.5用铜电极电解水溶液。电解前每溶液中含。通电一定时间后，测得银电量计中析出，并测知阳极区溶液重，其中含 。试计算溶液中的和。 解：同7.4。电解前后量的改变 从铜电极溶解的的量为 从阳极区迁移出去的的量为 因此，
7.6在一个细管中，于的溶液的上面放入的溶液，使它们之间有一个明显的界面。令的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。以后，界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。计算在实验温度25 ?C下，溶液中的和。 解：此为用界面移动法测量离子迁移数 7.7已知25 ?C时溶液的电导率为。一电导池中充以此溶液，在25 ?C时测得其电阻为。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为的溶液，测得电阻为。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
第7章电化学练习题练习题及答案
第七章电化学练习题 一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画× 1、设ZnCl 2水溶液的质量摩尔浓度为b ，离子平均活度因子为 ± γ，则离子平均活度θγαb b B ±=34。（ ） 2、298K 时，相同浓度（均为0.01mol.kg -1）的KCl 、CaCl 2和LaCl 3三种电解质水溶液，离子平均活度因子最大的是LaCl 3。（ ） 3、0.05mol.kg -1 BaCl 2水溶液，其离子强度I=0.03mol.kg -1。（ ） 4、实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。（ ） 5、对于一切强电解质溶液—I Z AZ -+-=±γln 均适用。（ ） 6、电解质溶液与非电解质溶液的重要区别是电解质溶液含有由电解质离解成的正负离子。（ ） 7、电解质溶液可以不偏离理想稀溶液的强电解质溶液。（ ） 8、离子迁移数 t ++t -<1。（ ） 9、离子独立移动定律只适用于无限稀的强电解质溶液。（ ） 10、无限稀薄时，KCl 、HCl 和NaCl 三种溶液在相同温度、相 同浓度、相同单位电场强度下，三种溶液中的Cl －迁移数 相同。（ ） 11、在一定的温度和较小的浓度情况下，增大弱电解质溶液的
浓度，则该弱电解质的电导率增加，摩尔电导率减少。（ ） 12、用Λm 对C 作图外推的方法，可以求得HAC 的无限稀释之摩尔电导。（ ） 13、恒电位法采用三电极体系。（ ） 14、对于电池()() ()() s Ag b AgNO b NO Ag s Ag 2313，b 较小的一端为 负极。（ ） 15、一个化学反应进行时，10220--=?mol KJ G m r ..，如将该化学反应安排在电池中进行，则需要环境对系统做功。（ ） 16、原电池在恒温、恒压可逆的条件下放电时，0=?G 。（ ） 17、有能斯特公式算得电池的E 为负值，表示此电池反应的方向是朝正向进行的。（ ） 18、电池()()()()s Ag s AgCl kg mol Cl Zn s Zn 01002012.,..,=±-γ其反应为 ()()()()010*******.,..,=+→+±-γkg mol ZnCl s Ag s Zn s AgCl ， 所以其电动势的计算公式为 ()010020222..ln ln ?-=-=F RT E F RT E E ZnCl θθα。（ ） 19、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。（ ） 20、电池反应的E 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m r G ?等则与指定电池反应计量方 程式的书写有关。（ ） 21、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。（ ）
物理化学习题七章 电化学
第七章电化学 一.基本要求 1.理解电化学中的一些基本概念,如原电池与电解池的异同点,电极的阴、阳、正、 负的定义,离子导体的特点与Faraday 定律等。 2.掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要应用等。了解 强电解质稀溶液中,离子平均活度因子、离子平均活度与平均质量摩尔浓度的定义,掌握离子强度的概念与离子平均活度因子的理论计算。 3.了解可逆电极的类型与正确书写电池的书面表达式,会熟练地写出电极反应、电 池反应,会计算电极电势与电池的电动势。 4.掌握电动势测定的一些重要应用,如:计算热力学函数的变化值,计算电池反应 的标准平衡常数,求难溶盐的活度积与水解离平衡常数,求电解质的离子平均活度因子与测定溶液的pH等。 5.了解电解过程中的极化作用与电极上发生反应的先后次序,具备一些金属腐蚀 与防腐的基本知识,了解化学电源的基本类型与发展趋势。 二.把握学习要点的建议 在学习电化学时,既要用到热力学原理,又要用到动力学原理,这里偏重热力学原理在电化学中的应用,而动力学原理的应用讲得较少,仅在电极的极化与超电势方面用到一点。 电解质溶液与非电解质溶液不同,电解质溶液中有离子存在,而正、负离子总就是同时存在,使溶液保持电中性,所以要引入离子的平均活度、平均活度因子与平均质量摩尔浓度等概念。影响离子平均活度因子的因素有浓度与离子电荷等因素,而且离子电荷的影响更大,所以要引进离子强度的概念与Debye-Hückel极限定律。 电解质离子在传递性质中最基本的就是离子的电迁移率,它决定了离子的迁移数与离子的摩尔电导率等。在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上,需要了解电导测定的应用,要充分掌握电化学实用性的一面。 电化学在先行课中有的部分已学过,但要在电池的书面表示法、电极反应与电池反应的写法、电极电势的符号与电动势的计算方面进行规范,要全面采用国标所规定的符号,以便统一。会熟练地书写电极反应与电池反应就是学好电化学的基础,以后在用Nernst方程计算电极电势与电池的电动势时才不会出错,才有可能利用正确的电动势的数值来计算其她物理量的变化值,如:计算热力学函数的变化值,电池反应的标准平衡常数,难溶盐的活度积,水的解离平衡常数与电解质的离子平均活度因子等。
第七章 电化学习题及解答
第七章 电化学习题及解答 1. 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ; (2) 在27℃，100 kPa 下，阳极析出多少Cl 2？ 解：电极反应为 阴极：Cu 2+ + 2e - = Cu 阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2 电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF) 因此： m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = 63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928g V Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 3 2. 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出1.15g 的Ag ，并知阴极区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。 解： 解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中Ag +的总量的改变D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差： D m Ag = m Ag - m’Ag m’Ag = m Ag - D m Ag t (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474 t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.526 3. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。 解：（1）电导池系数K Cell 为 K Cell = k R = 0.2768×453 =125.4 m -1 （2）CaCl 2溶液的电导率 k = K Cell /R = 125.4/1050 = 0.1194 S/m （3）CaCl 2溶液的摩尔电导率 Λm = k/C = 110.983×0.1194/(0.555×1000)= 0.02388 S·m 2 ·mol - 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液，测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 解：查表知NH 4OH 无限稀释摩尔电导率为 ∞Λm (NH 4OH)=∞Λm (NH 4+)+∞ Λm (OH -) =73.4×10-4+198.0×10-4 =271.4 ×10-4S·m 2 ·mol - 因此， α = ∞ΛΛm m O H)(NH O H)(NH 44= O H) (NH O H)l)/cR(NH k(KCl)R(KC 4m 4Λ∞
物理化学上册的答案第五版上册
第一章 333气体pVT 性质 1-1物质的体膨胀系数V α及等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ及压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。
第七章电化学
第七章电化学 一、重要概念 阳极（发生氧化反应的是阳极）、阴极（发生还原反应的是阴极），正极（与外电源正极相接的是正极）、负极（与外电源负极相接的是负极），原电池，电解池，电导L，电导率κ，(无限稀释时)摩尔电导率Λ，迁移数t（把离子B所运载的电流与总电流之比称为离子B的迁移数（transference number）用符号t B表示。），可逆电池，电池的电动势E，电池反应的写法，分解电压，标准电极电位、电极的类型、析出电位，电极极化，过电位，电极反应的次序 二、重要定律与公式 1．电解质部分 (1) 法拉第定律：对反应氧化态+ z e－→还原态 n M = Q/zF = It / zF 法拉第定律的意义：⒈是电化学上最早的定量的基本定律，揭示了通入的电量与析出物质之间的定量关系。⒉该定律在任何温度、任何压力下均可以使用。 ⒊该定律的使用没有什么限制条件。 (2) 电导G=1/R = A/l 电导率： ?G (l/A)，(l/A)-称为电导池常数 摩尔电导率：?m= ? c 摩尔电导率与浓度关系：稀的强电解质?m= ?m∞-A c (3)离子独立定律：在无限稀释的溶液中，每种离子独立移动，不受其他离子的干扰，电解质的无限稀释摩尔电导率可认为是两种离子无限稀释摩尔电导率之和。 (4) 电导应用： i. 计算弱电解质的解离度α和解离常数K θ
ii. 计算难溶盐的溶解度 (5) 平均活度及活度系数：电解质-+- + -++→z z v v v v A C A C -+- +±==v v v a a a a ，- +-+± =v v v b b b ，v = v + + v -， a ±=γ± b ±/ b θ 离子氛：若中心离子取正离子，周围有较多的负离子，部分电荷相互抵消，但余下的电荷在 距中心离子 处形成一个球形的负离子氛；反之亦然。一个离子既可为中心离子，又是另一离子氛中的一员。 (6) 德拜-休克尔公式： I z Az ||lg -+±-=γ，其中A =0.509(mol -1·kg)1/2，I = (1/2) ∑b B Z B 2 2. 原电池 (1) 热力学 ?G = -zFE ?S = -(?G /?T )p = zF (?E /? T)p ?H =?G + T ? S = -zFE +zFT (?E /?T )p
物理化学第七章电化学
第七章电化学 7.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律 原电池：化学能转化为电能（当与外部导体接通时，电极上的反应会自发进行，化学能转化为电能，又称化学电源） 电解池：电能转化为化学能(外电势大于分解电压，非自发反应强制进行） 共同特点： （1)溶液内部:离子定向移动导电 (2)电极与电解质界面进行的得失电子的反应----电极反应（两个电极反应之和为总的化学反应，原电池称为电池反应，电解池称为电解反应） 不同点： （1）原电池中电子在外电路中流动的方向是从阳极到阴极，而电流的方向则是从阴极到阳极，所以阴极的电势高，阳极的电势低，阴极是正极，阳极是负极；（2）在电解池中，电子从外电源的负极流向电解池的阴极，而电流则从外电源的正极流向电解池的阳极，再通过溶液流到阴极，所以电解池中，阳极的电势高，阴极的电势低，故阳极为正极，阴极为负极。不过在溶液内部阳离子总是向阴极移动，而阴离子则向阳极移动。
两种导体：第一类导体（又称金属导体，如金属，石墨）； 第二类导体（又称离子导体，如电解质溶液，熔融电解质） 法拉第定律: 描述通过电极的电量与发生电极反应的物质的量之间的关系 =F = n z Qξ F 电 F -- 法拉第常数; F = Le =96485.309 C/mol = 96500C/mol Q --通过电极的电量； z -- 电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值； ξ--电极反应的反应进度； 结论：通过电极的电量，正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。 依据法拉第定律，人们可以通过测定电极反应的反应物或产物的物质的量的变化来计算电路中通过的电量。相应的测量装置称为电量计或库仑计coulometer,通常有银库仑计和铜库仑计。 7.2 离子的迁移数 1. 离子迁移数:电解质溶液中每一种离子所传输的电量在通过的总电量中所占的百分数，用tB表示
物理化学第7章-电化学参考答案
第7章 电化学 习题解答 1. 将两个银电极插入AgNO 3溶液，通以0.2 A 电流共30 min ，试求阴极上析出Ag 的质量。 解：根据B ItM m zF = 得 Ag Ag 0.23060107.87 g 0.4025 g 196500 ItM m zF ???= = =? 2. 以1930 C 的电量通过CuSO 4溶液，在阴极有0.009 mol 的Cu 沉积出来，问阴极产生的H 2的物质的量为多少？ 解：电极反应方程式为： 阴极 2Cu 2e Cu(s)+ -+→ 阳极 222H O(l)H (g)2OH 2e -- →++ 在阴极析出0.009 mol 的Cu ，通过的电荷量为: Cu Q (0.009296500) C 1737 C nzF ==??= 根据法拉第定律，析出H 2的物质的量为 2H Cu 19301737 mol 0.001 mol 296500 Q Q Q n zF zF --= = ==? 3. 电解食盐水溶液制取NaOH ，通电一段时间后，得到含NaOH 1 mol/dm 3 的溶液0.6 dm 3 ， 同时在与之串联的铜库仑计上析出30.4 g 铜，试问制备NaOH 的电流效率是多少？ 解：根据铜库仑计中析出Cu(s)的质量可以计算通过的电荷量。 Cu Cu 30.4 mol 0.957 mol 11 63.5 2 m n M = ==?电 理论上NaOH 的产量也应该是0.957 mol 。而实际所得NaOH 的产量为 (1.0×0.6) mol = 0.6 mol 所以电流效率为实际产量与理论产量之比，即 0.6 100%62.7%0.957 η= ?= 4. 如果在10×10 cm 2 的薄铜片两面镀上0.005 cm 厚的Ni 层[镀液用Ni(NO 3)2]，假定镀层能均匀分布，用2.0 A 的电流强度得到上述厚度的镍层时需通电多长时间？设电流效率为 96.0%。已知金属的密度为8.9 g/cm 3 ，Ni(s)的摩尔质量为58.69 g/mol 。 解：电极反应为： 2+Ni (aq)2e Ni(s)-+= 镀层中含Ni(s)的质量为：
第七章电化学习题
第七章 电化学习题 1. 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ; (2) 在27℃，100 kPa 下，阳极析出多少Cl 2？ 2. 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出1.15g 的Ag ，并知阴极区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。 3. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液，测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 5. 试计算下列各溶液的离子强度：（1）0.025 mol/Kg NaCl ；（2）0.025 mol/Kg CuSO 4；（3）0.025 mol/Kg LaCl 3。 6. 应用德拜-休克尔极限公式计算25℃时下列各溶液中的γ±：（1）0.005 mol/Kg NaBr ；（2）0.001 mol/Kg ZnSO 4。 7. Zn(s)|ZnCl 2 (0.05 mol·kg -1)|AgCl(s)|Ag(s)，该电池电动势E 与T 的关系为E /V = 1.015-4.92×10-4(T /K-298)，试计算298K 时有1 mol 的电子电量输出时，电池反应的Δr G m 、Δr S m 、Δr H m 和Q r （写出电池电极反应） 8. 25℃电池Pb | Pb(SO 4) | NaSO 4(饱和) | Hg 2SO 4 | Hg(l) 的电池电动势E = 0.9647V ，p T E ??? ????= 1.74×10-4V·K -1。 (1) 写出电极反应和电池反应；(2) 恒温恒压下电池可逆放电2F ，求电池反应的Δr G m 、Δr S m 、Δr H m 和可逆电池过程的热效应Q R ； 9. 有一电池可用表示为：Cu(s)|Cu(Ac)2(a =1)|AgAc(s)|Ag(s) 已知298K 时，该电池的电动势E 1θ=0.372V ，308K 时, E 2θ=0.374V 。设该电池电动势的温度系数为常数。 （1）写出电极反应及电池反应（以电子转移数z ＝2计）； （2）计算298K 时该电池反应的Δr G m θ, Δr S m θ, Δr H m θ，以及电池恒温放电时的可逆热Q r,m 。
物理化学第七章课后答案完整版
第七章电化学 用铂电极电解溶液。通过的电流为20 A，经过15 min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的(2) 在的27 C，100 kPa下的 解：电极反应为 电极反应的反应进度为 因此： 在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。当电路中通电1 h后，在氢电量计中收集到19 C、kPa的；在银电量计中沉积。用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。 解：两个电量计的阴极反应分别为 电量计中电极反应的反应进度为 对银电量计
对氢电量计 用银电极电解溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出的，并知阴极区溶液中的总量减少了。求溶液中的和。 解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差： 用银电极电解水溶液。电解前每溶液中含。阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成，其反应可表示为 总反应为 通电一定时间后，测得银电量计中沉积了，并测知阳极区溶液重，其中含。试计算溶液中的和。 解：先计算是方便的。注意到电解前后阳极区中水的量不变，量的改变为 该量由两部分组成（1）与阳极溶解的生成，（2）从阴极迁移到阳极
用铜电极电解水溶液。电解前每溶液中含。通电一定时间后，测得银电量计中析出，并测知阳极区溶液重，其中含。试计算溶液中的和。 解：同。电解前后量的改变 从铜电极溶解的的量为 从阳极区迁移出去的的量为 因此， 在一个细管中，于的溶液的上面放入的溶液，使它们之间有一个明显的界面。令的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，
并且一直是很清晰的。以后，界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。计算在实验温度25 C下，溶液中的和。 解：此为用界面移动法测量离子迁移数 已知25 C时溶液的电导率为。一电导池中充以此溶液，在25 C时测得其电阻为。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为的 溶液，测得电阻为。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 已知25 C时溶液的电导率为。一电导池中充以此溶液，在25 C时测得其电阻为。在同一电导池中装入同样体积的浓度分别为，，和的溶液，测出其电阻分别为，，和。试用外推法求无限稀释时的摩尔电导率。
物理化学第七章电化学
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第七章电化学 7.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律 原电池：化学能转化为电能（当与外部导体接通时，电极上的反应会自发进行，化学能转化为电能，又称化学电源） 电解池：电能转化为化学能(外电势大于分解电压，非自发反应强制进行） 共同特点： （1)溶液内部:离子定向移动导电 (2)电极与电解质界面进行的得失电子的反应----电极反应（两个电极反应之和 为总的化学反应，原电池称为电池反应，电解池称为电解反应） 不同点： （1）原电池中电子在外电路中流动的方向是从阳极到阴极，而电流的方向则是从阴极到阳极，所以阴极的电势高，阳极的电势低，阴极是正极，阳极是负极； （2）在电解池中，电子从外电源的负极流向电解池的阴极，而电流则从外电源的正极流向电解池的阳极，再通过溶液流到阴极，所以电解池中，阳极的电势高，阴极的电势低，故阳极为正极，阴极为负极。不过在溶液内部阳离子总是向阴极移动，而阴离子则向阳极移动。 两种导体：第一类导体（又称金属导体，如金属，石墨）； 第二类导体（又称离子导体，如电解质溶液，熔融电解质） 法拉第定律: 描述通过电极的电量与发生电极反应的物质的量之间的关系 =F n = z F Qξ 电 F -- 法拉第常数; F = Le =96485.309 C/mol = 96500C/mol Q --通过电极的电量； z -- 电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值；
ξ--电极反应的反应进度； 结论： 通过电极的电量，正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积， 比例系数为法拉第常数。 依据法拉第定律，人们可以通过测定电极反应的反应物或产物的物质的量的变化 来计算电路中通过的电量。相应的测量装置称为电量计或库仑计coulometer,通常有银库仑计和铜库仑计 。 7.2 离子的迁移数 1. 离子迁移数:电解质溶液中每一种离子所传输的电量在通过的总电量中所占 的百分数，用 tB 表示 1 =∑±=-++t 或显然有1:t t 离子的迁移数主要取决于溶液中离子的运动速度，与离子的价数无关，但离子的 运动速度会受到温度、浓度等因素影响。 影响离子电迁移速度的因素：①离子的本性 ②溶剂性质 ③温度 ④溶液浓度 ⑤电场强度等 2. 离子淌度:为了便于比较，将离子在电场强度 E = 1 V ·m-1 时的运动速度 称为离子的电迁移率（历史上称为离子淌度），用 u 表示。某一离子 B 在电场强度 E 下的运动速度 vB 与电迁移率的关系为; E v u B B = 电迁移率单位是：m2·V-1·s-1，在无限稀溶液中，H+ 与 OH- 的电迁移率比 较大。 由离子迁移数的定义，有： - ++++= u u u t - +--+= u u u t 电场强度虽然影响离子运动速度，但不影响电迁移数，因为电场强度变化时，阴、 阳离子运动速度按相同比例改变。
物理化学第七章电化学习题及解答
第七章 电化学习题及解答 1. 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ; (2) 在27℃，100 kPa 下，阳极析出多少Cl 2？ 解：电极反应为 阴极：Cu 2+ + 2e - = Cu 阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2 电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF) 因此： m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = 63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928g V Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 3 2. 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出1.15g 的Ag ，并知阴极 区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。 解： 解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中Ag +的总量的改变D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差： D m Ag = m Ag - m’Ag m’Ag = m Ag - D m Ag t (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474 t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.526 3. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。 解：（1）电导池系数K Cell 为 K Cell = k R = 0.2768×453 =125.4 m -1 （2）CaCl 2溶液的电导率 k = K Cell /R = 125.4/1050 = 0.1194 S/m （3）CaCl 2溶液的摩尔电导率 Λm = k/C = 110.983×0.1194/(0.555×1000)= 0.02388 S·m 2 ·mol - 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液，测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 解：查表知NH 4OH 无限稀释摩尔电导率为 ∞ Λm (NH 4OH)=∞Λm (NH 4+)+∞Λm (OH - ) =73.4×10-4+198.0×10-4 =271.4 ×10-4S·m 2 ·mol - 因此， α =∞ΛΛm m OH)(NH OH)(NH 44= OH)(NH OH)l)/cR(NH k(KCl)R(KC 4m 4Λ∞
物理化学第七章课后题答案
物理化学第七章课后题 答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
7.13电池电动势与温度 的关系为 263)/(109.2/10881.10694.0/K T K T V E --?-?+= （1）写出电极反应和电池反应； （2）计算25℃时该反应的Θ Θ Θ ???m r m r m r H S G ,,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的 。 （3）若反应在电池外在相同温度下恒压进行，计算系统与环境交换的热。 解：（1）电极反应为 阳极 +-→-H e H 22 1 阴极 --+→+Cl Hg e Cl Hg 222 1 电池反应为 （2）25 ℃时 {} V V E 3724.015.298109.215.19810881.10694.0263=??-??+=-- 1416310517.115.298108.510881.1)( -----??=???-?=??K V K V T E 因此， 1193.35)3724.0309.964851(--?-=???-=-=?mol kJ mol kJ zEF G m r
1111464.1410157.1309.964851-----??=?????=??=?K mol J K mol J T E zF S m r 11357.3164.1415.2981093.35--?-=??+?-=?+?=?mol kJ mol kJ S T G H m r m r m r 11,365.479.1615.298--?=??=?=mol kJ mol kJ S T Q m r m r （3）1,57.31-?-=?=mol kJ H Q m r m p 7.14 25℃时，电池AgCl s AgCl kg mol ZnCl Zn )()555.0(1-?电动势E=1.015V ，已知，,7620.0)(2V Zn Zn E -=+ΘV Ag AgCl Cl E 2222.0)(=-Θ，电池电动势的温度系数141002.4)( --??-=??K V T E p （1）写出电池反应； （2）计算电池的标准平衡常数； （3）计算电池反应的可逆热； （4）求溶液中2ZnCl 的标准粒子活度因子。 解：（2）ΘΘ Θ= -k F RT E E ln z 左右可以得到331088.1?=Θk （3）P m r m r T E TzF S T Q )( ,??=?=得到 =m r Q ,-23.131-?mol kJ （4）3 3 2)(4)(Θ ±± ==b b r a ZnCl a 又有)(ln 2ZnCl a zF RT E E - =Θ 可以得508.0=±r
第七章电化学习题解答..
第七章电化学 思考题解答 一、是非题 1．错2．错3．对4．错5．错6．错7．对8．对9．对10．错11．对12．错13．对14．对15．错16．错17．错 二、选择题 1．D 2．C 3．A 4．D 5．A 6．B 7．A 8．D 9．C 10．C 11．C 12．B 13．C 14．B 15．C 16．B 17．D 习题解答 1. 在K2SO4溶液中通过500C电量时，在阴极和阳极上分别生成KOH和H2SO4的质量是多少？ 解：n (KOH) = n (1/2 H2SO4)= Q/ F = 500C/ 96485C · mol1-= 0.0052 mol 所以m (KOH) = 0.0052 mol×56.106g · mol1-= 0.2917g m (1/2 H2SO4) = 0.0052 mol×49.035g · mol1-= 0.2550g 2. 在AgNO3溶液中插入两个银电极，通电前溶液中含AgNO3的量为0.001mol，通电后银电量计中有0.0007 mol的银析出。电解后阳极管中含AgNO3的量为0.0014 mol，计算Ag+和NO- 3 的迁移数。 解：用银电极电解AgNO3溶液时的电极反应为 阳极Ag →Ag++ e- 阴极Ag++ e-→Ag 在阳极管电解前Ag+的物质的量为0.001mol，电解时在阳极管中溶解下来的银的物质的量为0.0007mol，电解后阳极管中Ag+的物质的量为0.0014mol，所以阳极管中迁移出去的Ag+的物质的量为0.001mol + 0.0007mol ? 0.0014mol= 0.0003mol t + = t (Ag+)= 0.0003mol/ 0.0007mol = 0.428 t -= t (NO- 3 )= 1 ?t + = 1 ? 0.428 = 0.572 3.已知298K时0.01mol · dm3-KCl溶液的电导率为0.1410S · m1-，装入电导池测得电阻为 4.2156Ω。装入HCl溶液时测得电阻为1.0326Ω，计算（1）电导池常数；（2）HCl溶液的电导率。 解：（1）由KCl的数据计算电导池常数 K cell = l/A = κ·R = 0.1410 S · m1-×4.2156Ω= 0.5944 m1- (2) 由电导池常数计算HCl溶液的电导率κ κ= K cell/ R = 0.5944 m1-/1.0326Ω = 0.5756 S · m1- 4. 某电导池分别盛以浓度均为0.001 mol · dm3-的HCl，NaCl和NaNO3溶液，测得电阻分别为468Ω，1580Ω和1650Ω。已知 m Λ(NaNO3)=121×104-S · m2· mol1-，计算（1）NaNO3溶液的电导率；（2）当电导池盛以0.001 mol · dm3-的HNO3溶液时的电阻及其摩尔电导率。 解：（1） m Λ= κ/c，所以
第七章 电化学思考题答案
第七章电化学思考题 1.原电池在恒温恒压时可逆放电，ΔH与Q r的大小关系为ΔH Q r 。 A.＞ B.＜ C.= D.无法判断 2.下列原电池中，其电池电动势与氯离子的活度无关的是 A. Hg ∣ Hg2Cl2(s)∣KCl(a)∣Cl2(p)|Pt B. Zn∣ZnCl2(a)∣Cl2(p)|Pt C. Zn∣ZnCl2(a1)‖KCl(a2)∣Hg2Cl2(s) |Hg D Hg∣Hg2Cl2(s)∣KCl∣∣AgNO3∣Ag E Pt∣H2∣HCl∣Cl2∣Pt F Ag∣AgCl(s)∣KCl∣Cl2∣Pt 3.实验测得浓度为0.200mol·dm-3的HAc溶液的电导率为0.07138S·m-1，该溶液的摩尔电导率Λm(HAc)为 A.0.3569S·m2·mol-1 B. 0.0003569S·m2·mol-1 C. 0. 356.9S·m2·mol-1 D. 0.01428S·m2·mol-1 4.当电流通过一含有金属离子的电解质溶液时，在阴极上析出的金属量正比于下列因素中的____ A 阴极表面积 B 通过的电量 C 电解质的浓度 D 电流密度 5.电池反应2H2（g）+O2(g)→2H2O(l) E1 H2（g）+1/2O2(g)→H2O(L) E2则有：____ A E1=1/2E2 B E1=E2 C E1=2E2 D 不能确定 6.电池Cu∣Cu2+∣∣Cu+,Cu2+∣Pt和电池Cu∣Cu+∣∣Cu+,Cu2+∣Pt的电池反应均可写成：Cu+Cu2+→2Cu+，此两电池的____ A △r G0m和E0均相等 B △r G0m相同，E0不同 C△r G0m不同，E0相同 D △r G0m和E0均不同 7.一蓄水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁箱的寿命，选用哪种金属片为好？ A铜片 B 铁片 C 镀锡铁片 D 锌片 8.在还原性酸性溶液中，锌的腐蚀速度较铁的小，其原因是 A E(Zn2+/Zn 平)＜E(Fe2+/Fe 平) B E(Zn2+/Zn)＜E(Fe2+/Fe) C E(H+/H2平,Zn)＜E(H+/H2平,Fe) D E(H+/H2 , Zn)＜E(H+/H2,Fe)
第七章 电 化 学
第七章电化学 一、选择题： 1)无限稀释时HCl、KCl和NaCl三种溶液在相同温度、相同浓度、相同电位梯度下，三种溶液中Cl-的运动速度和迁移数：( ) A.运动速度和迁移数都相同； B.运动速度相同，迁移数不同; C.运动速度不同，迁移数相同； D.不能确定 2)在KOH水溶液中，使用二个铂电极进行水的电解，当析出1mol氢气和0.5mol 氧气时，需要通过的电量是（法拉第）：（） A. 1； B. 1.5； C. 2； D. 4 3)有一含HCl的浓度为10-3mol?dm-3和含KCl的浓度为1.0mol?dm-3的混合电解质溶液，已知U(K+)=6.0×10-16m2?s-1?V-1，U(H+)=30×10-16m2?s-1?V-1。由此得到t H+/t K-为: ( ) A. 1； B. 5×10-2； C. 5×10-3； D. 5×10-4 4)若向摩尔电导率为1.4×10-2s?m2?mol-1的CuSO4溶液中,加入1m3的纯水,这时CuSO4摩尔电导率为：( ) A. 降低； B. 增高； C. 不变； D. 不能确定 5)下列电解质溶液的浓度都为0.01mol?kg-1。离子平均活度系数最小的是:（） A. ZnSO4； B. CaCl2； C. KCl； D. LaCl2 6)电解质溶液中离子迁移数(t i)与离子淌度(U i)成正比,当温度与溶液浓度一定时,离子淌度是一定的，则25℃时，0.1mol?dm-3NaOH中Na+的迁移数(t1)与 0.1mol?dm-3NaCl溶液中Na+的迁移数(t2)，两者之间的关系为:（） A. 相等； B. t1 > t2； C. t1 < t2； D. 无法比较