物理化学第八章模拟试卷C及答案34690.pdf

物理化学第八章模拟试卷 C 班级 姓名 分数 一、选择题(共 10 题 20 分)1.2 分 已知：(1)CuCu2+(a2)Cu2+(a1)Cu 电动势为 E1 (2)(2)PtCu2+(a2),Cu+(a)Cu2+(a1),Cu+(a)Pt 电动势为 E2，则：()(A)E1=12E2 (B)E1=2 E2 (C)E1=E2 (D)E1 E2 2.2 分 298 K 时,已知 (Fe3+,Fe2+)0.77 V,(Sn4+,Sn2+)0.15 V,当这两个电极组 成自发电池时,E为：()(A)1.39 V (B)0.62 V (C)0.92 V (D)1.07 V 3.2 分 某电池电动势与温度的关系为：E/V=1.01845-4.0510-5(t/-20)-9.510-7(t/-20)2 298 K 时，电池可逆放电，则：()(A)Q 0 (B)Q 0 (C)Q=0 (D)不能确定 4.2 分 在电极溶液界面处形成双电层,其中扩散层的厚度 与溶液中相关离子浓度 m 的 大小关系是：()(A)m 增大,增大 (B)m 增大,变小 (C)两者无关 (D)两者关系不确定 5.2 分 已知 E1(Fe3+|Fe)=-0.036 V，E2(Fe3+|Fe2+)=0.771 V，则 E3(Fe2+|Fe)值为：（）(A)-0.807 V (B)-0.4395 V (C)-0.879 V (D)0.807 V 6.2 分 有两个电池，电动势分别为 E1和 E2：H2(p)KOH(0.1 molkg-1)O2(p)E1 H2(p)H2SO4(0.0l molkg-1)O2(p)E2 比较其电动势大小：()(A)E1 E2 (C)E1=E2 (D)不能确定 7.2 分 下列电池不属于浓差电池的是：（）(A)(A)Tl(Hg)(a1)|Tl+(aq)|Tl(Hg)(a2)(B)(B)Na(Hg)(a)|NaCl(m1)|NaCl(m2)|Na(Hg)(a)(C)(C)Na(Hg)(a)|NaCl(m1)|AgCl(s)|Ag(s)Ag(s)|AgCl(s)|NaCl(m2)|Na(Hg)(a)(D)(D)Ag(s)|AgCl(s)|NaCl(aq)|Na(Hg)(a)|NaCl(CH3CN 溶液)|Na(s)8.2 分 298 K 时,电池反应为 Zn(s)Ni2+(a1=1)Zn2+(a2)Ni(s)的电池的电动势为 0.54 V,已知 (Zn2+,Zn)0.763 V,(Ni2+,Ni)0.250 V,则 Zn2+的活度 a2为：()(A)0.08 (B)0.06 (C)0.12 (D)0.04 9.2 分 某电池在等温、等压、可逆情况下放电,其热效应为 QR,则:()(A)QR0 (B)QRH (C)QRTS (D)QRU *.2 分 298 K 时，在下列电池 PtH2(p)H+(a=1)CuSO4(0.01 molkg-1)Cu(s)右边溶液中加入 0.1 molkg-1 Na2SO4溶液时(不考虑稀释效应),则电池的电动势将：()(A)上升 (B)下降 (C)基本不变 (D)无法判断 二、填空题(共 9 题 18 分)11.2 分 下列两个反应：Pb(Hg)Pb2+(a)+2e-+Hg(l)Pb Pb2+(a)+2e-其电极电势公式分别为 及 ，这两个反应相应的 及 是否相同？12.2 分 将反应 Cl-(a1)Cl-(a2)设计成电池的表示式为：_。13.2 分 测定电动势必须在_=0 条件下进行，因此采用_法。14.2 分 将反应 Hg22+SO42-Hg2SO4(s)设计成电池的表示式为：_。15.2 分 已知可逆电池 Tl(Hg)TlCl(s)KCl(aq,c)Hg2Cl2(s)Hg(l)在 25 时，电池反应的 rSm为 72.375 JK-1，H 为 48780 J，则电池可逆工作时吸 收的热量为 _。16.2 分 写出 25时，电池 Sb(s)Sb2O3(s)KOH(m),KCl(m)H2(g,p)，Pt 的 负极反应 _，正极反应 _，以及电池的总反应 _。17.2 分 已知 Hg2+2e-Hg(l)的标准电极电势为 E1(Hg2+|Hg)，Hg2+e-12Hg22+的标准电极电势为E2(Hg2+|Hg22+)，则12Hg22+e-Hg(l)的电极电势表示式应为：E3=_。18.2 分 将反应 Hg(l)+Cl(aCl-=1)+Fe3+=2212Hg Cl(s)+Fe2+设计成电池的表示式为：_。19.2 分 将反应 Ag2SO4(s)2 Ag+SO42设计成电池,其书面表示式为：。三、计算题(共 5 题 40 分)20.10 分 298 K 时，可逆电池 PtH2(p)H2SO4(极稀)O2(p)Pt 的 E=1.23 V，并已知 fHm$,H2O(l)=-285.90 kJmol-1，求下述单位反应：2H2(g,p)+O2(g,p)2H2O(l,p下)，按以下两种途径进行的 rUm、rHm、rSm、rGm 值，并判断过程的自发方向及过程的性质。(1)将氢和氧直接接触在烧杯中进行 (2)组成电池进行反应，并已知该单位反应时外作电功为 374.78 kJmol-1 21.10 分 298 K 时，有如下两个反应：(a)2Hg(l)+O2(g)+2H2O(l)=2Hg2+4OH (b)2Hg(l)+O2(水中溶解态)+2H2O(l)=2Hg2+4OH 将反应(a)设计成电池，其 E=-0.453 V。工业排放的废汞，可与水中溶解氧发生 如(b)所示的反应，设废液呈中性，在液面上 O2(g)分压为 0.21p，活度系数均为 1。写出反应(a)的电池表示式。当废液中的Hg2+为 110-5 molkg-1时，反应(b)能否自发进行？Hg2+在废液中浓度为多少时，不再与溶解 O2反应？22.10 分 电池 CdCd(OH)2(s)NaOH(0.01 molkg-1)H2(p)Pt 298 K 时 E=0 V,(Cd2+/Cd)0.40 V。求 298 K 时 Ksp(Cd(OH)2)的值。23.5 分 体系 Sn4+/Sn2+和 Sn2+/Sn 的标准电极电位分别为 (Sn4+/Sn2+)=0.15 V (Sn2+/Sn)=-0.14 V 计算 (Sn4+/Sn)，并设计电池。24.5 分 在 298 K 时,已知下列两电池的电动势：(1)PtH2(p)HCl(a=1)Cl2(p)Pt E1$1.3595 V (2)PtCl2(p)HCl(a=1)AgCl(s)Ag(s)E2$1.137 V 求下列电池的电动势 E3$:(3)Ag(s)AgCl(s)HCl(a=1)Cl2(p)Pt 四、问答题(共 3 题 20 分)25.10 分 为什么韦斯顿标准电池一般采用含 Cd 12.5的 Cd-Hg 齐?请写出韦斯顿电池的表达 式、电池反应和画出相应的相图来加以说明。26.5 分 (1)写出 pH 的通用定义式；(2)写出 pH 的操作定义式，并注明各符号所代表的物理量含义。27.5 分 定压下，如果原电池的电池反应的 rHm在某一温度范围内是不变的，则在该 温度范围内电动势与温度成线性关系。为什么？参考答案 一、选择题(共 10 题 20 分)1.2 分 答 (A)2.2 分 答 (B)3.2 分 答 (B)4.2 分 答 (B)5.2 分 答 (B)（2 分）6.2 分 答 (C)7.2 分 答 (D)（2 分）8.2 分 答 (C)9.2 分 答 (C)*.2 分 答 (C)二、填空题(共 9 题 18 分)11.2 分 答 (Pb2+/Pb(Hg)=(Pb2+/Pb)-RT/2Flna(Pb(Hg)/a(Pb2+)(Pb2+/Pb)=(Pb2+/Pb)-RT/2Flna(Pb(s)/a(Pb2+)不相同，相同 12.2 分 答 Pt,Cl2(p)|Cl-(a1)|Cl-(a2)|Cl2(p),Pt （2 分）13.2 分 答 E,对消 (2 分)14.2 分 答 Hg(l)|Hg2SO4(s)|SO42-(aq)|Hg22+(a)|Hg(l)（2 分）15.2 分 答 Qr=TS=21.57 kJmol-1 16.2 分 答 2Sb(s)+6OH-(m)=Sb2O3(s)+3H2O+6e-6H2O+6e-=3H2(g,p)+6OH-(m)2Sb(s)+3H2O=Sb2O3(s)+3H2(g,p)17.2 分 答 E3=2E1-E2 （2 分）18.2 分 答 摩尔甘汞电极|Fe3+，Fe2+|Pt 或 Hg(l)|Hg2Cl2(s)|Cl(Cl=1a)|Fe3+，Fe2+|Pt （2 分）19.2 分 答 Ag(s)Ag+(aq)SO42(aq)Ag2SO4(s),Ag(s)三、计算题(共 5 题 40 分)20.10 分 答 (1)rGm=rGm$=-zEF=-474.8 kJmol-1 (1 分)rHm=2fHm$(298 K)=-571.8 kJmol-1 (1 分)rUm=Q-W=rHm-RT=-564.4 kJmol-1 (1 分)rSm=(rHm-rGm)/T=-325.6 kJmol-1 (1 分)因 rGm 0 过程为不可逆过程 (2 分)(2)始、终态与(1)相同，故 rGm、rHm、rUm、rSm 与(1)相同 (2 分)因 Wf=374.78 kJmol-1 则-rGm-Wf=100.0 kJmol-1 此过程仍为不可逆过程 (2 分)21.10 分 答 Hg(l)|Hg2+|OH-|O2(g),Pt （4 分）5274(10)(10)ln0.099 V040.21RTEEF，能自发进行。（4 分）2274Hg(10)0ln40.21RTEEF Hg2+=2.0910-2 molkg-1 Hg2+浓度大于此值时不再反应。（2 分）22.10 分 解:电池反应:Cd(s)2H+(0.01 molkg-1 NaOH 中)Cd2+H2(p)EERT/(2F)lna(Cd2+)f(H2)/a2(H+)a(Cd,s)f(H2)1,a(Cd,s)1 00.40 V0.0296lga(Cd2+)a2(OH-)/a2(H+)a2(OH-)0.400.0296lg(Ksp/Kw2)Ksp3.26610-14 23.5 分 答 Sn2+2e-Sn G1$=-2F1$Sn4+2e-Sn2+G2$=-2F2$Sn4+4e-Sn G3$=-4F3$G3$=G1+G2$=-4F3$求得：3$=0.005 V (3 分)SnSnCl4(aq)HCl(aq)H2,Pt (2 分)24.5 分 解:(Cl2,Cl-)E1$1.3595 V (1 分)(AgCl,Ag,Cl-)E2$E1$0.2225 V (1 分)E3$(Cl2,Cl-)(AgCl,Ag,Cl-)1.1370 V (3 分)四、问答题(共 3 题 20 分)25.10 分 答(1)Cd-Hg(12Cd)CdSO4223H2O(饱和)Hg2SO4(s)Hg(l)(3 分)(2)反应:Cd-Hg 齐Hg2SO4(s)Cd2+SO422Hg(l)(3 分)(3)12的 Cd-Hg 齐处在 ab 线上,虽含 Cd 量略有变化,但 Cd-Hg 齐液相中的组成(a 点)保持不变。所以 E 稳定。(4 分)26.5 分 答(1)pH=-+Hlga；（2 分）(2)pHx=pHs+()ln10sxEE FRT Ex，pHx是未知物的电动势和 pH 值，Es，pHs是标准缓冲液的电动势和 pH 值。目前 国际上有五个公认的标准缓冲溶液。（3 分）27.5 分 答 (rGm$/T)/Tp=-rHm$/T2 (2 分)zFd(/)E TTT12=212rm/dTTHTT$1rm2rm12zFEHzFEHTT$(2 分)即 rSm$(1)=rSm$(2)即(E1/T1)p=(E2/T2)p (1 分)