物化下复习-物理化学期中复习-201001-考研试题文档资料系列.doc

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1、选择题 (4169)电极AgNO3(m1)|Ag(s)与ZnCl2(m2)|Zn(s)组成电池时，可作为盐桥的是：（ ）(A)KCl (B)NaNO3 (C)KNO3 (D)NH4Cl 1. 答 (C) MHCl和KCl造成AgCl沉淀；NaNO3离子大小差异大； (4857) 298 K、0.1 moldm-3的 HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为 -0.06 V，电解此溶液时，氢在铜电极上的析出电势 f为：( ) (A) 大于 -0.06 V (B) 等于 -0.06 V(C) 小于 -0.06 V (D) 不能判定2. 答 (C) 热力学电势: 平衡电势动力学电势: 平衡电势过电势氢析

2、出: 2H+ +2 e = H2 阴极反应还原电势fIR fRh(4342)将反应 2Hg(l)+O2(g)+2H2O(l) = 2Hg2+4OH 设计成电池， 当电池反应达到平衡时, 电池的E必然是： （ ）(A)E=E$ (B)E=0 (C)E0 (D)E 2.06 (B) pH 2.72 (C) pH 7.10 (D) pH 8.02 (4940) 答 (A) Zn+2 + 2e = Zn j = j0 + 0.0295lgZn+2 = -0.763+0.0295*lg10-2 = -0.763-0.0295*2 = -0.822 2H+ + 2e = H2 j = 0.059lgH+-

3、h = -0.059*pH -0.7 =-0.822 pH=2.06(4803)电解混合电解液时，有一种电解质可以首先析出，它的分解电压等于下列差值中的哪一个？式中f平，f 阴和f阳 分别代表电极的可逆电极电势和阴、阳极的实际析出电势。( ) (A) f平阳f平阴 (B) f阳 + f阴 (C) f阳(最小)f阴(最大) (D)f阳(最大)f阴(最小)(4803) 答 (C) (3807)比较各种电解质的导电能力的大小，更合理的应为( ) (A) 电解质的电导率值 (B) 电解质的摩尔电导率值 (C) 电解质的电导值 (D)电解质的极限摩尔电导率值(3807) 答(B) (4197)当电池的电

4、动势E=0时，表示（ ）(A) 电池反应中，反应物的活度与产物活度相等 (B) 电池中各物质都处于标准态 (C) 正极与负极的电极电势相等 (D) 电池反应的平衡常数Ka=1 (4197) 答 (C)(4296) 一个充满电的蓄电池以 1.7 V 的输出电压放电，然后用 2.3 V 电压充电使其恢复原来状态，则在充放电全过程中，若以电池为体系，则功和热的符号为: ( ) (DU = Q - W) (A) W = 0 Q = 0 (B) W 0 Q 0 (C) W 0 (D) W 0 Q Q2 直接反应 Q1= Qp= DrHm 电池反应 Q2= Qr DrHm= -zFE + zFT(E/T)

5、p= Wf + Qr (4909)298K，以Cu为电极，电解1 moldm-3 CuSO4溶液(pH=3),则在阴极上的电极反应_，阳极上的电极反应 _。已知：H2在Cu电极上, h = 0.5 V, f $ (Cu2+/Cu)= 0.337V，O2在Cu电极上, h = 0 V, f $(O2/H+,H2O)=1.229 V。(4909) 答 阴极：Cu2+ + 2e- Cu 阳极：Cu - 2e- Cu2+ Cu+2 + 2e = Cu j = j0 + 0.0295lgCu+2 = 0.3372H+ + 2e = H2 j = -0.059pH-h = -0.059*7 -0.5 =-

6、0.9134H+ +O2 +4e =H2O j =j0+0.059lgH+ =1.229-0.059*7+0 =0.816(3915)在10 cm3 1moldm-3 KOH溶液中加入10 cm3水，其电导率将_，摩尔电导率将_(填入增加、减小、不能确定)。(3915) 答 减小；增加L = - bc1/2 (4071)质量摩尔浓度为m的Na3PO4溶液，平均活度系数为，则该电解质的活度a(Na3PO4)等于_。(4071)答 (3900)的摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是：_。(3900)答(4192)已知E1(Fe3+|Fe)=-0.036V，E2$(Fe3+|Fe2+)=0.771

7、 V，则E3$(Fe2+|Fe) = _。(4192)答 E3$ =(3E1$- E2$) = - 0.4395 V(4158)将反应H2(g)+ PbSO4(s) Pb(s) + H2SO4(aq)设计成电池的表示式为：_。4158答(-) H2(g) -2e = 2H+(aq)(+) PbSO4(s)+2e = Pb(s) +SO42-(aq) PbSO4(s)+ H2(g) = Pb(s) +SO42-(aq) +2H+(aq) Pt,H2(g)|H2SO4(aq)|PbSO4(s)|Pb(s)(4170) 电极AgNO3(m1)|Ag(s)与ZnCl2(m2)|Zn(s)组成自发电池的

8、书面表示式为：_。选用的盐桥为：_。4170 答电池 Zn(s)|ZnCl2(m2)|AgNO3(m1)|Ag(s)盐桥: 饱和KNO3（或NH4NO3）。(4455) 已知 Tl+ e- Tl， f10 = -0.34 V Tl3+ 3e- Tl， f20 = 0.72 V 则 Tl3+ 2e- Tl+ 的 f30 = _ 。4455 2f3= 3f2-f1 f3=0.72*3/2-(-0.34)/2= 1.25 V (4110)常用的铅蓄电池，工作时发生的电池反应为：_。4110答 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) = 2PbSO4(s)+2H2O(l)三、计算题 (427

9、4) 下列两种可逆电池在 298 K 时的电动势分别为 0.4902 V 和 0.2111 V： Pb(s)PbCl2(s)KCl(aq)AgCl(s)Ag(s) (1) Pb(s)PbI2(s)KI(aq)AgI(s)Ag(s) (2) 上述电池电动势的温度系数分别为：-1.8610-4 VK-1和 -1.2710-4 VK-1。 计算下列反应在 298 K 时的 DrG 和 DrH. PbI2(s) + 2AgCl(s) = PbCl2(s) + 2AgI(s) (4274) 答 Pb(s)PbCl2(s)KCl(aq)AgCl(s)Ag(s) (1) - Pb(s) -2e +2Cl-

10、(a) = PbCl2(s) + 2AgCl +2e = 2Ag(s) +2Cl-(a) Pb(s) +2AgCl=2Ag + PbCl2 E0= E = 0.4902 V DrG= - zFE0= - 2*96500*0.4902 = -94.61 kJmol-1 Pb(s)PbI2(s)KI(aq)AgI(s)Ag(s) (2) - Pb(s) -2e +2I- (a) = PbI2(s) + 2AgI +2e = 2Ag(s) +2I-(a) Pb(s) +2AgI=2Ag + PbI2 E0= E = 0.2111 V DrG= - zFE0= - 2*96500*0.2111 = -

11、40.74 kJmol-1 (1) Pb(s) +2AgCl = 2Ag + PbCl2(2) Pb(s) +2AgI = 2Ag + PbI2(3)=(1)-(2) 2AgCl + PbI2 = 2AgI + PbCl2 DrG(3)=DrG(1)-DrG(2)=-94.61 +40.74=-53.87 kJmol-1 DrH(1) = DrG(1) + zFT(E/T)p (1) =-94.61-2*96500*298*1.8610-4=-105.3 kJmol-1 DrH(2) = DrG(2) + zFT(E/T)p (2) = -40.74-2*96500*298*1.2710-4=

12、 -48.05 kJmol-1 DrH(3)= DrH(1)-DrH(2) =-105.3+48.05= -57.25 kJmol-1 (3695)用银电极电解AgNO3溶液，通电一定时间后，测知在阴极上析出1.15 g的银，并知阴极区溶液中Ag+ 的总量减少了0.605 g，求AgNO3溶液中离子的迁移数t(Ag+)及t(NO3-)。n(终) n(始)n(电解) n(迁移)t(Ag+) = n(迁移)/n(电解) = n(终)-n(始)+n(电解)/ n(电解) =1- n(始) - n(终)/ n(电解) =1- 0.605/1.15 = 0.4739 t(NO3-) = 1 - t(Ag

13、+) = 0.5261(3853) 已知 NaCl，KNO3，NaNO3在稀溶液中的摩尔电导率依次为： 1.2610-2，1.4510-2，1.2110-2 Sm2mol-1。已知 KCl 中 t+= t-，设在此浓度范围以内，摩尔电导率不随浓度而变化，试计算 (1) 以上各种离子的摩尔电导率 ； (2) 假定 0.1 moldm-3 HCl 溶液的电阻是 0.01moldm-3 NaCl 溶液电阻的1/35（用同一电导池测定）, 试计算 HCl 的摩尔电导率。 (3853) 答 (1) Lm(KCl) = Lm(KNO3) + Lm(NaCl) - Lm(NaNO3) = 1.510-2 S

14、m2mol-1 t+ = lm,+/Lm lm(K+) = t+Lm(KCl) = 7.510-3 Sm2mol-1 lm(Cl-) = t-Lm(KCl) = 7.510-3 Sm2mol-1 lm(Na+)=Lm(NaCl)-lm(Cl-)=5.110-3 Sm2mol-1 lm(NO)=Lm(KNO3)-lm(K+)=7.010-3 Sm2mol-1 (2) R = r(l/A) = Kcell/k Lm = k/c Lm(HCl)/Lm(NaCl) = (k/c(HCl)/(k/c(NaCl) = Rc(NaCl)/Rc(HCl) = 3.5 Lm(HCl) = 3.5Lm(NaCl)

15、 = 4.4110-2 Sm2mol-1 (4493) 已知某电池的 E$0.058 V (298 K), 其电池反应为： Ag(s)Cu2+(a=0.48)Br-(a=0.40)AgBr(s)Cu+(a=0.32) (1) 写出两电极上发生的反应 (2) 写出电池的书面表达式 (3) 计算电池的电动势 解:(1) (-) Ag(s)Br-(0.40)AgBr(s)e- (+) Cu2+(0.48)e-Cu+(0.32) (2) Ag(s)AgBr(s)Br-(a=0.40)Cu+(a=0.32),Cu2+(a=0.48)Pt (3) EE$(RT/F)lna(Cu+)/(a(Cu2+)a(B

16、r-)0.045 V (4671)已知下列电池在 298 K时的 E0.0558 V, m0.01 molkg-1时, g0.90,求m0.1 molkg-1时的g值。 PtH2(p$)HCl(0.01 molkg-1)HCl(0.1 molkg-1)Pt 4671 解: 电池反应 H+(0.1 molkg-1)H+(0.01molkg-1) ECRT/Fln0.1g/(0.010.9)0.0558 V g0.79 (4959) 在298 K时, 有一含有Zn2+和Cd2+的浓度均为0.1 molkg-1的溶液, 用电解沉积的方法把它们分离, 试问: (1) 哪种离子首先在阴极析出? 用光亮P

17、t作阴极， H2在Pt上的超电势为0.6 V 。 (2) 第二种金属开始析出时, 前一种金属剩下的浓度为多少? 设活度系数均为1. 已知： f$ (Zn2+/ Zn) = -0.763 V, f$ (Cd2+/ Cd) =-0.403 V4959 答 (1) f (Zn2+/Zn)=f $(Zn2+/Zn)+(RT/2F)lna(Zn2+)=-0.793 V f (Cd2+/Cd)=f $(Cd2+/Cd)+(RT/2F)lna(Cd2+)=-0.433 V f (H+/H2)=f$(H+/H2)+(RT/F)lna(H+)-h(H2)=-1.014 V 所以Cd首先在阴极析出 (2) 当Zn

18、开始析出时 f (Cd2+/Cd) =f $ (Cd2+/Cd) +(RT/2F)lna (Cd2+) =-0.793 V a(Cd2+)=6.010-14, m(Cd2+)=6.010-14 molkg-126. 5 分 (4237)4237在 298 K 时有下述电池：Ag(s)AgBr(s)Br-(a=0.01)Cl-(a=0.01)AgCl(s)Ag(s)试计算电池的 E，并判断该电池反应能否自发进行？ 已知 f$ (AgCl,Cl-)= 0.2223 V， f$ (AgBr,Br-)= 0.0713 V4237 答 (-) Ag(s) + e +Br-(a) = AgBr(s) (+

19、) AgCl(s) +e = Ag(s) + Cl-(a) 电池反应 AgCl(s) + Br-(a=0.01) AgBr(s) + Cl-(a=0.01) E = E$-RT/Flna(Cl-)/a(Br-) =0.2223-0.0713= 0.1510 V DrGm= -zEF 0 反应自发进行 (4913) 用镍作电极，镀镍溶液中 NiSO45H2O 含量为 270 gdm-3（溶液中还有Na2SO4, MgSO4,NaCl等物质），已知氢在镍上的超电势为 0.42 V，氧在镍上的超电势为 0.1V， 问在阴极和阳极上首先析出（或溶解）的可能是哪种物质 ? 已知 298 K 时，f$ (

20、Ni2+/Ni) = -0.25 V， f$ (Na+/Na)= -2.714 V， f$(Mg2+/Mg)=-2.363 V， f$(O2/H2O,Pt)=1.23 V ，Mr (NiSO45H2O) = 245。 4913 答 c( Ni2+)=270/245 =1.102 mol.dm-3 阴极：Ni2+ 2e- Ni fR=f$+RT/2Flna(Ni2+) = -0.249 V f$=-0.25 V H+ e- (1/2)H2 fR=f$+RT/Flna(H+)/p(H2)/p$1/2= -0.414 V a(H+)=10-7 fIR=fR-h = -0.414-0.42 = -0.

21、83V Mg2+ 2e- Mg f $= -2.363 V Na+ e- Na f $ = -2.714 V 所以阴极上先析出 Ni 。 阳极：H2O 1/2 O2 + 2H+ + 2e- fR = f$+RT/2Flna(H+)2p(O2)/p$1/2 = 0.816Po2=p0 a(H+)=10-7fIR=fR + h =0.816+0.1= 0.916V ( 1.7 V Pt电极) Ni Ni2+ + 2e- , f $ = -0.25 V 所以阳极上是 Ni 溶解 四、问答题(5151) 设计下列电池，并写出电极、电池反应。 (A) 铅蓄电池 (B) 常用韦斯顿标准电池 5151 答

22、(a) PbPbSO4(s)H2SO4(r =1.20-1.28)PbSO4(s)PbO2 -) Pb + SO PbSO4 + 2e- +) PbO2+ SO + 4H+ + 2e- PbSO4+ 2H2O Pb + PbO2+ 2H2SO4 2PbSO4+ 2H2O (b) 12.5%Cd(Hg)CdSO4.(8/3)H2O(cr)CsSO4(sat),Hg2SO4(s)Hg(l) -) Cd（汞齐）Cd2+ + 2e- +) Hg2SO4(s) + 2e- 2Hg(l) + SO Cd（汞齐）+ Hg2SO4(s) CdSO4(s) + 2Hg(l) 或Cd(12.5%汞齐)CdSO4.

23、8/3H2O(s)CdSO4(sat)CdSO48/3 H2O(s)Hg2SO4(s) + Hg(l)(3875) 有三种配合物 A、B、C ,它们是硝基氨合钴 ()八面体配体的氯化物,可写为 Co() (NH3)x(NO2)y Clz,但其中有一个配合物 y = 0 ,三种配合物分别是 1-1 价、1-2 价、1-3 价电解质。请根据摩尔电导的测定值,并根据盎萨格理论Lm= LK 确定 A、B、C 三种配合物的型式,并写出分子式。已知 c/ moldm-3 Lm / ( Sm2mol-1) A B C 0.00391 128.7 155.7 106.8 0.00781 123.1 147.9

24、 102.93875答 K值是电解质不同类型随浓度改变对电导的影响或者是在一定浓度范围内库仑引力强弱的反映。根据盎萨格公式 Lm = Lm0 Kc1/2K = ( Lm,1 - Lm,2) / () 由上式求得 KA= 216 KB= 301 KC=150 即 KB KA KC 可得 B 3-1型电解质 Co()(NH3)6Cl3 A 2-1型电解质 Co()(NH3)5(NO2) Cl2 C 1-1型电解质 Co()(NH3)4(NO2)2 Cl (4615) 在 25时，利用下述反应设计电池，怎样才能使该可逆电池的电动势变为零？ H2(g,101.325 kPa) + Cu2+a(Cu2+

25、) 2H+(a) + Cu(s) 已知 25时，Cu2+/Cu 的标准电极电位为 0.337 V。 (4615) 答 设计电池： H2(g,101.325kPa)HCl(a1)CuSO4(a2)Cu(s) E = E$- RT/2Flna2(H+)/a(Cu2+) = f $ (Cu2+/Cu) - 0.05916/2 lga2(H+)/a(Cu2+) (1) 对 HCl 而言： a = (g)2(m/m$)2，若取 a+ = a-，g=1 则 (a+)2 = (m/m$)2 (2) 对CuSO4而言： a =(g)2(m/m$)2，若取 a+ = a-，g=1 则 a+ = m/m$ E = f $ (Cu2+/Cu) - 0.02958 lg(m(HCl)2/m(CuSO4) 欲使 E = 0 必须满足 (m(HCl)2/m(CuSO4) = 2.481011