《电化学习题》PPT课件.ppt

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1、第七章第七章 电电 化化 学学2022/10/27上一内容下一内容回主目录基本公式基本公式基本公式基本公式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：2022/10/27上一内容下一内容回主目录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：2022/10/27上一内容下一内容回主目录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

2、于恒温恒压的电池反应适用于恒压电池反应2022/10/27上一内容下一内容回主目录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：2022/10/27上一内容下一内容回主目录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，并测知阳极区溶液重，其中含。试计算溶液中的和解：电解后阳极区溶液重，其中含，故含水为 电解前阳极区含 为 电解前阳极区含 的摩尔数2022/10/27上一内容下一内容回主目录电解后阳极区含的摩尔数电解的量

3、为则迁出阳极区的Cu2+的物质的量为：n迁=n始+n电-n终所以t（Cu2+）=n迁/n电t（SO2-4）2022/10/27上一内容下一内容回主目录 7.7已知25 C时 KCl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2022/10/27上一内容下一内容回主目录 已知已知25时时AgBr(s)的溶度积的溶度积Ksp=6.3 1013.利用表利用表7.3.2 中的数据计算中的数

4、据计算25 时用绝对纯的水配制的时用绝对纯的水配制的AgBr饱和水溶液的饱和水溶液的电导率电导率,计算时要考虑水的电导率计算时要考虑水的电导率(参见题参见题7.12).由题由题7.12,25时绝对纯水时绝对纯水 (H2O)=5.497 106S m1.查表得查表得25时时:AgBr在纯水中的溶解度很小在纯水中的溶解度很小,且全部电离且全部电离,所以所以13132022/10/27上一内容下一内容回主目录7.16应用德拜-休克尔极限公式计算25C时溶液中、和。解：离子强度2022/10/27上一内容下一内容回主目录 电池电池 Pb|PbSO4(s)|Na2SO4 10H2O饱和溶液饱和溶液|Hg

5、2SO4(s)|Hg 在在25时电动势为时电动势为0.9647 V，电动势的温度系数为电动势的温度系数为1.7410-4 VK-1。(1)写出电池反应写出电池反应;(2)计算计算25该反应的该反应的 rGm、rSm、rHm，以及，以及电池恒温可逆放电时该反应过程的电池恒温可逆放电时该反应过程的Qr,m.1919(2)z=1,rGm=zFE=(1 96485)J mol1 =93.079 kJ mol1 2022/10/27上一内容下一内容回主目录rSm=zF(E/T)p=1964851.74104)Jmol1K1=16.79Jmol1K1rHm=TrSm+rGm=(298.1516.79103

6、93.079)kJmol1=88.07kJmol1Qr,m=TrSm=298.1516.79Jmol1=5.005kJmol12022/10/27上一内容下一内容回主目录 电池电池 Pt|H2 kg1)|Hg2Cl2(s)|Hg 电动势电动势E 与温度与温度T 的关系的关系为为E 103 T/K 106(T/K)2(1)写出电池反应写出电池反应;(2)计算计算25该反应的吉布斯函数变该反应的吉布斯函数变 rGm,熵变熵变 rSm,焓变焓变 rHm以及电池恒温可逆放电时该反应过程的热以及电池恒温可逆放电时该反应过程的热Qr,m.(2)25,题给状态下的电池题给状态下的电池:E=0.0694+1.

7、881 103 298.152.9 106(298.15)2V =0.3724 V(E/T)p=(1.881 103 2 2.9 106T/K)V/K =1.5173 104 V/K20202022/10/27上一内容下一内容回主目录 rSm=zF(E/T)p=1 96500 1.5173 104)J mol1 K1 =14.64 J mol1 K1 rHm=T rSm+rGm=(298.15 14.64 10335.94)kJ mol1 =31.57 kJ mol1 Qr,m=T rSm=298.15 14.64 J mol1=4.365 kJ mol1 rGm=zFE=(1 96500)J

8、 mol1 =35.94 kJ mol1 2022/10/27上一内容下一内容回主目录7.22在电池中，进行如下两个电池反应：应用表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2022/10/27上一内容下一内容回主目录 写出下列各电池的的电池反应写出下列各电池的的电池反应.应用表的数据计算应用表的数据计算25时时各电池的电动势及各电池反应的摩尔吉布斯函数变各电池的电动势及各电池反应的摩尔吉布斯函数变 rGm,并指明并指明各电池反应能否自发进行各电池反应能否自发进行.(1)Pt|H2(g,100kPa)|HCla(HCl)=1|Cl2(g)|Pt;25252022/1

9、0/27上一内容下一内容回主目录(2)Zn|ZnCl2a(ZnCl2)=0.5|AgCl(s)|Ag2022/10/27上一内容下一内容回主目录2022/10/27上一内容下一内容回主目录7.36将下列反应设计成原电池，并应用表的数据计算25C时电池反应的解：（1）2022/10/27上一内容下一内容回主目录（2）（3）2022/10/27上一内容下一内容回主目录 (1)应用表的数据计算反应应用表的数据计算反应 Fe2+Ag+Fe3+Ag 在在25时的平衡常数时的平衡常数K .(2)将适量的银粉加到浓度为将适量的银粉加到浓度为0.05 mol dm3的的Fe(NO3)3溶溶液中液中,计算平衡时

10、计算平衡时Ag+的浓度的浓度.(假设各离子的活度因子均等于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题给反应可设计成电池 Pt|Fe2+,Fe3+|Ag+|Ag37372022/10/27上一内容下一内容回主目录(2)设平衡时设平衡时Ag+的浓度为的浓度为cFe2+Ag+Ag +Fe3+反应前反应前 0 0 银粉银粉 dm3 平衡时平衡时 c c 银粉银粉 dm3 c2022/10/27上一内容下一内容回主目录 已知已知25时时E(Fe3+/Fe)=0.036 V,E(Fe3+/Fe2+)=0.770 V,试计算试计算25时电极时电极Fe2+|Fe 的标准电极电势的标准电极电势E

11、(Fe2+/Fe).电池电池(1)Fe|Fe3+(a=1)|Fe2+(a=1),Fe3+(a=1)|Pt电池电池(2)Fe|Fe2+(a=1)|Fe3+(a=1)|Fe39392022/10/27上一内容下一内容回主目录因反应因反应(1)和和(2)完全相同完全相同,2022/10/27上一内容下一内容回主目录另法：另法：因为：因为：式式(3)=(1)(2)2022/10/27上一内容下一内容回主目录 已知已知25 时时AgBr(s)的溶度积的溶度积Ksp=4.88 1013,E(Ag+/Ag)=0.7994 V,E Br2(l)/Br=1.065 V.试计算试计算25时时(1)银银-溴化银电极

12、的标准电极电势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的标准生成吉布斯函数.(1)银银-溴化银电极的电极反应为溴化银电极的电极反应为 (Ag+)AgBr(s)+e Ag +Br 标准态活度标准态活度 Ksp 1 1 140402022/10/27上一内容下一内容回主目录(2)AgBr(s)的生成反应可设计成电池的生成反应可设计成电池 Ag|AgBr(s)|Br|Br2(l)|Pt2022/10/27上一内容下一内容回主目录7.4125C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1.229V即为的理论分解电压。2022/10/27上一内容下一内容回主目录（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：2022/10/27