电化学相平衡 习题课ppt课件.ppt

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1、1,1.(2435)CuSO4与水可生成CuSO4H2O，CuSO4 3H2O，CuSO45H2O三种水合物，则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为：()(A)3种(B)2种(C)1种(D)不可能有共存的含水盐,一、选择与填空题,答(B)因为等温下,f*=2-+1 最多为3 所以，除水蒸汽相外,最多可有两种水合盐,2,2.(2478)有5种物质溶于水中形成的溶液，5种物质的摩尔分数分别为x1，x2，x5，如果用只允许水通过的半透膜将该溶液与纯水分开，当达渗透平衡时，水面上和溶液面上的压力分别为pw和ps,则该体系的组分数C=；相数p=；自由度f=.,，,所以,答6,2,6,3,3.(2567

2、)设 373 K 时，液体 A 的饱和蒸气压为 133.3 kPa，液体 B 为 66.66 kPa，则：(1)若 A 和 B 形成理想液体混合物，当 A 在溶液中的摩尔分数为 0.5 时，在气相中的摩尔分数为 _。(A)2/3(B)1/2(C)1/3(D)1(2)若 A 和 B 完全不互溶，当由 2 mol A 和 3 mol B 在恒温下构成双液体系时，体系的总蒸气压为 _ kPa(A)66.66(B)133.3(C)200.0(D)466.6,答(1)(A)(2)(C),4,4.(4287)已知 298.15 K 及 101325 Pa 压力下，反应 A(s)+2BD(aq)=AD2(a

3、q)+B2(g)在电池中可逆地进行，完成一个单位的反应时，系统做电功 150 kJ，放热 80 kJ，该反 应的摩尔等压反应热为 多少？()(A)-80 kJmol-1(B)-230 kJmol-1(C)-232.5 kJmol-1(D)-277.5 kJmol-1,答(B),5,5.(4261)25时，电池反应 Ag+1/2 Hg2Cl2=AgCl+Hg 的电池电动势为 0.0193V，反应时所对应的 rSm为 32.9 JK-1mol-1，则电池电动势的温度系数(E/T)p 为：()(A)1.7010-4 VK-1(B)1.1010-6 VK-1(C)1.0110-1 VK-1(D)3.4

4、010-4 VK-1,6,6.(4455),已知 Tl+e-Tl，,=-0.34 V，,Tl3+3e-Tl，,=0.72 V，,则 Tl3+2e-Tl+的,=_。,7,7.(4440)已知：(1)CuCu2+(a2)Cu2+(a1)Cu 电动势为 E1(2)PtCu2+(a2),Cu+(a)Cu2+(a1),Cu+(a)Pt 电动势为 E2，则：()(A)E1=0.5 E2(B)E1=2 E2(C)E1=E2(D)E1 E2,8,8.(4333)电池 Pt,H2(10 kPa)HCl(1.0 molkg-1)H2(100kPa),Pt 是否为自发电池?_ E=_V。,9.2 分(4335)将反

5、应 Ag2SO4(s)2 Ag+SO42-设计成电池,其书面表示式为：。,(4333)答非自发,E=-0.0295 V(4335)答 Ag(s)Ag+(aq)SO,(aq)Ag2SO4(s),Ag(s),9,10.2 分(2323)请填出下列体系的相数p(1)雾：。(2)混合均匀的米粉和面粉：。,11.2 分(2422)N2(g)，O2(g)体系中加入一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物，则体系的自由度为。*12.1 分(2432)对于渗透平衡体系,相律的形式应写成。,答：（1）二相；（2）二相,(2422)答 f=3(2432)答 f=C-+3,10,1.2 分(4389)盐桥的作用是：

6、（）A.将液接电势完全消除 B.将不可逆电池变成可逆电池 C.使液接电势降低到可以忽略不计 D.相当于用一根导线将两个电解质溶液沟通,2.1 分(4297)恒温、恒压下，可逆电池放电过程的：()(A)H=Q(B)H Q(D)H与Q的 关系不定,11,3.2 分(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)。4.2 分(3919)同浓度的KCl，KOH和HCl三种溶液，其中摩尔电导率最大的是_溶液。,5.2 分(4113)满足电池能量可逆条件的要求是：（）A.电池内通过较大电流 B.没有电流通过电池 C.有限

7、电流通过电池 D.无限小的电流通过,12,6.2 分(3820)用同一电导池分别测定浓度为 0.01 moldm-3和 0.1 moldm-3的不同电解质溶液，其电阻分别为 1000 和 500，则它们的摩尔电导率比为 _。7.2 分(3893)离子迁移率的单位是_。8.2 分(3601)如在标准状况下，阳极析出 22.4 dm3氧气,则通过电池的电量为 _。,13,9.2 分(3843)已知 18时，Ba(OH)2，BaCl2，NH4Cl 溶液的无限稀释摩尔电导率分别为 2.8810-2，1.20310-2，1.29810-2 Sm2mol-1，那么 18时 NH3H2O 的=_。,10.2

8、 分(3614)按物质导电方式的不同而提出的第二类导体，下述对它特点的描述哪个不正确的？（）A温度升高电阻增大B温度升高电阻减小C其导电的原因是离子的存在D当电流通过时在电极上有化学反应发生,14,1.5 分(2338)已知Na2CO3(s)与水可以组成的水合物有Na2CO3H2O(s)，Na2CO37H2O(s)和 Na2CO310H2O(s)。(1)在p下，与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的含水盐最多可以有几种？(2)在20时，与水蒸气平衡共存的含水盐最多可以有几种？,二、计算题,15,答：（1）根据,故在p下，与 水溶液及冰共存的含水盐最多只有1种。,所以，在20 时，与水蒸气平衡共存的

9、含水盐最多只有2种。,（2）同理,16,*2.5 分(2339)指出下列各体系的独立组分数、相数和自由度数各为若干？(1)NH4Cl(s)部分分解为NH3(g)和HCl(g)；(2)若在上述体系中再加入少量的NH3(g)；(3)NH4HS(s)和任意量的H2S(g)和NH3(g)混合达平衡；(4)C(s)与CO(g)，CO2(g)，O2(g)在973 K时达平衡。,，三个中只有两个是独立的。,17,3.5 分(2344)将(NH4)2CO3(s)放入真空容器中，(NH4)2CO3(s)按下式分解并达平衡：(NH4)2CO3(s)=2NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)试计算下面两种情况下体

10、系的自由度：(1)开始时只有(NH4)2CO3(s)；(2)开始时除了(NH4)2CO3(s)之外，还有任意量的NH3(g)，CO2(g)和H2O(g)。,18,（2）反应前四种物质都有时：,（1）只有,存在，指的是,均由,分解出来的，所以有两个浓度限制条件。,4.4093 25时，TlCl在纯水中的溶解度为1.60710-2 moldm-3，在0.100 moldm-3 NaCl溶液中的溶解度是3.9510-3 moldm-3，TlCl的活度积是2.02210-4，试求在不含NaCl和含有0.1000 moldm-3 NaCl的TlCl饱和溶液中离子平均活度系数。,20,5.4094在25时

11、，0.01 moldm-3浓度的醋酸水溶液的摩尔电导率是16.2010-4 Sm2mol-1，而无限稀释下的极限摩尔电导率是390.710-4 Sm2mol-1。计算：0.01 moldm-3的醋酸水溶液在25时的pH值 25，0.1 moldm-3的醋酸水溶液的摩尔电导率和pH。,21,6.10 分(4474)在 298 K 时有下列两个电池(1)AgAgCl(s)HCl乙醇溶液(m1)H2(p)Pt-PtH2(p)HCl乙醇溶液(m2)AgClAg(s)(2)AgAgCl(s)HCl乙醇溶液(m1)HCl乙醇液(m2)AgCl(s)Ag(s)已知 m1和 m2为 8.23810-2和 8.

12、22410-3 molkg-1，两电动势为 E1=8.2210-2 V 和 E2=5.7710-2 V，求：(a)在两种 HCl 的乙醇溶液中，离子平均活度系数的比值,1/,2(b)H+离子在 HCl 乙醇溶液中的迁移数 t+(b)H+和 Cl-离子的无限稀释离子摩尔电导率,22,7.5 分(4396)将Ag(s)插入AgNO3(0.001 molkg-1)与NaCl(0.01 molkg-1)的混合溶液中形成电极，试求该电极的电极电势，已知：E$(Ag+|Ag)=0.799 V，AgCl的Ksp=1.710-10，设活度系数均为1。,23,8.10 分(4321)298 K时，下列电池的Ag

13、(s)AgCl(s)HCl(a=1)H2(p)Pt E/V0.1602351.002310-3T/K2.54110-6(T/K)2,计算电极上发生 1 mol电子得失时反应的rGm,rSm,rHm及Cp值。,24,9.5 分(3838)291K 时纯水的电导率为 3.810-6 Sm-1，当 H2O 解离成 H+和OH-达成平衡时，求该温度下，水的摩尔电导率 m，解离度 和 H+离子的浓度。已知这时水的密度为 998.6 kgm-3。,(OH-)=1.98010-2 Sm2mol-1。,25,10.10 分(4324)电池 PtH2(p)H2SO4(0.01 moldm-3)O2(p)Pt 2

14、98 K时,E1.228 V,fHm(298 K,H2O(l)286.06 kJmol-1(A)求该电池的(E/T)p(B)已知273298 K间,rHm为常数,求273 K时之E 值。,26,11.4682 将 Ag 电极插入体积为 100 cm3的 0.1 moldm-3 KCl溶液中,与标准氢电极组成电 池。当在 KCl溶液中加入以下体积的 0.2 moldm-3的 AgNO3溶液时(a)30 cm3,(b)45 cm3(c)50 cm3(d)55cm3(e)70 cm3,试求各个电动势值。已知:(AgCl,Ag,Cl-)0.222 V(Ag+,Ag)0.799 V,27,12.10 分

15、(4515)在 298 K 时,一个电极 Pt(s)插在含有 Fe3+(0.30 molkg-1)Fe2+(0.20 molkg-1)的溶液中,一电极Tl插在含有 Tl+(0.10 molkg-1)的溶液中,当两个电极组成电池时：(1)哪个电极为负极?已知(Fe3+,Fe2+)0.771V,(Tl+,Tl)0.336 V(2)写出能自发进行的电池反应(3)电池的电动势为多少?(4)计算电池反应的平衡常数(5)在Tl+液中加入Cl-溶液,使微溶的TlCl沉淀,直至 Cl-浓度为 0.1 molkg-1,计算 这时的电动势。已知(TlCl,Tl,Cl-)0.56 V。,28,13.10 分(425

16、5)电池 HgHg2Br2(s)Br-AgBr(s)Ag 在 p下 298 K附近时，该电池电 动势与温度的关系是:E/mV=68.04+0.312(T/K-298)写出通过 1F 电量时电极反应与电池反应，求算在 p 和 25时该电池反应的 rGm、rHm、rSm，若通过 2F 电量则电池作电功为多少？,29,14.10 分(4327)韦斯顿标准电池可表示为:PtCd-Hg齐CdSO48/3H2O(s)CdSO4(饱和液)Hg2SO4(s)Hg(l)Pt 电池电动势与温度关系为:E/V1.01864840.6(T/K-293)0.95(T/K-293)20.01(T/K-293)310-6

17、试求:(1)该电池在 298 K时电动势的温度系数(2)293 K 时的rSm和rHm(设电子得失为 2 mol)(3)rCp,m与 T 的函数关系式,30,四、问答题1.10 分(2424)指出下列平衡体系中的物种数，组分数，相数和自由度数(1)CaSO4的饱和水溶液(2)5氨气通入1 dm3水中，在常温常压下与蒸气平衡共存(3)Na+，Cl-，K+，NO3-，H2O(l)达平衡(4)NaCl(s)，KCl(s)，NaNO3(s)KNO3(s)混合物与水平衡,2.2414 450时，将NH3(g)与 N2(g)混合，由于 NH3(g)的分解，最终得到NH3(g)，N2(g)和 H2(g)平衡

18、共存的体系,求该体系的组分数 C、相数 和自由度数 f。,31,3.5 分(3857)画出下列电导滴定的示意图(1)用 NaOH 滴定 C6H5OH(2)用 NaOH 滴定 HCl(3)用 AgNO3滴定 K2CrO4(4)用 BaCl2滴定 Tl2SO4 4.5 分(3860)今有一种酸的水溶液 A 和一种碱的水溶液 B，用 A 滴定 B，知道两者的浓度相等，而测定电导则 B 大。将 A 和 B 都稀释 100 倍后发现k(A)k(B)，据此推断他们是什么样的酸碱?并作简要说明？,32,5.5 分(4564)试将下列有液接的浓差电池在保持电动势不变的情况下,改装成无液接的浓差电池,写出电池的

19、表达式和电动势的计算式。PtH2(p)HCl(a1)HCl(a2)H2(p)Pt 6.5 分(2450)如何用相律说明恒沸混合物不是化合物?,33,7.5 分(2446)试用相律分析，在保持恒温下向由CaCO3分解达到的平衡体系中而加入CO2后，平衡体系压力是否改变?8.5 分(4325)298 K,p压力下测得下列电池的电动势为 1.228 V,PtH2(p)H2SO4(a)O2(p)Pt 其(E/T)p-8.510-4 VK-1。由此算得(设有 2 mol电子得失)rHmzEFzFT(E/T)p285.84 kJmol-1 问：(1)这rHm是否为电池反应时所吸收的热量?(2)rHm是否等

20、于fHm(H2O(l)?,34,9.10 分(4657)4657 试设计合适的电池,用电动势法测定下列各热力学函数值（设温度均为 298 K）。(1)HBr(0.1 molkg-1)溶液的离子平均活度系数(2)Ag2O(s)在 p 下的分解温度 要求写出电池的表示式和列出所求函数的计算式。,35,10.5 分(3917)摩尔电导率的定义式为：,试问对弱电解质，c应用总计量浓度，还是解离部分的浓度？,G,11.5 分(4509)已知 Zn2+2 e-Zn(s),其0.763 V,根据G zF,求得147.2 kJmol-1,则表明该电极反应的Gibbs自由能变化为此值,这说法对不对?为什么?,3

21、6,13.5 分(2418)CaCO3(s)在高温下分解为 CaO(s)和 CO2(g),(1)若在定压的 CO2气中将 CaCO3加热，实验证明在加热过程中在一定的温度范围内 CaCO3不会分解(2)若保持CO2的压力恒定，实验证明只有一个温度能使 CaCO3和 CaO 的混和物不发生变化。试根据相律解释上述事实。,12.10 分(2366)下图是根据实验结果而绘制的白磷的相图。试讨论相图中各面、线、点的含义。,37,14.5 分(3605)用 Pt 为电极，通电于稀 CuSO4溶液,指出阴极部、中部、阳极部中溶液的颜色在通电过程中有何变化？若都改用 Cu 作电极，三个部分溶液颜色变化又将如何？,15.5 分(3609)绘出具有最大正偏差二元气液平衡相图草图，画出并指出不同组成区间一次精馏组成及多不精馏的产物。,38,16.5 分(3867)在 HCl 和 KCl 的混合溶液中,H+的迁移数为 0.53,求 HCl(c1)和 KCl(c2)的浓度比 c1/c2的值。已知 H+、K+和 Cl-离子的无限稀释摩尔电导率分别为 3.49810-2、7.3510-3 和 7.6310-3 Sm2mol-1。17.5 分(2486)在三相点附近,固相与气相间的平衡曲线(p-T 曲线)对温度轴的陡度一般地说比液相与气相的要更陡些,给出这一事实的热力学解释。,