物理化学电化学2
物理化学电化学知识点总结
物理化学电化学知识点总结一、原电池的原理1．构成原电池的四个条件（以铜锌原电池为例）①活拨性不同的两个电极②电解质溶液③自发的氧化还原反应④形成闭合回路2．原电池正负极的确定①活拨性较强的金属作负极，活拨性弱的金属或非金属作正极。
②负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应③外电路由金属等导电。
在外电路中电子由负极流入正极④内电路由电解液导电。
在内电路中阳离子移向正极，阴离子会移向负极区。
Cu－Zn原电池：负极: Zn-2e=Zn2+ 正极：2H+ +2e=H2↑总反应：Zn +2H+=Zn2+ +H2↑氢氧燃料电池，分别以OH和H2SO4作电解质的电极反应如下：碱作电解质：负极：H2—2e-+2OH-=2 H2O 正极：O2+4e-+2 H2O=4OH-酸作电解质：负极：H2—2e-=2H+ 正极：O2+4e-+4H+=2 H2O总反应都是：2H2+ O2=2 H2O二、电解池的原理1．构成电解池的四个条件（以NaCl的电解为例）①构成闭合回路②电解质溶液③两个电极④直流电源2．电解池阴阳极的确定①与电源负极相连的一极为阴极，与电源正极相连的一极为阳极②电子由电源负极→导线→电解池的阴极→电解液中的（被还原），电解池中阴离子（被氧化）→电解池的阳极→导线→电源正极③阳离子向负极移动；阴离子向阳极移动④阴极上发生阳离子得电子的还原反应，阳极上发生阴离子失电子的氧化反应。
注意：在惰性电极上，各种离子的放电顺序三．原电池与电解池的比较原电池电解池（1）定义化学能转变成电能的装置电能转变成化学能的装置（2）形成条件合适的电极、合适的电解质溶液、形成回路电极、电解质溶液（或熔融的电解质）、外接电源、形成回路（3）电极名称负极正极阳极阴极（4）反应类型氧化还原氧化还原（5）外电路电子流向负极流出、正极流入阳极流出、阴极流入四、在惰性电极上，各种离子的放电顺序：1、放电顺序：如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写书写电极反应式。
物理化学—电化学练习题与参考答案(2)
B1. p 和 298 K 下，把 Pb 和 Cu(Ac)2 溶液发生的反应安排为电池， 当 获得可为91.84 k J 时，电池热213.6 k J ，因此该： （ ） (A) r U>0, r S>0 (B) r U<0, r S>0 (C) r U>0, r S<0 (D) r U<0, r S<0 2.在 应用 电势 ， 通 常用 到 ： （ ） (A) 标准电池 (B ) 电极 (C) 甘汞电极 (D) 活度为 1 的电解质溶液 3. 下列电池中液接电势不能被忽： ( ) (A) Pt, H 2(p 1) │H C l m ( 1) │H 2(p 2), Pt (B) Pt, H 2(p) │HCl(m 1)‖HCl( m 2) │H 2(p), Pt (C) Pt, H 2(p) │H C l m ( 1)┆ HCl( m 2) │H 2(p), Pt (D) Pt, H 2(p) │H C l m ( 1) │AgCl,Ag-Ag,AgCl │HCl(m 1) │H 2( p ), Pt 4. 某电池反应为 : Hg 2Cl 2(s)＋H 2(p ) ─→2Hg(l)＋2 H +( a =1)＋2 Cl -(a=1) -4 V ·K -1,则r S m 为： () 已知:E ＝0.268 V, ( E/ T)p ＝-3.2 ×10 (A) -61.76 J K · -1·m ol -1 (B) -30.88 J K -1·m ol -1(C) 62.028 J K ·-1·mol-1 (D) -0.268 J K-1··mol-15. 电池中使用盐桥的作用是：（）(A) 使电池变成无液体接界的可逆电池(B) 基本消除电池中的液体接界电势(C) 消除电池中存在的扩散现象(D) 使液体接界电势为零6. 用对消法测定电池电动势，若实验中发现检流计始终偏向一边，则可能原因是：（）(A) 被测定电池温度不均匀(B) 被测定电池的两极接反了(C) 搅拌不充分使浓度不均匀(D) 检流计灵敏度差7. 将一铂丝两端分别浸入含0.1 mol d·m-3 Sn2+和0.01 mol d·m-3 Sn4+的溶液中，这时的电位差为：（）4+|Sn2+)+0.059/2 (B) E (Sn4+|Sn2+)+0.059(A) E(Sn4+|Sn2+) - 0.059 (D) E (Sn4+|Sn2+) - 0.059/2(C) E(Sn8. 测定电池电动势时，标准电池的作用是：（）(A) 提供标准电极电势(B) 提供标准电流(C) 提供标准电位差(D) 提供稳定的电压9. 当电池的电动势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K a=110. 下列电池中,电动势与氯离子活度无关的电池是：(A) Zn│ZnCl2(aq)‖KCl(aq) │AgCl│Ag(B) Pt│H2│HCl(aq) │C2│l Pt(C) Ag│AgCl(s) │KCl(aq) │2C│l P t(D) Hg│Hg2Cl2(s) │KCl(aq‖) AgNO3(aq) │Ag二、填空题11. 电池Hg│Hg2Cl2│HCl(a) │C2l(p ) │(Pt)在25℃, a = 0.1 时, E = 1.135 Va = 0.01 时, E = ______12. 将反应H2(g) + PbSO 4(s) →Pb(s) + H2SO4(aq)设计成电池的表示式为：______________________________________________________。
物理化学—电化学练习题及参考答案(2)
电化学B一、选择题1. p∃和298 K下，把Pb和Cu(Ac)2溶液发生的反应安排为电池，当获得可逆电功为91.84 kJ时，电池同时吸热213.6 kJ，因此该过程有：（）(A) ∆r U∆r S>0 (B) ∆r U∆r S>0∆r U∆r S<0 ∆r U∆r S<02. 在应用电位计测定电动势的实验中，通常必须用到：（）(A) 标准电池(B) 标准氢电极(C) 甘汞电极(D) 活度为1的电解质溶液3. 下列电池中液接电势不能被忽略的是：( )(A) Pt, H2(p1)│HCl(m1)│H2(p2), Pt(B) Pt, H2(p)│HCl(m1)‖HCl(m2)│H2(p), Pt(C) Pt, H2(p)│HCl(m1)┆HCl(m2)│H2(p), Pt(D) Pt, H2(p)│HCl(m1)│AgCl,Ag-Ag,AgCl│HCl(m1)│H2(p), Pt4. 某电池反应为:Hg2Cl2(s)＋H2(p∃)─→2 Hg(l)＋2 H+(a=1)＋2 Cl-(a=1)已知:E∃＝0.268 V, (∂E/∂T)p＝-3.2×10-4 V·K-1, 则∆r S m为：( )(A) -61.76 J·K-1·mol-1(B) -30.88 J·K-1·mol-1(C) 62.028 J·K-1·mol-1(D) -0.268 J·K-1·mol-15. 电池中使用盐桥的作用是：（）(A) 使电池变成无液体接界的可逆电池(B) 基本消除电池中的液体接界电势(C) 消除电池中存在的扩散现象(D) 使液体接界电势为零6. 用对消法测定电池电动势，若实验中发现检流计始终偏向一边，则可能原因是：（）(A) 被测定电池温度不均匀(B) 被测定电池的两极接反了(C) 搅拌不充分使浓度不均匀(D) 检流计灵敏度差7. 将一铂丝两端分别浸入含0.1 mol·dm-3 Sn2+和0.01 mol·dm-3 Sn4+的溶液中，这时的电位差为：（）(A) E(Sn4+|Sn2+)+0.059/2 (B) E(Sn4+|Sn2+)+0.059(C) E(Sn4+|Sn2+) - 0.059 (D) E(Sn4+|Sn2+) - 0.059/28. 测定电池电动势时，标准电池的作用是：（）(A) 提供标准电极电势(B) 提供标准电流(C) 提供标准电位差(D) 提供稳定的电压9. 当电池的电动势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K a=110. 下列电池中,电动势与氯离子活度无关的电池是：(A) Zn│ZnCl2(aq)‖KCl(aq)│AgCl│Ag(B) Pt│H2│HCl(aq)│Cl2│Pt(C) Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl2│Pt(D) Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag二、填空题11. 电池Hg│Hg2Cl2│HCl(a)│Cl2(p∃)│(Pt)在25℃, a = 0.1 时, E = 1.135 Va = 0.01 时, E = ______12. 将反应H2(g) + PbSO4(s) → Pb(s) + H2SO4(aq)设计成电池的表示式为：_______________________________________________________。
电化学
复查测验： 电化学一（应化、材料）用户静 王已提交 09-11-23 下午8:41 名称 电化学一（应化、材料）状态 已完成分数 得 0 分，满分 100 分 说明问题 1得 0 分，满分 2.5 分溶液是电中性的，正、负离子所带总量相等，所以正、负离子离子的迁移数也相等。
所选答案： [未给定] 正确答案： 错反馈： 由于离子质量、水合数等因素导致离子的运动能力不同，故正、负离子的迁移数通常都不一样。
离子迁移数与离子速率成正比，某正离子的运动速率一定时，其迁移数也一定。
所选答案： [未给定] 正确答案： 错反馈： 迁移数描述的是正、负离子传导电荷所占的比例，正离子的迁移数大小与负离子的导电能力也有关，如KCl 和KNO3中K+的迁移数不同。
可查表验证。
离子的摩尔电导率与其价态有关系。
所选答案： [未给定] 正确答案： 对反馈： 通常价态越高的离子，摩尔电导率越大。
电解质溶液中各离子迁移数之和为1。
所选答案： [未给定] 正确答案： 对反馈：即各种离子传导电量所占总电量的比例之和为1。
电解池通过1 F电量时，可以使1 mol物质电解。
所选答案：[未给定]正确答案：错反馈：需考虑离子的价态。
如要使1mol CuCl2电解，则需2F电量。
因离子在电场作用下可以定向移动，所以测定电解质溶液的电导率时要用直流电桥。
所选答案：[未给定]正确答案：错反馈：直流电桥可使溶液发生电解，会使电极附近溶液的浓度与溶液本体浓度不同，导致测量结果不准。
因而测电导率只能采用交流电桥。
无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之和，这一规律只适用于强电解质。
所选答案：[未给定]正确答案：错反馈：对于弱电解质也适用。
因为在无限稀释状态下，弱电解质是完全电离的，与强电解质无异。
电解质的无限稀释摩尔电导率可以由Λm与c1/2作图外推到c1/2 = 0得到。
所选答案：[未给定]正确答案：错反馈：只适用于强电解质。
物理化学中的电化学反应
物理化学中的电化学反应电化学反应是指在化学反应中涉及到电子转移和离子转移的反应。
它是化学领域重要的分支之一，涉及到的知识面较广，其中包括电化学反应的机理、电化学反应的动力学以及电化学反应的应用等多个方面。
电化学反应的机理电化学反应的机理通常包括离子迁移、电子转移和化学反应等三个方面。
其中离子迁移发生在电解过程中，它是指正、负离子在电场作用下在电解质溶液中移动的过程。
电解质溶液中溶解的化合物在电极的作用下发生电离，形成正离子和负离子。
当电场加到电解质溶液中时，正离子向负极移动，负离子向阳极移动，最后在电极上发生反应。
电子转移通常发生在电池中，它是指金属离子获得电子后变成原子形态的过程。
在电池中，负电极为阴极，接受电子，金属离子还原成金属原子；正电极为阳极，释放电子，金属原子被氧化成金属离子。
化学反应则是指在离子迁移和电子转移过程中形成化学反应产物的过程。
电化学反应的动力学电化学反应的动力学主要涉及到反应速率和电化学反应的热力学。
反应速率是指反应中物质的转化速度和反应物浓度之间的关系。
电化学反应的热力学则是指反应中能量的变化和熵的变化，其中最重要的是标准电动势和电池电势。
标准电动势是指1mol化学反应产生的电动势，它是衡量反应对电能转化的能力的重要指标。
电池电势是指电池内离子在沿电势梯度迁移过程中产生的电位差。
制备、性能测试与模拟计算过程为电池的几个基本步骤。
理论计算结果为实验组在新型电池领域实现更好的性能提供了重要的参考值。
电化学反应的应用电化学反应的应用涵盖了各个领域，它广泛地应用于化学、材料、物理等多个领域。
其中最重要的应用之一是电池技术，在移动电源领域有重要的应用。
电池可以将化学能转化为电能，而反应物和产物以及证明整个反应过程，所涉及到的机理和动力学。
电化学反应也应用于腐蚀控制、电解析、电电压计等多个方面。
总体来说，电化学反应是化学领域中极为重要的分支之一，涉及到的知识面较广，丰富多样。
在今后的学习和研究中，我们需要深入了解电化学反应的机理、动力学以及应用，以便更好地实现电化学反应的应用和发展。
物理化学电化学课件
重金属离子去除。
物理化学电化学的发展历程
早期发展
物理化学电化学的早期发展可以追溯到18世纪，当时科学家开始研究电解现象和电池的 原理。
现代发展
20世纪以来，随着电子学和材料科学的快速发展，物理化学电化学在能源转换和储存、 工业应用以及环境监测与治理等领域取得了重要突破。
未来展望
随着可再生能源和环保意识的不断提高，物理化学电化学在未来将发挥更加重要的作用。 未来研究方向包括新型电池和燃料电池技术的开发、高效能量转换与储存材料的探索以及 环境友好型电化学过程的开发等。
恒温水浴
用于控制实验温度，保证实验 结果的准确性和可靠性。
电化学实验操作与安全
实验前应仔细阅读相关 操作规程和注意事项， 确保实验安全。
在实验过程中，应佩戴 防护眼镜、实验服和化 学防护手套等个人防护 用品。
避免使用易燃、易爆、 有毒或有腐蚀性的试剂 ，并确保实验室有良好 的通风 系统。
在实验结束后，应按照 实验室规定正确处理废 弃物，并确保实验室安 全卫生。
要点二
详细描述
物理化学电化学在生物医学领域的应用广泛，如生物传感 器、药物输送等。生物传感器可用于检测生物体内的物质 浓度，为疾病的诊断和治疗提供依据。药物输送方面，利 用物理化学电化学方法可将药物精准地输送到病变部位， 提高药物的疗效并降低副作用。此外，物理化学电化学还 可用于基因治疗、组织工程等领域的研究和应用。
电感的感抗
电感是衡量线圈产生自感电动 势能力的物理量，定义为线圈 的自感电动势与通过线圈的电 流的比值。
电容与电感的应用
电容和电感在电子电路中有着 广泛的应用，如滤波器、振荡 器、变压器等。
电解与电镀
电解的概念
电解是将电能转化为化学能的化 学反应过程，通过电解可实现金 属的提取和精炼、电解反应的合
物理化学习题答案-电化学部分
物理化学-电化学部分习题答案4. 在18 o C 时，已知0.01 mol/dm 3 KCl 溶液的电导率为0.12205 S m -1，用同一电导池测出0.01 mol/dm 3 KCl 和0.001 mol/dm 3 K 2SO 4的电阻分别为145.00 Ω和712.2 Ω。
试求算（1）电导池常数；（2）0.001 mol/dm 3 K 2SO 4溶液的摩尔电导率。
解. （1）用标准KCl 溶液求电导池常数：170.1700.14512205.0-=⨯===m R GK cell κκ（2）K 2SO 4溶液的摩尔电导率：12302485.02.71210001.071.17-⋅⋅=⨯⨯====Λmol m S cR K c G K ccell cell m κ8. 在25 o C 时，一电导池充以0.01 mol/dm 3 KCl 和0.1 mol/dm 3 NH 3·H 2O 溶液，测出两溶液的电阻分别为525 Ω和2030 Ω，试计算此时NH 3·H 2O 溶液的解离度。
已知25 o C 时0.01 mol/dm 3 KCl 的电导率为0.1409 S m -1，()()121240198.0,00734.0--∞-+∞⋅⋅=⋅⋅=mol m S OH mol m S NH m m λλ 解. 用标准KCl 溶液求电导池常数：()()()()KCl R KCl KCl G KCl K cell κκ==0.1 mol/dm 3 NH 3·H 2O 溶液的电导率为：()()()()()123232303643.020305251409.0-⋅=⨯=⋅=⋅=⋅m S O H NH R KCl R KCl O H NH G K O H NH cell κκ0.1 mol/dm 3 NH 3·H 2O 溶液的摩尔电导率为：()()()124323232310643.3101.003643.0--⋅⋅⨯=⨯=⋅⋅=⋅Λmol m S O H NH c O H NH O H NH m κ ()()()1242302714.00198.000734.0--∞+∞∞⋅⋅=+=+=⋅Λmol m S OHNH O H NH m m m λλ NH 3·H 2O 溶液的解离度：()()0134.002714.010643.342323=⨯=⋅Λ⋅Λ=-∞O H NH O H NH m m α12. 在18 o C 时，测得CaF 2饱和水溶液及配制该溶液的纯水的电导率分别为3.83×10-3 和1.5×10-4 S m -1。
物理化学-电化学部分课件电解质溶液—(2)
1
1
+
m± = (m+ m− )
对1-1价电解质 对1-2价电解质
ν− ν
= [(ν + mB )ν + (ν − mB )ν − ]ν = (ν +ν ν −ν )ν mB
_
m± = mB
Na 2SO 4 (B)
3 ±
m± = 4mB mB 3 a± = 4 ⋅ γ ± m
3
2 γ ± = (γ + γ − )
弛豫效应（relaxation effect） 由于每个离子周围都有一个 离子氛，在外电场作用下，正负 离子作逆向迁移，原来的离子氛 要拆散，新离子氛需建立，这里 有一个时间差，称为弛豫时间。 在弛豫时间里，离子氛会变得不对称，对中心 离子的移动产生阻力，称为弛豫力。这力使离子迁 移速率下降，从而使摩尔电导率降低。
c
这个理论很好地解释了Kohlrausch的经验式：
∞ Λm =Λm − A
c
离子平均活度因子
γ±
±
def
ν + ν − 1ν (γ γ )
+ −
离子平均质量摩尔浓度 def (mν + mν − )1ν m
+ −
m± a± = γ ± m
aB
ν+ ν− =a a
+ −
= aν
±
m± ν = (γ ± ) m
从电解质B的 mB求
m+ = ν + mB
ν+
m± m− = ν − mB
离子强度
从大量实验事实看出，影响离子平均活度因子 的主要因素是离子的浓度和价数，而且价数的影响 更显著。 1921年，Lewis提出了离子强度的概念。当浓 度用质量摩尔浓度表示时，离子强度 I 等于：
(完整版)物理化学2试卷及答案
《物理化学2》模拟试题一 判断题（正确的记“ √ ”，错误的记“ × ”）1.电池的负极，在电池工作时，按电化学的规定应该是阳极。
( )2.恒温下,某电解质溶液的浓度由0.02mol•L -1增加为0.20mol•L -1,则摩尔电导率也随之增加。
( )3. 电解时，实际分解电压与理论分解电压不同是由于极化作用造成超电势，使阴极负移，阳极正移。
( )4.催化剂能改变反应到达的平衡的时间，但对已经达到平衡的反应无影响，不影响平衡常数。
( )5.表面活性物质的HLB 值越大，表示其亲水性越强、亲油性越弱。
( )6.表面张力随着溶质的加入而增大者，Г为正值，是正吸附，表面活性物质就属于这种情况。
( )7.水在毛细管中上升的高度与水的表面张力和毛细管的内径成正比。
( ) 8.同温度下，小水珠的饱和蒸汽压大于水平液面的饱和蒸汽压。
( ) 9. 胶体的电泳现象表明胶体粒子带电，电渗现象表明胶体系统中分散介质带电。
( )10.大大过量电解质的存在对溶胶起稳定作用，少量电解质的存在对溶胶起破坏作用。
( )二 单项选择题1. 混合电解质溶液0.01mol·kg -1KCl 和0.02mol·kg -1NaCl 的离子强度是( )A 、0.02mol·kg -1B 、0.03mol·kg -1C 、0.04mol·kg -1D 、0.05mol·kg -1 2. 强电解质CaCl 2水溶液的离子平均活度±α与电解质活度B α之间的关系为 ( )A 、B αα=± B 、3B αα=±C 、2/1B αα=±D 、3/1B αα=±3. 在应用对消法测定电池电动势的实验中，通常必须用到( )A 、标准氢电极B 、标准电池C 、甘汞电极D 、活度为1的溶液 4. 某化学反应中，若反应物消耗7/8所需的时间是它消耗1/2所需时间的3倍，则该化学反应的级数为( )A 、-1B 、0C 、1D 、25. 水在某毛细管内上升高度为h ，若将此管垂直地向水深处插下，露在水面以上的高度为h/2，或将毛细管在h/2高度处折弯，则( )A 、水会不断冒B 、水不流出，管内液面凸起C 、水不流出，管内凹液面的曲率半径增大为原先的2倍D 、水不流出，管内凹液面的曲率半径减小为原先的一半 6. 人工降雨是将AgI 微细晶粒喷洒在积雨云层中，目的是为降雨提供( ) A 、晶核 B 、湿度 C 、温度 D 、都不是7. 微小晶体与同一种的大块晶体相比较，下列说法中不正确的是( ) A 、微小晶体的饱和蒸气压大 B 、微小晶体的表面张力未变 C 、微小晶体的溶解度小 D 、微小晶体的熔点较低 8. 下列关于乳状液的描述中，正确的是( )A 、乳状液属于胶体分散体系B 、乳状液的类型取决于水、油两相的体积C 、O/W 型乳状液不能转型为W/O 型乳状液D 、能被水稀释的乳状液属于O/W 型乳状液 9. 区别溶胶与真溶液最简单而灵敏的方法是( )A 、观察丁铎尔效应B 、超显微镜测定粒子大小C 、乳光计测定粒子浓度D 、 测定ζ电10.过量的AgNO 3溶液与KI 溶制得AgI 溶胶，下列电解质聚沉能力最强的是( ) A 、NaCl B 、FeCl 3 C 、MgSO 4 D 、K 3PO 4三 填空题1. 朗缪尔单分子层吸附理论的基本假设有 、 、 和吸附平衡是动态平衡。
物理化学-第五章电化学 (2)
←Cl–
Cu
Cu2+→
在Cu电极与溶液的界面处，Cu2+得到电 子e–变成金属Cu： Cu2+ + 2e– →Cu
CuCl2溶液
电解池
还原反应
Cu电极为阴极
电极反应------化学反应
16
+ – e–
电解质溶液的导电总过程： (1) 电池负极上的电子由Cu电极进入 电解质, 电子在Cu电极被Cu2+消耗。
因此 k = Kcell· G = Kcell· R
首先确定电导池常数
1
28
(1) 电导池常数(Kcell)的测定
l Kcell = A
电导池常数Kcell的测定方法：不能采用几何方法测量，而是用 间接的方法测量。将一个已知电导率的溶液(通常是KCl溶液)注 入到电导池中，测量出溶液的电阻或电导，代入下式，即可求 得电导池常数。
298.15K 11.173 1.2886 0.14114
由此可见对于浓度不同的同种电解质，其电导率是不同的，因 此不能用电导率来描述电解质的导电能力，不能用来比较几种 电解质的导电能力。
22
二. 摩尔电导 (摩尔电导率) 1. 摩尔电导(摩尔电导率)：在相距1m的两个平行电极之间， 放置含有1mol电解质的溶液，此溶液的电导称为摩尔电导 率。 2. 符号：m 3.摩尔电导率与电导率的关系
在电极与溶液的界面上有电子得失的反应发生；
溶液内部有离子作定向迁移运动。
3. 极板与溶液界面上进行的化学反应电极反应
两个电极反应之和为总的化学反应： 原电池电池反应； 电解池电解反应
18
§5-3 电解质溶液的电导 一. 电导与电导率 在电学中,第一类导体的导电能力是用电阻R表示。 在电化学中,电解质溶液的导电能力用电导G (L)来表示。 1. 电导的概念 电导G(L)——是导体导电能力大小的量度，为电阻的倒数。 G= 1 电导的单位：S（西门子 )或1（姆欧） 1 因此：G = ρ A l
物理化学答案——第七章-电化学
第七章 电化学（一）基本公式和内容提要1 Faraday （法拉第）定律定义：当电流通过电解质溶液时，通过每个电极的电量与发生在该电极上电极反应的物质的量成正比。
Q = nzF2 离子迁移数定义：每种离子所传输的电量在通过溶液的总电量中所占的分数，以t 表示 Q r t Q r r ++++-==+, Q r t Qr r ---+-==+3 电导G ，电导率κ，摩尔电导率m Λ1I G RU -==1κρ=， A G lκ=m m V cκκΛ== 1c e l ll K R R Aκρ===其中，cell l K A=为电导池常数，c 为电解质的浓度，单位是mol/m 34 离子独立运动定律m ∞Λ = ｖ+()m A λ∞+ + ｖ-()m B λ∞-对于强电解质，在浓度较低的范围内，有下列经验关系（科尔劳乌施经验关系）：(1m m β∞Λ=Λ-对于弱电解质： m m α∞Λ=Λ （其中，α为解离度）5 离子平均活度a ±和离子平均活度系数γ±电解质的活度：(/)v v v va a a a m m θγ+-+-±±±===其中，1/()v v v γγγ+-±+-= ， 1/()v v vm m m +-±+-=6 德拜-休克尔极限公式ln Az z γ±+-=-式中I 为溶液离子强度212i iI m z =∑；在298 K 的水溶液中，11221.172kg molA -=，上式适用于10.01m ol kg I -≤ 的稀溶液。
7 可逆电池热力学r m G n E Fθθ∆=- (只做电功) r mG nEF ∆=-(只做电功)ln R T E K nFθθ=()()r mr m p pG ES nF T T∂∆∂∆=-=∂∂式中，()p E T∂∂是电池电动势随温度的变化率，称为电池电动势的温度系数。
物理化学电化学习题及答案
物理化学电化学习题及答案物理化学电化学习题及答案电化学是研究电与化学的相互关系的学科，是物理化学的重要分支之一。
在电化学中，我们经常会遇到一些习题，通过解答这些习题可以更好地理解电化学的原理和应用。
下面将给出一些典型的物理化学电化学习题及其详细解答。
习题一：在标准状态下，计算以下电池的标准电动势：（1）Zn | Zn2+（0.1 M） || Cu2+（0.01 M） | Cu（2）Al | Al3+（0.01 M） || Ag+（0.1 M） | Ag解答一：（1）根据标准电动势的定义，标准电动势等于阳极的标准电势减去阴极的标准电势。
在该电池中，Zn 是阳极，Cu 是阴极。
根据标准电极电势表，Zn2+/Zn 的标准电势为-0.76 V，Cu2+/Cu 的标准电势为0.34 V。
因此，该电池的标准电动势为0.34 V - (-0.76 V) = 1.10 V。
（2）在该电池中，Al 是阳极，Ag 是阴极。
根据标准电极电势表，Al3+/Al 的标准电势为-1.66 V，Ag+/Ag 的标准电势为0.80 V。
因此，该电池的标准电动势为0.80 V - (-1.66 V) = 2.46 V。
习题二：在电解质溶液中，电解质的浓度对电解过程有影响。
计算以下电池的电动势变化：（1）Zn | Zn2+（0.1 M） || Cu2+（0.01 M） | Cu（2）Al | Al3+（0.01 M） || Ag+（0.1 M） | Ag解答二：（1）根据液体电池的电动势公式，电动势等于标准电动势减去（0.059/n）log([Cu2+]/[Zn2+])，其中 n 为电子转移数，[Cu2+] 和 [Zn2+] 分别为 Cu2+ 和Zn2+ 的浓度。
在该电池中，n = 2，[Cu2+] = 0.01 M，[Zn2+] = 0.1 M。
代入公式计算得到电动势为 1.10 V - (0.059/2)log(0.01/0.1) ≈ 1.09 V。
《物理化学》(电化学)知识点汇总
可逆电池热力学
一、电池反应的能斯特方程
aA dD gG hH
rGm
rGm
RT
ln
aGg aHh aAa aDd
(rGm )T ,P zEF
rGm zE F
EE
RT zF
ln
aGg aHh aAa aDd
能斯特方程
三、电极反应的能斯特方程
§5.5 原电池
等温、等压封闭体系： GT , p W '
可逆电化学反应：
rGT , p zEF
电池的书写方式
1. 发生氧化反应的负极写在左边，发生还原反应的正极写在右边。
2. 用单垂线“│”表示不同物相的界面，表明有接界电势的存在。 这种界面包括电极与溶液的界面，惰性电极与依附其上的气体或 液体之间的界面；用双垂线“ || ”代表盐桥，用以消除两种液体 的接界电势；用“，”代表混合溶液中的不同组分。
H / H2
H / H2
RT F
1 ln
aH
H2 Pt
0 8.314 298 ln1107 0.29 0.704V 96500
Fe2 / Fe H / H2 Zn2 / Zn， Fe最先析出
H / H2
H / H2
RT F
ln 1 aH
H2 Fe
0 8.314 298 ln1107 0.4 0.814V
m 则可以通过电解质的质量摩尔浓度计算得到。
1
m 对于质量摩尔浓度为
m
的电解质溶液有：
m m m m
1
m
(m
m
)
1
m
m
二、离子强度
物理化学—电化学练习题及参考答案(2)-推荐下载
电化学B一、选择题1. p 和298 K下，把Pb和Cu(Ac)2溶液发生的反应安排为电池，当获得可逆电功为91.84 kJ时，电池同时吸热213.6 kJ，因此该过程有：（）(A) ∆r U>0, ∆r S>0 (B) ∆r U<0, ∆r S>0(C) ∆r U>0, ∆r S<0 (D) ∆r U<0, ∆r S<02. 在应用电位计测定电动势的实验中，通常必须用到：（）(A) 标准电池(B) 标准氢电极(C) 甘汞电极(D) 活度为1的电解质溶液3. 下列电池中液接电势不能被忽略的是：( )(A) Pt, H2(p1)│HCl(m1)│H2(p2), Pt(B) Pt, H2(p)│HCl(m1)‖HCl(m2)│H2(p), Pt(C) Pt, H2(p)│HCl(m1)┆HCl(m2)│H2(p), Pt(D) Pt, H2(p)│HCl(m1)│AgCl,Ag-Ag,AgCl│HCl(m1)│H2(p), Pt4. 某电池反应为:Hg2Cl2(s)＋H2(p )─→2 Hg(l)＋2 H+(a=1)＋2 Cl-(a=1)已知:E ＝0.268 V, (∂E/∂T)p＝-3.2×10-4 V·K-1, 则∆r S m为：( )(A) -61.76 J·K-1·mol-1(B) -30.88 J·K-1·mol-1(C) 62.028 J·K-1·mol-1(D) -0.268 J·K-1·mol-15. 电池中使用盐桥的作用是：（）(A) 使电池变成无液体接界的可逆电池(B) 基本消除电池中的液体接界电势(C) 消除电池中存在的扩散现象(D) 使液体接界电势为零6. 用对消法测定电池电动势，若实验中发现检流计始终偏向一边，则可能原因是：（）(A) 被测定电池温度不均匀(B) 被测定电池的两极接反了(C) 搅拌不充分使浓度不均匀(D) 检流计灵敏度差7. 将一铂丝两端分别浸入含0.1 mol·dm-3 Sn2+和0.01 mol·dm-3 Sn4+的溶液中，这时的电位差为：（）(A)E(Sn4+|Sn2+)+0.059/2 (B)E(Sn4+|Sn2+)+0.059(C)E(Sn4+|Sn2+) - 0.059 (D)E(Sn4+|Sn2+) - 0.059/28. 测定电池电动势时，标准电池的作用是：（）(A) 提供标准电极电势(B) 提供标准电流(C) 提供标准电位差(D) 提供稳定的电压9. 当电池的电动势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K a=110. 下列电池中,电动势与氯离子活度无关的电池是：(A) Zn│ZnCl2(aq)‖KCl(aq)│AgCl│Ag(B) Pt│H2│HCl(aq)│Cl2│Pt(C) Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl2│Pt(D) Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag二、填空题11. 电池Hg│Hg2Cl2│HCl(a)│Cl2(p )│(Pt)在25℃, a = 0.1 时, E = 1.135 Va = 0.01 时, E = ______12. 将反应H2(g) + PbSO4(s) → Pb(s) + H2SO4(aq)设计成电池的表示式为：_______________________________________________________。
物理化学电化学总结
物理化学电化学总结1. 引言物理化学电化学是研究化学过程中涉及电子转移的科学。
随着电子技术的发展，电化学的研究在科学和工程中扮演着重要的角色。
本文将总结物理化学电化学的基本概念、原理和应用。
2. 电化学基础电化学是研究电子转移和化学反应之间相互关系的学科。
它的基础是电解质溶液中的电离和电极上的电荷转移过程。
2.1 电解质溶液电解质溶液是指在溶解过程中离解成离子的化合物，如盐类、酸类和碱类。
在电解质溶液中，离子之间发生相互作用，并形成离子云。
这些离子可以通过电荷转移参与化学反应。
2.2 电极电极是电解质溶液中电子转移的场所。
根据电极上产生和接收电子的能力，可以将电极分为氧化剂和还原剂。
•氧化剂：具有高电子亲和性的物质，可接受电子，将其本身还原。
•还原剂：具有低电子亲和性的物质，可提供电子，将其本身氧化。
2.3 电池电池是利用化学能产生电能的装置。
它由正极、负极和电解质溶液组成。
电池中的化学反应将化学能转化为电能。
•正极：发生氧化反应的电极。
•负极：发生还原反应的电极。
3. 电化学过程电化学过程涉及到两个重要的过程：氧化和还原。
3.1 氧化反应氧化反应指物质失去电子而增加氧化态的过程。
氧化反应在正极发生，是电池中电荷转移的起点。
例如，铜（Cu）在溶液中氧化为二价铜离子（Cu2+）的反应方程式为：Cu -> Cu2+ + 2e-3.2 还原反应还原反应指物质获得电子而减少氧化态的过程。
还原反应在负极发生。
例如，二价铜离子（Cu2+）在负极还原成纯铜（Cu）的反应方程式为：Cu2+ + 2e- -> Cu3.3 电解电解是指通过外加电势将化合物分解成离子。
电解可以是非自发的，需要外加电势才能进行。
例如，将氯化钠溶液通过电解分解成氯离子和钠离子的反应方程式为：2NaCl -> 2Na+ + 2Cl-4. 应用电化学在许多领域都有广泛的应用，包括电池、腐蚀、电镀和电分析等。
4.1 电池电池是电化学最常见的应用之一。
理解物理化学中的电化学过程
理解物理化学中的电化学过程物理化学是研究物质性质和变化规律的一门学科，其中电化学是其重要分支之一。
电化学过程指的是在电化学反应中，原子、分子或离子通过电流传输以进行化学反应的过程。
电化学过程不仅在工业生产中有重要应用，还在环境保护和能源存储等领域具有广泛的意义。
本文将从电化学基本概念、电极反应和电化学动力学三个方面来探讨理解物理化学中的电化学过程。
一、电化学基本概念在介绍电化学过程前，先来了解一些电化学的基本概念。
1. 电解和电池电解是指在电解质溶液中，通过施加电压使物质发生化学变化的过程。
而电池则是将化学能转化为电能的装置，包括蓄电池和电解池两种。
蓄电池可以反复充放电，用于储存和输出电能；而电解池则是实现电化学反应的场所。
2. 电解质和非电解质电解质是在溶液中能够产生离子的物质，如盐酸、硫酸等；而非电解质则是不能产生离子的物质，如蔗糖、乙醇等。
在电化学过程中，电解质的离子起着重要的作用。
二、电极反应电极反应是电化学过程中的核心内容，分为氧化反应和还原反应两种。
氧化反应指的是物质失去电子的过程，而还原反应则是物质获得电子的过程。
在电池或电解池中，电子从氧化反应的物质转移到还原反应的物质中，完成电化学反应。
在电化学反应中，通常需要用两种电极：阳极和阴极。
阳极是氧化反应发生的地方，而阴极则是还原反应发生的地方。
通过外部电源的作用，将阳极和阴极连接起来，电流就会流动，电化学反应随之发生。
三、电化学动力学电化学动力学研究的是电化学反应的速率和机理。
在电化学过程中，电流和反应速率之间存在关系，称为法拉第定律。
法拉第定律指出，电流的大小与参与反应的物质的物质的物质转移的速率成正比，与化学反应的速率成正比。
此外，电化学动力学还研究了电化学反应的热力学性质，例如电动势和化学平衡。
电动势是指电化学电池转化化学能为电能的能力，用于评估电化学反应的能力和方向。
而化学平衡则描述了电化学反应的平衡状态，包括电极处的浓度、温度和压力等因素。
物理化学中的电化学反应机理
物理化学中的电化学反应机理电化学反应是物理化学中的一个重要分支，它研究电子、离子、分子之间的相互作用及其在化学反应中所起的作用。
其中，电化学反应机理是电化学研究的核心。
本文将从电化学反应的基本概念、电化学反应的类型、电化学反应机理及其应用等方面进行探讨。
一、电化学反应的基本概念电化学反应是由电子、离子或电场引起的化学反应，它是化学与物理之间的交叉领域。
在电解质溶液中，若在两个半导体金属板之间加上外电势，在电势作用下离子将沉积于电极上，或由电极上脱离，并在电子、离子之间形成化学反应，这种反应即称为电化学反应。
电化学反应需要电极，电极是将电化学反应中参与反应的物质，将它们与反应的溶液分开的一个界面。
正极是引发还原反应的电极，负极则促进氧化反应。
电化学反应受到电极电位、离子活度等因素的影响。
二、电化学反应的类型电化学反应类型通常分两类。
一类称为电解反应，它是通过电能转化成化学能的过程。
电解质溶液中的阳、阴离子在电解时，分别向阴、阳极靠拢，产生电化学反应，电解反应称为电解质阳、阴离子填充或消耗的过程，同时也是化学还原剂、氧化剂生成或失活的过程。
另一类称为电池反应，电池反应是利用化学能转化成电能的过程。
它是在两个半电池之间建立起外电路，半电池中的物质发生氧化还原反应，由于电子转移，电子产生电流的流动，完成了把化学能转化为电能的过程。
三、电化学反应机理电化学反应机理是指电化学反应发生时，离子与电子之间的相互作用过程。
电极反应的发生需要在电极表面建立一层相应的离子界面和电荷界面，而反应速率则受到界面电荷的影响。
电化学反应机理是用来描述电化学反应过程的，通过研究机理，可以更好地理解电化学反应及其规律。
以阴极还原反应为例，当电化学反应发生在阴极上，阴极表面的金属得到电子，从而转化为离子。
因此，在阴极上，反应物接受电子，得出固态产物，并且触发电子传输过程。
电子传输的能力越强，则阴极还原反应越容易发生。
四、电化学反应的应用电化学反应机理已经在很多方面得到了应用，包括电化学合成、电化学储能、电化学分析等领域。
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(A) QR＝H (B) QR＝zFT(E/T)p (C) QR＝zFE(E/T)p (D) QR＝nEF
16. 2 分 (3808)3808
在10 cm3 浓度为 1 mol·dm-3 的KOH溶液中加入10 cm3水，其电导率将： （ ）
(A) 增加 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不能确定
22. 2 分 (3601)3601
如在标准状况下，阳极析出 22.4 dm3氧气（电流效率 100％）,则通过电池的电量为_______ 。
23. 2 分 (4110)4110
(C) 离子荷质比大 (D) 离子水化半径小
15. 2 分 (4294)4294
某电池在 298 K、p下可逆放电时，放出 100 J 的热量，则该电池反应的焓变值rHm为:( (A) 100 J (B) > 100 J (C) < -100 J (D) –100 J
(A) 电池是否可逆 (B) 电池反应是否已达平衡
(C) 电池反应自发进行的方向 (D) 电池反应的限度
8. 2 分 (3885)3885
在一定温度下稀释电解质溶液,电导率 ??和摩尔电导率?m将怎样变化? （ ）
(A) x/y (B) y/x (C) (x-y)/x (D) (y-x)/y
3. 2 分 (4347)4347
电池可逆对外作电功时, 热效应QR的表示式为： （ ）
其摩尔电导率将 (A) 增加 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不能确定
17. 2 分 (4514)4514
反应 Cu2+(a1)─→Cu+(a2), 已知 a1>a2, 可构成两种电池
10. 2 分 (3884)3884
电导测定应用广泛，但下列问题中哪个是不能用电导测定来解决的? （ ）
求难溶盐的溶解度B求弱电解质的解离度
C求平均活度系数D测电解质溶液的浓度
11. 2 分 (4401)4401
已知下列两个电极反应的标准电极电位为：
(B) Pt, H2(p)│HCl(m1)‖HCl(m2)│H2(p), Pt
(C) Pt, H2(p)│HCl(m1)┆HCl(m2)│H2(p), Pt
(D) Pt, H2(p)│HCl(m1)│AgCl,Ag-Ag,AgCl│HCl(m1)│H2(p), Pt
C 电池反应自发进行的方向 D电池反应是否达到平衡
6. 2 分 (3881)3881
室温下无限稀释的水溶液中，离子摩尔电导率最大的是： （ ）
(A) ?La3+ (B) ?Ca2+ (C) NH4+ (D) OH -
7. 2 分 (4245)4245
一个电池反应确定的电池,E 值的正或负可以用来说明: ( )
对于给定离子B，应当满足下列条件中的哪几个，才能使离子的摩尔电导率?m,B和离子淌度UB为常数。（a）强电解质溶液；（b）无限稀释溶液；（c）一定温度下；（d）一定溶剂下；（e）一定的共存离子。 （ ）
a， b， c， d (B) a， b， c， d， e (C) b， c， d (D) b， c， d， e
2. 2 分 (3675)3675
在 Hittorff 法测迁移数的实验中，用 Ag 电极电解 AgNO3溶液，测出在阳极部
AgNO3的浓度增加了 x mol，而串联在电路中的 Ag 库仑计上有 y mol 的 Ag 析出,
则Ag+离子迁移数为： ( )
物理化学试卷电化学2
1. 2 分 (4151)4151
298 K时，应用盐桥将反应H+ + OH - = H2O(l)设计成的电池是： （ ）
(A) Pt,H2|OH -||H+|H2,Pt B Pt,H2|H+||OH -|H2,Pt
C Pt,O2|H+||OH -|O2,Pt D Pt,H2|H+||OH -|O2,Pt
Pt│H2(p)│H+(a=1)‖CuSO4(0.01 mol·kg-1)│Cu(s)
若在右边溶液中加入 0.1 mol·kg-1的 CuSO4溶液, 则电池的电动势将： ( )
(A) 增加 (B) 下降 (C) 不变 (D) 无法判断
(A) 0.184 V (B) 0.352 V (C) -0.184 V (D) 0.153 V
12. 2 分 (3888)3888
Cu2++ 2e-─→ Cu(s) = 0.337 V Cu++ e-─→ Cu(s) = 0.521 V
由此可算得 Cu2++ e-─→ Cu+的 值为： ( )
18. 2 分 (3928)3928
已知298 K时， 1.499×10-2 ，2.487×10-2 ，1.265×10-2 ，则为： （ ）
0.277×10-2 B 2.721×10-2
C 2.253×10-2 D 5.251×10-2
19. 2 分 (4339)4339
14. 2 分 (3653)3653
水溶液中氢和氢氧根离子的电淌度特别大，究其原因，下述分析哪个对？ （ ）
(A) 发生电子传导 (B) 发生质子传导
这两个电池电动势 E1与E2的关系为： ( )
(A) E1＝E2 (B) E1＝2 E2 (C) E1＝E2 (D) 无法比较
(A) ??增大，?m减小 (B) ??增大，?m增大
(C) ??变化不一定，?m增大 (D) ??先增后减，?m增大
9. 2 分 (4513)4513
在 298 K时有如下电池：
(A) 3.81×10-9 S·m-1 B 3.81×10-6 S·m-1
C 7.63×10-9 S·m-1 D 7.63×10-6 S·m-1
5. 2 分 (4173)4173
一个电池E值的正或负可以用来说明： （ ）
电池是否可逆 B电池反应自发进行的方向和限度
(1) Cu(s)│Cu2+(a2)‖Cu2+(a1)│Cu(s)
(2) Pt│Cu2+(a2),Cu+(a＇)‖Cu2+(a1),Cu+(a＇)│Pt
二、填空题 ( 共10题 20分 )
21. 2 分 (4156)4156
将反应Hg(l) + 2KOH(aq) → HgO(s) + H2O(l) + 2K(Hg)(aam)设计成电池的表示式为：
___________________________________________________________________。
13. 2 分 (4573)4573
下列电池中液接电势不能被忽略的是： ( )
(A) Pt, H2(p1)│HCl(m1)│H2(p2), Pt
(A) QR=?rHm (B) QR=zFT (C) QR=zEF (D) QR=?rHm+?rGm
4. 2 分 (3902)3902
已知4.89×10-2 ，此时(291K)纯水中的m(H+)= m(OH-)=7.8×10-8 mol·kg-1，则该温度下纯水的电导率 ??为： （ ）
常用的铅蓄电池，工作时发生的电池反应为：
___________________________________________________________________________________。
24. 2 分 (3843)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2.88×10-2，1.203×10-2，1.298×10-2 S·m2·mol-1，那么 18℃时 NH3·H2O 的 = ____________ 。
25. 2 分 (4407)4407
电池 Hg│Hg2Cl2│HCl(a)│Cl2(p)│(Pt)
在 25℃ , a = 0.1 时 , E = 1.135 V a = 0.01 时 , E = ______