电化学相平衡-习题课

C(s) O 2 (g) CO 2 (g)
C S R R' 4 2 0 2 2 f C 1 2 2 1 1
1 CO(g) O2 (g) CO2 (g) ，三个中只有两个是独立的。 2
1 C(s) O2 (g) CO(g) 2
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11. 10 分 (4255) 电池 Hg│Hg2Br2(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？
(HAc) 0.0415 , m (HAc)
c(H ) c
c Ka ( $ ) 1.80 10 5 1 c

2
20
7. 5 分 (4396) 将Ag(s)插入AgNO3(0.001 mol· kg-1)与NaCl(0.01 mol· kg-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=1.7×10-10，设活度系数 均为1。
1
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= .
，
答6,2,6
C S 6
Φ2
2
f C Φ 3 (S 1) 2 3 S 2
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 ________ 。
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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 2.88×10-2，1.203×10-2，1.298×10-2 S· m2· mol-1，那么 18℃时 NH3· H2 O 的 m= ____________ 。
一、选择与填空题
1. (2435) CuSO4与水可生成CuSO4ּH2O，CuSO43 H2O， 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
[答] (B) 因为等温下,f*=2-Φ+1 Φ最多为3 所以， 除水蒸汽相外,最多可有两种水合盐
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答：（1）根据
故在p下，与 Na 2 CO 3 水溶液及冰共 存的含水盐最多只有1种。 （2）同理
3
f * C 1 2 1 0
f * 2 1 0 3
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所以，在20 ℃时，与水蒸气平衡共存的含水 盐最多只有2种。
*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。
[ 答]
(B)
G 150 kJ Qr 80kJ
'
4
H W Q 230kJ
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 J·K1·mol-1，则电池电动势的温度系数 (E/T ) 为： ( ) p (A) 1.70×10-4 V·K-1 (B) 1.10×10-6 V·K-1 (C) 1.01×10-1 V·K-1 (D) 3.40×10-4 V·K-1
)
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3. 2 分 (3915) 在10 cm3 1mol·dm-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。
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10. 4682 将 Ag 电极插入体积为 100 cm3的 0.1 mol·dm-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 mol·dm-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
[答] (1) (A) (2) (C)
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4. (4287) 已知 298.15 K 及 101325 Pa 压力下，反应 A(s) + 2BD(aq) = AD2(aq) + 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 kJ·mol-1 (B) -230 kJ·mol-1 (C) -232.5 kJ·mol-1 (D) -277.5 kJ·mol-1
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9. 10 分 (4324) 电池 Pt│H2(p)│H2SO4(0.01 mol·dm-3)│O2(p)│Pt 298 K时, E＝1.228 V , fHmФ (298 K,H2O(l))＝－286.06 kJ·mol-1 (A) 求该电池的(E/T)p (B) 已知273－298 K间, rHmФ为常数, 求273 K时之E 值 。
电动势为 E1
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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)
答：（1）二相； （2）二相
(2422)[答] f = 3 (2432) [答] f=C-Φ+3
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1. 2 分 (4389) 盐桥的作用是： （ ） 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 (C) H > Q (D) H与Q的 关系不定
Ksp a(Tl )a(Cl- )
2 c(Tl )c(Cl- )
(c$ )2
5.4094 在25℃时，0.01 mol· dm-3浓度的醋酸水溶液的摩尔电导率是 16.20×10-4 S· m 2· mol-1，而无限稀释下的极限摩尔电导率是 390.7×10-4 S· m 2· mol-1。计算： ⑴ 0.01 mol· dm-3的醋酸水溶液在25℃时的pH值 ⑵ 25℃，0.1 mol· dm-3的醋酸水溶液的摩尔电导率和pH。
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.有限电流通过电池 D. 无限小的电流通过
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6. 2 分 (3820) 用同一电导池分别测定浓度为 0.01 mol·dm-3和 0.1 mol·dm-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___________。
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8. 10 分 (4321) 298 K时，下列电池的 Ag(s)│AgCl(s)│HCl(a=1)│H2(p)│Pt E/V＝0.160235＋1.0023×10-3T/K－2.541×10-6(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。
（2）反应前四种物质都有时：
f ( S R R') 2 (4 1 0) 2 2 3
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4.4093 25℃时，TlCl在纯水中的溶解度为1.607×10-2 mol· dm-3， 在0.100 mol· dm-3 NaCl溶液中的溶解度是3.95×10-3 mol· dm-3，TlCl的活度积是2.022×10-4，试求在不含NaCl和 含有0.1000 mol· dm-3 NaCl的TlCl饱和溶液中离子平均活度 系数。
2 4
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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 。
所以
3.(2567) 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
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（1）只有 ( NH 4 ) 2 CO 3 (s) 存在，指的是
NH 3 (g), H 2 O(g), CO 2 (g)
均由 ( NH 4 ) 2 CO 3 (s) 分解出来的，所以有两个浓度限制条件。
f C 2 ( S R R') 2 (4 1 2) 2 2 1
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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)。
E r S m nF T p
5
6. (4455)
已知 Tl++ e-＝ Tl，
Tl3++ 3e-＝ Tl， 则 Tl3++ 2e-＝ Tl+
1$ = -0.34 V，
$ = 0.72 V， 2
$ 3
的
= _____ 。
6
7. (4440) 已知： (1) Cu│Cu2+(a2)‖Cu2+(a1)│Cu (2)Pt│Cu2+(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
10. 2 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
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二、计算题
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pΘ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？