電化學(xué)習(xí)題專業(yè)知識(shí)講座市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、第七章 電 化 學(xué)/10/10第1頁(yè)第1頁(yè)基本公式1. 法拉第定律：2. 離子遷移數(shù)：3. 電導(dǎo)定義：4. 電導(dǎo)率：5. 摩爾電導(dǎo)率：/10/10第2頁(yè)第2頁(yè)6. 摩爾電導(dǎo)率與溶度關(guān)系：7. 離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律數(shù)字表示式：8. 若電解質(zhì)解離度：9. 離子強(qiáng)度定義式：10. 德拜休克爾極限公式：/10/10第3頁(yè)第3頁(yè)11. 電解質(zhì)活度、正負(fù)離子平均活度及正負(fù)離子平均活度系數(shù)關(guān)系：12. 電池反應(yīng)摩爾吉不斯函數(shù)邊與電動(dòng)勢(shì)關(guān)系：13. 電池反應(yīng)摩爾熵變與電池電動(dòng)勢(shì)溫度系數(shù)關(guān)系：14. 電池反應(yīng)摩爾焓變：適合用于恒溫恒壓電池反應(yīng)適合用于恒壓電池反應(yīng)/10/10第4頁(yè)第4頁(yè)15. 電池反應(yīng)可逆熱：適合用

2、于恒溫恒壓過(guò)程，反應(yīng)進(jìn)度為mol時(shí)可逆電極過(guò)程16. 能斯特方程：17. 原電池原則電動(dòng)勢(shì)、電池反應(yīng)及之間關(guān)系：18. 電極電勢(shì)數(shù)學(xué)表示式：/10/10第5頁(yè)第5頁(yè)7.5用銅電極電解 水溶液。電解前每100g 溶液中含10.06g 。通電一定期間后，測(cè)得銀電量計(jì)中析出0.5008gAg，并測(cè)知陽(yáng)極區(qū)溶液重54.565g，其中含 5.726g。試計(jì)算 溶液中 和 解：電解后陽(yáng)極區(qū)溶液重54.565g，其中含 5.726g，故含水為 54.565-5.726=48.839g 電解前陽(yáng)極區(qū)含 為10.06*(100-10.06)*48.839=5.463g 電解前陽(yáng)極區(qū)含 摩爾數(shù)5.463/159.

3、604=0.03423mol/10/10第6頁(yè)第6頁(yè)電解后陽(yáng)極區(qū)含 摩爾數(shù)5.726/159.604=0.03588mol電解 量為0.5008/107.868/2=0.002322mol則遷出陽(yáng)極區(qū)Cu 2+物質(zhì)量為：n遷=n始+n電-n終=0.03423+0.002322-0.03588=0.000672mol因此t（ Cu 2+ ）= n遷/ n電= 0.000672/0.002322=0.290 t（SO2-4）= 1-0.290=0.710/10/10第7頁(yè)第7頁(yè) 7.7已知25 C時(shí) KCl溶液電導(dǎo)率為0.2768S/m 。一電導(dǎo)池中充以此溶液，在25 C時(shí)測(cè)得其電阻為453。在同

4、一電導(dǎo)池中裝入同樣體積質(zhì)量濃度為 溶液，測(cè)得電阻 。計(jì)算（1）電導(dǎo)池系數(shù)；（2） 溶液電導(dǎo)率；（3） 溶液摩爾電導(dǎo)率。 解：（1）電導(dǎo)池系數(shù)為 （2）溶液電導(dǎo)率 （3）溶液摩爾電導(dǎo)率 /10/10第8頁(yè)第8頁(yè) 已知25時(shí)AgBr(s)溶度積Ksp= 6.3 1013. 利用表7.3.2 中數(shù)據(jù)計(jì)算25 時(shí)用絕對(duì)純水配制AgBr飽和水溶液電導(dǎo)率, 計(jì)算時(shí)要考慮水電導(dǎo)率(參見(jiàn)題7.12).由題7.12, 25時(shí)絕對(duì)純水 (H2O) = 5. 497 106Sm1.查表得25時(shí):AgBr在純水中溶解度很小, 且所有電離, 因此13/10/10第9頁(yè)第9頁(yè)7.16 應(yīng)用德拜-休克爾極限公式計(jì)算25 C

5、時(shí) 溶液中、 和 。解：離子強(qiáng)度/10/10第10頁(yè)第10頁(yè) 電池 Pb|PbSO4(s)|Na2SO4 10H2O飽和溶液| Hg2SO4(s) |Hg 在25時(shí)電動(dòng)勢(shì)為0.9647 V， 電動(dòng)勢(shì)溫度系數(shù)為1.7410-4 VK-1。(1)寫出電池反應(yīng); (2)計(jì)算25該反應(yīng)rGm、rSm、rHm ，以及電池恒溫可逆放電時(shí)該反應(yīng)過(guò)程Qr,m.19(2) z =1,rGm=zFE=(1 96485 0.9647)Jmol1 =93.079 kJmol1 /10/10第11頁(yè)第11頁(yè)rSm = zF(E/T)p = 1 96485 1.74 104)Jmol1 K1 = 16.79 Jmol1

6、K1rHm = TrSm+rGm=(298.15 16.79 10393.079) kJmol1 = 88.07 kJmol1Qr, m = TrSm= 298.15 16.79 Jmol1 = 5.005 kJmol1/10/10第12頁(yè)第12頁(yè) 電池 Pt|H2(101.325 kPa)|HCl(0.1molkg1)| Hg2Cl2(s) |Hg 電動(dòng)勢(shì)E 與溫度T 關(guān)系為E/V = 0.0694 + 1.881103 T/K2.9106 (T/K)2 (1)寫出電池反應(yīng); (2)計(jì)算25該反應(yīng)吉布斯函數(shù)變r(jià)Gm, 熵變r(jià)Sm, 焓變r(jià)Hm以及電池恒溫可逆放電時(shí)該反應(yīng)過(guò)程熱Qr,m.(2)

7、 25, 題給狀態(tài)下電池:E =0.0694+1.881103298.152.9106(298.15 )2V = 0.3724 V(E/T)p =(1.881103 22.9106T/K)V/K = 1.5173 104 V/K20/10/10第13頁(yè)第13頁(yè)rSm = zF(E/T)p = 1 96500 1.5173 104)Jmol1 K1 = 14.64 Jmol1 K1rHm = TrSm+rGm=(298.15 14.64 10335.94) kJmol1 = 31.57 kJmol1 Qr, m = TrSm=298.15 14.64 Jmol1 =4.365 kJmol1 rG

8、m=zFE=(1 96500 0.3724)Jmol1 =35.94 kJmol1 /10/10第14頁(yè)第14頁(yè)7.22 在電池 中，進(jìn)行下列兩個(gè)電池反應(yīng)：應(yīng)用表7.7.1數(shù)據(jù)計(jì)算兩個(gè)電池反應(yīng) 解：電池電動(dòng)勢(shì)與電池反應(yīng)計(jì)量式無(wú)關(guān)，因此/10/10第15頁(yè)第15頁(yè) 寫出下列各電池電池反應(yīng). 應(yīng)用表7.7.1數(shù)據(jù)計(jì)算25時(shí)各電池電動(dòng)勢(shì)及各電池反應(yīng)摩爾吉布斯函數(shù)變r(jià)Gm, 并指明各電池反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行.(1) Pt | H2(g, 100kPa) | HCla(HCl)=1 | Cl2(g) |Pt;25/10/10第16頁(yè)第16頁(yè)(2) Zn | ZnCl2a(ZnCl2) = 0.5 | AgC

9、l(s) |Ag/10/10第17頁(yè)第17頁(yè)/10/10第18頁(yè)第18頁(yè)7.36 將下列反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，并應(yīng)用表7.7.1數(shù)據(jù)計(jì)算25 C時(shí)電池反應(yīng)解：（1） /10/10第19頁(yè)第19頁(yè)（2） （3） /10/10第20頁(yè)第20頁(yè) (1)應(yīng)用表7.7.1數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng) Fe2+ +Ag+ Fe3+ +Ag 在25時(shí)平衡常數(shù)K . (2)將適量銀粉加到濃度為0.05 moldm3Fe(NO3)3溶液中, 計(jì)算平衡時(shí)Ag+濃度. (假設(shè)各離子活度因子均等于1)(1) 題給反應(yīng)可設(shè)計(jì)成電池 Pt| Fe2+, Fe3+ | Ag+ | Ag37/10/10第21頁(yè)第21頁(yè)(2)設(shè)平衡時(shí)Ag+濃度為

10、cFe2+ + Ag+ Ag + Fe3+反應(yīng)前 0 0 銀粉 0.05moldm3 平衡時(shí) c c 銀粉 0.05moldm3 c/10/10第22頁(yè)第22頁(yè) 已知25時(shí)E(Fe3+/Fe)=0.036 V, E(Fe3+/Fe2+ ) = 0.770 V,試計(jì)算25時(shí)電極Fe2+|Fe 原則電極電勢(shì)E(Fe2+/Fe ). 電池(1) Fe|Fe3+(a = 1) | Fe2+(a = 1), Fe3+(a = 1) |Pt電池(2) Fe|Fe2+(a = 1) | Fe3+(a = 1)| Fe39/10/10第23頁(yè)第23頁(yè)因反應(yīng)(1)和(2)完全相同,/10/10第24頁(yè)第24頁(yè)另

11、法：由于：式(3) = (1) (2)/10/10第25頁(yè)第25頁(yè) 已知25 時(shí)AgBr(s) 溶度積Ksp= 4.88 1013, E(Ag+/Ag) =0.7994 V, EBr2(l)/Br=1.065 V. 試計(jì)算25時(shí)(1)銀-溴化銀電極原則電極電勢(shì) EAgBr(s)/Ag.(2) AgBr(s) 原則生成吉布斯函數(shù).(1) 銀-溴化銀電極電極反應(yīng)為 (Ag+) AgBr(s) + e Ag + Br 原則態(tài)活度 Ksp 1 1 140/10/10第26頁(yè)第26頁(yè)(2) AgBr(s)生成反應(yīng)可設(shè)計(jì)成電池 Ag | AgBr(s) | Br| Br2(l) | Pt/10/10第27頁(yè)第27頁(yè)7.41 25 C時(shí)用鉑電極電解 。 （1）計(jì)算理論分解電壓；（