电化学相平衡习题课.

11.(2435)CuSO4与水可生成CuSO4ּH2O，CuSO43H2O，CuSO45H2O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-Φ+1Φ最多为3所以，除水蒸汽相外,最多可有两种水合盐22.(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6,2,633.(2567)设373K时，液体A的饱和蒸气压为133.3kPa，液体B为66.66kPa，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2molA和3molB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)44.(4287)已知298.15K及101325Pa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150kJ，放热80kJ，该反应的摩尔等压反应热为多少？()(A)-80kJ·mol-1(B)-230kJ·mol-1(C)-232.5kJ·mol-1(D)-277.5kJ·mol-1[答](B)55.(4261)25℃时，电池反应Ag+1/2Hg2Cl2=AgCl+Hg的电池电动势为0.0193V，反应时所对应的rSm为32.9J·K-1·mol-1，则电池电动势的温度系数(E/T)p为：()(A)1.70×10-4V·K-1(B)1.10×10-6V·K-1(C)1.01×10-1V·K-1(D)3.40×10-4V·K-166.(4455)已知Tl++e-＝Tl，=-0.34V，Tl3++3e-＝Tl，=0.72V，则Tl3++2e-＝Tl+的=_____。77.(4440)已知：(1)Cu│Cu2+(a2)‖Cu2+(a1)│Cu电动势为E1(2)Pt│Cu2+(a2),Cu+(a')‖Cu2+(a1),Cu+(a')│Pt电动势为E2，则：()(A)E1=0.5E2(B)E1=2E2(C)E1=E2(D)E1≥E288.(4333)电池Pt,H2(10kPa)│HCl(1.0molkg-1)│H2(100kPa),Pt是否为自发电池?_____E=________V。9.2分(4335)将反应Ag2SO4(s)＝2Ag+＋SO42-设计成电池,其书面表示式为：。(4333)[答]非自发,E=-0.0295V(4335)[答]Ag(s)│Ag+(aq)‖SO(aq)│Ag2SO4(s),Ag(s)910.2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-Φ+3101.2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113.2分(3915)在10cm31mol·dm-3KOH溶液中加入10cm3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.有限电流通过电池D.无限小的电流通过126.2分(3820)用同一电导池分别测定浓度为0.01mol·dm-3和0.1mol·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___________。8.2分(3601)如在状况下，阳极析出22.4dm3氧气,则通过电池的电量为________。139.2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2.88×10-2，1.203×10-2，1.298×10-2S·m2·mol-1，那么18℃时NH3·H2O的=____________。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141.5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？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973K时达平衡。，三个中只有两个是独立的。173.5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)。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。4.409325℃时，TlCl在纯水中的溶解度为1.607×10-2mol·dm-3，在0.100mol·dm-3NaCl溶液中的溶解度是3.95×10-3mol·dm-3，TlCl的活度积是2.022×10-4，试求在不含NaCl和含有0.1000mol·dm-3NaCl的TlCl饱和溶液中离子平均活度系数。205.4094在25℃时，0.01mol·dm-3浓度的醋酸水溶液的摩尔电导率是16.20×10-4S·m2·mol-1，而无限稀释下的极限摩尔电导率是390.7×10-4S·m2·mol-1。计算：⑴0.01mol·dm-3的醋酸水溶液在25℃时的pH值⑵25℃，0.1mol·dm-3的醋酸水溶液的摩尔电导率和pH。216.10分(4474)在298K时有下列两个电池(1)Ag│AgCl(s)│HCl乙醇溶液(m1)│H2(p)│Pt-Pt│H2(p)│HCl乙醇溶液(m2)│AgCl│Ag(s)(2)Ag│AgCl(s)│HCl乙醇溶液(m1)│HCl乙醇液(m2)│AgCl(s)│Ag(s)已知m1和m2为8.238×10-2和8.224×10-3mol·kg-1，两电动势为E1=8.22×10-2V和E2=5.77×10-2V，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227.5分(4396)将Ag(s)插入AgNO3(0.001mol·kg-1)与NaCl(0.01mol·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)=0.799V，AgCl的Ksp=1.7×10-10，设活度系数均为1。238.10分(4321)298K时，下列电池的Ag(s)│AgCl(s)│HCl(a=1)│H2(p)│PtE/V＝0.160235＋1.0023×10-3T/K－2.541×10-6(T/K)2,计算电极上发生1mol电子得失时反应的rGm,rSm,rHm及Cp值。249.5分(3838)291K时纯水的电导率为3.8×10-6S·m-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998.6kg·m-3。(OH-)=1.980×10-2S·m2·mol-1。2510.10分(4324)电池Pt│H2(p)│H2SO4(0.01mol·dm-3)│O2(p)│Pt298K时,E＝1.228V,fHmФ(298K,H2O(l))＝－286.06kJ·mol-1(A)求该电池的(E/T)p(B)已知273－298K间,rHmФ为常数,求273K时之E值。2611.4682将Ag电极插入体积为100cm3的0.1mol·dm-3KCl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0.2mol·dm-3的AgNO3溶液时(a)30cm3,(b)45cm3(c)50cm3(d)55cm3(e)70cm3,试求各个电动势值。已知:(AgCl,Ag,Cl-)＝0.222V(Ag+,Ag)＝0.799V2712.10分(4515)在298K时,一个电极Pt(s)插在含有Fe3+(0.30mol·kg-1)Fe2+(0.20mol·kg-1)的溶液中,一电极Tl插在含有Tl+(0.10mol·kg-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)＝－0.336V(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0.1mol·kg-1,计算这时的电动势。已知(TlCl,Tl,Cl-)＝－0.56V。2813.10分(4255)电池Hg│Hg2Br2(s)│Br-│AgBr(s)│Ag在p下298K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？2914.10分(4327)韦斯顿标准电池可表示为:Pt│Cd-Hg齐│CdSO4·8/3H2O(s)│CdSO4(饱和液)│Hg2SO4(s)│Hg(l)│Pt电池电动势与温度关系为:E/V＝1.018648－[40.6(T/K-293)＋0.95(T/K-293)2－0.01(T/K-293)3]×10-6试求:(1)该电池在298K时电动势的温度系数(2)293K时的rSm和rHm(设电子得失为2mol)(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)5ｇ氨气通入1dm3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2.2414450℃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)平衡共存的体系,求该体系的组分数C、相数和自由度数f。313.5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Tl2SO44.5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？325.5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,写出电池的表达式和电动势的计算式。Pt│H2(p)│HCl(a1)┆HCl(a2)│H2(p)│Pt6.5分(2450)如何用相律说明恒沸混合物不是化合物?337.5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)298K,p压力下测得下列电池的电动势为1.228V,Pt│H2(p)│H2SO4(a)│O2(p)│Pt其(E/T)p＝-8.5×10-4V·K-1。由此算得(设有2mol电子得失)rHm＝－zEF＋zFT(E/T)p＝－285.84kJmol-1问：(1)这rHm是否为电池反应时所吸收的热量?(2)rHm是否等于fHm(H2O(l))?349.10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298K）。(1)HBr(0.1mol·kg-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。3510.5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？G11.5分(4509)已知Zn2+＋2e-─→Zn(s),其＝－0.763V,根据G＝－zF,求得147.2kJ·mol-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?3613.5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。3714.5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。3816.5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3.498×10-2、7.35×10-3和7.63×10-3Sm2mol-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。