物理化学核心教程(第二版)沈文霞编科学出版社 - 课后习题详解第七章 联系客服

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(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 答:(A)。对于离型子导体,在温度升高时,离子的水合程度下降,溶液的黏度下降,电阻是变小的。

2.使2000 A的电流通过一个铜电解器,在1 h 内,能得到铜的质量是() (A) 10 g (C) 500 g

(B) 100 g (D) 2 369 g

答:(D)。用Faraday 定律计算可得

m(Cu)?QM(Cu) zF2000 A?3600 s??63.5 g?mol?1?2 369 g ?12?96500 C?mol3.在298 K时,当 H2SO4溶液的浓度从 0.01 mol·kg-1增加到 0.1 mol·kg-1时,其电导率k和摩尔电导率?m的变化分别为 ( ) (A) k减小 , ?m增加 (B) k增加 , ?m增加 (C) k减小 , ?m减小 (D) k增加 , ?m减小

答:(D)。强电解质溶液的电导率,随溶液浓度的增加而增加,因为电导率只规定了电解质溶液的体积,是单位立方体,浓度大了,导电离子多了,电导率当然要增加。但是摩尔电导率只规定了电解质的量是1 mol,电极间的距离是单位距离,但没有固定溶液的体积,所以随溶液浓度的增加,溶液体积变小,离子间相互作用增加,因而摩尔电导率减小。

4.用同一电导池,分别测定浓度为 (1) 0.01 mol·kg-1和 (2) 0.1 mol·kg-1的两个电解质溶液,其电阻分别为 1000 ?和 500 ?,则 (1) 与 (2) 的摩尔电导率之比为 ( )

∶5 (A) 1

1 (B) 5∶ (C) 10∶5 10 (D) 5∶Λ m?答: (B)。根据摩尔电导率的定义,

?c,??GlKcell?,Kcell称为电导池常数,AR同一电导池的电导池常数相同。所以电导率之比就等于电阻的反比,代入摩尔电导率的定义式,得

Λ m(1)R2/c1500?/0.01 mol?kg?15??? ?1Λ m(2)R1/c21000?/0.1 mol?kg15.有下面四种电解质溶液,浓度均为0.01 mol·dm-3,现已按它们的摩尔电导率?m的值,

由大到小排了次序。请判定下面正确的是()

(A) NaCl > KCl > KOH > HCl (B) HCl > KOH > KCl > NaCl (C) HCl > NaCl > KCl > KOH (D) HCl > KOH > NaCl > KCl

答:(B) 。这4种都是1-1价的强电解质,当溶液的浓度相同时,氢离子摩尔电导率最大,其次是氢氧根离子,因为氢离子和氢氧根离子是通过氢键导电的。钾离子的离子半径虽然要比钠离子的大,但是钾离子的水合程度小,所以钾离子的摩尔电导率还是比钠离子的大。

6.CaCl2的摩尔电导率与其离子的摩尔电导率之间的关系是 ( )

???(A) Λm(CaCl2)?Λm(Ca2?)?Λm(Cl?) ???(CaCl2)?Λm(Ca2?)?Λm(Cl?) (B)Λm??2??????(CaCl2)?2?Λ(Ca)?Λ(Cl)?(C)Λm(CaCl2)?Λm(Ca2?)?2Λm(Cl?) (D)Λmmm??

12答: (C)。电解质的摩尔电导率与离子摩尔电导率之间关系的通式是

???Λ m???Λ m,+???Λ m,?

在表示多价电解质的摩尔电导率时,为了防止混淆,最好在摩尔电导率的后面加个括号,

??(CaCl2), Λ m(CaCl2),两者显然是倍数的写明所取的基本质点,防止误解。如Λ m12关系。

7.有4个浓度都是 0.01 mol·kg-1的电解质溶液,其中离子平均活度因子最大 的是 ( )

(A) KCl (B) CaCl2 (C) Na2SO4

(D) AlCl3

答:(A) 。按Debye-Hückel极限定律,lg????Az?z?I,离子强度越大,平均活度

因子越小。这里KCl的离子强度最小,所以它的平均活度因子最大。 8.下列电池中,哪个电池的电动势与Cl?的活度无关? ( ) (A) Zn│ZnCl2(aq)│Cl2(g)│Pt (B) Zn│ZnCl2(aq)‖KCl(aq)│AgCl(s)│Ag (C) Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl2(g)│Pt (D) Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag

答:(C)。原则上应写出各个电池的反应,再决定电池的电动势与Cl?是否有关,这显然要化去不少时间。快速判断的方法是看电极反应,若正、负极的反应中都有Cl?,两个电极反应中的Cl?刚好可以消去,这样Cl?的活度与电池的电动势就无关,所以只有(C)符合条件。(A)和(D)只有一个电极反应有Cl?,不能对消。(B)中虽然用了ZnCl2(aq),但这是一类电极,电极反应中不会出现Cl?,所以也不能对消。

9.用对消法(补偿法)测定可逆电池的电动势,主要是为了 ( ) (A) 消除电极上的副反应 (B) 减少标准电池的损耗 (C) 在可逆情况下测定电池电动势 (D) 简便易行

答:(C)。在用对消法测定电池的电动势时,外加了一个与电池的电动势大小相等、方向相反的工作电源,相当于外电路的电阻趋于无穷大,忽略电池内部的电阻,所得两个电极之间的电位降,可以近似作为电池的电动势。在测定时电路中几乎无电流通过,使极化现象可以忽略不计,所得的电动势可以近似作为可逆电池的电动势。 10.若算得可逆电池的电动势为负值,表示此电池反应的方向是( ) (A) 正向进行 (B) 逆向进行 (C) 不可能进行 (D) 反应方向不确定

答:(B)。电池电动势为负值,表明该电池是非自发电池,不能正向进行,而逆向反应是自发的。这种情况只能出现在书面表示中,就是将电池的正、负极排反了。在实验中若将正、负极接反了,就不可能形成对消线路,也就测不到电动势,能测到的电动势都是正值。

11.某电池的电池反应为2Hg(l)?O2(g)?2H2O(l)?2Hg2+?4OH?(aOH?),在等温、等压下,当电池反应达平衡时,电池的电动势E的值必然是 ( ) (A) E>0 (B) E?E? (C) E<0 (D) E=0

答: (D) 。在等温、等压下,电池反应达平衡时,Gibbs自由能的变化值为零,即?rGm?0。因为?rGm??zEF,所以电动势E也必然等于零。

12.某电池在298 K、标准压力下可逆放电的同时,放出 100 J 的热量,则该电池反

应的焓变?rH为: ( )

(A) ?rH?100 J (B) ?rH>100 J (C) ?rH<-100 J

(D) ?rH??100 J

答:(C) 。因为在等温时,?rG??rH?T?rS,可逆放电时放出的热量为T?rS,即

QR?T?rS??100 J,?rG??rH?100 J。电池能放电,说明是自发电池,?rG必定

小于零,所以?rH必须小于?100 J。

13.在等温、等压下,电池以可逆方式对外作电功时的热效应QR等于 ( ) (A) QR??rH (B) QR?zFT???E?? ??T?p (C) QR?zEF???E?? (D) QR?nEF ?T??p答:(B)。因为QR?T?rS,?rS?zF???E??所以只有(B)是正确的。平时必须熟练记??T?p住电化学与热力学的各种联系公式,才能用电动势测定方法计算热力学函数的变化值。 14.有两个电池,电动势分别为E1和E2:

Pt|H2(p?)|KOH?0.1 mol?kg?1?|O2(p?)|Pt E1 Pt|H2(p?)|H2SO4?0.01 mol?kg?1?|O2(p?)|Pt E2

在相同温度下,两个电动势大小的关系为 ( )

(A) E1

(B) E1>E2

(D) 不能确定

(C) E1= E2

答:(C) 。氢-氧燃料电池的净反应为H2(pH2)?1O2(pO2)?H2O(l),只要两种气体的2压力相同,电动势就相等,与溶液的pH值无关,因为电动势的计算公式中没有离子浓度项。若两种气体的压力都等于标准压力,则pH在1?14的范围内,电动势都等于

1.229 V。

15.有如下两个电池:

(1) Cu(s)|Cu2+(a2)||Cu2?(a1)|Cu(s) E1