电化学习题专业知识讲座省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第七章第七章 电电 化化 学学/10/10第1页上一内容下一内容回主目录基本公式基本公式基本公式基本公式1.法拉第定律：2.离子迁移数：3.电导定义：4.电导率：5.摩尔电导率：/10/10第2页上一内容下一内容回主目录6.摩尔电导率与溶度关系：7.离子独立运动定律数字表示式：8.若电解质解离度：9.离子强度定义式：10.德拜休克尔极限公式：/10/10第3页上一内容下一内容回主目录11.电解质活度、正负离子平均活度及正负离子平均活度系数关系：12.电池反应摩尔吉不斯函数边与电动势关系：13.电池反应摩尔熵变与电池电动势温度系数关系：14.电池反应摩尔焓变：适合用于恒温恒压电池反应适合用于恒压电池反应/10/10第4页上一内容下一内容回主目录15.电池反应可逆热：适合用于恒温恒压过程，反应进度为mol时可逆电极过程16.能斯特方程：17.原电池标准电动势、电池反应及之间关系：18.电极电势数学表示式：/10/10第5页上一内容下一内容回主目录7.5用铜电极电解水溶液。电解前每100g溶液中含10.06g。通电一定时间后，测得银电量计中析出0.5008gAg，并测知阳极区溶液重54.565g，其中含5.726g。试计算溶液中和解：电解后阳极区溶液重54.565g，其中含 5.726g，故含水为 54.565-5.726=48.839g 电解前阳极区含 为10.06*(100-10.06)*48.839=5.463g 电解前阳极区含 摩尔数5.463/159.604=0.03423mol/10/10第6页上一内容下一内容回主目录电解后阳极区含摩尔数5.726/159.604=0.03588mol电解量为0.5008/107.868/2=0.002322mol则迁出阳极区Cu2+物质量为：n迁=n始+n电-n终=0.03423+0.002322-0.03588=0.000672mol所以t（Cu2+）=n迁/n电=0.000672/0.002322=0.290t（SO2-4）=1-0.290=0.710/10/10第7页上一内容下一内容回主目录 7.7已知25 C时 KCl溶液电导率为0.2768S/m。一电导池中充以此溶液，在25 C时测得其电阻为453。在同一电导池中装入一样体积质量浓度为 溶液，测得电阻 。计算（1）电导池系数；（2）溶液电导率；（3）溶液摩尔电导率。解：（1）电导池系数为（2）溶液电导率（3）溶液摩尔电导率/10/10第8页上一内容下一内容回主目录 已知已知25时时AgBr(s)溶度积溶度积Ksp=6.3 1013.利用表利用表7.3.2 中数据计算中数据计算25 时用绝对纯水配制时用绝对纯水配制AgBr饱和水溶液电导率饱和水溶液电导率,计计算时要考虑水电导率算时要考虑水电导率(参见题参见题7.12).由题由题7.12,25时绝对纯水时绝对纯水 (H2O)=5.497 106S m1.查表得查表得25时时:AgBr在纯水中溶解度很小在纯水中溶解度很小,且全部电离且全部电离,所以所以1313/10/10第9页上一内容下一内容回主目录7.16应用德拜-休克尔极限公式计算25C时溶液中、和。解：离子强度/10/10第10页上一内容下一内容回主目录 电池电池 Pb|PbSO4(s)|Na2SO4 10H2O饱和溶液饱和溶液|Hg2SO4(s)|Hg 在在25时电动势为时电动势为0.9647 V，电动势温度系数为电动势温度系数为1.7410-4 VK-1。(1)写出电池反应写出电池反应;(2)计算计算25该反应该反应 rGm、rSm、rHm，以及电，以及电池恒温可逆放电时该反应过程池恒温可逆放电时该反应过程Qr,m.1919(2)z=1,rGm=zFE=(1 96485 0.9647)J mol1 =93.079 kJ mol1/10/10第11页上一内容下一内容回主目录rSm=zF(E/T)p=1964851.74104)Jmol1K1=16.79Jmol1K1rHm=TrSm+rGm=(298.1516.7910393.079)kJmol1=88.07kJmol1Qr,m=TrSm=298.1516.79Jmol1=5.005kJmol1/10/10第12页上一内容下一内容回主目录 电池电池 Pt|H2(101.325 kPa)|HCl(0.1mol kg1)|Hg2Cl2(s)|Hg 电动势电动势E 与温度与温度T 关系为关系为E/V=0.0694+1.881 103 T/K2.9 106(T/K)2(1)写出电池反应写出电池反应;(2)计算计算25该反应吉布斯函数变该反应吉布斯函数变 rGm,熵变熵变 rSm,焓变焓变 rHm以及电池恒温可逆放电时该反应过程热以及电池恒温可逆放电时该反应过程热Qr,m.(2)25,题给状态下电池题给状态下电池:E=0.0694+1.881 103 298.152.9 106(298.15)2V =0.3724 V(E/T)p=(1.881 103 2 2.9 106T/K)V/K =1.5173 104 V/K2020/10/10第13页上一内容下一内容回主目录 rSm=zF(E/T)p=1 96500 1.5173 104)J mol1 K1 =14.64 J mol1 K1 rHm=T rSm+rGm=(298.15 14.64 10335.94)kJ mol1 =31.57 kJ mol1 Qr,m=T rSm=298.15 14.64 J mol1=4.365 kJ mol1 rGm=zFE=(1 96500 0.3724)J mol1 =35.94 kJ mol1/10/10第14页上一内容下一内容回主目录7.22在电池中，进行以下两个电池反应：应用表7.7.1数据计算两个电池反应 解：电池电动势与电池反应计量式无关，所以/10/10第15页上一内容下一内容回主目录 写出以下各电池电池反应写出以下各电池电池反应.应用表应用表7.7.1数据计算数据计算25时各时各电池电动势及各电池反应摩尔吉布斯函数变电池电动势及各电池反应摩尔吉布斯函数变 rGm,并指明各电池并指明各电池反应能否自发进行反应能否自发进行.(1)Pt|H2(g,100kPa)|HCla(HCl)=1|Cl2(g)|Pt;2525/10/10第16页上一内容下一内容回主目录(2)Zn|ZnCl2a(ZnCl2)=0.5|AgCl(s)|Ag/10/10第17页上一内容下一内容回主目录/10/10第18页上一内容下一内容回主目录7.36将以下反应设计成原电池，并应用表7.7.1数据计算25C时电池反应解：（1）/10/10第19页上一内容下一内容回主目录（2）（3）/10/10第20页上一内容下一内容回主目录 (1)应用表应用表7.7.1数据计算反应数据计算反应 Fe2+Ag+Fe3+Ag 在在25时平衡常数时平衡常数K .(2)将适量银粉加到浓度为将适量银粉加到浓度为0.05 mol dm3Fe(NO3)3溶液中溶液中,计算平衡时计算平衡时Ag+浓度浓度.(假设各离子活度因子均等于假设各离子活度因子均等于1)(1)题给反应可设计成电池题给反应可设计成电池 Pt|Fe2+,Fe3+|Ag+|Ag3737/10/10第21页上一内容下一内容回主目录(2)设平衡时设平衡时Ag+浓度为浓度为cFe2+Ag+Ag +Fe3+反应前反应前 0 0 银粉银粉 0.05mol dm3 平衡时平衡时 c c 银粉银粉 0.05mol dm3 c/10/10第22页上一内容下一内容回主目录 已知已知25时时E(Fe3+/Fe)=0.036 V,E(Fe3+/Fe2+)=0.770 V,试计算试计算25时电极时电极Fe2+|Fe 标准电极电势标准电极电势E(Fe2+/Fe).电池电池(1)Fe|Fe3+(a=1)|Fe2+(a=1),Fe3+(a=1)|Pt电池电池(2)Fe|Fe2+(a=1)|Fe3+(a=1)|Fe3939/10/10第23页上一内容下一内容回主目录因反应因反应(1)和和(2)完全相同完全相同,/10/10第24页上一内容下一内容回主目录另法：另法：因为：因为：式式(3)=(1)(2)/10/10第25页上一内容下一内容回主目录 已知已知25 时时AgBr(s)溶度积溶度积Ksp=4.88 1013,E(Ag+/Ag)=0.7994 V,E Br2(l)/Br=1.065 V.试计算试计算25时时(1)银银-溴化银电极标准电极电势溴化银电极标准电极电势 E AgBr(s)/Ag.(2)AgBr(s)标准生成吉布斯函数标准生成吉布斯函数.(1)银银-溴化银电极电极反应为溴化银电极电极反应为 (Ag+)AgBr(s)+e Ag +Br 标准态活度标准态活度 Ksp 1 1 14040/10/10第26页上一内容下一内容回主目录(2)AgBr(s)生成反应可设计成电池生成反应可设计成电池 Ag|AgBr(s)|Br|Br2(l)|Pt/10/10第27页上一内容下一内容回主目录7.4125C时用铂电极电解。（1）计算理论分解电压；（2）若两电极面积均为，电解液电阻为，和超电势与电流密度关系分别为 问当经过电流为1 mA时，外加电压为若干。解:(1)电解溶液将形成电池，该电池电动势1.229V即为理论分解电压。/10/10第28页上一内容下一内容回主目录（2）计算得到 和 超电势分别为电解质溶液电压降：10-3 x 100=0.1 V所以外加电压为：/10/10第29页