物理化学第八章模拟试卷C及答案

1、物理化学第八章模拟试卷C班级 姓名 分数 一、选择题 ( 共10题 20分 )1. 2 分 已知： (1) CuCu2+(a2)Cu2+(a1)Cu 电动势为 E1 (2) (2) PtCu2+(a2),Cu+(a)Cu2+(a1),Cu+(a)Pt 电动势为 E2，则： ( ) (A) E1= E2 (B) E1= 2 E2 (C) E1= E2 (D) E1 E2 2. 2 分 298 K 时,已知 f$ (Fe3+,Fe2+)0.77 V, f$ (Sn4+,Sn2+)0.15 V, 当这两个电极组 成自发电池时, E$为： ( ) (A) 1.39 V (B) 0.62 V (C) 0

2、.92 V (D) 1.07 V 3. 2 分 某电池电动势与温度的关系为： E/V = 1.01845 - 4.0510-5 (t/ - 20) - 9.510-7(t/ - 20)2 298 K 时，电池可逆放电 ，则： ( ) (A) Q 0 (B) Q 0 (C) Q = 0 (D) 不能确定 4. 2 分 在电极溶液界面处形成双电层,其中扩散层的厚度 d 与溶液中相关离子浓度m的 大小关系是： ( ) (A) m增大,d 增大 (B) m增大,d 变小 (C) 两者无关 (D) 两者关系不确定 5. 2 分 已知E1$(Fe3+|Fe) = - 0.036 V， E2$(Fe3+|F

3、e2+) = 0.771 V， 则E3$(Fe2+|Fe)值为：（ ）(A)- 0.807 V (B)- 0.4395 V (C)- 0.879 V (D)0.807 V 6. 2 分 有两个电池，电动势分别为E1和E2： H2(p$)KOH(0.1 molkg-1)O2(p$) E1 H2(p$)H2SO4(0.0l molkg-1)O2(p$) E2 比较其电动势大小： ( ) (A) E1 E2 (C) E1= E2 (D) 不能确定 7. 2 分下列电池不属于浓差电池的是： （ ）(A) (A) Tl(Hg)(a1)|Tl+(aq)|Tl(Hg)(a2) (B) (B) Na(Hg)(

4、a)|NaCl(m1)| NaCl(m2)|Na(Hg)(a) (C) (C) Na(Hg)(a)| NaCl(m1)|AgCl(s)|Ag(s)Ag(s)|AgCl(s)| NaCl(m2)|Na(Hg)(a) (D) (D) Ag(s)|AgCl(s)|NaCl(aq)|Na(Hg)(a)|NaCl(CH3CN溶液)|Na(s) 8. 2 分 298 K时, 电池反应为 Zn(s)Ni2+(a1=1)Zn2+(a2)Ni(s) 的电池的电动势为0.54 V, 已知 f$ (Zn2+,Zn)0.763 V, f$ (Ni2+,Ni)0.250 V, 则 Zn2+的活度 a2为 ：( ) (A

5、) 0.08 (B) 0.06 (C) 0.12 (D) 0.04 9. 2 分 某电池在等温、等压、可逆情况下放电,其热效应为QR,则: ( ) (A) QR0 (B) QRDH (C) QRTDS (D) QRDU *. 2 分 298 K 时，在下列电池 PtH2(p$)H+(a=1)CuSO4(0.01 molkg-1)Cu(s) 右边溶液中加入0.1 molkg-1 Na2SO4溶液时(不考虑稀释效应), 则电池的电动势将： ( ) (A) 上升 (B) 下降 (C) 基本不变 (D) 无法判断 二、填空题 ( 共 9题 18分 )11. 2 分 下列两个反应： Pb(Hg) Pb2

6、+(a) + 2e-+ Hg(l) Pb Pb2+(a) + 2e- 其电极电势公式分别为 及 ，这两个反应相应的f 及f$ 是否相同？ 12. 2 分 将反应Cl -(a1)Cl -(a2)设计成电池的表示式为：_。13. 2 分 测定电动势必须在_= 0条件下进行，因此采用_法。 14. 2 分将反应Hg22+ + SO42- Hg2SO4(s)设计成电池的表示式为：_。15. 2 分 已知可逆电池 Tl(Hg)TlCl(s)KCl(aq,c)Hg2Cl2(s)Hg(l) 在 25 时，电池反应的 DrSm为 72.375 JK-1，DH 为 48780 J，则电池可逆工作时吸 收的热量为

7、 _ 。 16. 2 分 写出 25时，电池 Sb(s)Sb2O3(s)KOH(m),KCl(m)H2(g,p$)，Pt 的 负极反应 _，正极反应 _， 以及电池的总反应 _ 。 17. 2 分 已知Hg2+2e -Hg(l)的标准电极电势为E1$(Hg2+|Hg)，Hg2+e -Hg22+的标准电极电势为E2$(Hg2+|Hg22+)，则Hg22+e -Hg(l)的电极电势表示式应为：E3$=_。18. 2 分 将反应Hg(l) + Cl (aCl- = 1) + Fe3+ = + Fe2+设计成电池的表示式为：_。19. 2 分将反应 Ag2SO4(s)2 Ag+SO设计成电池,其书面表

8、示式为： 。三、计算题 ( 共 5题 40分 )20. 10 分 298 K时，可逆电池 PtH2(p$)H2SO4(极稀)O2(p$)Pt 的 E= 1.23 V，并已知 DfH,H2O(l) = -285.90 kJmol-1，求下述单位反应： 2H2(g,p$) + O2(g,p$) 2H2O(l,p$下)，按以下两种途径进行的 DrUm、DrHm、DrSm、DrGm 值，并判断过程的自发方向及过程的性质。 (1) 将氢和氧直接接触在烧杯中进行 (2) 组成电池进行反应，并已知该单位反应时外作电功为 374.78 kJmol-1 21. 10 分298 K时，有如下两个反应：(a) 2H

9、g(l)+O2(g)+2H2O(l)=2Hg2+4OH (b)2Hg(l)+O2(水中溶解态)+2H2O(l)=2Hg2+4OH 将反应(a)设计成电池，其E$= - 0.453 V。工业排放的废汞，可与水中溶解氧发生如(b)所示的反应，设废液呈中性，在液面上O2(g)分压为0.21p$，活度系数均为1。 写出反应(a)的电池表示式。 当废液中的Hg2+为110-5 molkg -1时，反应(b)能否自发进行？ Hg2+在废液中浓度为多少时，不再与溶解O2反应？22. 10 分 电池 CdCd(OH)2(s)NaOH(0.01 molkg-1)H2(p$)Pt 298 K时 E=0 V, f$

10、 (Cd2+/Cd)0.40 V。求298 K时Ksp(Cd(OH)2)的值。 23. 5 分 体系Sn4+/Sn2+ 和Sn2+/Sn 的标准电极电位分别为 f$ (Sn4+/Sn2+) = 0.15 V f$ (Sn2+/Sn) = -0.14 V 计算 f$ (Sn4+/Sn)，并设计电池。 24. 5 分 在298 K时,已知下列两电池的电动势： (1) PtH2(p$)HCl(a=1)Cl2(p$)Pt E1.3595 V (2) PtCl2(p$)HCl(a=1)AgCl(s)Ag(s) E1.137 V 求下列电池的电动势E: (3) Ag(s)AgCl(s)HCl(a=1)Cl

11、2(p$)Pt 四、问答题 ( 共 3题 20分 )25. 10 分 为什么韦斯顿标准电池一般采用含Cd 12.5的Cd-Hg齐?请写出韦斯顿电池的表达 式、电池反应和画出相应的相图来加以说明。 26. 5 分 (1) 写出pH的通用定义式；(2) 写出pH的操作定义式，并注明各符号所代表的物理量含义。27. 5分 定压下，如果原电池的电池反应的 DrHm在某一温度范围内是不变的，则在该 温度范围内电动势与温度成线性关系。为什么？ 参考答案一、选择题 ( 共10题 20分 )1. 2 分 答 (A) 2. 2 分 答 (B) 3. 2 分 答 (B) 4. 2 分 答 (B) 5. 2 分 答

12、 (B)（2分）6. 2 分 答 (C) 7. 2 分 答 (D)（2分）8. 2 分 答 (C) 9. 2 分 答 (C) *. 2 分 答 (C) 二、填空题 ( 共 9题 18分 )11. 2 分 答 f(Pb2+/Pb(Hg) = f $ (Pb2+/Pb) - RT/2Flna(Pb(Hg)/a(Pb2+) f(Pb2+/Pb) = f $ (Pb2+/Pb) - RT/2Flna(Pb(s)/a(Pb2+) f 不相同， f $相同 12. 2 分答 Pt,Cl2(p$)|Cl -(a1)|Cl -(a2)|Cl2(p$),Pt（2分）13. 2 分 答 E, 对消 (2分) 14

13、. 2 分 答 Hg(l)|Hg2SO4(s)|SO42-(aq)|Hg22+(a)|Hg(l)（2分）15. 2 分 答 Qr= TDS = 21.57 kJmol-1 16. 2 分 答 2Sb(s) + 6OH-(m) = Sb2O3(s) + 3H2O + 6e- 6H2O + 6e- = 3H2(g,p$) + 6OH- (m) 2Sb(s) + 3H2O = Sb2O3(s) + 3H2(g,p$) 17. 2 分 答 E3$=2E1$ - E2$（2分）18. 2 分答摩尔甘汞电极|Fe3+，Fe2+|Pt或Hg(l)|Hg2Cl2(s)|Cl ()|Fe3+，Fe2+|Pt（2

14、分）19. 2 分 答 Ag(s)Ag+(aq)SO(aq)Ag2SO4(s),Ag(s) 三、计算题 ( 共 5题 40分 )20. 10 分 答 (1) DrGm= DrG= -zE$F = -474.8 kJmol-1 (1分) DrHm= 2DfH(298 K) = -571.8 kJmol-1 (1分) DrUm= Q - W = DrHm- nRT = -564.4 kJmol-1 (1分) DrSm= (DrHm- DrGm)/T = -325.6 kJmol-1 (1分) 因 DrGm 0 过程为不可逆过程 (2分) (2) 始、终态与 (1) 相同，故 DrGm、DrHm、D

15、rUm、DrSm 与 (1) 相同 (2分) 因Wf = 374.78 kJmol-1 则 -DrGm- Wf = 100.0 kJmol-1 此过程仍为不可逆过程 (2分) 21. 10 分答 Hg(l)|Hg2+|OH -|O2(g),Pt（4分） ，能自发进行。（4分） Hg2+=2.0910-2 molkg-1 Hg2+浓度大于此值时不再反应。（2分） 22. 10 分 解:电池反应: Cd(s)2H+(0.01 molkg-1 NaOH中)Cd2+H2(p$) EE$RT/(2F)lna(Cd2+)f(H2)/a2(H+)a(Cd,s) f(H2)1, a(Cd,s)1 00.40

16、V0.0296lga(Cd2+)a2(OH-)/a2(H+)a2(OH-) 0.400.0296lg(Ksp/Kw2) Ksp3.26610-14 23. 5 分 答 Sn2+ + 2e- Sn DG= -2Ff Sn4+ + 2e- Sn2+ DG= -2Ff Sn4+ + 4e- Sn DG= -4Ff DG= DG+ DG= -4Ff 求得： f= 0.005 V (3分) SnSnCl4(aq)HCl(aq)H2,Pt (2分) 24. 5 分 解: f $ (Cl2,Cl-)E1.3595 V (1分) f $ (AgCl,Ag,Cl-)EE0.2225 V (1分) Ef $ (Cl2,Cl-)f $ (AgCl,Ag,Cl-)1.1370 V (3分) 四、问答题 ( 共 3题 20分 )25. 10 分 答(1) Cd-Hg(12Cd)CdSO42H2O(饱和)Hg2SO4(s)Hg(l) (3分) (2) 反应: Cd-Hg齐Hg2SO4(s)Cd2+SO2Hg(l) (3分