物理化學習題七章電化學

1、1第七章第七章電化學電化學一基本要求一基本要求1理解電化學中的一些基本概念，如原電池和電解池的異同點，電極的陰、陽、理解電化學中的一些基本概念，如原電池和電解池的異同點，電極的陰、陽、正、負的定義，離子導體的特點和正、負的定義，離子導體的特點和Faraday定律等。定律等。2掌握電導率、摩爾電導率的定義、計算、與濃度的關系及其主要應用等。了解掌握電導率、摩爾電導率的定義、計算、與濃度的關系及其主要應用等。了解強電解質稀溶液中，離子平均活

2、度因子、離子平均活度和平均質量摩爾濃度的定義，強電解質稀溶液中，離子平均活度因子、離子平均活度和平均質量摩爾濃度的定義，掌握離子強度的概念和離子平均活度因子的理論計算。掌握離子強度的概念和離子平均活度因子的理論計算。3了解可逆電極的類型和正確書寫電池的書面表達式，會熟練地寫出電極反應、了解可逆電極的類型和正確書寫電池的書面表達式，會熟練地寫出電極反應、電池反應，會計算電極電勢和電池的電動勢。電池反應，會計算電極電勢和電池的電動勢。4掌握

3、電動勢測定的一些重要應用，如：計算熱力學函數的變化值，計算電池反掌握電動勢測定的一些重要應用，如：計算熱力學函數的變化值，計算電池反應的標準平衡常數，求難溶鹽的活度積和水解離平衡常數，求電解質的離子平均活度應的標準平衡常數，求難溶鹽的活度積和水解離平衡常數，求電解質的離子平均活度因子和測定溶液的因子和測定溶液的pH等。等。5了解電解過程中的極化作用和電極上發生反應的先后次序，具備一些金屬腐蝕了解電解過程中的極化作用和電極上發生反應的先后

4、次序，具備一些金屬腐蝕和防腐的基本知識，了解化學電源的基本類型和發展趨勢。和防腐的基本知識，了解化學電源的基本類型和發展趨勢。二把握學習要點的建議二把握學習要點的建議在學習電化學時，既要用到熱力學原理，又要用到動力學原理，這里偏重熱力學原理在學習電化學時，既要用到熱力學原理，又要用到動力學原理，這里偏重熱力學原理在電化學中的應用，而動力學原理的應用講得較少，僅在電極的極化和超電勢方面用到一在電化學中的應用，而動力學原理的應用講得較少，僅

5、在電極的極化和超電勢方面用到一點。點。電解質溶液與非電解質溶液不同，電解質溶液中有離子存在，而正、負離子總是同時電解質溶液與非電解質溶液不同，電解質溶液中有離子存在，而正、負離子總是同時存在，使溶液保持電中性，所以要引入離子的平均活度、平均活度因子和平均質量摩爾濃存在，使溶液保持電中性，所以要引入離子的平均活度、平均活度因子和平均質量摩爾濃度等概念。影響離子平均活度因子的因素有濃度和離子電荷等因素，而且離子電荷的影響度等概念。影響離子平

6、均活度因子的因素有濃度和離子電荷等因素，而且離子電荷的影響更大，所以要引進離子強度的概念和更大，所以要引進離子強度的概念和DebyeHckel極限定律。極限定律。電解質離子在傳遞性質中最基本的是離子的電遷移率，它決定了離子的遷移數和離子電解質離子在傳遞性質中最基本的是離子的電遷移率，它決定了離子的遷移數和離子的摩爾電導率等。在理解電解質離子的遷移速率、電遷移率、遷移數、電導率、摩爾電導的摩爾電導率等。在理解電解質離子的遷移速率、電遷移率

7、、遷移數、電導率、摩爾電導率等概念的基礎上，需要了解電導測定的應用，要充分掌握電化學實用性的一面。率等概念的基礎上，需要了解電導測定的應用，要充分掌握電化學實用性的一面。電化學在先行課中有的部分已學過，但要在電池的書面表示法、電極反應和電池反應電化學在先行課中有的部分已學過，但要在電池的書面表示法、電極反應和電池反應的寫法、電極電勢的符號和電動勢的計算方面進行規范，要全面采用國標所規定的符號，的寫法、電極電勢的符號和電動勢的計算方面進行

8、規范，要全面采用國標所規定的符號，以便統一。會熟練地書寫電極反應和電池反應是學好電化學的基礎，以后在用以便統一。會熟練地書寫電極反應和電池反應是學好電化學的基礎，以后在用Nernst方程方程3根據電極上進行的具體反應，發生還原作用的電極稱為陰極，發生氧化作用的電極根據電極上進行的具體反應，發生還原作用的電極稱為陰極，發生氧化作用的電極稱為陽極。在原電池中，陽極因電勢低，所以是負極。陰極因電勢高，所以是正極；在電稱為陽極。在原電池中，陽極

9、因電勢低，所以是負極。陰極因電勢高，所以是正極；在電解池中，陽極就是正極，陰極就是負極。解池中，陽極就是正極，陰極就是負極。2電解質溶液的電導率隨著電解質濃度的增加有什么變化？電解質溶液的電導率隨著電解質濃度的增加有什么變化？答：答：要分強電解質和弱電解質兩種情況來討論。要分強電解質和弱電解質兩種情況來討論。電解質溶液的電導率是指單位長度和電解質溶液的電導率是指單位長度和單位截面積的離子導體所具有的電導。對于強電解質，如單位截面積的離子

10、導體所具有的電導。對于強電解質，如24HClHSONaOH等，溶液濃等，溶液濃度越大，參與導電的離子越多，則其電導率會隨著濃度的增加而升高。但是，當濃度增加度越大，參與導電的離子越多，則其電導率會隨著濃度的增加而升高。但是，當濃度增加到一定程度后，由于電解質的解離度下降，再加上正、負離子之間的相互作用力增大，離到一定程度后，由于電解質的解離度下降，再加上正、負離子之間的相互作用力增大，離子的遷移速率降低，所以電導率在達到一個最大值后，會

11、隨著濃度的升高反而下降。對于子的遷移速率降低，所以電導率在達到一個最大值后，會隨著濃度的升高反而下降。對于中性鹽，如中性鹽，如KCl等，由于受飽和溶解度的限制，在到達飽和濃度之前，電導率隨著濃度的等，由于受飽和溶解度的限制，在到達飽和濃度之前，電導率隨著濃度的增加而升高。增加而升高。對于弱電解質溶液，因為在一定溫度下，弱電解質的解離平衡常數有定值，所以在電對于弱電解質溶液，因為在一定溫度下，弱電解質的解離平衡常數有定值，所以在電解質的濃

12、度增加的情況下，其離子的濃度還是基本不變，所以弱電解質溶液的電導率隨濃解質的濃度增加的情況下，其離子的濃度還是基本不變，所以弱電解質溶液的電導率隨濃度的變化不顯著，一直處于比較低的狀態。度的變化不顯著，一直處于比較低的狀態。3電解質溶液的摩爾電導率隨著電解質濃度的增加有什么變化？電解質溶液的摩爾電導率隨著電解質濃度的增加有什么變化？答：答：要分強電解質和弱電解質兩種情況來討論。要分強電解質和弱電解質兩種情況來討論。電解質溶液的摩爾電導率

13、是指，將含電解質溶液的摩爾電導率是指，將含有1mol電解質的溶液，置于相距為單位距離的兩個電極之間所具有的電導。由于溶液中電解質的溶液，置于相距為單位距離的兩個電極之間所具有的電導。由于溶液中導電物質的量已給定，都為導電物質的量已給定，都為1mol，所以，對于強電解質，當濃度降低時，正負離子之間的，所以，對于強電解質，當濃度降低時，正負離子之間的相互作用減弱，正、負離子的遷移速率加快，溶液的摩爾電導率會隨之而升高。但不同的相互作用減弱，

14、正、負離子的遷移速率加快，溶液的摩爾電導率會隨之而升高。但不同的電解質，摩爾電導率隨著濃度的降低而升高的程度也大不相同。當濃度降到足夠低時，摩電解質，摩爾電導率隨著濃度的降低而升高的程度也大不相同。當濃度降到足夠低時，摩爾電導率與濃度之間呈線性關系，可用公式表示為爾電導率與濃度之間呈線性關系，可用公式表示為??mm1c????ΛΛ。所以強電解質的所以強電解質的無限稀釋的摩爾電導率可以用外推到無限稀釋的摩爾電導率可以用外推到0?c得到。得

15、到。對于弱電解質溶液，因為在一定溫度下，弱電解質的解離平衡常數有定值，在電解質對于弱電解質溶液，因為在一定溫度下，弱電解質的解離平衡常數有定值，在電解質的濃度下降的情況下，其離子的濃度基本不變，所以弱電解質溶液的摩爾電導率在一般濃的濃度下降的情況下，其離子的濃度基本不變，所以弱電解質溶液的摩爾電導率在一般濃度下，隨濃度的變化不顯著，一直處于比較低的狀態。直到溶液的濃度很稀薄時，由于正度下，隨濃度的變化不顯著，一直處于比較低的狀態。直到溶

16、液的濃度很稀薄時，由于正負離子之間的相互作用減弱，摩爾電導率隨著濃度的降低開始升高，但不成線性關系，當負離子之間的相互作用減弱，摩爾電導率隨著濃度的降低開始升高，但不成線性關系，當溶液很稀很稀時，摩爾電導率隨著濃度的降低迅速升高，到溶液很稀很稀時，摩爾電導率隨著濃度的降低迅速升高，到0?c時，時，弱電解質溶液的離弱電解質溶液的離子無限稀釋的摩爾電導率與強電解質的一樣。所以弱電解質的無限稀釋的摩爾電導率可以子無限稀釋的摩爾電導率與強電解質