物理化學(xué)習(xí)題七章電化學(xué)

1、1第七章第七章電化學(xué)電化學(xué)一基本要求一基本要求1理解電化學(xué)中的一些基本概念，如原電池和電解池的異同點(diǎn)，電極的陰、陽(yáng)、理解電化學(xué)中的一些基本概念，如原電池和電解池的異同點(diǎn)，電極的陰、陽(yáng)、正、負(fù)的定義，離子導(dǎo)體的特點(diǎn)和正、負(fù)的定義，離子導(dǎo)體的特點(diǎn)和Faraday定律等。定律等。2掌握電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的定義、計(jì)算、與濃度的關(guān)系及其主要應(yīng)用等。了解掌握電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的定義、計(jì)算、與濃度的關(guān)系及其主要應(yīng)用等。了解強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液中，離子平均活

2、度因子、離子平均活度和平均質(zhì)量摩爾濃度的定義，強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液中，離子平均活度因子、離子平均活度和平均質(zhì)量摩爾濃度的定義，掌握離子強(qiáng)度的概念和離子平均活度因子的理論計(jì)算。掌握離子強(qiáng)度的概念和離子平均活度因子的理論計(jì)算。3了解可逆電極的類(lèi)型和正確書(shū)寫(xiě)電池的書(shū)面表達(dá)式，會(huì)熟練地寫(xiě)出電極反應(yīng)、了解可逆電極的類(lèi)型和正確書(shū)寫(xiě)電池的書(shū)面表達(dá)式，會(huì)熟練地寫(xiě)出電極反應(yīng)、電池反應(yīng)，會(huì)計(jì)算電極電勢(shì)和電池的電動(dòng)勢(shì)。電池反應(yīng)，會(huì)計(jì)算電極電勢(shì)和電池的電動(dòng)勢(shì)。4掌握

3、電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的一些重要應(yīng)用，如：計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)的變化值，計(jì)算電池反掌握電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的一些重要應(yīng)用，如：計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)的變化值，計(jì)算電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，求難溶鹽的活度積和水解離平衡常數(shù)，求電解質(zhì)的離子平均活度應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，求難溶鹽的活度積和水解離平衡常數(shù)，求電解質(zhì)的離子平均活度因子和測(cè)定溶液的因子和測(cè)定溶液的pH等。等。5了解電解過(guò)程中的極化作用和電極上發(fā)生反應(yīng)的先后次序，具備一些金屬腐蝕了解電解過(guò)程中的極化作用和電極上發(fā)生反應(yīng)的先后

4、次序，具備一些金屬腐蝕和防腐的基本知識(shí)，了解化學(xué)電源的基本類(lèi)型和發(fā)展趨勢(shì)。和防腐的基本知識(shí)，了解化學(xué)電源的基本類(lèi)型和發(fā)展趨勢(shì)。二把握學(xué)習(xí)要點(diǎn)的建議二把握學(xué)習(xí)要點(diǎn)的建議在學(xué)習(xí)電化學(xué)時(shí)，既要用到熱力學(xué)原理，又要用到動(dòng)力學(xué)原理，這里偏重?zé)崃W(xué)原理在學(xué)習(xí)電化學(xué)時(shí)，既要用到熱力學(xué)原理，又要用到動(dòng)力學(xué)原理，這里偏重?zé)崃W(xué)原理在電化學(xué)中的應(yīng)用，而動(dòng)力學(xué)原理的應(yīng)用講得較少，僅在電極的極化和超電勢(shì)方面用到一在電化學(xué)中的應(yīng)用，而動(dòng)力學(xué)原理的應(yīng)用講得較少，僅

5、在電極的極化和超電勢(shì)方面用到一點(diǎn)。點(diǎn)。電解質(zhì)溶液與非電解質(zhì)溶液不同，電解質(zhì)溶液中有離子存在，而正、負(fù)離子總是同時(shí)電解質(zhì)溶液與非電解質(zhì)溶液不同，電解質(zhì)溶液中有離子存在，而正、負(fù)離子總是同時(shí)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(zhì)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(zhì)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(jìn)離子強(qiáng)度的概念和更大，所以要引進(jìn)離子強(qiáng)度的概念和DebyeHckel極限定律。極限定律。電解質(zhì)離子在傳遞性質(zhì)中最基本的是離子的電遷移率，它決定了離子的遷移數(shù)和離子電解質(zhì)離子在傳遞性質(zhì)中最基本的是離子的電遷移率，它決定了離子的遷移數(shù)和離子的摩爾電導(dǎo)率等。在理解電解質(zhì)離子的遷移速率、電遷移率、遷移數(shù)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)的摩爾電導(dǎo)率等。在理解電解質(zhì)離子的遷移速率、電遷移率

7、、遷移數(shù)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率等概念的基礎(chǔ)上，需要了解電導(dǎo)測(cè)定的應(yīng)用，要充分掌握電化學(xué)實(shí)用性的一面。率等概念的基礎(chǔ)上，需要了解電導(dǎo)測(cè)定的應(yīng)用，要充分掌握電化學(xué)實(shí)用性的一面。電化學(xué)在先行課中有的部分已學(xué)過(guò)，但要在電池的書(shū)面表示法、電極反應(yīng)和電池反應(yīng)電化學(xué)在先行課中有的部分已學(xué)過(guò)，但要在電池的書(shū)面表示法、電極反應(yīng)和電池反應(yīng)的寫(xiě)法、電極電勢(shì)的符號(hào)和電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方面進(jìn)行規(guī)范，要全面采用國(guó)標(biāo)所規(guī)定的符號(hào)，的寫(xiě)法、電極電勢(shì)的符號(hào)和電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方面進(jìn)行

8、規(guī)范，要全面采用國(guó)標(biāo)所規(guī)定的符號(hào)，以便統(tǒng)一。會(huì)熟練地書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和電池反應(yīng)是學(xué)好電化學(xué)的基礎(chǔ)，以后在用以便統(tǒng)一。會(huì)熟練地書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和電池反應(yīng)是學(xué)好電化學(xué)的基礎(chǔ)，以后在用Nernst方程方程3根據(jù)電極上進(jìn)行的具體反應(yīng)，發(fā)生還原作用的電極稱(chēng)為陰極，發(fā)生氧化作用的電極根據(jù)電極上進(jìn)行的具體反應(yīng)，發(fā)生還原作用的電極稱(chēng)為陰極，發(fā)生氧化作用的電極稱(chēng)為陽(yáng)極。在原電池中，陽(yáng)極因電勢(shì)低，所以是負(fù)極。陰極因電勢(shì)高，所以是正極；在電稱(chēng)為陽(yáng)極。在原電池中，陽(yáng)極

9、因電勢(shì)低，所以是負(fù)極。陰極因電勢(shì)高，所以是正極；在電解池中，陽(yáng)極就是正極，陰極就是負(fù)極。解池中，陽(yáng)極就是正極，陰極就是負(fù)極。2電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨著電解質(zhì)濃度的增加有什么變化？電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨著電解質(zhì)濃度的增加有什么變化？答：答：要分強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)兩種情況來(lái)討論。要分強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)兩種情況來(lái)討論。電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率是指單位長(zhǎng)度和電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率是指單位長(zhǎng)度和單位截面積的離子導(dǎo)體所具有的電導(dǎo)。對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)，如單位截面積的離子

10、導(dǎo)體所具有的電導(dǎo)。對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)，如24HClHSONaOH等，溶液濃等，溶液濃度越大，參與導(dǎo)電的離子越多，則其電導(dǎo)率會(huì)隨著濃度的增加而升高。但是，當(dāng)濃度增加度越大，參與導(dǎo)電的離子越多，則其電導(dǎo)率會(huì)隨著濃度的增加而升高。但是，當(dāng)濃度增加到一定程度后，由于電解質(zhì)的解離度下降，再加上正、負(fù)離子之間的相互作用力增大，離到一定程度后，由于電解質(zhì)的解離度下降，再加上正、負(fù)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(dǎo)率在達(dá)到一個(gè)最大值后，會(huì)

11、隨著濃度的升高反而下降。對(duì)于子的遷移速率降低，所以電導(dǎo)率在達(dá)到一個(gè)最大值后，會(huì)隨著濃度的升高反而下降。對(duì)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(dá)飽和濃度之前，電導(dǎo)率隨著濃度的等，由于受飽和溶解度的限制，在到達(dá)飽和濃度之前，電導(dǎo)率隨著濃度的增加而升高。增加而升高。對(duì)于弱電解質(zhì)溶液，因?yàn)樵谝欢囟认拢蹼娊赓|(zhì)的解離平衡常數(shù)有定值，所以在電對(duì)于弱電解質(zhì)溶液，因?yàn)樵谝欢囟认?，弱電解質(zhì)的解離平衡常數(shù)有定值，所以在電解質(zhì)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(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨濃解質(zhì)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(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨濃度的變化不顯著，一直處于比較低的狀態(tài)。度的變化不顯著，一直處于比較低的狀態(tài)。3電解質(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)率隨著電解質(zhì)濃度的增加有什么變化？電解質(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)率隨著電解質(zhì)濃度的增加有什么變化？答：答：要分強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)兩種情況來(lái)討論。要分強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)兩種情況來(lái)討論。電解質(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)率

13、是指，將含電解質(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)率是指，將含有1mol電解質(zhì)的溶液，置于相距為單位距離的兩個(gè)電極之間所具有的電導(dǎo)。由于溶液中電解質(zhì)的溶液，置于相距為單位距離的兩個(gè)電極之間所具有的電導(dǎo)。由于溶液中導(dǎo)電物質(zhì)的量已給定，都為導(dǎo)電物質(zhì)的量已給定，都為1mol，所以，對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)，當(dāng)濃度降低時(shí)，正負(fù)離子之間的，所以，對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)，當(dāng)濃度降低時(shí)，正負(fù)離子之間的相互作用減弱，正、負(fù)離子的遷移速率加快，溶液的摩爾電導(dǎo)率會(huì)隨之而升高。但不同的相互作用減弱，

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

15、到。對(duì)于弱電解質(zhì)溶液，因?yàn)樵谝欢囟认?，弱電解質(zhì)的解離平衡常數(shù)有定值，在電解質(zhì)對(duì)于弱電解質(zhì)溶液，因?yàn)樵谝欢囟认?，弱電解質(zhì)的解離平衡常數(shù)有定值，在電解質(zhì)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(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)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(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)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(tài)。直到溶液的濃度很稀薄時(shí)，由于正度下，隨濃度的變化不顯著，一直處于比較低的狀態(tài)。直到溶

16、液的濃度很稀薄時(shí)，由于正負(fù)離子之間的相互作用減弱，摩爾電導(dǎo)率隨著濃度的降低開(kāi)始升高，但不成線性關(guān)系，當(dāng)負(fù)離子之間的相互作用減弱，摩爾電導(dǎo)率隨著濃度的降低開(kāi)始升高，但不成線性關(guān)系，當(dāng)溶液很稀很稀時(shí)，摩爾電導(dǎo)率隨著濃度的降低迅速升高，到溶液很稀很稀時(shí)，摩爾電導(dǎo)率隨著濃度的降低迅速升高，到0?c時(shí)，時(shí)，弱電解質(zhì)溶液的離弱電解質(zhì)溶液的離子無(wú)限稀釋的摩爾電導(dǎo)率與強(qiáng)電解質(zhì)的一樣。所以弱電解質(zhì)的無(wú)限稀釋的摩爾電導(dǎo)率可以子無(wú)限稀釋的摩爾電導(dǎo)率與強(qiáng)電解質(zhì)