(完整版)物理化学第五版(傅献彩)课后习题答案

1、第九章可逆电池的电动势及其应用1,写出下列电池中各电极的反应和电池反应.Hs(p吗)1 HCIUJlCktpulPt,(2) Pt | H Oh JIQl ) Il Ag，QQ ) I Ag(sh (3)Ag(3) E IP ) | Cl- (aa- )5 AgCKs) (Ag(s)t GJPbUJlPbSOiWISOS- (oscf- )| W+ (oc+JICufe)； (5)PH 修 的 ) | NaOH() | HgO(s) | HgtD ；(6)Pt I ) I Qq) ISfeQj I SMs)* (7)H|Fe3+(ai)tF+(as) | Ag+ Q中) I Ag(s).Na(

2、Hs)(&)|Nm ) II OFF (如h- )|HgO(s)IHgCD.解：(1)负极 He % )一2H+1的+ )+2。正极 Ct (Ai. +2e- -2Cr)电池反应 Hi( 0G+ClMgJ-2HCl(aq).(2)负极 HM加&)一2H+ Qh+ )+2e- 正极 2Ag+ SH +2e-2Ag(s) 电池反应 H外)+ 2A+QM)=2Ag(G+2H+Ur).(3)负极 Ag(s)+1 (ar )一Ag(s)+b 正极 AgCS)+Afi(s-FCl- (aa-)电池反应 Agas)+r(口厂)-Agi(s)+cr).(4)负极 Pb(a + SOTQ 蜥-)-*PbSO*“

3、十%正极 C/十Gic产+2曰-CuG)电池反应 Pb(3)+CuJ+ (W+)+SOE-(asf- )-PbSOJG+Cu(sL负极 &(2)+2。斤(.-*2HfCKD+2e-正极 HgO+ H0+ 2一OHFqoh- )+Hg(l)电池反应 HM 加)+HgO一+ HQCD,(6)负极 JHrtpM,)*6H+ (日产)+6广正皴 也)4614+5+)+6e- -2Sb( s4-3 H2 0( 1)电池反应3Hl(力/l+SbQl。=25从。+3乩。上(7)负极 W S。一+ l正极 Ag (&z+)+电*Ag(s)电池反应 Fez+ (a2 ) +Ag+ (a+ )Fe+ (ai )

4、+ Ag(s),(g)负极 2Na(Hg)(am)2Na+)+2Hg(L)+2e正极 HgO(s) + Hg0(D+2b-HgH) +2OH- Svh-)电池反应 2Na(Hg) + HgO(s) + Ha0(D- 2Na+ (a+ )-20H- (- ) + 3H*D, 2.试将下述化学反应设计成电池.(DAgCKs)-Agl(ZA1+)+ Cl-(la- )(2)AgCKs) + l_ (i_Agl(s) = +Cl-(cm- )i(3)H2(pJ12)+ HgO(s)-Hg(l) + H2O(l)i(4)Fe?4Qv+ ) + Ag(aA十 -Fe3+)4-Ag(s) (5)2Hz )+

5、01(%)一2H2CX1)i(6)Ch(依)+2(”厂 -k (s)+2Cr(aa-)i H2O=H+ (弥+ )-FOH- (ooh-)i(8) Mg( s)+1 Q (g) + H? CX 】)-Mg( OH) 2 (s)；(9)Pb(s) + HgO(S)Hg(l)+PbO(s)；(10)Sn(。螳+ )+TP+-Sn+Q*，)+Tl+ (知+ ).解:设计电池 Ag(s) I AT) | Cl- (aa- ) | AgCKs) I Ag(s)(2)Ags)|AgI(s)|r Car ) | CP ( I AgCl(s) I Ag(s)Pt|% (外)Ioh- Qoh-)|Hg()(s)

6、 |Hg(l)(4)Pt|FW QpJ+ ) ,Fe1- Qf3+ ) I Ag+ )|Ag(s)(5)Pt|H2(g)|H+(aH IO2g)IPt(6)12IF (r ) | Cl- (aa- )|Ck(g)|Pt3 .从性和Weston电池的电动势与温度的关系式,试求在298. ：5 K.当电池可逆地产生2 mol电子的电 荷量时，电池反应的和4sm,已知该关系为E/V=1.018 45-4. 05X10-S (丁/K-293. 15) - 9. 5X 10-,(T/K-293. 15):解:由E的关系式求出(券)，再求出298. 15 K时E的值.因为:zEFAHm = AGm+T A

7、心.|(|1) = -4.05X10-5-2X9.5X10-,X(T-293.15)V*K-1当 丁=298.15 1时，(霁),=-5.0*10-，-1 =2X96500(-5.0X10-5)J K1 moL=-9.65 J K-1 mol-1rGro =zEF= 2X 96500X1. 018 J tnoL = -196. 5 kJ mol 1+mor,4-298.15X(-9. 65 J K-1 mor1) = -199. 4 kJ - moP14 . 298 K时,下述电池的电动势为1.228 V,Pt|H2(/*)|H2SO4(0. 01 mol kg-】)|Q()|Pt已知HzO(

8、l)的标准摩尔生成结为fH(H2O,l) = -285. 83 kJ moL 试求：(D该电池的温度系数,(2)该电池在273 K时的电动势.设反应结在该温度区间内为常数.解式1)电池反应：负极 匕()一*2H+Qh+)+2葭正极 HQ +405)+20-201(5)电池反应 %(。)+义02()=h0(1)乙rGn = -2FE=-2X96500X1. 228 J mor, = -237. 004 kJ mol-1&He = AGm+T -其中SnzF得),= - 164. 75 J moL m - dGm 二 一 286. 1 + 237. 004T298 K-(豹广湍密XI。-，V(2)

9、dHm = -zFE+zFT(筹1&Hm不随温度变化。(券),-d eT=273 K 时.E=273 (-8. 54X 10-4)- -gx96500L 249 V-5 .电池 Zn(s)|ZnCl：(O. 05 n)ol - kg ) | AgCKs) | Ag(s)的电动势与温度的关系为E/V= 1. 015-4. 92X10-4(T/K)一298试计算在298 K当电池有2moi电子的电荷量输出时，电池反应的dGm.aHm.8S1n和此过程的可逆热效 应念.解：298 K时有2 mol电子的电荷量输出E= 1.015-4. 92 X IO- (298-298) = 1. 015 VrG.

10、 = - zEF= - 2 X 96500 X1.015 = -195. 9 kJ mor1& =zF(含).=2X96500X(-4.92X10-) = -95.0 J mol-1 - K-1=ArGm4-T rS1B = -195. 9 kJ mol-1 +298X(-95.0) JXmol_1 = -224. 21 kJ mol -1可逆热效应为：Qw=T45=298 K (-95.OJ moP1 K-) - -28.31 kJ moi-16 .在 298 K 时.电池 Hg(l)| Hr2cM s) | HCKa) I Ck ()I Pt(s)的电动势为 1.092 V,温度系数为 9

11、. 427 X10_4V- K-,.(D写出有2个电子得失的电极反应和电池的净反应；(2)计算与该电池反应相应的AGe1a及可逆热效应Q.若只有1个电子得失，则这些值又 等于多少？(3)计算在相同的温度和压力下.与2个电子得失的电池净反应相同的热化学方程式的热效应.解：(1)在298 K时负极 2Hg(l)*Hg2Cl2(s)+2e-正极 Ch()+ 2e-2C|- (a)电池反应 2Hg(l)+Cl2()-Hg2Cl2(s)+2Cr (a).(2)zXGm = -FE=-2X965OOX.O92=-21O. 756 kJ moP14S = zF濡)=2X96500X9.427X107 = 1

12、81.94 J moL . K-iHArGm+T AcSm= (-210. 756X1034-(81. 94X298) = -156. 54 kJ moLQ=T tSib=298X 181. 94 J mol-1 =54. 22 kJ moL若只有一个电子，则所求的值变为原来的1/2.(3)若在相同温度压力下,热化学方程式的热效应为Q=AHm = -156. 54 kJ - moL7 . 一个可逆电动势为1.70 V的原电池.在恒温槽中恒温至293 K当些电池短路时(即宜接发生化学 反应，不作电功)，相当于有1000 c的电荷量通过.假定电池中发生的反应与可逆放电时的反应相同，试求 以此电池和

13、恒温槽都看作系统时总的炳变,如果要分别求算恒温槽和电池的炳变.还需何种数据？解:电池发生的反应与可逆放电时的反应相同.系统的 NGu =W（、7 = - nEF= -（nF）E=-Q E= + 1000* 1. 70T7X103 JQ = &HeS（槽）=一窄体系的 AH=AG+T&S=0土牛嗡9=5.8 JKT 1乙，J lx若要分别求焙变还需知道电池反应的宿变.8.分别写出下列电池的电极反应、电池反应，列出电动势E的计算公式,并计算电池的标准电动势以 设活度因子均为1,气体为理想气体.所需的标准电极从电极电势表中查阅.(DPtl Hz ()| KOH(0. 1 mol -kg-1)() I

14、 Pt；(2)Pt|H2(/*)|H2SO4(0. 1 mol kg 】)|O2(p)|Ptj Ag(s) | AgKs)|) | Ag，(。&+ ) I Ag(s) (4)Pt|Sn-Qd+ ) | TP+H+QtC )|Pt； (5)Hg(l)|HgO(s)|KOH(0.5 mol kg-1) I K(Hg)(flarn1).解:(1)负极 右 H2()+OH-(aoH-)-H2O(l)+e-正极 O2(r4-yH2O(l) + e-电池反应十乩3)+9Q(p)OH- (ooh-)J Hz 0(1) 4电动势 E= gln(产= r 00t /公=82|为0-01+吗.负极 2H2(p)-

15、fH+(a)+ e正极十 02(/)+ H+QH+)+e-*Hz0(l)电池反应条”)+；02(/得0(1)=/?=叫|叱0一.广里(3)负极 Ag(s)+g-)- 正极 Ag-QA/O+b-Agl(s)+e-Ag(s)电池反应 Ag )+r (ar )=Agl(s)E=E*-ln; F aA14 ar6 =隔,|阿小负极 4-Sn2 (asn2+ )(34+ )+e正极 十丁尸(。好+ )+e-*/丁1+ (所门)电池反应 焉Sn计(Q+ )+Tl3*(an3+ )-义讨(的+ )+得Sn ()Ww4乙E=?白4 4 /方.、 2+ 03+ )?=疥+.口+ + W (5)负极 3Hg+OH

16、- (如厂)HgOO+HzCKD+e-正极 K4-(dK+)4-Hg(l)+e-K,Hg(aK+)电池反应 (等 T ) Hg(l)+Ofr (e )+lT (ok- )I HgCXs)+十 口8)+国也 E= E*塔、50k+ _=OF+ (*+ )+2r (aF )求电池在298 K时的标准电动势?,反应的和标准平衡常数K：.如将电池反应写成得 cd(s)+Ji2(s=4cd-)+r (ar)/C乙 再计算,46和K：,比较两者的结果并说明为什么.解:设计电池还原负极 Cd(s)-Cd2，(g+)+2e-氧化 正极 Iz(s)+2e 2I- (ar )电池反应 Cd(s) + Il(s)C

17、d2+ (aca2* )+2r (ar)E1 =a11也+a=0. 5355-(-0. 4029)=0. 9384 V2XG- = -rPF= -2X96500X0. 9384=-181. 11 kJ mor1lnK： =-镑1 =一千= 7工 0958KIoe 014 X 49oK：=5. 56X1O11.电池反应式写成-icd(s)4-yl2(s) Cd2 (00+ 厂)Mo4k 不变 dGi (2) = &(1)= -90. 56 kJ mor1K：(2 =(K：)+ =7. 46X1015.10. 298 K时，已知如下三个电极的反应及标准还原电极电势,如将电极(1)与(3)和(2)与

18、(3)分别组成 自发电池(设活度均为D,请写出电池的书面表示式，写出电池反应式并计算电池的标准电动势.pe(Fe2* |Fe)=0. 440 V|p*(cr I AgCI 1 Ag)=0. 2223 Ny0,电极电势高的做正极电极(1)的电极电格V电极(2)的电极电势(2)为正极,电池反应负极3Fe(s)-/ FeKQ0)+e-正极 AgCKs)+e-Ag(s)+Cl-(3-)总的电池反应 1 AgCl(s) + !Fe(s)-(即/+ )+C()电池表达式 Fe(s) | Fe2 ) |C(3- ) | Ag(s)+AgCl(s)=5- 197一牌J+ 旧=0. 2223-(-0. 440)

19、 = 0. 6623 V.同理(2)与(3)组成的自发电池(3)为正极负极 Ag(s)+Cl- (aa)AgCl(s)+e-正极 TC12(/)+e*,)=AgCl(s)设计电池为 Ag(s) + AgCK s)|Cl-(aa-)|CI2()|PtP=ia- -6-5 =(1. 3583-0. 2223) = 1. 136 V.11.列式表示下列两组标准电极电势吠之间的关系.(l)Fe+3e-Fe(s),Fe2+2e-Fe(s),Fe3+4-e-FF ；Sng+4-一Sn(s),Sn2f -F2e-Sn(s), Sn，+2e.解：(l)Fe3+3e-Fe(s)Fe2+2eFe(s)*式一式得

20、Fe34- 4-e-Fe24a 一W(D = _3阱,3+的 FP为该电极与标准H2电极组成的电池的电势=/()；&5 = -nF炉6(2) = 2裾2+|Fe F&5(3) = AG - AU =-3/13+版 F-(2.|尺F)= -l3+|Fe2+ F.斓声而+ =3e3+同2”+ |Fe(2)Sn4 -F4e-Sn(s)(DSn2-h + 2e Sn( s)Sn4+2e-Sn2*= 4洛什图F&(2) = -2礴/18n F- AG 同样:&Gn=-zF8.ArGm(3) 4 得|Sn , F1 (一2 四 2+3 F)=一2湃广2+ F二公什|嘘+ = 2内4+一由2+5n12 .

21、298 K时，已知如下电池的标准电动势己=0.2680 V： Pt|H2(p0)|HCi(0. 08 mol - kg-1 ,y =0. 809) | Hg2Cl2(s) I Hg(l) (D写出电极反应和电池反应.(2)计算该电池的电动势.(3)计算甘汞电极的标准电极电势.解:(D 负极2H+Qn+)+2e-正极 Hg2Cl2(s)H-2e_2Hg(l)4-2Cr (aa-)总电极反应 H2()+H&CKs)-2HF0h+ )+2Hg+2C(aa).(2)E=J?_祭In)；(的 产=-08X0. 809T =0. 409 V. zx yoouu(3)?t2021Hg博，1% =?收2021

22、Hg =。=0 268 V.13 .需设计一个电池,使其中进行下述反应Fe2+) +Ag+ (az，)5=Ag( s)4-Fe3+ (a )(1)写出电池的表示式.(2)计算上述电池反应在298 K、反应进度为1 mol时的标准平衡常数K：.(3)若将过量磨细的银粉加到浓度为0.05mQl-kgT的Fe(Na)3溶液中求当反应达平衡后，Ag，的 浓度为多少？(设活度因子均等于1.)解：”)电池表示式为H Ag-(a3)| Ag(s).(2)平衡常数1水：=岸7-冰lnK： =1. 0941X(0. 7991-0.771) 96500298X8.314K： = 2.988.(3)巳知 Ag(s)

23、+Fe-Ag+F*开始0.050 0平衡0.05-a aa2 =5 =(K：尸=(2. 988尸a=4. 417X10-2 mol , kg-:.14 .试设计合适的电池判断在298 K时,将金属银插在碱溶液中,在通常的空气中银是否会被氧化? (空气中辄气分压为21 kPa).如果在溶液中加入大量的CNJ情况又怎样？已知，CAg(CN)2J-Ag(s) + 2CN-胃= -0.31 V.解：设计电池Ag(s)+A&O(s) IOH- Qoh- ) IQ (公)I Pt电池反应 2Ag(s)+4a5Q=A&O()负极 2Ag(s)+2OFF (ooh- )A&O(s) + H2(XD + 2e-

24、正极加(应)+H2O(l)+2e-2OH-(ooh-)k upjgioH 3Ag201AgiOH- (O. 4010. 344) V=0. 057 VE=E-钏/=一我修)1 V=a 057 V-8-g8ln(0. 21)4 V=0. 047 V0AGe = -nFEV0电池是自发的，在空气中碱性条件FAg能被氧化成氧化银.加入CN-后，电池变为Ag(s) |Ag(CN)2- ,CN- (ock- ) | OFT (3-)。(2)I Pt负极 2Ag(s)4-4CN- (aa.-)-2Ag(CN)2-+2e-正极彳)+ %0(1)+2 2OH (ooh)电池反应：2Ag(s) +4CN-(5

25、) +彳(M)+ H2O(1) 乙Qoh- (Ag(CN)J)?=2Ag(CN)2y +2OH- (Ooh-) 电动势E=/?_累In去一器inE=g 1210H- -忧92-_熟/累后(血 ) 朦？)=0. 401 -(一0. 31)-0. oi-lnD(Ag(CN)21)2(ocn- =0.701一累 m(OOH- )2(Ag(CN)21)2(acN- )4(QoH)2(Ag(CN)2r)2故In0.701此时电池电动势大于不加大量CN一离子时的电池电动势.LE越正K：越大反应的趋势越大.所以，加入CN-后.Ag氧化成Ag(CN%一.15 .在298 K时,分别用金属Fe和Cd插入下述溶液

26、，组成电池.试判断何种金属首先被氧化?(1)溶液中含Fel+和Cd2+的活度是0.1.(2)溶液中含Fe?+的活度是0. 1,而含Cd24的活度是0.0036.l)=9：0ArGm = sEF0电池反应能发生首先Fe(s)被粗化成Fe2+.E-知口绘=。.2一端居n般= -0.0044 V0反应不能发生,而其逆反应可以发生.Cd首先被氧化成QF+.16 .在298 K时，有电池：.他($)；?80()|用。39)1取2。2(川1也(1).已知化合物的标准生成6山区 自由能分别为:AGU AgCLs)= 一】09. 79 kJ moK1 ,GS.(H&a，s) = -210. 75 kJ mol

27、-1.试写出该电 池的电极和电池反应，并计算电池的电动势.解：负板 Ag(s)4-cr (aa- )-Ag(l(s)+e-正极 yHfoa(s)4-e- -Hg(l)+Cr(aa-)电池反应 Ag( s +, Hg?Cl2 (s)一 AgCK s+Hg(l) 乙46 = AG(AgCls)一得 dGUHgKh.s)= -109. 79-yX(-210. 75)=-4. 415 kJ mol1标准态下E=E = - 峥 =喘繇=。,04575 V17 .根据下列在298 K和标准压力下的热力学数据，计算Hg()(s)在该温度时的解离压.已知：(D电池 Pt| H2(pH2)|Na()H(a) |

28、 Hg(D的标准电动势 =0. 9265 V,(2)反应 H2(g)+ga(D-HzCXl)的A出=-285. 83 kJ , moL ;(3)298 K时，下表为各物质的标准摩尔博值化合物HgO(s)“(g)Hz (XI)Hg(l)H2(g)/(J KT mor1；70. 29205.169. 9177.4130.7解：负极)+2OH Qoh-2H式)十24正极 H2O+HgO(s)-F2e Hg(D + 2OH(QoH-)电池反应 HNpf)+HgO(s)-(D & = 一之尸F=(一2X96500X0. 9265) = 178. 84 kJ moLH2(g)+g02(g)-HOU)A J

29、 =T =69. 91-130. 71-(205. 1) = 763.34 J mol-1A5 = ( -285. 83X101 -298.(-163. 34) =-237.15 kJ moL一式得HgO(s)Hg(i)+-Qr(g)&6- dU = -178.81+237.15-58. 34 kJ - mol-1158.34X101 _ xln K-TFT -8. 314X293- 21 54 /”=()h5.94X1Oug=3. 575X1076 p418 .在273318 K的温度范围内下述电池的电动势与温度的关系可由所列公式表示：(1 )Cu(s) | CifeCXs) |NaC)H(

30、aq) | Hg()(s)| Hg(l)|E/mV= 461. 7-0. 144(T/K-298) + 1.4X 10(T/K-298)2(2)Pt(s)|H2(/-)|NaOH(aq)I Hg()(s)|Hg(l),E/mV=925. 65-0. 2948(7/K-298)+4. 9X 10(T/K-298)2已知 入抽(修。,1) = -285. 83 kJ moL，aJ(H2Q.D = -237. 13 kJ - moL,试分别计算 HgO(s)和 CsO(s)在298 K时的和AH：的值.解：Cu(s) | CuzOCs)! NaOH(aq) | HgO(s)|Hg(l)(1)的电池反

31、应为负极 2Cu(s)+2OH-(aq) -CrOO + FLOCD+ZL正板 HgO+HzO+ 2/一-Hg+2OFT (叫)电池反应 2Cu( s) + HgO( s)=Cuj 0( s)+Hg(l)(2)的电池反应为，负极 H,(p*)4-2OH-(aq*2%0(1)+2。一正极 HgO(s) + Hz0(D+2右一一Hg( I) + 2OH-(aq)电池反应 Hg(X s) + H2 (pe)-*Hg( 1) 4- H2 (XI)在298 K时、的电池电动势分别为Ei =461. 7-0. 114(T-298) + L 4X10t(t_298 mVI=461.7 mVEz=925. 6

32、5 mVdU(l)=-NEiF=0.4617X96500X2=-89.11 kJ moP1(2) - zE2 FQ. 92565 X96500X 2= -178. 65 kJ moL在 298 K 时 dSCfF(滔=2X96500X(-0.144)X10-3 = -27. 792 J K-1 mor1=2X96500X(-0. 2948) X 1()7 =-56. 896 J K moP1&Hm(D = dGm(D+T* = -89. 11X103 J - moP1+298X(-27. 792 J K , mor1)=一97.39 kJ mor1&Hm(2) = aGm(2)+T a&(2)

33、= -178. 65X103H-(-56.896)X298= 195. 61 kJ mol 1已知乩3)+1(%()一h2o(D&G3) = -237.13 kJ mo|TH*(3) = -285. 85 kJ moL一得 Hg()(s)-Hg(D+q (p)&a(4) = AGUHgO.s) J&5(2) - &6(3)故 da(Hgo,s)=d6-as= -237. 13+178. 65 =-58. 48 kJ mor1(Hi(HgO,s)=ArHi(3)-rHi(2)= -285. 83+195. 61 = -90. 22 kJ moL同样(D+一得 2Cu(s)+Ja()=Cu2O(s

34、)&(4(CsO,s) = a3(D dq(2) + d5(3)89. 11-(-178. 65) +( -237.13) = -147.59 kJ moL(Cu2O)+OFT (叱右)的离孑积常数Kt的值.解：负极 H2+2e-2OH (ooh-)电池反应 H2() + H2O(D+3oJ(p)=2H+(atr) + 2OH-(aoH-)而 H2(x-)+yOz(p*) = H2CX)rG(l)N-2EF=-2X965OOXO. 4=77. 2 kJ moL43=43($0.1) 237.13 kJ mor1一得 H2(Xl) = H(ai)+()H-(a2).=- 13(2) = 237.

35、 1377.2-80. 0 kJ mol1K： = K-=9.5X1O-15.20 .有电池 Zn(s) |ZnC12(m = 0. 005 mol - kg-*) | Hg2cb (C I Hg(D,已知在 298 K 时的电动势E= 1.227 V,Debye-HUckel 极限公式中的常数 A=0. 5O9(nx)l 试求：1)电极反应和电池的净反应；(2)电池的标准电动势(要考虑力的影响h(3)按电池反应有2个电子得失当反应进度为1 mol时的解:负极 Zn(s-Zn2(a& )+2e-正极 Hg2Cl2(s)+2e 一一-2Hg(l)+2Cr(aa-)电池净反应 Zn(s) + H&

36、Cb(s)-ZN+储/ + )+2CQcT )+2Hg(l)在 m=0. 005 mol kg_1 的 ZnCl2 溶液中(22 4-12) XO. 005 - 0. 0125 mol kg 1lgy= 一All z- Ml=-o. 509X121，0125 = -0.1138T =0. 7695E=+ 颦Iwg” 岛- 其中 Tr =? + 竽ln4 - y 1. 227 V =1. 227 V一解爆翳1n4 9 005)3(0. 7695)3 乙 y ODvU= 1.227+0.196=1.423 V当有2 moi电子得失，如上的电池反应进度为1 mol时d,Gi - zFE* = - 2

37、 X 96500 X1. 423 = - 274. 64 kJ mol1.21 .写出下列浓差电池的电池反应，并计算在298 K时的电动势.(l)Pt|凡(g,200 kPa) | H+ (弥+ )|H2(g,100 kPa) |Pt,(2)Pt|H2(p*)|H (qh+ j =0.01) | H(0*4=0. D|H2(X)|Pt|3)Pt|Cfe+2片正极 2H+(加+ )+2一Hz (1000 kPa)电池反应 H2(200 kPa)-H2(100 kPa)In -y =0. 0089 V.P=_RT.网 _ 8. 314X298 h-2X96500负极 Hz()2HFai)+2e-

38、正极 2HQz)+2e- 电池反应=)2=0.0591 V.F_RTln/a)8.314X298, z0.01E- zFln() - -96500X2 ,n( oTT(3)负吸 2Cr(fll)卜(100 kPa)+2e-正极 Clj(200 kPa) + 2e -2CC (ai)电池反应。2(200 kPa)=2Cr(a2)-2C(M )|-|X298 In =0.0591.(5)负极 Zn(s)Zn2* (ai + 2e 正极 Zn2(a2)+2e *Zn(s) 电池反应 Zr)z- (g2)一Zn?，(ay )皆=飕=。.。2。7 V.a： 4X963000.0 J(6)负极 Pb(s)

39、+SO-(ai-PbSC)4(s)+2e-正极 PbSO(s+2b -Pb(s)+ 8(一储2)电池反应SCTQQnS-Qz)口_ RTt , / 、_ -298X8.314. 0.001_n A9QA vE一 -#ln(s/6)一 -2X96500 瓜 5 一. 0296 V.22 . 298 K时有下述电池：Ag(s)|AgCl(s)|KCl(0.5 mol kg-1) | KCKO. 05 mol kg JAgCKs)1 Ag(s)已知该电池的实测电动势力为o. 0536 V在0. 5 mol-kgT的KC)溶液中心值公别为0. 649和0. 812,计 算C1-的迁移数.*AgCl(s

40、)+e Ag(s)+Cl (帆2) cr(m2)解：电池负极 Ag(s)+C(mD 正极 AgCI(s)+e电池反应Cl (ZH1 陶子由高浓度向低浓度迁移电动势为浓差电势E与液接电势之和r RTX a2 8.314X298, 0.05X0. 812_A v耳=一孑m /一一965OF-，n OT5XOM9 05336 VE； = E-Er = (0.0536-0.05336) =0. 00024 V 由液接电势的计算公式EJ-(-Z-)ln(a1/aJ)-(l-2Z-)ln(ai/a2)=O.OOO24 V 解得 f-= 0.4998.注:迁移过程的自由变化必为“.RTImk- /ik+ +

41、f-RTlnacr /。* zEFK活度由央一aY 十个离子由不同浓度变化引起自由能的变化aK* aa* =加 7ayc =Qcr =m yt而,+ +(_ = 1得出用 “ 4 r-In(ai/az ).23 .常用的铅蓄电池可表示为Pb(s) |PbSO, (s) | H：SC) (m=l. 0 mol kg-)| PESO, (s) | PbSO-Pb(s) 已知在060c的温度区内，电动势E与温度的关系式为E/V-1.917 37+56. 1X1OT(，/C)+1.O8X】OT(C)2在25c时,电池的k=2. 041 V.试计算这时电解质溶液HzSOJ加=1. 0 mol - kg

42、)的平均活度因子片. 解:铅蓄电池表示式为：Pb( s) | PbSC)+Pb(s)*PbSOJs)+2e-正极 PbCMs+H，/ )+50，)+2e-*PbS(X(s) + H2O(l)电池反应 Pb(s) + Pba(s)+4HGor)+2SOT(a蚊-)-2PbS()Js)+2H?O正切(狈+)4(0丸下酸性溶液 oh+ -，h+ =7 2masn；- =/- m玄-=y_ my=(Hr 对E=E?-Jln7Z47-7i()2(y.)=力zF (y. 2m)*(7- mrE=P - 4m2 m)2 zr在 298 K 时.E=L9188 VE=e + & 黑仔8。片.4疗.=1.918

43、8 V yoovu1.9】88-2.04 = Mfln4y = -4. 760y =0.129., 24.在298 K和100 kPa时,试求电极PtlS()T ,&()T的标准电极电势.已知(1)1 mo!5HzO(3)溶于大量水中，AH温=46. 735 kJ - mo；(2)1 mol 5H2CXS)溶尸过鼠的 I?离子溶液中 A优。=28. 786 kJ mol 1 ；(3)1 mol Ms)溶于过量的I-离子溶液中，&/葭=3.431 kJ moL ,(4)Pt|I2(s)|r=0. 535 V；(5)各物质在298 K时的标准摩尔博为化合物S.QFrk(s)&/(J KT mor1

44、)33. 17146.0105.9116.7|解：(D的化学反应式为Na282a 5H2()=2Na，+3(% +5H2O2Na2sol 5H2O+V+4NU +StOT +10HQ一一 2(D得 2StOT +12 2K +S.OT的转移电子数为2把两电极组成电池Pt|StOj-,SiOi- II riiciPt负极 2&a-(aq)-&0T(aq)+2e-正极】2(s)+ 2e2V (aq)电池反应 2S2(X-(aq) + k(s)-2(aq)的 4H：,(4) = dH：(2) A也(3) -(28. 786-3. 431-2X46. 735) = -68. 115 kJ mor1病变

45、为 ,Si(4) = SS： = 105. 9X2+146-33. 47X2-116.7=174.16 J mol-1 K 1GX(4) = H：(4)-TrS：(4)= -68.115X1O1-298X174.16=-120.01 kJ moL电池电动势为？=一金笋=噜账$=O6218V户=冒一西a-.、。一二科0-必*一 =一*=0. 5350.6218=0.0868 V.25 .已知298 K时，反应2H2(Xg)-2Hz(G+Q (g)的平衡常数为9. 7X10，这时HzO(D的饱和 蒸气为3200 Pa试求298 K时下述电池的电动势E.Pt|H2(p*)|H2904(0.01 mo

46、lkgT)|Q(H)|Pt(298 K时的平衡常数是根据高温下的数据间接求出的.由于氧电极上的电极反应不易达到平衡.不能 测出电动势E的精确值，所以可通过上法来计算E值.)解：负极 2H2()一MH+(a/)+4e-正极 O2() + 4H+Qw)+4e-*2H2O(I)电池反应 2H=2H2O(1)高温水分解的方程式为2H?O(g)2H2(g)+Q(g)此计算需设计过程如下：AfGa(l)2H2 ( )+Q ( p)2H2O(1)p|dGm .2HzO(g)右.(5)麻,2HQ(g ,蛆 2 H2 0(人力均。)GIB(l) = AfGm(2) + rGni(3)+Gm(4)4-iXGni(

47、5) 二rGn + W3)+0+0&G，2)=RTlnK,aGmCXnRTInAG。=RTlnK,+：求Fn 贽=8. 314X2981n9. 7X1O+2X8, 314X2981n=-473. 58 kJ mor1ArG(l)_ 一473. 584X96500= 1.227 V.26 .计算298 K时卜述电池的电动势E：Pb(s)|PbCb(s)|HCKO. 01 mol kg1) | H2(10 kPa)IPt(s)已知夕(Pb Pb) = -O.126 V,该温度F PbU(s)在水中饱和溶液的浓度为0. 039 mol “用Debye-Hikkel极限公式求活度因子后再计算电动势).

48、解：负极 Pb(s)4-2Cr(aa- )*PbCl2(s)+2e 正极 2HFQH+)+2eH式纵)电池反应 Pb(s)+2H-Qn+)+2C(oa- )-H式0H2)+ PbC12(s)(1) 电池的一极为氢电极，需求出由qmicr的电极电势,与伊组成电池.设计电池 Pb(s) | Pb2,十)H Cl (aa- ) | PbCl2 (s) + Pb(s)负极 Pb(s)-Pb kPa 8.314X298110L325 kPa 2X96500(0. 01)2(0.0 0-(-0. 2613)-0. 2067 = 0.0546 V. 27.有如下电池 Cu(s) ICuAcz (0. 1 mol kg 1) I AgAc(s) I Ag(s) 已知 298 K时诙电池的电动势 E(298 K)=0. 372 V,温度为 308 K时.E(308 K)时，E