程兰征版物理化学习题解答7

第七章 电池电动势及极化现象习题解

答

1、已知0.100mol/kgBaCl2溶液中，γ活度。

解：m±=34mB=0.1587mol/kg，a±=34γ

aB= 4（γ

±

±±

=0.501，求BaCl2的

·mB =0.07953

·mB）3=5.03×10-4

θ

2、在25℃，Ag(s)+0.5Hg2Cl2(s)=AgCl(s)+Hg(l)的ΔH

(298K)=7950J/mol，又知Ag 、AgCl 、Hg2Cl2、Hg的标准摩尔熵分别为：42.7、96.1、196.0、77.4J·K-1·mol-1。求下列电池的标准电动势及其温度系数：

Ag(s),AgCl(s)|KCl(aq)|Hg2Cl2(s),Hg(l)

解：Δ

S

θ

(298K)=96.1+77.4-42.7-0.5×196.0=32.8

（J·K-1·mol-1）

ΔG(298K)=7950-298×32.8=-1824.4（J/mol） E= -1824.4/1×(-96500)=0.01891(V)

(-4?E)p=32.8/1×(96500)=3.4×10(V/K) ?Tθ

θ

3、查标准电极电势表（表7-1），计算下列电池的电动势（25℃）。

（1）Ag,AgBr|Br-(a=0.10)||Cl-(a=0.010)|AgCl,Ag （2）Pt,H2(p)|HCl(a±=0.10)|Cl2(p=5066Pa),Pt

θ

（3）Pt,H2(p)|HCl(a±=0.10)|Hg2Cl2,Hg （4）K-Hg(a=0.010)|KOH(a±=0.50)|HgO,Hg （

5

）

Pb,PbSO4|CdSO4(0.20mol/kg,

±

θ

γ

±

=0.11)||

CdSO4(0.020mol/kg, γ=0.32)|PbSO4,Pb

（6）Zn|Zn2+(a=0.01)||Fe2+(a=0.001),Fe3+(a=0.10)|Pt 解：（1）AgCl+Br- =AgBr+Cl-

E=0.2223-0.0713-0.0592lg0.010=0.2102V

10.10（2）0.5 H2+ 0.5Cl2=HCl

0.05920.102lgE=1.3583-0.0-1(5066/101325)0.52

=1.4382V(注意：a= a±

)

书上答案不对

（3）0.5H2+ 0.5Hg2Cl2=Hg+HCl

0.05920.102lgE=0.2799-0.0-11=0.3983V

书上答案不对

（4）K+0.5HgO+0.5H2O=Hg+KOH E=0.0986-(-2.924)-(HgO/Hg)=0.0986V] 书上答案不对

（5）SO42-(0.20mol/kg, γ=0.32)

近似：a+=a-= a±=m±γ

±±

0.05920.502lg10.010=2.9398V[注意：E

θ

=0.11) =SO42-(0.020mol/kg, γ

±

E=-0.0592lg0.020?0.32=0.01587V

20.20?0.11书上答案不对

（6）Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+

0.05920.0012?0.01E=0.770-(-0.7628)-=1.7104V lg220.10

4、电池Pb,PbCl2|KCl(aq)|AgCl,Ag在25℃、p下的E=0.490V （1）写出电极反应和电池反应；

???（2）求电池反应的?rSm、?rGm、?rHm，已知(?E)p=-1.80×

θθ

?T10-4V·K-1

解：正极：2AgCl+2e=2Ag+2Cl- ；负极：Pb-2e+2Cl-=PbCl2

电池反应：Pb+2AgCl=PbCl2+2Ag

??rGm=-2×96500×0.490=-94570(J/mol) ??rSm=2×96500×(-1.80×10

-4

)=-34.74(J·K-1·mol-1)

??rHm=-94570+298×(-34.74)=-104922.5(J/mol)

5、试验测出具有下列电池反应的可逆电池，其电动势与温度的关系式为：

Cd(s)+Hg22+=Cd2++2Hg(l)

Et=[0.6708+1.02×10-4(t/℃-25)-2.4×10-6(t/℃-25)2]V

???求该反应在40℃时的?rHm、?rGm、?rSm。

解：40℃时，E=0.6708+1.02×10-4(40-25)-2.4×10-6(40-25)2=0.6729V

(-4-6-4?E)p=1.02×10-2×2.4×10(40-25)= 0.66×10（V/K） ?T?=-2×96500×0.6729=-129870(J/mol) ?rGm?=2×96500×(0.66×10?rSm-4

)=12.74(J·K-1·mol-1)

?=-129870+313×12.74= -125882(J/mol) ?rHm书上答案不对

6、电池Sb,Sb2O3|未知的含H+溶液||饱和KCl溶液|Hg2Cl2,Hg （1）写出电池反应；

（2）求出未知溶液pH值与电池电动势的关系；

（3）在25℃，pH=3.98，则E=228.0mV，求当pH=5.96时E=？

解：正极：3Hg2Cl2+6e=6Hg+6Cl-(饱和) 负极：2Sb-6e+3H2O= Sb2O3+6H+(未知)

电池反应：3Hg2Cl2+2Sb+3H2O=6Hg+6Cl-(饱和)+ Sb2O3+6H+(未知)

E=E(甘汞)-[E-?+0.0592lgc6(H?)]= E(甘汞)-E-?+0.0592pH

6 pH=[ E- E(甘汞)+E-?]/0.0592

当pH=3.98，E=0.228V时，求得E(甘汞)-E-?=-0.007616V 当pH=5.96时，E=-0.007616+0.0592×5.96=0.3452(V) 书上答案不对

7、已知在25℃，7mol/kgHCl溶液中之γ

±

=4.66，在溶液上

HCl（g）平衡分压为46.4Pa，又知E(Pt,Cl2|Cl-)=1.359V。

θ

（1）写出Pt,H2(p)|HCl(a±=1)|Cl2(p),Pt的电池反应，求反应的?rGm。

?（2）计算25℃时下列反应之?rGm及平衡常数K：

θθ

θ

H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)。

（3）在25℃使HCl气体在密闭容器中离解，平衡时总压为p，求此时1cm3混合气中含H2多少cm3?

θ

解：（1）H2(g)+Cl2(g)=2HCl(aq) ；设其平衡常数为K1?

? （2）对于HCl(aq)= HCl(g) ；设其平衡常数为K2

??rGm=-2×96500×(1.359-0)=-262287(J/mol) ?K1=exp[262287/(8.314×298)]=9.47×10?K2=

45

46.4/101325(7?4.66)2=4.3×10-7

因为(1)+2×(2)=(3)

?2

所以K=K1?×(K2)=9.47×1045×(4.3×10-7)2=1.75×1033

θ

（3）设H2分压为x p，则

2(1?x)33θ

1.75×10= ；解得x=2.39×10-17（p）（注意：2xθ

1-x=1）

由于分压之比=体积之比，所以1cm3混合气中含H2 2.39×10-17cm3

8、电池Pt,Cl2|HCl(aq),MnCl2(aq)|MnO2(s)的两极标准电极电

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库程兰征版物理化学习题解答7在线全文阅读。