物理化学第七章课后题答案

7.13电池电动势与温度的关系为263)/(109.2/10881.10694.0/KTKTVE（1）写出电极反应和电池反应；（2）计算25℃时该反应的mrmrmrHSG,,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的。（3）若反应在电池外在相同温度下恒压进行，计算系统与环境交换的热。解：（1）电极反应为阳极HeH221阴极ClHgeClHg2221电池反应为（2）25℃时VVE3724.015.298109.215.19810881.10694.02631416310517.115.298108.510881.1)(KVKVTE因此，1193.35)3724.0309.964851(molkJmolkJzEFGmr1111464.1410157.1309.964851KmolJKmolJTEzFSmr11357.3164.1415.2981093.35molkJmolkJSTGHmrmrmr11,365.479.1615.298molkJmolkJSTQmrmr（3）1,57.31molkJHQmrmp7.1425℃时，电池AgClsAgClkgmolZnClZn)()555.0(1电动势E=1.015V，已知，,7620.0)(2VZnZnEVAgAgClClE2222.0)(，电池电动势的温度系数141002.4)(KVTEp（1）写出电池反应；（2）计算电池的标准平衡常数；（3）计算电池反应的可逆热；（4）求溶液中2ZnCl的标准粒子活度因子。解：（2）kFRTEElnz左右可以得到331088.1k（3）PmrmrTETzFSTQ)(,得到mrQ,-23.131molkJ（4）332)(4)(bbraZnCla又有)(ln2ZnClazFRTEE可以得508.0r7.16写出下列各电池的电池反应，应用表7.7.1的数据计算25℃时各电池的电动势及各电池反应的摩尔Gibbs函数变，并指明各电池反应能否自发进行。（3）PtakPgClClaClCdaCdCd100,5.0)(}01.0)(222解：（1）由于0mrG反应可自发进行。（2）0mrG，反应可自发进行。（3）VE8381.1，2z，070.3541molkJGmr，反应可自发进行。7.1925℃时，实验测得电池PtpgHkgmolSOHsPbSOPb),()01.0()(21424的电动势为0.1705V。已知25℃1244253.744),(),(molkJaqSOGaqSOHGmfmf，140.813),(molkJsPbSOGmf（1）写出上述电池的电极反应和电池反应；（2）求25℃时的)(424PbPbSOSOE；（3）计算0.011kgmol42SOH溶液的a和。（1）电极反应阳极esPbSOSOPb2)(424阴极22HH电池反应:),(22424pgHPbSOHSOPb解：（2）首先由标准摩尔生成焓得到mrG，然后根据VzFGEmr3548.0/那么VEPtgHHEPbPbSOSOE3548.0))(()(2424（3）由)()(1ln)()()()(),,(ln24224242SOaHazFRTEPbaSOaHaPbSOapgHazFRTEE可以得到332421037.8)()(SOaHaa，最后5273.0/bba7.20浓差电池，其中，已知在两液体接界处Cd2+离子的迁移数的平均值为。（1）写出电池反应；（2）计算25ºC时液体接界电势E(液界)及电池电动势E。解：电池反应由7.7.6式电池电动势7.22电池在25℃时测得电池电动势，试计算待测溶液的pH。解：电极及电池反应为查表知（表7.8.1），在所给条件下甘汞电极的电极电势为，则：7.23在电池PtsIHIaHIkPagHPt)(1)()100,(22溶液中，进行如下两个电池反应：应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的E、mrG和k。解：（1）第一个反应：535.0左右EEEV124.103molkJzFEGmr再由kzFRTEln可以得181022.1k（2）同理可得第二个反应：535.0EV，162.51molkJGmr，91011.1k7.25将反应)(),(21)(2sAgClpgClsAg设计成原电池。已知在25℃时，107.127),(molkJsAgClHmf，179.109),(molkJsAgClGmf,标准电极电势VAgAgE7994.0)(，VPtgClClE3579.1))((2。（1）写出电极反应和电池图示；（2）求25℃、电池可逆放电2F电荷量时的热rQ；（3）求25℃时AgCl的活度积spK。解：（1）阳极：esAgClClsAg)()(阴极：ClepgCl),(212电池图示：PtgClaClsAgClAg)()()(2（2）107.127),(molkJsAgClHHmfmr179.109),(molkJsAgClGGmfmr那么pmrmrTEzTFHG)(由（1）知z=1时可以得11,28.17)(molkJTEzTFQpr那么z=2时11,2,56.342molkJQQrr（3）VVE13574.1)22216.03579.1(spKzFRTEClaAgaAgClazFRTEE1ln)()()(ln因为电反应达到平衡的时候E=0，那么201034.6psK7.2625℃时电池AgsSOAgbSOHpgHPt)()(),(42422的标准电动势E=0.627V。已知VAgAgE7994.0)(。（1）写出电极反应和电池反应；（2）25℃，实验测得42SOH浓度为b时，上述电池的电动势为0.623V。已知此42SOH溶液的离子平均活度7.0，求b为多少？（3）计算)(42sSOAg的活度积spK解：（1）阳极：eHH222阴极：)(22)(2442bSOAgesSOAg电池反应：AgbSOHSOAgH2)(42422（2）pHpSOAgaAgaSOHazFRTEE/)()()()(ln242242有)(42SOAga=)(Aga=1，pHp)(2，VE623.0，E=0.627V所以)(ln42SOHazFRTEE得到109.1a，而585.1)2(32abbbb=0.99831kgmol（3）同7.25（3）解法类似，610485.1psK7.27（1）已知25℃时，OH2(l)的标准摩尔生成焓和标准摩尔生成吉布斯函数分别为-285.831molkJ和-237.1291molkJ。计算在氢-氧燃料电池中进行下列反应时电池的电动势及温度系数。（2）应用表7.7.1的数据计算上述电池的电动势。解：（1）（2）设计电池7.29已知25ºC时AgBr的溶度积，，VPtlBrBrE006.1)(2。试计算25ºC时（1）银-溴化银电极的标准电极电势AgsAgBrBrE)(；（2）的标准生成吉布斯函数。解：（1）设计电池，电池反应为根据Nernst方程沉淀反应平衡时，所以（2）设计电池，电池反应为该反应为的生成反应，1121.90)0711.0006.1(309.96485molkJmolJzFEGmr7.3025ºC时用铂电极电解的。（1）计算理论分解电压；（2）若两电极面积均为，电解液电阻为，和的超电势与电流密度J的关系分别为问当通过的电流为1mA时，外加电压为若干。解：（1）电解溶液将形成电池，该电池的电动势1.229V即为的理论分解电压。（2）计算得到和的超电势分别为电解质溶液电压降：10-3x100=0.1V因此外加电压为：