物理化学第七章课后题答案

7.13 电池的关系为

电动势与温度

E/V?0.0694?1.881?10?3T/K?2.9?10?6(T/K)2 （1）写出电极反应和电池反应；

（2）计算25℃时该反应的?rGm,?rSm,?rHm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

1阳极 H2?e??H?

2阴极 Hg2Cl2?e??Hg?Cl?

21电池反应为

（2）25 ℃时

E?0.0694?1.881?10

??3?198.15?2.9?10?6?298.15V?0.3724V2?

(?E?T)?1.881?10?3?5.8?10?6?298.15V?K?1?1.517?10?4V?K?1

因此，

?rGm??zEF?(?1?96485.309?0.3724)kJ?mol?1??35.93kJ?mol?1

?rSm?zF?E?T?1?96485.309?1.157?10?4J?mol?1?K?1?14.64J?mol?1?K?1

?rHm??rGm?T?rSm??35.93?10?298.15?14.64kJ?mol3?1??31.57kJ?mol?1

Qr,m?T?rSm?298.15?16.79kJ?mol?1?4.365kJ?mol?1

（3）Qp,m??rHm??31.57kJ?mol?1

7.14 25℃时，电池ZnZnCl(0.555mol?kg?1)AgCl(s)AgCl电动势E=1.015V，已知，E?(Zn2?Zn)??0.7620V,E?(Cl?AgClAg)?0.2222V，电池电动势的温度系数(?E?T)p??4.02?10?4V?K?1

（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ZnCl2的标准粒子活度因子。

RTzF???E左?解：（2）E右lnk?可以得到k??1.88?1033

（3）Qr,m?T?rSm?TzF(?E?T)P得到 Qr,m?-23.13kJ?mol?1

3?4(（4）a(ZnCl2)?a?r?bb?)3

又有E?E??RTzFlna(ZnCl2) 可以得r??0.508

7.16 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）CdCd2?

?a(Cd2?)?0.01}Cl??a(Cl?)?0.5?Cl2?g,100kPa?Pt

解：（1）

由于?rGm?0反应可自发进行。

（2）

?rGm?0，反应可自发进行。

（3）E?1.8381V，z?2，?rGm??354.70kJ?mol?1?0 ，反应可自发进行。

7.19 25℃时，实验测得电池PbPbSO4(s)H2SO4(0.01mol?kg?1)H2(g,p?)Pt的电动势为0.1705V。已知25℃

?fGm(H2SO4,aq)??fGm(SO4,aq)??744.53kJ?mol?fGm(PbSO4,s)??813.0kJ?mol??1??2??1，

（1）写出上述电池的电极反应和电池反应； （2）求25℃时的E?(SO42?PbSO4Pb)； （3）计算0.01mol?kg?1H2SO4溶液的a?和??。 （1）电极反应

阳极 Pb?SO42??PbSO4(s)?2e? 阴极 2H??H2

电池反应: Pb?SO42??2H??PbSO?H2(g,p)

?4解：（2）首先由标准摩尔生成焓得到?rGm，然后根据E????rGm/zF?0.3548V 那么E?(SO42?PbSO4Pb)?E?(H?H2(g)Pt)?E???0.3548V （3）由

RTzFRTzFa(H2,g,p)a(PbSO4)a(H)a(SO41a(H)a(SO42?2?2?2????E?E?E???lnln)a(Pb))

?可以得到a??3a(H)a(SO42?2?)?8.37?10?3，最后???a?b?/b?0.5273

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25 oC 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

25 ℃时测得电池电动势

，试计算待测溶液的pH。

在

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