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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 =Nx = -nEF= -（nF）E=-Q E= + 1000* 1. 70=1. 7X103 JQ=&HmS（槽）=一学体系的&h=ag+t&s=o&5=47 =嗡25.8 11 cyj lx.若要分别求婚变还需知道电池反应的宿变.8.分别写出下列电池的电板反应、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k 设活度因子均为1,气体为理想气体.所需的标准电极从电报电势表中看阅.(l)Pt| Hz()| KOH(0. 1 mol kg-1) |Q) |Pt；
14、 (2)Pt|H2(p*)|H2SO4(0. 1 mol - kg lOz(/*)|Pt, (3) Ag(s) | AgKs) 11 (af ) | Ag(。十)| Ag(s) (4)Pt|Sn44-(+)II TTZTlForr )|Pt； (5)Hg(l)|HgO(s)|KC)H(0.5 mol kg-1) I K(Hg)(flara1).解：(D 负极 右 H2()+OH(ooH-)一fH2O(l)+e-正极 O2(p*)+yH2O(l) + e-电池反应+乩()+9Q(p)OH-(oar )J Hz 0(1)电动势E= 一臀ln（产。_） = r 00t /负极得H2（p）f H，（奴+）+正极 Q（/）+ H+QH+）+e-一3 HzO（l）电池反应 3（p）+；O2（p）一得0（1）4q4E=?=唐 |叱0舛4 1H2(3)负极 Ag(s)+g-)- 正极 Ag-QxD+b-Agl(s)+e-Ag(s)电池反应 Ag )+r (ar )=Agl(s)E=?-ln；-F 矶+ ar。=限，| 一阿小负极 4-Sn24 (asn2+ )(asM )+e 正极 十丁尸(ar尸)+e-
