第八章可逆电池的电动势及其应用 返回上一页 1.试将下述化学反应设计成电池 (1)Agcl(s)=Ag+(aAg+)+Cl-(acl-) (2) AgCl(s)+I-(ar-)=AgI(s)+Cl-(aci-) (3)H2(pH2)+Hgo(s)=Hg()+H2O() (4)Fe2+(aFe 2+)Ag+aAg+)=Fe3+(aFe3)+Ag(s) (5)H(pH2)+1/202(pO)=H2O0 )ch(pClz)+2-(a-)=I2(s)+2c|-(ac-) 2.298K时下述电池的E为1228V Pt, H2( )H2SO4(0.01 mol/kg)o2( ),Pt 已知HO()的生成热为-2861k/mo试求 (1)该电池的温度系数 (2)该电池在273K时的电动势该反应热在该温度区间内为常数
第八章 可逆电池的电动势及其应用 返回上一页 1. 试将下述化学反应设计成电池: (1) AgCl(s)=Ag+(aAg+)+Cl-(aCl-) (2) AgCl(s)+I-(aI-)=AgI(s)+Cl-(aCl-) (3) H2(pH2)+HgO(s)=Hg(l)+H2O(l) (4) Fe2+(aFe2+)+Ag+(aAg+)=Fe3+(aFe3+)+Ag(s) (5) H2(pH2)+1/2 O2(pO2)=H2O(l) (6) Cl2(pCl2)+2I-(aI-)=I2(s)+2Cl-(aCl-) 2. 298K 时下述电池的 E 为 1.228 V Pt,H2( )|H2SO4(0.01 mol/kg)|O2( ),Pt 已知 H2O(l)的生成热 为-286.1 kJ/mol.试求: (1) 该电池的温度系数. (2) 该电池在 273 K 时的电动势.该反应热在该温度区间内为常数
3.电池zn(s)znc(0.05mo/kg)Agc(s)+Ag(s)的电动势E={1015 492×10T/K-298N试计算在298K当电池有2mo电子的电量输出时, 电池反应的ΔrGn,Δrh,ΔrSn和此过程的可逆热效应Q 4.一个可逆电动势为1.07的原电池在恒温槽中恒温至293K当此电池短路 时(即直接发生化学反应不作电功)有1000C的电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恒温槽都看作体系时总的熵变化如 果要分别求算恒温槽和电池的熵变化还需何种数据? 5.试为下述反应设计一电池Cd(s)+12(S)=Cd2+(acd2+=10)+2-(ar-=10)求 电池在298K时的E°,反应的△G和平衡常数Ⅺ。如将反应写成1/2 cd(s)+1/2I2(s)=1/2cd2+(acd2+=1)+1-(a-=1)再计算E°,△G和,以 此了解反应方程式的写法对这些数值的影响. 6.列式表示下列两组标准电极电势￠之间的关系 ()Fe,+3e->Fe(s), Fe:+2e->Fe(s), Fe'te->Fe- (2)Sn+++4e-Sn(s). Sn2++2e'-Sn(s), Sn+++2e: -Sn2+ 7.试设计一个电池使其中进行下述反应Fe2+(are2+)+Ag+(aAg+) =Ag()+Fe3+(ae3+) (1)写出电池的表示式
3. 电池 Zn(s)|ZnCl2(0.05 mol/kg)|AgCl(s)+Ag(s) 的电动势 E ={1.015- 4.92× (T/K-298)}V.试计算在 298 K 当电池有 2 mol 电子的电量输 出时, 电池反应的 ΔrGm, ΔrHm, ΔrSm和此过程的可逆热效应 QR. 4. 一个可逆电动势为 1.07 V 的原电池,在恒温槽中恒温至 293 K.当此电池短路 时(即直接发生化学反应,不作电功),有 1000 C 的电量通过.假定电池中发生的反 应与可逆放电时的反应相同,试求以此电池和恒温槽都看作体系时总的熵变化.如 果要分别求算恒温槽和电池的熵变化,还需何种数据? 5. 试为下述反应设计一电池 Cd(s)+I2(s)=Cd2+(aCd2+=1.0)+2I-(aI-=1.0) 求 电池在 298K 时的 ,反应的 和平衡常数 .如将反应写成 1/2 Cd(s)+1/2 I2(s)=1/2 Cd2+(aCd2+=1)+I-(aI-=1) 再计算 , 和 ,以 此了解反应方程式的写法对这些数值的影响. 6. 列式表示下列两组标准电极电势 之间的关系. 7. 试设计一个电池,使其中进行下述反应 Fe2+(aFe2+)+ Ag+(aAg+) =Ag(s)+Fe3+(aFe3+) (1) 写出电池的表示式
(2)计算上述电池反应在298K反应进度ξ为1mol的平衡常数 (3)如将过量磨细的银粉加到浓度为0.05mo/kg的Fe(NO)3溶液中求当反应 达平衡后Aq+的浓度为多少?(设活度系数均等于1) 8.试设计合适的电池判断在298K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?(空气中氧的分压为021×).如果在溶液中加入大量的CN-, 情况又怎样?已知[Ag(CN)2-+e-->Ag(s)+2CN 0.31 9在298K时分别用金属Fe和Cd插入下述溶液中组成电池是判断何种金属 首先被氧化? (1)溶液中含Fe2+和cd2+离子的浓度都是01mo/kg (2)溶液中含Fe2+为01mo/kg而Cd2+为00036mo/kg 10.在298K时试从标准生成吉布斯自由能计算下述电池的电动势 AgS)+ AgCl(s)NaCl(a=1) Hg2Cl2(s)+Hg①已知AgC(s)和Hg2Ch2()的标准 生成吉布斯自由能分别为-10957和-210.35kJ/mol 11.根据下列在298K和下的数据计算HgO(s)在该温度时的离解压
(2) 计算上述电池反应在 298K,反应进度 ξ 为 1 mol 的平衡常数 . (3) 如将过量磨细的银粉加到浓度为 0.05 mol/kg 的 Fe(NO3)3 溶液中,求当反应 达平衡后 Ag+的浓度为多少?(设活度系数均等于 1) 8. 试设计合适的电池判断在 298K 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?(空气中氧的分压为 0.21× ).如果在溶液中加入大量的 CN-, 情况又怎样? 已知 [Ag(CN)2]- + e- -> Ag(s)+2CN- =-0.31V 9. 在 298K 时,分别用金属 Fe 和 Cd 插入下述溶液中,组成电池,是判断何种金属 首先被氧化? (1)溶液中含 Fe2+和 Cd2+离子的浓度都是 0.1 mol/kg (2)溶液中含 Fe2+为 0.1 mol/kg,而 Cd2+为 0.0036 mol/kg. 10. 在 298K 时,试从标准生成吉布斯自由能计算下述电池的电动势 Ag(s)+AgCl(s)|NaCl(a=1)|Hg2Cl2(s)+Hg(l) 已知 AgCl(s) 和 Hg2Cl2(s)的标准 生成吉布斯自由能分别为-109.57 和-210.35 kJ/mol. 11. 根据下列在 298K 和 下的数据,计算 HgO(s)在该温度时的离解压
(1)下述电池的E=09265VPtH() NaoH(a=1)HgO(+Hg (2)H2()+1/2O2()=H2O()AH=28585k*mo|-1 (3)298K时下列物质的摩尔熵值 化合物 Hgo(s) Oz(g) H20() Hg() H2(g) (K·mo)73.22205170.087741307 12.298K时10mo/kg和6mo/kg的Hc水溶液中HC的分压为560和 187Pa,试计算下述两电池的电动势的差值. (Pt)H2( )HCI(10 mol/kg)Cl( )(Pt) (Pt)H2( )HCl(6 mol/kg)Cl2( )(Pt) 13.在298K时测得下述电池的E为0695V, zn()zn2+(azn2+=0.01)H+(aH+=0.02)HpH),Pt通入H(g)时液面上总 压为100.5kPa,这时水的饱和蒸汽压为320kPa,并已知液接电势为-0030V求 zn电极的(Zn2+zn).设氢气为理想气体 14.已知298K时2HO(g)=2H(g)+O2(g)反应的平衡常数为97×10这时 HO的饱和蒸汽压为3200Pa试求298K时下述电池的电动势E
(1) 下述电池的 =0.9265 V Pt,H2( )|NaOH(a=1)|HgO(s)+Hg(l) (2) H2( )+1/2O2( )=H2O(l) =-285.85kJ*mol-1 (3) 298K 时下列物质的摩尔熵值 化合物 HgO(s) O2(g) H2O(l) Hg(l) H2(g) /J/(K·mol) 73.22 205.1 70.08 77.4 130.7 12. 298K 时,10 mol/kg 和 6 mol/kg 的 HCl 水溶液中 HCl 的分压为 560 和 18.7Pa,试计算下述两电池的电动势的差值. (Pt)H2( )|HCl(10 mol/kg)|Cl2( )(Pt) (Pt)H2( )|HCl(6 mol/kg)|Cl2( )(Pt) 13. 在 298K 时,测得下述电池的 E 为 0.695V, Zn(s)|Zn2+(aZn2+=0.01)|H+(aH+=0.02)|H2(pH2),Pt 通入 H2(g)时,液面上总 压为 100.5 kPa,这时水的饱和蒸汽压为 3.20kPa,并已知液接电势为-0.030V,求 Zn 电极的 (Zn2+,Zn). 设氢气为理想气体. 14. 已知298K时 2H2O(g) = 2H2(g)+O2(g) 反应的平衡常数为 9.7× ,这时 H2O 的饱和蒸汽压为 3200Pa,试求 298K 时下述电池的电动势 E
Pt, H2( )H2S04(0.01 mol/kg)o2( ),Pt (298K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E的精确值所以可通过上法来计算E值) 15.计算298K时下述电池的电动势E,Pb(s)+Pbch(s)HC(01 mo/kg)H201×),Pt已知g(Pb2+,Pb)=0126v,298K时PbC(s在水 中饱和溶液的浓度为0.039mo/kg设活度系数均等于1. 16.已知298K时下述电池的电动势E=0.372V,Cu(S)|Cu(Ac)2(0.1 mo/kg)AgAc(s)+Ag(s)温度升至308K时E=0374V,又知298K时,p (Ag+, Ag)=0.799V, g(Cu2+, Cu)=0.337V (1)写出电极反应和电池反应 (2)298K时当电池可逆地输出2mo电子的电量时求电池反应的△Gm△rHm 和ΔSm设电动势E随T的变化率有定值 (3)求醋酸银AqAc(s)的溶度积Ksp、设活度系均为1) 17.已知298K时浓度为7.0mo/kg的HC|水溶液里离子的平均活度系数 Y±=4.66该溶液上方Hc(g)的平衡分压为4640Pa电极Clac-)Cl(pC,Pt 的标准电极电势为1.3595V求该温度下,下述反应的平衡常数
Pt,H2( )|H2SO4(0.01 mol/kg)|O2( ),Pt (298K 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 E 的精确值,所以可通过上法来计算 E 值) 15. 计算 298K 时下述电池的电动势 E, Pb(s)+PbCl2(s)|HCl(0.1 mol/kg)|H2(0.1× ),Pt 已知 (Pb2+,Pb)=-0.126V,298K 时,PbCl2(s)在水 中饱和溶液的浓度为 0.039 mol/kg.设活度系数均等于 1. 16. 已知 298K 时下述电池的电动势 E=0.372V, Cu(s)|Cu(Ac)2(0.1 mol/kg)|AgAc(s)+Ag(s) 温度升至 308K 时,E=0.374V,又知 298K 时, (Ag+,Ag)=0.799V, (Cu2+,Cu)=0.337V, (1) 写出电极反应和电池反应. (2) 298K时,当电池可逆地输出2 mol 电子的电量时,求电池反应的ΔrGm, ΔrHm 和 ΔrSm,设电动势 E 随 T 的变化率有定值. (3) 求醋酸银 AgAc(s)的溶度积 Ksp.(设活度系均为 1) 17. 已知 298K 时浓度为 7.0 mol/kg 的 HCl 水溶液里,离子的平均活度系数 γ±=4.66,该溶液上方 HCl(g)的平衡分压为 46.40Pa,电极 Cl-(aCl-)|Cl2(pCl2),Pt 的标准电极电势为 1.3595V,求该温度下,下述反应的平衡常数
2HC|(g,)=Cl(g,)+H(g,)设气体为理想气体. 18.对下列电池PtH(p)|Hcm)Hz(p,Pt 设氢气遵从的状态方程为以Vm=RT+a式中a=148×10°m3/mo且与温度 压力无关当氢气的压力p1=20×p2=时 (1)写出电极反应和电池反应 2)计算电池在293K时的电动势 (3)当电池放电时是吸热还是放热?为什么? (4)若a是温度的函数a=b-a/RT(a,b是常数,当电池输出2mol电子的电量时, 试列出下列函数的计算公式△rSm,△rHh和最大功Wmax 19.—个原电池是由固态铝电极和固态的A-zn合金电极以及熔融的 ACl3-NaC混合物作电解质形成当铝在合金电极中的摩尔分数是0.38,电池电 动势在653K时为743m,试计算As在A|-zn(s)合金中的活度 20.298K时测定下述电池的电动势 玻璃电极丨缓冲溶液丨饱和甘汞电极
2HCl(g, )= Cl2(g, )+H2(g, ) 设气体为理想气体. 18. 对下列电池 Pt,H2(p1) |HCl(m)|H2(p2),Pt 设氢气遵从的状态方程为 pVm =RT+ap,式中 a=1.48× m3/mol,且与温度, 压力无关.当氢气的压力 p1=20× , p2= 时, (1) 写出电极反应和电池反应 (2) 计算电池在 293 K 时的电动势 (3) 当电池放电时是吸热还是放热?为什么? (4) 若 a 是温度的函数 a=b-a/RT(a,b 是常数),当电池输出 2 mol 电子的电量时, 试列出下列函数的计算公式: ΔrSm , ΔrHm 和最大功 Wmax. 19. 一个原电池是由固态铝电极和固态的 Al-Zn 合金电极以及熔融的 AlCl3-NaCl 混合物作电解质形成,当铝在合金电极中的摩尔分数是 0.38,电池电 动势在 653 K 时为 7.43 mV, 试计算 Al(s)在 Al-Zn(s)合金中的活度. 20. 298K 时测定下述电池的电动势 玻璃电极 | 缓冲溶液 | 饱和甘汞电极
当所用缓冲溶液的pH=4.00时测得电池的电动势为01120V若换用另一缓冲 溶液重测电动势得E=0.3865V 试求该缓冲溶液的pH值. 当电池中换用pH=250的缓冲溶液时则电池的E将为若干?
当所用缓冲溶液的 pH=4.00 时,测得电池的电动势为 0.1120 V.若换用另一缓冲 溶液重测电动势,得 E=0.3865 V. 试求该缓冲溶液的 pH 值. 当电池中换用 pH=2.50 的缓冲溶液时,则电池的 E 将为若干?