第九章 可逆电池的电动势及其应用 I . 选择题
1． 下列两反应所对电池的标准电动势分别为E1和E2： (1)
1H2p2464
??1?Cl2p2 12?? HCl?a?1?
(2) 2HCl?a?1?H2pCl?p? ???122则两个E?的关系为 (b)。
( a ) E2?2E1 ( b ) E2??E1 ( c ) E2??2E1 ( d ) E2?E1
2.298 K 时，要使下列电池成为自发电池，
Na ( Hg )( a1 ) | Na+ ( aq ) | Na( Hg ) (a 2 )
则必须使两个活度的关系为 (b)。 ( a ) a 1 < a 2 ( b ) a 1 = a 2 ( c ) a 1 > a 2 ( d ) a 1 a 2可取任意值
3.298 K 时，已知?Fe 3?|Fe2?= 0.771 V , ?Sn4?|Sn2?= 0.150 V ,则反应2Fe3+
Sn2+
2Fe2++Sn4+的?rGm为(设活度因子均为1)(c)。
( a ) ? 268.7 kJ ? mol?1 ( b ) ? 177.8 kJ ? mol?1 ( c ) ? 119.9 kJ ? mol?1 ( d ) ? 268.7 kJ ? mol?1 4.某电池在298 K 和p?压力下，可逆放电的热效应为QR = ? 100 J，则该 电池反应的?rHm值应为(d)。
( a ) 100 J ( b ) ? 100 J ( c ) > 100 J ( d ) < ? 100 J
5.已知Tl3+，Tl+ | Pt的电极电势?1 = 1.250 V，Tl+ | Tl的电极电势?2 =
? 0.336 V，则电极的电极电势?3为(b)。
( a ) 0.305 V ( b ) 0.721 V ( c ) 0.914V ( d ) 1.586 V 6.298 K时有如下两个电池： (1) Cu( s ) | Cu+ (a 1 ) || Cu+ (a 1 )，Cu+ (a 2 ) | Pt (2) Cu( s ) | Cu+ (a 2 ) || Cu+ (a 1 )，Cu+ (a 2 ) | Pt 两个电池的电池反应都可写成
464
Cu( s ) + Cu2+ (a 2 )
Cu+ (a 1 )
则两个电池的E?和?rGm之间的关系为(b)。
( a ) ?rGm和E?都相同 ( b ) ?rGm相同，E?不同 ( c ) ?rGm和E?都不同 ( d ) ?rGm不同，E?相同 7．反应H2?pO?p???122
H2O?l?可通过( 1 )爆鸣反应完成，也可通
过( 2 )氢氧可逆电池完成，设两者的焓变分别为?rHm ( 1 )和?rHm ( 2 )。若反应 物和生成物的T，p均相同，则两个焓变的关系为(a)。
( a ) ?rHm ( 1 ) = ?rHm ( 2 ) ( b ) ?rHm ( 1 ) > ?rHm ( 2 ) ( c ) ?rHm ( 1 ) < ?rHm ( 2 ) ( d ) 无法确定 8. 在198 K 时，质量摩尔浓度为0.10 mol?kg?1与0. 01 mol?kg?1的HCl
溶液的液接电池为Ej( 1 )，保持质量摩尔浓度相同而换用KCl溶液，则其液接电 势为Ej( 2 )，两者关系为(a)。 ( a ) Ej( 1 ) > Ej( 2 ) ( b ) Ej( 1 ) < Ej( 2 ) ( c ) Ej( 1 ) = Ej( 2 ) ( d ) 无法确定 9.如果规定标准氢电极的电极电势为1 V ，则可逆电极的电极电势??值和 电池的电动势E?值将发生的变化为(c)。 ( a ) E?和?? 各增加1 V ( b ) E?和?? 各减少1 V ( c ) E?不变， ?? 增加1 V ( d ) E?不变，??减少1 V 10.下列电池中，电动势与Cl?的活度无关的是(c)。 ( a ) Zn ( s ) | ZnCl2 ( a ) | Cl2 (p?) | Pt ( b ) Zn ( s ) | ZnCl2 ( a1 ) || KCl ( a2 ) | AgCl ( s ) | Ag ( s ) ( c ) Ag ( s ) | AgCl ( s ) | KCl ( a ) | Cl2 (p?) | Pt ( d ) Pt | H2 (p?) | HCl ( a ) | Cl2 (p?) | Pt
11. 反应为AgCl( s ) + I? ??? AgI ( s ) + Cl? 的电池表达式为(d)。
( a ) AgI ( s ) | I? ( a ) | Cl? ( a ) | AgCl( s ) ( b ) AgI ( s ) | I? ( a ) || Cl? ( a ) | AgCl( s ) ( c ) Ag ( s ) | AgCl ( s ) | Cl? ( a ) | | I? ( a ) | AgI ( s ) |Ag( s ) ( d ) Ag ( s ) | AgCl ( s ) | I? ( a ) | | Cl? ( a ) | AgI ( s ) |Ag( s ) 12.在等温、等压条件下原电池可逆放电，电池反应的焓变?rHm可 逆热效应Qp的关系式为 (b) 。
( a ) ?rHm > Qp ( b ) ?rHm < Qp ( c ) ?rHm = Qp ( d ) 无法确定 13.某电池反应为2Hg?l?+O2?pO?+2H2O2 ?2Hg+pOH?， 2+4OH??当电池反应达平衡时，电池E的值必然(d)。
( a ) E > 0 ( b ) E = E? ( c ) E < 0 ( d ) E = 0 14. 一个充满电的蓄电池以1.7 V 的输出电压放电，然后用2.3 V的外电压 充电使其恢复原来状态，则在充电全过程中，若以电池为系统，功和热得符号 为(?U = Q + W )( d)。
( a ) W = 0，Q = 0 ( b ) W > 0，Q > 0 ( c ) W < 0，Q > 0 ( d ) W > 0，Q < 0 15. 金属与溶液间电势差的大小和符号主要取决于(d)。 ( a ) 金属的表面性质 ( b ) 溶液中金属离子的浓度 ( c ) 金属与溶液的接触面积 ( d ) 金属的本质和溶液中原有的金属离子浓度 16. 用对消发测定由电极Ag( s ) | AgNO3( aq )和Ag( s ) | AgCl( s )电极 组成的电池的电动势，下列项中不能采用的是(d)。 ( a ) 标准电池 ( b ) 电位计 ( c ) 直流验流计 ( d ) 饱和KCl 盐桥
17. 有下列两个浓度差电池( a1 < a2 )； ( 1 ) Cu( s ) | Cu2+( a1 ) || Cu2+( a2 ) | Cu( s )
( 2 ) Pt | Cu2+( a1 ) | Cu( a ) | | Cu2+( a2 )，Cu( a ) | Pt 它们的电池反应与电动势E1和E2之间的关系为(d)。 ( a ) 电池反应相同， E1 =E2 ( b ) 电池反应不同， E1 =E2 ( c ) 电池反应相同， E1 =2E2 ( d ) 电池反应不同， E1 =E2
18. 已知?Sn2?464
|Sn= ? 0.136 V，?Pb2?|Pb= ? 0.126 V，将含不同浓度的Sn2+，
Pb2+组成下列4组混合溶液，当将Pb( s )分别插入各组溶液时，金属Sn有可能 被置换出来的是(c)。
( a ) aSn= 1.0，aPb= 1.0
2?2? ( b ) aSn= 0.1，aPb= 1.0
2?2? ( c ) aSn= 1.0，aPb= 0.1
2?2? ( d ) aSn= 0.5，aPb= 0.5
2?2?二．计算题
1. 下列电池在298 K 时的电动势 E = 0.165 V ；
Pt | H2 ( 1.0 kPa ) | HBr ( 0.1 mol ? kg?1) | AgBr ( s ) | Ag ( s )
有1个电子得失的电池反应的?rHm =50 kJ ? mol?1，已知AgBr ( s )的Ka= 1.0?10?12，?Ag
?|Ag= 0.799 V 。
( 1 ) 写出电极反应和电池反应。 ( 2 ) 计算电池的E?值。
( 3 ) 计算可逆电磁有1个电子得失的反应进度为1 mol 时的热效应。
464
( 4 ) 求0.1 mol HBr 溶液的平均活度因子(用电动势法)。 2.有人利用电极Zn2+ | Zn( s )和H+，H2O | O2 | Pt，将其埋入人体内，构成一 个“生物化学电池”，作为某种心脏病患者心脏起搏器的能源，它依靠人体体
液中一定浓度的溶解氧气进行工作，在低功率下，人体能适应电池的工作时Zn2+的增加和H+的迁出。
（1）试写出该电池的表达式、电池反应和求出标准状态下的可逆电动势。
（2）若该电池在人体内以0.8 V和4.0×10?5放电，试问：若用5 g Zn(s）， 该电池能？在人体内工作多长时间？已知：?Zn 3.在298 K时，反应?2?p2?|Zn? 0.762VMZn?65.39g?mol?1。
???gO?s??2?g?s??HO?l?22的恒容热效应
若将反应设计成电池，测得该可逆电池的温度系数为-5.044?10?4 V?K?1，QV??252.79kJ?mol?1，
求电极OH ?aOH?|Ag2O?s?|Ag ?s?的标准电极电势。已知298 K时H2O的Kw近似为1.0×10- 14 。
4.298 K时有下述可逆电池：其E=1.23V，并已知H2O (1)的标准摩尔生成焓
?fHm?H2O，l???285.90kJ?mol?1，当反应的反应进度为1mol时，分别按下列两条途径计算
反应的，并判断方向。
（1）将氢和氧直接进行化学反应生成H2O (l)。
（2）设计成可逆的燃料电池，在做功的同时生成H2O (l)。 5.已知如下三个电池的电动势：
?1(二)Ag ?s?|AgAc?s?|Cu(Ac)（20.1mol?kg)|Cu(s)
E(298 K)= -0.372 V , E(308 K)= ?0.374 V 设在该温度区间内，E随T变化是均匀的。
（b）Ag ?s?|AgNO3?a1?1?::HCl(a2?1)|Ｈ（298Ｋ）=0.799 V ?Pt,?２?p｜ （c)Pt|H2?p?|HCl?a1?1?::CuSO4?a??1?|Cu?s??（298Ｋ）=0.799 V
（4）写出电池（a）的净反应。
（5） 计算电池（a)在298 K时?rSm,?rGm和?rHm。 （6）计算298 K时难溶盐AgAc(s)的解离平衡常数Ka。
6.298 K时，有一燃料电池：Pt|Ｈ?H2SO4?aq?|O2?p２?p｜已知298 K时，H2O的标?|Pt，准摩尔生成焓?fHm?H2O，l???285.90kJ?mol?1，标准摩尔吉布斯自
______________________________________________________________________由能为：
?fGm?H2O，l???237.14kJ?mol?1。
（1）写出电池的电极反应和电池的净反应。
（2）计算298 K时的电池电动势和电动势的温度系数。
（3）若电动势的温度系数可看作与温度无关，计算该电池在273 K时的电动势。
自测题答案
I 1-b; 2-c; 3-c; 4-d; 5-b; 6-b; 7-a; 8-a; 9-c; 10-c; 11-d; 12-b; 13-d; 14-d; 15-d; 16-d; 17-d; 18-c;
??II.1---(1)AgBr(s)?H（21.0kPa)?Ag(s)+H?aＨ?＋Br?aBr?
＋?464
12（2）?=0.0896V （3）QR?65.92kJ （4）??=0.73
+2---（1）Zn(s)|Zn2?(a1),H（a2）|O（|Pt 2p）1Zn(s)?Ｏ2(p)+２H??Zn2??a１?＋H2O?l? ，?=1.991V
2 (2) 3471d或9.362a
3---设计电池Pt?s?|H２?pＨ｜?H??aH? || OHa?２?-??|Ｈ?p?|Pt,该电池反应正好是HO的解离
OH?２H２2
反应，从Kw的值求得?OH，HO | H? 0.8276 V,。将已知反应设计成电池
22Pt?s?|H２p｜OH????a?|AgO?s?|Ag?s?，从已知条件计算该电池的电动势，就得到
OH?2???OH?a??OH?? |Ag2O?s?|Ag?s???0.3446 V,。
4.?rHm=?571.8kJ?mol?1,?rUm=?564.4kJ?mol?1,.,?rGm=?474.8kJ?mol?1
?rSm=?325.5kJ?mol?1,?rAm=?482.2kJ?mol?1
(2)所有状态函数变量同（1），反应正向进行 5.Ag(s)?Ac??Cu2+?Cu?s?＋AgAc?s?
?rGm=35.90kJ?mol?1, ?rSm=?19.3kJ?mol?1,?rHm=30.15kJ?mol?1
12126.----H2?g,p??E?O?g,p??HO?l?，E?1.229V，??1??T?222??p??8.5?10?4 Ｖ?Ｋ-1
(3)E(273K)=1.250V
第九章 可逆电池的电动势及其应用自测题
