物理化学傅献彩下册第五版课后习题答案

物理化学傅献彩下册第五版课后习题答案

第九章可逆电池的电动势及其应用

1.写出下列电池申各电极的反应和电池反应. ⑴Pt] H2(如)| HCKa) ICfc 伽)1 Ph

⑵ Pt IH(PH2 ) IH十(亦)|| Ag+ g )iAg(s)(

(3) (4)

Ag(s) | AgKs) I r (m> I Cl^ Cflo- )! AgCUQI Ag(ah Pb(s) |PbSO4(s>ISOJ-

) || Crf+ (心+)|Cu?

⑸Ft IH,〔见)| NaOH(^) \\ HgO(s) | HgtD ； (�)Pt|Hj(^)|H+(aq)|SbiQt(s)|Sb(s)v

(7｝Pi|Fe3+(ai)tFez+(G2)|| Ag+也屮｝ | A飢小 (8)Na(Hg)(a^)|Na^(^+)l| 0^(^-

解：d)负极 H’(p吗)—2H+ Sf )+2h 正极 Ct (pcu > + 2e~ —2Cr )

电池反应 Hi(卫％｝+CU如 —2HCl(aq).

H3(MI2)一 2H+(aH+ )十2厂 正极 2Ag^ (心 >+2e_—2Ag(s) 电池反应 H；( pH2)+ 2Afi*(o^)—2Ag(5)+2H+(flH* 1 (3〉负极 Ag(s)+P (ar )―

Agl(s)+e-

正极 Afi�l(s) + ^― AHQI+CI—(他-)

整理文本

电池反应 AgCKB)+ r< ar >—Agl(s)+ cr (财-

(4)负极 Fb(Q + SOT a错- )一 -PbS(^

止扱 Cu^ Gic严)+2e^—Cuts)

电池反应 Pb(s)+a?+ (期廿)+ SOJ- @邂-)—PbSCX (s)+Cu(s)? 负极 压“叫)+2OH- (a?- >—

*2HfCKD+2e\

jE极 HgOCS) + H￡0(D + 3e-― 2OH- (atyH- ) + Hg(l>

'

电池反应 出(他^+HgO?—Hg⑴+ HtCKB

(6)负极 3Hr(^ )― 6H+〔耐+ )+6丁

正扱 SbsOi(s) + 6H+(aH* ) + 6e_ —^2Sb(s)+3H20( 1) 电池反应 3Hj( pli?)O(s)—2Sb(s) +30( 1).

正极 Ag亠屮)+?_— Ag(s)

电池反应 F』+ (如)+A^+ 5曲+ )^=Fea^ Q] ) + Ag(s). (防负极 2Na― 2Na+

) + 2Hg(L)+2e'

正极 HgO(3) + HiO(D+Z< 一 Hg(D+2OH- )

电池反应 2Na( Hg)(a?.) + HgO( s) + Ha 0(D— 2Na+ (a^+ )-h20H~

2+试将下述化学反应设卄成电池. (1) AgCKs)—Agl(QA.+ ) + Cl-(aa~ )t (2) AgCl(s) + r

- J + 3Hg(D.

址〉+ HgO3—Hg(l)+H:CKD；

<4)Fe?+

) +Ag*) --------- 膚亠(口畛十)+ Agg|

朽比H’(叫〉+◎〔如) --- SHaOCDt

他)+21 3厂 >—t(s)+2Cr(

(7)H20d>=^H+ @n+)+OH- (aw-)申

⑻ MQ +扣 ? + H$O(D—Mg(0H)t

(9) Pb(s)+HgO(S)—Hg〔l〉+PbO<0；

(10) Sn34 3卅+ )+Tl\(衍贰)—Sn*+U^+ 1 + T1+ (flTt+ 人

解:设计电葩

(1) AS(B) I 枪亠“心 > } Cr (jacr )I AgCl<3)| Ag

⑷Pt | F尹 Sh》*F尹 严)| Ag+ g > | Ag(s)

(5)Pt|Ht|H+(oH+ >ia(?>|Pt

(s) | r Car) II Cl (如r > | Ct (g) | Pt

3. 从就和WeMon电池的电动勢与温度的关系式.试求在Z98.15 K.当电池可逆地产生2 mol电子的

电 荷秋时■电池反应的氏44砒,和已知谏关系为

E/V-L018 45-4. 05X10^(77K-298L 15)f 5X 10_f (T/K-293.15)1 H;由E的芜蔡式求岀(需)/冉求出 观15 K时E的值. 伺为；dG? = —=EF;氏Hm=ArGt+T ? '久*

整理文本

(霁)=-4.05 X 10_s - 2 X 9, 5 X ] 0~7 X < T- 293. 15)V- K1 当\时?(券)=—5.0X10*-$V* K~2

E=LO1815-4.O5X1O~3(298. 15-293,15)—9. 5XW_T(29SL 15-29X 15)2 = L Q1B V iS-=zF(aE/aT)>-2X96500(-5.0X10-s)J - K^1 - mor1 ^-9, 65 J ? K_J ? mol-1

----- 2X^6500X1.018 J * mor1 = -196. 5 kJ ? mo]~]

:

= —HEF+JVF(霁)—ArGft + T ? A,SL ~ — 196. 5 kJ * mor4

+ 298. 15X( —9. 65 J ? K_1 ? mol】)= — 199* 4 kJ ? mol 1

4. 296 K时,下述电池的电动势为1. 228 Vt ptiKc^^Hisaco. oi moi ? kgji)iacr)iPt

巳知HAXD的标准摩尔生成熔为心他｛H』ai2 — 2皈83 kJ > moL?试求’

<1)?电池的温度系数；

(2〉该电池fr m K时的电动蟒■设反应熔在该温度区间内为常数.

解:电池反应：

负极 W〉一 2H+Q汕)+%?

正极 H2O(l) + y0t(^)+2e^―茨)FT GOHJ 电媲辰应 H!(p*) + -L

iG? = -zFE= - 2 X S65OOX L 228 J ?

237. 004 kJ * mol-1

=2rGnfc4^T* irSta = -1951 9 kJ ? tnor1 +298X (-95, 0) JX tuor1 - -224. 21 kJ * rttol-1

可逆热效应为d久=2戏 K 讥一95.0J，moL 'K_l)=-20. 31 kJ ? nroL 切在298 K时，电池的电动勢为1.092 S温度系数为9,427 X10\￥? KT*

鸟九= dG, + T?其中氏久=击(薛力

= 4

二 _ 胡氐g；；f 7. 004=十 i闘

7& j ? mql-i

(霁)广铮一询XZ V ? L

= —誉迟+工尸丁(霁)HHm不随溫度变化

jFT(ff)厂爲汕 3 电池Zn(5)|ZnCli(0,05 rml ? F/V~ L 01$- t 92X10^ (T/K)-298

仃| A罢Cl(3 |血冶)的电动势与掘度的关廉为

试计算在298 应缶

电池有2 m?｝电子的电荷誌辙出时?电池反应的…乩久和眈过程的可逆热敷

解；298 K时有2 mol哂子啲电荷載输岀

E= L015-4. 92XMT4(器g-298)=L015 V

h亿=-EE?'=*2X&6500X1.015=-19549 kJ ? moP1

打G.=事(等)=2XM5OOX(-4t 92X10\4) = 一95. 0 J ? mor1 * K_1 匕一

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整理文本

门)写出有2个电子得失的电极反应和电弛的净反应｝

(◎计算与该电池反症相应的亠缶厶和4Hg显町逆対效应若只有i个电子得失’则这些值又 奪于寒少？

饰)计算在相同的温度和压力卜亠与2个电子得失的电池净反应相同的弗化学方程式的热豉应. 解：⑴在2昭K时 负极 2Hg

正极 CljCp*) + 2^― 2Cr (a)

电池反应 2Hg

sFE^-2X9?500X1.0^=—210. 756 kJ ? mop1

ASL?xF(||) -2 X 96500X9. 427X10^-18L 94 J* nwl^1 * K_1

H 'Gm+T?氏久

( -210. 756 X103 + (8L 94 X 29S) = -156. 54 kJ ? moL

Qa =T ? 爲久=298X 1S1+ 94 J * mol-1 =54. 22 kJ * mor1

若只宵一个电子，则所求的值变为原来的1/2.

若在相同温度压力下■热化学方程式的赠散旋为

Q =山HE ■—156. 54 kJ “ n?l_l

7. 一个可逆电动峥为L 70 V的原电池，在恒温糟申恒溫至四3 K.当些电池短路时【即荒接发生代学

反应?不柞电功人相当于有KXJO匸的电荷就通过.假定电池中爱生的反应与可逆放电肘的反应相同?试求 以此电池和恒温槽都看作系统时倉的爛变■如果要分别求算恒温槽和电池的埴变?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. 慕址的aGm

■ —證EF

?-(rtF)E?-Q? E- + 1000 ? L70-L 7X1O3 J

3槽)=一爭

体系的?H=\\G+T氐S=0

—亠&=翌=人上蚁J = 5 8 J?K^

1

亠 T T 293 K * J

若要分别求焙变还需知道电池反应的焙变.

乩分别写出下列电池的电极反应、龍池反应，列出电动势E的计算公式?并计算电池的标准皑动蹲

EV 设厝度因子均为L，气体为理想气体?所需的标战电扱从电摄电势表中査阅.

(l>Pt)ft(^)|KOH<0, 1 mol* kgi)|Q(矿)|P“ (2>PdK(^)lHi9O(a 1 mol - kgTOSlPb <3)Ag(s)|AgK$)Sr(ar)II Ag气％+｝丨他(小 ⑷Pi |曲 4 a咄中)II TlJ+tTl+(flll*)|Pu

(S)He(DtHeOCs)|KOH<0. 5 mol ? kg\1) | K< HgXa^ =1X

整理文本

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