物理化学——第9章-可逆电池复习题
苏州大学物理化学考研、期末考试复习-第九章可逆电池的电动势及应用习题及答案
Pb(s)： 65 J·mol-1·K-1，
Hg2Cl2(s)：192 J·mol-1·K-1。
24. 下列电池在 298 K 时， E＝0.450 V, m＝0.0134 mol·kg-1, E＝0.2224 V, 试计算HCl 在该浓度时的γ±。
Pt│H2(p)│HCl(m)│AgCl(s)│Ag(s)
22.
已知电池反应： 2Fe3+ + Sn2+ ＝ 2Fe2+ + Sn4+
(1) 写出电池表达式及电极反应
(2) 已知 φ (Sn4+/Sn2+) = 0.15 V , φ (Fe3+/Fe2+) = 0.771 V
计算该电池在 298 K 时的标准电动势 (3) 计算反应的标准平衡常数
23.
第２页，共６页
19.
化学反应：Ni(s) + 2H2O(l) = Ni(OH)2(s) + H2(g)，可以设计成电池为：
_____________________________________________
三、计算题
20. 下列两种可逆电池在 298 K 时的电动势分别为 0.4902 V 和 0.2111 V：
由 ∂ΔrG ∂T
= −ΔrS ；
∂E = − ∂ΔrG × 1 = 31 = 1.6×10−4 V ⋅ K−1
∂T
∂T nF 2× 96500
E (283 K) = (0.5356 – 15×1.6×10-4 ) V = 0.5332 V
第５页，共６页
24.
解:电池反应
1 2
H2(g)＋AgCl(s)＝Ag(s)＋H+＋Cl-
9-可逆电池答案.doc
（3分）（3分）（4分） （3分） 物理化学试卷答案一、 选择题1-5:CDDAC 6-10: DCCBC 11-15: ACCBC 16-20: ACC AC 21-25: BBDBB 26-30: DCBAD 31-35: BCCAD 36-40: BBDAC 41-45: DCCBC 46-47: DD 二、 填空题(共17题37分) 48［答］ Pb(s)+PbO 2 (s)+2H 2SO 4(aq) = 2PbSO 4(s)+2H 2O(1)49［答］摩尔甘汞电极||Fe 叭 Fe 2+|Pt 或 Hg(l)|Hg 2Cl 2(s)|Cl~(=1 )||Fe 3+, Fe 2+|Pt 50 嗒］Pt,O 2(g)|OH -(aq)|Ag 2O(s)|Ag(s) 51 ［答］PtHehmadlH 4•⑷)|电(長),Pt 52.［答］Pt,C12(/)|Cl S)||C1 ©2)|C12(/，),Pt 53［答］Hg(l)|HgO(s)|KOH(aq)|K(Hg)(a am ) 54.［答］Hg(l)|Hg 2SO4(s)|SO42 (aq)||Hg 22+(«)|Hg(l) 55［答］Pt,H 2(g)|H 2SO 4(aq)|PbSO 4(s)|Pb (s) 56.［答］Pt,H 2(g)|HI(aq)|I 2(s),Pt57［答］ Zn(s)|ZnC12(/7?2)IIAgNO 3(777i)|Ag(s)；饱和 KNO3 (或 NH4NO3)盐桥。
58［答］ E 33 = y (3£i 3 -備)=- 0.4395 V 59.嗒 1 E 33=2E!3 - E 2360. ［答］Cu(s)|Cu +(aq)||l _(aq)|CuI(s)|Cu(s) 61. ［答］Ag(s) 1 A£⑷ II cr ⑷ | AgCl(s) 1 Ag(s) 62［答］Zn(s) I ZnCl 2(W!)II AgNO 3(m 2) | Ag(s)KNO 3盐桥(或NH 4NO 3盐桥) 63. ［答］ Q r = TAS = 21.57kJ ・ moF 164. ［答］Ag(s) I Ag +(aq) II SO^(aq) | Ag 2SO 4(s),Ag(s) 65.［答］ 具 0.323 V8.46X10"三、计算题(共14题162分)66. ［答］(1) (-)H 2(g)-*2H ++2e-(+) Hg 2Cl 2(s)+2e J2Hg ⑴+2C1 伽)总反应：H2(g)+Hg2C 以s)->2Hg ⑴+2H+(aq)+2CL(aq)(2) A r G m 3= -zEV= -51.7kJ ・ mol'1A r G m 3=2AfG m 3(Cl ■) -AfG m 3(Hg 2Cl 2)= - 51.7 kJ • mol'1 A r G m 3(Hg 2Cl 2(s))= - 210.82 kJ ・ mol" (3) Hg 2Cl 2(s)->Hg 22+(aq)+2Cr (aq)△Q J 二［152.0+2(— 131.26)-(-210.82)］ kJ ・ mol —100.3 kJ ・ mol" /C sp 3=exp(-A r G m 3//?7)=2.6 X 101867. ［^］Ag(s)+AgCl(s)|Cl -(aq)|Hg 2Cl 2(s)|Hg(I)(1) (-) Ag(s)+Cr-e ->AgCl(s)(+) l/2Hg2Cl2 (s)+e--*Hg(l)+Cr(2)A r H m3= [- 127.03 - 1( -264.93)1 kJ ・ moL = 5.435 kJ ・ mol"J二[(77.4+96.2)-(195.8 X 1/2+42.55)] J • K d• mol—33.15 J ・ K 1• mol1A r G m3=A r//m3 - 7A r5m3=-4443.7 J ・ mol」E=^= - A r G m3/zF=0.046 V (3 分)(—)“ =A r5m d/zF=3.43XW1 V-K d(2 分)dT卩(3)2R=7A r S in3, ,Q R-0=4.44 kJ (2 分)68.[答] 电池反应：H2(p3)+Ag2O(s)->2Ag(s)+H2O(l) (2 分)(1)从Kw求出W(H2|OH-)=-0.828 V； £=^=0.344 V + 0.828 V = 1.172 V (2 分)(2)A r G m3= - zE3F= - 226.2 kJ-mol1 A,//m3= - 286+30.57= - 255.4 kJ-mol1A r S m3=(A r H in3 - - 98.0 J ・ KJ ・ mol"0r=7A r S m3= - 29.2 kJ-mol'1BE 3 4 i(——)=A r V/2F=-5.08X 10 4 V K U6T "(3)e p=A./7m3= - 255.4 kJ-mol'1(各1 分) 69.[答]电池反应：Ag(s) + (1⑵Hg2Cl2(s) —-> AgCl(s) + Hg(l) (1 分)為=.H 爲[AgCl(g)] + [Hg(l)]・街丹和Ag(s)]-(l/2)A r H^ [Hg2Cl2(s)] = 5.44 kJ ・ mol" (2 分)凤=S； [AgCl(g)] + S為[Hg(l)J -Si lAg(s)] -(1/2)S： [Hg2Cl2(s)]=32.9 J ・ K"・ mol" (2 分)A r G^ 二 - = -4.37 J ・ K，・ mol1(2 分)£-= -A,G \ /zF = 0.045 V (1 分)(dE/dT)p = A r5'^ /zF= 3.41 X IO 4 V ・ K1(2 分)1 -70.[劄电池反应为Ag(s)+ - C12(P Z)—- AgCl(s)£ = EAfG^ = - zE?F= -109.67 kJ ・ moL (2 分)A r S^ = zF(dE/OT)p= - 57.83 J ・ K」・ mol" (2 分)S爲(AgCl)=△必+S啟Ag)+*S鳥(C12)=96.26J ・ K1・ mof1(4 分)爲+T^r s\ =-126.90 kJ ・ moP1(2 分)71.[答](1) Zn | ZnSO4(t/=l) II CuSO4(^=l) I Cu (2 分)(-)Zn(s) — -Zn2+(a=l) + 2e_(+) CU2+(AH1) + 2V —I cu(s) (29)(2)>G 汀 n>Gnp 心 FE n 121103 kJ ・ mol'(2 V)>5" n FgE-aTj n6C2OC 』・ K,1 ・ mo 「l (2莎)A3一 n ArGm+ 一 n ,234007 kJ ・ 30-.- (1 莎) 心IIFs 十 H ,230046 kJ ・ Bo-.- (1 M) 珮」(1) p 二 H2£4) 一 HI(卞一)一 I2(s) 一 p 〔 (2 9)(2) 4GmH 4G"H 2亘(H+) + 2Aft (「)g" (H2)・A(I2) ”'03.341<j ・ mo 「l (2 ©) E H Ell —4G - 一 MF H 0.5354 < (2 妙)Klrexp(，4.G" 一 RT} UL30X 一0乔(3) E H Elro.5354 V 4G" n —51.67診 1.14X10973.砾=1) (，) H2(g 丸)+ 2OH,(aq) I 2HOS+ 2V (+) Hgo(s) + H2OS+ 2V —— Hg(D + 2OH・(aq) 甲苜辺m” H2(g0) + Hgo(s) ！ Hg(D + Hoe(2)E H 学RT-ZFX一 g(Hg)AH2o)、a(H2)AHgo) H E汇 0.924 V(3)3(衣』一 *一 ) n zf_r (段一TH e一 m)".耳-R乂三Tu 1/T-)圧爭 ETE2H 0.93 V74・晞」 (1) Al(s) _ A13+(o=0・l) _ sn4+(aH0・Dsn2+(aH0・一) 一 Pt Eum,R776FX=03(sn2+)s2(A_3+)、(、sn4+)」H (0山(Sn2+、sn4+) + 1.66) •RT莎 F 乂xo. - )2 Sn4・ + 4e —I SnSn2+ + 2V ------ SnSn4+ + 2V —Sn2+ArG" (Sn2+sn4+) H>G^ (SPSI/+) •>G" (S.psn2+)n QF 知(Sn2+sn4+)兔(Sn2+sn4+llP154 V 走>_|2戈起EHL834 V(取一莎)(3莎)(2 9)(3莎)（1分） （2分） （2分） （2分） （2分） （4分）(2分) (1分) (2分) (1分)(2)£>0,正向反应能自发进行 lg^ zFE a /2.303/?7'= 182 A^= IO 182 -*875・［答］(1) Pt | Sn 2+(aq),Sn 4+(aq) II Fe 3+(aq),Fe 2+(aq) I Pt(-)Sn 2+(aq)・ 2e _ --------- Sn 4+(aq) (+) 2Fe 3+(aq) + 2e" ------ * 2Fe 2+(aq)(2)0.62 V(3) ln/^= zE^F/RT = 48.30A^= 9.4 X 102076.［答］(1) (-) Cd(s) + 20H' —-Cd(OH)2(s) + 2e0： (+) 2H 2O + 2e' —-» 2OH' + H 2(/?3)0；电池反应 Cd(s) + 2H 2O —-- Cd(OH)2(s) + H 2(/^)(2) A r G m = -zFE = 0A r //m = -zFE + zFT(dE/dT)p = 115.11 kJ ・ mol" A r S,n = zF(cE/dT)p = 386 J ・ K“(3) 利用 /T W (H 2O) = 1X1014 求出 0；=呎 =-0.828 V 设计电池 Cd(s) | Cd 2+(a!)II OHS) I Cd(OH)2(s) I Cd电池反应 Cd(OH)2 = Cd 2+ + 20H -E\ =0：・ 3 (Cd 2+/Cd) = -0.425 V。
(完整版)中南大学物化课后习题答案9章可逆原电池
s e第9章 可逆原电池1．写出下列原电池中各电极反应、电池反应及E 的计算公式。
①② Pt,H 2(101325Pa)｜KOH(a )｜O 2(101325Pa),Pt③④解：(1) 负极 Pb(s)+(a) → PbSO 4(s)+2e正极 Cu 2+() + 2e →Cu(s)电池反应 Pb(s)+SO 4(a) + Cu 2+ (a Cu 2+) ==== PbSO 4(s)+Cu(s)(2) 负极 H 2( p Θ ) -2e → 2H + (a H +)正极 O 2( p Θ ) + H 2O +2e → 2OH -(a OH -)电池反应 H 2(p Θ)+ O 2(p Θ) → H 2O(l)(3) 负极 3H 2(p H2) - 6e → 6H +(aq)正极 Sb O (s) + 6e + 6H +(aq) → 2Sb(s) +3H O(l)电池反应 Sb2O3O(l)+3H2 (p H2) → 2Sb(s) + 3H2(4) 负极 Ag(s) + I -(a I -) → AgI(s) + e正极 AgCl(s) + e → Ag(s) + Cl - (a Cl-)-)电池反应 Agl(s) + I-(a I -) → Ag(s) + Cl - (a Cl2．试将下列化学反应设计成原电池（1）Zn(s) + H2SO4(a1) === ZnSO4(a2) + H2(p H2)；（2）Ni(s) + H2O ==== NiO(s) + H2(p H2)（3）H2(p H2) + O2(p O2) ==== H2O(l)；（4）H2(p H2) + HgO(s) ==== Hg(l) + H2O(l)解：（1）负极 Zn(s) -2e → Zn2+(a2)正极 2H+(a1) + 2e → H2(P H2)电池反应 Zn(s) +2H+(a1) ==== Zn2+(a2)+ H2(p H2)电池符号 Zn(s) | ZnSO4(a2) || H2SO4(a1) | H2(p H2),Pt(2) 负极 Ni(s) + 2OH -→NiO(s) + H2O +2e正极 2H2O + 2e →H2(p H2) +2OH -电极反应 Ni(s) + H2O==== NiO(s) + H2(p H2)电池符号 Ni(s),NiO(s) | KOH(稀) | H2(p H2), Pt（3）负极 H2(p H2) + 2OH -→ 2H2O + 2e正极 2H2O +2e → 2OH - + O2(p O2)电池反应 H2(p H2) + O2(p O2) ==== H2O(l)电池符号 Pt,H2(p H2) | NaOH(稀) | O2(p O2),Pt(4) 负极 H2(p H2) + 2OH -→2H2O +2e正极 HgO(s) + H2O +2e → Hg(l) +2OH -电池反应 H2(p H2) + HgO(s) ==== Hg(l) + H2O(l)电池符号 Pt ,H2(p H2) | KOH(稀) | HgO(s),Hg(l)3．工业上用铁屑加入硫酸铜溶液中以置换铜，试设计原电池；计算该反应在298.15K时的平衡常数，并说明此置换反应进行的完全程度。
第九章 可逆电池的电动势及其应用自测题
464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1E 和2E ： (1)()()()2211H Cl HCl 122p p a +=(2) ()()()22112HCl 1H Cl 22a pp =+ 则两个E 的关系为 (b )。
( a ) 212E E = ( b ) 21E E =-( c ) 212E E =- ( d ) 21E E =2.298 K 时，要使下列电池成为自发电池，Na ( Hg )( a 1 ) | 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32FeFe ϕ++|= 0.771 V , 42SnSn ϕ++|= 0.150 V ,则反应2Fe 3+Sn 2+2Fe 2++Sn 4+的r m G ∆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Q R = - 100 J ，则该 电池反应的∆r H m 值应为(d )。
( a ) 100 J ( b ) - 100 J ( c ) > 100 J ( d ) < - 100 J5.已知Tl 3+，Tl + | Pt 的电极电势1ϕ = 1.250 V ，Tl + | Tl 的电极电势2ϕ =- 0.336 V ，则电极的电极电势3ϕ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464Cu( s ) + Cu 2+ (a 2 )Cu + (a 1 )则两个电池的E 和r m G ∆之间的关系为(b )。
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演示课件
复习题
7.在公式ΔrGmΘ=-zEΘF中，ΔrGmΘ是否表示 该电池各物都处于标准态时，电池反应的 Gibbs自由能变化值？
答：在公式ΔrGmΘ=-zEΘF中，ΔrGmΘ表示该 电池各物都处于标准态时，在T,p保持不变 的条件下，按电池反应进行1mol的反应时 系统的Gibbs自由能变化值。
ln
m m'
高价型:Mz+Az-(m1)|Mz+Az-(m2)
E
j＝
t z
－ t－ z 演示课－件
RT F
ln
m1 m2
基本公式
用可逆电池的测定值计算热力学函数变化
值
rGm zFE , rGm zFE
E
RT zF
ln
K
a
r Sm
( r Gm T
)p
E zF (T ) p
E
QR
T rSm
答：可逆电极有三种类型： (1)金属气体电极 如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s) (2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极 如：
Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m) AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m) (3)氧化还原电极 如： Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2) 对于气体电极和氧化还原电极，在书写时要标明电极
反应所依附的惰性金属。
演示课件
复习题
2.什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电 池的端电压与电池的电动势是否相同?为何 在测电动势时要用对消法?
物理化学试卷(手动组卷)第9章可逆电池1
一、填空(5小题,共12.0分)1．(2分)电池 Ag,AgCl(s)│CuCl 2(m )│Cu(s) 的电池反应是_________________________,电池 Ag(s)│Ag +(aq)‖CuCl 2(aq)│Cu(s) 的电池反应是________________________。
2．(1分)化学反应：Ni(s) + 2H 2O(l) = Ni(OH)2(s) + H 2(g)，可以设计成电池为：_____________________________________________3．(2分)电极AgNO 3(m 1)|Ag(s)与ZnCl 2(m 2)|Zn(s)组成自发电池的书面表示式为：____________________________________________。
选用的盐桥为：_________________________。
4．(2分)将反应Hg(l) + 2KOH(aq) → HgO(s) + H 2O(l) + 2K(Hg)(a am )设计成电池的表示式为：___________________________________________________________________。
5．(5分)某一电池反应 ∆r S m (298K) > 0，则 25℃时，电池可逆工作时是吸热还是放热？ 热， 因为 ，而实际电池放电时是吸热还是放热？ 热。
热量较可逆情况下哪个大？ ， 因为 _______________ 。
二、计算(4小题,共40.0分)1．(10分)已知某电池的 E ∃＝0.058 V (298 K), 其电池反应为： Ag(s)＋Cu 2+(a =0.48)＋Br -(a =0.40)─→AgBr(s)＋Cu +(a =0.32)(1) 写出两电极上发生的反应(2) 写出电池的书面表达式(3) 计算电池的电动势2．(10分)电池： Pt │H 2(g,p ∃)│NaOH(0.5 mol ·kg -1)│HgO(s)│Hg(l)│Pt 在 298 K 时的电动势E 298 = 0.924 V ，φ∃ [HgO/Hg(l)] = 0.098 V .(1) 写出电极反应和电池反应(2) 计算电池反应 298 K 时的标准电动势(3) 已知当通电 2 mol 电量时，∆r H m $= -146.4 kJ ·mol -1，是一常数，求电池在 308 K 时的电动势3．(10分)已知电池反应： 2Fe 3+ + Sn 2+ ＝ 2Fe 2+ + Sn 4+(1) 写出电池表达式及电极反应(2) 已知 φ ∃ (Sn 4+/Sn 2+) = 0.15 V , φ ∃ (Fe 3+/Fe 2+) = 0.771 V计算该电池在 298 K 时的标准电动势(3) 计算反应的标准平衡常数4．(10分)电池： Ag │AgCl(s)│KCl(aq)│Hg 2Cl 2(s)│Hg(l)在 298 K 时的电动势 E = 0.0455 V ，(∂E /∂T )p = 3.38×10-4 V ·K -1，写出该电池的反应，并求出 ∆r H m ，∆r S m 及可逆放电时的热效应Q r 。
物理化学——第9章-可逆电池
3
2
4
2
§ 9.2 电动势的测定
Cell
Cell
V 不可逆电池的端电压
电位 差计 可逆电池的电动势
§ 9.2 电动势的测定
对消法测定可逆 电池电动势 （P65）
§ 9.3 可逆电池的书写方法
规定： 负极|电解质溶液|正极 负极|负极溶液| |正极溶液|正极
1. “|” 表示相界面，有电势差存在。 2.“||”表示盐桥，使液接电势降到可以忽略不计。 3. 要注明温度，不注明就是298.15 K； 要注明物态；气体要注明压力；溶液要注明浓度。
p77
1/2H2 (p ) H (aH =1) e
规定：
θ
H / H2 g
=0
氢电极
用途
测其它电极的相对电势 方法：
标准氢电极 || 任意电极x ( =?)
p78
标准氢电极做负极 待测电极做正极
θ E电池 = +– - = +– H
/ H2 g
= +
2、可逆电极
第二类电极（the second-class electrode）
金属表面覆盖一层该金属的难溶盐，然 后再浸入含有该盐的相同阴离子溶液中组成 的电极。
甘汞电极（calomel electrode） 电极符号： Hg, Hg2Cl 2 (s) KCl (a)
电极反应： Hg2Cl2 2e 2Hg Cl
1和3可消除或忽略，E只与2和4有关
即： E只和2个电极电势有关 E电池 = 2 + 4
§ 9.6 电极电势和电池的电动势
(1) 标准氢电极
第九章可逆电池练习题
第九章可逆电池练习题一、判断题:1.电池(a) Ag,AgCl|KCl(aq)|Hg2Cl2,Hg与电池(b) Hg,Hg2Cl2|KCl(aq)|AgNO3(aq)|Ag 得电池反应可逆。
2.恒温、恒压下,ΔG > 0得反应不能进行。
3.电池Zn|ZnCl2(aq)|AgCl(s)|Ag在25℃、p下可逆放电2F时放热23、12 kJ,则该电池反应:Zn + 2AgCl(s) ZnCl 2 + 2Ag 得(298K) = 23、12 kJ·mol1。
4.Zn2+ + 2e Zn ,E 1,(1);½Zn2++e ½Zn,E2,(2)。
因E1= E2,所以有:(1) = (2)。
5.Fe2+ + 2e Fe,E 1,(1) ;Fe3+ + e Fe2+ ,E2,(2);(1) + (2),得:Fe3+ + 3e Fe,E 3,(3)。
则:(3) = (1) + (2),E3=E1+ E2。
6.2H+ + 2e H 2,E1与2H2O + 2e H2 + 2OH,E2,因它们都就是氢电极反应,所以φ1= φ2。
7.对于电极Pt |Cl2(p)|Cl其还原电极电势为:φ(Cl/Cl 2) = φ(Cl/Cl2) (RT/2F)ln{[p(Cl2)/[p a2(Cl)]] 。
8.对于电池Pt|H2|H2SO4(aq)|O2|Pt ,其电池反应可表示为:H 2(g) + ½O2(g) H2O(l),E1,(1)或2H 2(g) + O2(g) 2H2O(l),E2,(2)。
因2(1) = (2),所以2E1= E2。
9.电池(1) Ag|AgBr(s)|KBr(aq)|Br2|Pt ,电池(2) Ag|AgNO3(aq)||KBr(aq)|AgBr(s)|Ag得电池电动势E1、E2都与Br 浓度无关。
10.在有液体接界电势得浓差电池中,当电池放电时,在液体接界处,离子总就是从高浓度向低浓度扩散。
第九章可逆电池的电动势及其应用练习题及答案
第九章 可逆电池的电动势及其应用习题一、 选择题1．某电池的电池反应可写成:（1）H 2 (g)+21O 2 (g)→ H 2O(l) （2）2H 2 (g)+ O 2 (g)→ 2H 2O(l) 相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E 1，E 2和K 1，K 2表示，则（A ）E 1=E 2 K 1=K 2 （B ）E 1≠E 2 K 1=K 2（C ）E 1=E 2 K 1≠K 2 （D ）E 1≠E 2 K 1≠K 22．通过电动势的测定，可以求难溶盐的活度积。
欲测AgCl(s)的活度积K SP ，应设计的电池是：（A ）Ag|AgCl(s)|HCl(aq)|Cl 2 (g,p θ)|Pt（B ）Pt| Cl 2 (g,p θ)| HCl(aq)||AgNO 3 (aq)|Ag（C ）Ag |AgNO 3 (aq)| HCl(aq)|AgCl(s)|Ag（D ）Ag|AgCl(s)| HCl(aq)||AgNO 3 (aq)|Ag3．下列电池中，电动势E 与Cl -的浓度无关的是（A ）Ag|AgCl(s)|KCl(aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt（B ）Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt（C ）Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| AgCl(s) |Ag（D ）Ag|AgCl(s) |KCl(aq)|Hg 2Cl 2 (s)|Hg4．在电池Pt| H 2 (g,p θ)| HCl （1mol·kg -1）||CuSO 4（0.01 mol·kg -1）|Cu 的阴极中加入下面四种溶液，使电池电动势增大的是（A ）0.1 mol·kg -1CuSO 4 （ B ）0.1 mol·kg -1Na 2SO 4（C ）0.1 mol·kg -1Na 2S （D ）0.1 mol·kg -1氨水5．298K 时，电池Zn|ZnCl 2(m=0.5mol·kg -1)|AgCl(s)-Ag 的电动势E=1.015V ，其温度系数为-4.92×10-3V·K -1，若电池以可逆方式输出2法拉第的电量，则电池反应的Δr H m (单位：kJ·mol -1)应为（A ）–196 （B ）–95 （C ）224 （D ）–2246．在298K 时，为了测定待测液的pH 值而组成电池：Pt ，H 2(p ø)|pH(x)溶液|甘汞电极已知φø (甘汞)=0.3356V ，测得电池的电动势E=0.7940V 。
大学物理化学第09章 可逆电池电动势及其应用(1)
B、E1>E2
C、E1=E2
D、不能确定
6. 已知电池
(1) Cu|Cu2+(a2)||Cu2+(a1)|Cu
E1
(2) Pt|Cu2+(a2),Cu+(a’)||Cu2+(a1),Cu+(a’) |Pt E2=(
)
A、E1=E2/2
B、E1=2E2
C、E1=E2 D、E1E2
7. 有电池反应
在 25℃，a=0.1 时的电动势 E= 1.135V
a=0.01 时的电动势 E=
V
-2-
）
A、铁粉，镉粉皆会溶解；
B、铁粉，镉粉皆不会溶解；
C、铁粉溶解，镉粉不溶；
D、镉粉溶解，铁粉不溶。
10.298K,要使下列电池成为自发电池，Na(Hg)(a1)|Na+(aq)|Na(Hg)(a2)则必须使两个活度满足
（）
A、a1=a2
B、a1> a2
C、a1< a2
D、可取任意值
-1-
11. 298K,已知θ(Fe3+/Fe2+)=0.771V, θ(Sn4+/Sn2+)=0.150V, 则反应
D、无法判断
14.某电池反应为 2Hg l + O2 + 2H2O l = 2Hg2+ + 4OH−,当电池反应达平衡时，电池的 E
()
A、>0
B、 E = Eθ
C、<0
D、=0
15.一个充满电的蓄电池以 1.7V 的输出电压放电，然后以 2.3V 的电压充电使其恢复原来状态，
则充放电的全过程中，以电池为体系，则 W 和 Q 的符号分别为
中南大学物化课后习题答案-9--章-可逆原电池
第9章可逆原电池1．写出以下原电池中各电极反应、电池反应与E的计算公式。
①(101325Pa)｜KOH(a)｜O2(101325Pa),Pt② Pt,H2③④解：(1) 负极 Pb(s)+(a) → PbSO4(s)+2e正极 Cu2+() + 2e →Cu(s)(a) + Cu2+ (a Cu2+) ==== PbSO4(s)+Cu(s)电池反应 Pb(s)+SO4( pΘ ) -2e → 2H+ (a H+)(2) 负极 H2( pΘ ) + H2O +2e → 2OH -(a OH -)正极O2(pΘ) +电池反应 H2O(pΘ) → H2O(l)2(3) 负极 3H(p H2) - 6e → 6H+(aq)2正极 Sb2O3(s) + 6e + 6H+(aq) → 2Sb(s) +3H2O(l)电池反应 Sb2O3+3H2(p H2) → 2Sb(s) + 3H2O(l)(4) 负极 Ag(s) + I -(a I -) → AgI(s) + e正极 AgCl(s) + e → Ag(s) + Cl - (a Cl-)电池反应 Agl(s) + I-(a I -) → Ag(s) + Cl - (a Cl-)2．试将以下化学反应设计成原电池（1）Zn(s) + H2SO4(a1) === ZnSO4(a2) + H2(p H2)；（2）Ni(s) + H2O ==== NiO(s) + H2(p H2)（3）H2(p H2) + O2(p O2) ==== H2O(l)；（4）H2(p H2) + HgO(s) ==== Hg(l) + H2O(l)解：（1）负极 Zn(s) -2e → Zn2+(a2)正极 2H+(a1) + 2e → H2(P H2)电池反应 Zn(s) +2H+(a1) ==== Zn2+(a2)+ H2(p H2)电池符号 Zn(s) | ZnSO4(a2) || H2SO4(a1) | H2(p H2),Pt(2) 负极 Ni(s) + 2OH -→NiO(s) + H2O +2e正极 2H2O + 2e →H2(p H2) +2OH -电极反应 Ni(s) + H2O ====NiO(s) + H2(p H2)电池符号 Ni(s),NiO(s) | KOH(稀) | H2(p H2), Pt（3）负极 H2(p H2) + 2OH -→ 2H2O + 2e正极 2H2O +2e → 2OH - + O2(p O2)电池反应 H2(p H2) + O2(p O2)==== H2O(l)电池符号 Pt,H2(p H2) | NaOH(稀) | O2(p O2),Pt(4) 负极 H2(p H2) + 2OH -→2H2O +2e正极 HgO(s) + H2O +2e → Hg(l) +2OH -电池反应 H2(p H2) + HgO(s)==== Hg(l) + H2O(l)电池符号 Pt ,H2(p H2) | KOH(稀) | HgO(s),Hg(l)3．工业上用铁屑加入硫酸铜溶液中以置换铜，试设计原电池；计算该反应在298.15K时的平衡常数，并说明此置换反应进行的完全程度。
江苏师范大学《物理化学》作业指导第9章 可逆电池的电动势及其应用
2、 试将下列化学反应设计成电池 (1) AgCl(s)==Ag +(a Ag +) + Cl -(a Cl -)电池：Ag(s)︱Ag +(a Ag +)ǁCl -(a Cl -)︱AgCl(s)︱Ag(s) 正极：AgCl(s) + e -→Ag(s) + Cl -(a Cl -) 负极：Ag(s)–e -→Ag +(a Ag +)电池反应：AgCl(s)==Ag +(a Ag +) + Cl -(a Cl -)(3) HgO(s) + H 2(p H 2)==Hg(l)+H 2O(l)电池：Pt(s)︱H 2(p H 2)︱NaOH(a )︱HgO(s)︱Hg(l) 正极：HgO(s) + H 2O(l) + 2e -→Hg(l) + 2OH -(a ) 负极：H 2(g) + 2OH -(a ) –2e -→2H 2O(l) 电池反应：HgO(s) + H 2(p H 2)→Hg(l) + H 2O(l)5、电池Zn(s) | ZnCl 2(0.05 mol·kg ﹣1 ) | AgCl(s) | Ag(s)的电动势与温度的关系为：E/V ＝1.015﹣4.92×10-4 (T/K-298)试计算在298K 时，当电池有2mol 电子的电荷量输出时电池反应的Δr G m 、Δr S m 、Δr H m 以及此过程的可逆热效应Q r 。
试题解析：先利用已知关系求得298K 时的E 和(∂E/∂T )P ，再代入公式求解。
解：将T=298K 代入题目给的关系式，得题给电池的z=2，故9、试为下述反应设计一电池V V E 015.1)]298298(1092.4015.1[4=-´´-=-141092.4)/(--×´-=¶¶K V T E p 119.195)015.1965002(--×-=×´´-=-=D mol kJ mol J zFE G m r 1111496.94)]1092.4(965002[)/(-----××-=××´-´´=¶¶=D Kmol J K mol J T E zF S p m r 11112.224)]96.94(298195900[----××-=××-´+-=D ´+D =D Kmol kJ K mol J S T G H m r m r 1130.28)]96.94(298[--×-=×-´=D =molkJ mol J S T Q m r R+=+2求电池在298K 时的标准电动势、反应的和平衡常数。
物理化学全程导学及习题全解175-206 第九章可逆电池的电动势及其应用
第九章 可逆电池的电动势及其应用1. 原电池是使化学能能为电能的装置,其主要组成是两个电极和电解液,在等温等压条件下,体系发生变化时,系统吉氏自由能的减少等于对外所做的最大膨胀功.此时转变过程以热力学可逆方式进行,电池为可逆电池.()f ,max r T,pG W =V若非膨胀功只有电功,则(),r T p G nEF =-V如果可逆电动势为E 的电池按电池反应进行进度ξ=1mol 时吉氏自由能的变化值可以写成: ()r T,p G zEF =-V2. 该式是联系热力学和电化学扩要桥梁.可逆电池必须满足的两个条件:1. 电极上的化学反应可向正、反两个方向进行。
可逆电池工作时，电池是在接近平衡养状态下工作的。
可逆电极有以下三种类型：第一类电极：由金属浸在含有该金属离子的溶液构成。
第二类电极：由金属表面覆盖一该金属难溶盐薄层，然后浸入含有该难溶盐负离子的溶液构成。
第三类电极：由惰性金属插入含有某种离子的不同氧化态的溶液中构成电极。
电池的电动势不能直接用伏特计测量。
一般使用对消法。
需要一个电动势已知并且稳定的辅助电池，即标准电池。
常用的标准电池是韦斯顿标准电池。
电极中还包括标准氢电极。
人为规定其电极电势为0电池的书面表示采用的规则是，负极写在在方，进行氧化反应，正极写在右方，进行还原反应用单垂线表示不同物相的界面，用双垂线表示盐桥。
不觉 应注意气体应注明压力，电解质溶液应注明活度。
在书面电极和电池反应时应遵守物量和电荷量守衡。
电动势产生机理：（1）电极与电解质溶液界面间形成的电势差。
（2）接触电势。
（3）液体接界电势。
液接电势可以通过盐桥来减小。
3．可逆电池的热力学及电动势测定的应用。
Nerst 方程 g hGHc dC DIn a a RT E E zF a a =- In RTE K zF=r m T p E S zF ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭V ，m T r pE H zEF zFT ∂⎛⎫=-+ ⎪∂⎝⎭Vr m R pE Q T S zFT T ∂⎛⎫=⋅= ⎪∂⎝⎭V还原电极电势：Ina RT zF a ϕϕ=--还原态氧化态应用：求电解质溶液的平均活度因子； 求难溶盐的溶度积； pH 值的测定：()s r x s pH pH In10E EF RT -==典型例题讲解例1 以M 代表某金属，MCl 2是其氧化物，是强电解质，设下列电池：()12M|MCl 1mol kg |AgCl|Ag -⋅在0~60℃间的电动势E 与温度之间的关系为： 57 =1.200V+4.0010V+9.0010V E --⨯⨯，25℃时，()()2M |M 0.9636,Ag |Ag |Cl 0.2223V E E ++-==-==（1）写出电极反应及电池反应。
09章-可逆电池答案
物理化学试卷答案一、选择题( 共10题19分)1. 2 分(4112)4112[答] (D) （2分）2. 2 分(4115)4115[答] (D) （2分）3. 2 分(4134)4134[答] (D) （2分）4. 2 分(4194)4194[答] (C) （2分）5. 2 分(4224)4224[答] (D)6. 2 分(4247)4247[答] (C)7. 2 分(4251)4251[答] (A)(A) 4.33×1021设计成电池Pt│Fe2+,Fe3+‖Au3+,Au+│Ptφ∃= (Au3+/Au+) = 1.41V E∃= 0.64 V8. 2 分(4259)4259[答] (B)9. 1 分(4428)4428[答] (C)*. 2 分(4444)4444[答] (D)二、填空题( 共6题18分)11. 2 分(4152)4152[答]摩尔甘汞电极||Fe3+，Fe2+|Pt 或Hg(l)|Hg2Cl2(s)|Cl–(Cl =1a-)||Fe3+，Fe2+|Pt （2分）12. 2 分(4153)4153[答] Pt,O2(g)|OH–(aq)|Ag2O(s)|Ag(s) （2分）13. 2 分(4158)4158[答] Pt,H2(g)|H2SO4(aq)|PbSO4(s)|Pb(s) （2分）14. 2 分(4226)4226[答] Ag(s)│Ag+(a)‖Cl-(a)│AgCl(s)│Ag(s)15. 5 分(4256)4256[答]吸热，因为Q r= T∆r S m> 0 (2分)吸热，Q r> Q实际，因为∆U相同，可逆时作功多，所以Q r大(3分)16. 5 分(4453)4453[答]Ag│AgCl(s)│KCl(aq)‖Ag+(aq)│Ag(s) (2分)∆r Gm$= -zEθF = -55.60 kJ·mol-1(1分)K sp = 1.8×10-10(1分)E = 0 (1分)三、计算题( 共7题72分)17. 15 分(4191)4191[答] 电池反应为：AgCl(s)→Ag(s)+12Cl2(p∃) （2分）⑴ r m r m r mG H T S E E zF zF∆∆-∆==-=-$$$$51r m f m (AgCl) 1.270310 J mol H H -∆=-∆=⨯⋅$$11r m 12(42.70(243.87)96.11)68.52 J K mol S --∆=+-=⋅⋅$ （5分）得 E = - 1.105 V⑵ Q r =T ∆r S m ∃= 2.042×104 J （2分）41r m ()7.110 V K p E S T zF--∂∆==⨯⋅∂$(2分）⑶ l n 43.04pz E FK RT==-$$；192.0310pK -=⨯$；122Cl ()p p K p =$$233Cl = 4.210 Pa p -⨯（4分）18. 2 分 (4312) 4312[答] (1) Cu(s) + 2AgAc(s) ─→ Cu (0.1 mol ·kg -1) + 2Ag + 2Ac -(0.2 mol ·kg -1)(3分) (2) ∆r G m = -zEF = -71.769 kJ ·mol -1 (1分) ∆r S m = zF (∂E /∂T )p = 38.6 J ·K -1·mol -1 (1分) ∆r H m = ∆r G m + T ∆r S m = -60.293 kJ ·mol -1 (1分) (3) 设计电池 Ag │Ag +‖Ac -│AgAc(s)│Ag φ ∃ (AgAc,Ag) = 0.6413 VK sp = 2.07×10 -3 (4分)19. 10 分 (4185) 4185[答]⑴ (-) H 2(g)→2H ++2e – (+) Hg 2Cl 2(s)+2e -→2Hg(l)+2Cl –(aq)总反应：H 2(g)+Hg 2Cl 2(s)→2Hg(l)+2H +(aq)+2Cl –(aq) （3分）⑵ ∆r G m ∃= - zE ∃F = - 51.7 kJ ·mol -1 ∆rG m ∃=2∆f G m ∃(Cl -) –∆f G m ∃(Hg 2Cl 2)= - 51.7 kJ ·mol -1∆r G m ∃(Hg 2Cl 2(s))= - 210.82 kJ ·mol -1 （3分）⑶ Hg 2Cl 2(s)→Hg 22+(aq)+2Cl –(aq)∆r G m ∃=[152.0+2(– 131.26) – (– 210.82)] kJ ·mol -1=100.3 kJ ·mol -1 K sp ∃=exp(–∆r G m ∃/RT )=2.6×10-18 （4分）20. 10 分 (4186)4186[答]Ag(s)+AgCl(s)|Cl –(aq)|Hg 2Cl 2(s)|Hg(l) (1) (-) Ag(s)+Cl - - e -→AgCl(s)(+) 1/2Hg 2Cl 2(s)+e -→Hg(l)+Cl -（3分）(2) ∆r H m ∃= [- 127.03 – 12( - 264.93)] kJ ·mol -1 = 5.435 kJ ·mol -1∆r S m ∃=[(77.4+96.2) – (195.8×1/2+42.55)] J ·K -1·mol -1=33.15 J ·K -1·mol -1∆r G m ∃=∆r H m ∃ - T ∆r S m ∃=-4443.7 J ·mol -1E =E ∃= - ∆r G m ∃/zF =0.046 V （3分） p TE)(∂∂=∆r S m ∃/zF =3.43×10-1 V·K -1 （2分） (3) Q R =T ∆r S m ∃，Q p =∆r H m ∃，Q R - Q p = 4.44 kJ（2分）21. 15 分 (4189) 4189[答](1) H 2(30 p ∃)→H 2(p ∃)（2分）2121m 22111(2) d 11 ()d [ln ()]0.0439 V pr m p p p G E V pzF zF RT pp RT p p zFp zF p αα∆=-=-=-+=-+-=⎰⎰ （5分）12(3) ()ln p E R pT zF p ∂=∂ Q R =T ∆r S m =zFT 12()ln 8427 J, p E pRT T p ∂==∂吸热。
物理化学期末试卷xt9
物理化学期末试卷xt9第九章可逆电池的电动势及其应⽤⼀、选择题1. 已知： (1) Cu│Cu2+(a2)‖Cu2+(a1)│Cu 电动势为E1(2) Pt│Cu2+(a2),Cu+(a')‖Cu2+(a1),Cu+(a')│Pt电动势为E2，则：( )(A) E1=1/2E2 (B) E1= E2 (C) E1= 2 E2(D) E1≥E22. 当电池的电动势E=0时，表⽰：（）(A) 电池反应中，反应物的活度与产物活度相等(B) 电池中各物质都处于标准态(C) 电池反应的平衡常数K a=1(D) 正极与负极的电极电势相等3.以下关于玻璃电极的说法正确的是: ( )(A) 玻璃电极是⼀种不可逆电极(B) 玻璃电极的⼯作原理是根据膜内外溶液中被测离⼦的交换(C) 玻璃电极易受溶液中存在的氧化剂、还原剂的⼲扰(D) 玻璃电极是离⼦选择性电极的⼀种4.在电极分类中，何者不属于氧化-还原电极？（）(A)Pt|Fe3+, Fe2+ (B) Pt|Tl3+,Tl+ (C) Pt,H2| H+ (D) Pt|Sn4+,Sn2+5. 有三种电极表⽰式:(1) Pt,H2(pθ)│H+(a=1),(2)Cu│Pt,H2(pθ)│H+(a=1),(3) Cu│Hg(l)│Pt,H2(pθ)│H+(a=1)，则氢电极的电极电势彼此关系为：( )(A) 逐渐变⼤(B) 逐渐变⼩ (C) 不能确定 (D) 彼此相等6.将反应H++ OH-＝H2O设计成可逆电池，选出下列电池中正确的⼀个( )(A) Pt│H2│H+(aq)‖OH-│O2│Pt(B) Pt│H2│NaOH(aq)│O2│Pt(C) Pt│H2│NaOH(aq)‖HCl(aq)│H2│Pt(D) Pt│H2(p1)│H2O(l)│H2(p2)│Pt7. ⾦属与溶液间电势差的⼤⼩和符号主要取决于: ( )(A) ⾦属的表⾯性质(B) 溶液中⾦属离⼦的浓度(C) ⾦属的本性和溶液中原有的⾦属离⼦浓度 (D) ⾦属与溶液的接触⾯积8. 常⽤醌氢醌电极测定溶液的pH 值, 下列对该电极的描述不准确的是：( )(A) 醌氢醌在⽔中溶解度⼩, 易于建⽴平衡(B) 电极属于氧化-还原电极(C) 可在pH=0-14的⼴泛范围内使⽤(D) 操作⽅便, 精确度⾼9.⽤下列电池测溶液pH。
物理化学试卷(手动组卷)第9章可逆电池选择
题目部分，(卷面共有25题,47.0分,各大题标有题量和总分)一、选择(25小题,共47.0分)1．(2分)电极 Tl3+,Tl+/Pt 的電勢為?1＝1.250 V,電極Tl+/Tl 的電勢?2＝-0.336 V則電極 Tl3+/Tl 的電勢?3為:( )A、 0.305 VB、 0.721 VC、 0.914 VD、 1.568 V 2．(2分)以下关于玻璃电极的说法正确的是: ( )A、玻璃電極是一種不可逆電極B、玻璃電極的工作原理是根據膜內外溶液中被測離子的交換C、玻璃電極易受溶液中存在的氧化劑、還原劑的干擾D、玻璃電極是離子選擇性電極的一種3．(2分)反应 Cu2+(a1)─→Cu2+(a2), 已知a1>a2, 可構成兩種電池(1) Cu(s)│Cu2+(a2)‖Cu2+(a1)│Cu(s)GAGGAGAGGAFFFFAFAF(2) Pt│Cu2+(a2),Cu+(a＇)‖Cu2+(a1),Cu+(a＇)│Pt 這兩個電池電動勢E1與E2的關系為：( )A、E1＝E2B、E1＝2 E2E2 D、無法比較C、E1＝124．(2分)298 K 時,在下列電池的右邊溶液中加入 0.01mol·kg-1的Na2S 溶液, 則電池的電動勢將：( )Pt│H2(p?)│H+(a=1)‖CuSO4(0.01 mol·kg-1)│Cu(s) A、升高 B、下降C、不變D、無法判斷5．(1分)已知?? (Zn2+,Zn)＝－0.763 V, 則下列電池反應的電動勢為：Zn(s)＋2 H+(a=1)＝Zn2+(a=1)＋H2(p?) ( )A、 -0.763 VB、 0.763 VC、 0 VD、無法確定6．(2分)已知?? (Cl2/Cl-)＝1.36 V, ?? (Br2/Br-)＝1.07V, ?? (I2/I-)＝0.54 V, ?? (Fe3+/Fe2+)＝0.77 V。
第9章 可逆电池试题
第9章可逆电池试题(一) 填空题（每题2分）1. 9-1-1-1电化学按电极反应性质规定为阳极。
为阴极。
2. 9-1-1-1按物理学的规定为正极，为负极。
3. 9-1-1-1原电池的负极为，正极为。
4. 9-1-1-1 电解池阳极为，阴极为。
5. 9-1-1-6标准氢电极表示为：6. 9-1-1-6 甘汞电极表示为：7. 9-1-1-6银一氯化银电极表示为：8. 9-1-1-6气体氯电极表示为：9．9-1-1-6金属锌电极Zn (s)｜Zn2+ (a) 反应为：10．9-1-1-6 氧电极Pt (s) | O2 (p)｜OH- (a) 反应为：11．9-1-1-6电极Pt (s)｜Fe2+ (a1),Fe3+ (a2) ，电极反应为：12．9-1-1-6电极Pt (s)｜Sn2+(a1),Sn4+(a2) ，电极反应为：13．9-1-1-6甘汞电极电极电势为：14．9-1-1-6银一氯化银电极电极电势为：（二）单项选择题：(每题1分)15．9-4-2-4 电池在等温、等压和可逆条件下放电，则其与环境间的热交换为下列何者：(A) 一定为零；（B）为ΔH；(C)为TΔS；（D）与ΔH和TΔS均无关。
16．9-4-2-1 下列说法正确的是：(A) 电解池的阳极发生氧化反应；(B) 原电池的负极就是阴极；(C) 电解池的阴极发生氧化反应；(D) 原电池的正极就是阳极。
17. 9-4-2-1对于原电池，下列说法正确的是：(A) 正极是阴极，电池放电时, 溶液中带负电荷的离子向阴极迁移(B) 负极是阳极，电池放电时，溶液中阴离子向正极迁移(C) 负极是阳极，电池放电时，溶液中带负电荷的离子向负极迁移(D) 负极是阴极，电池放电时，溶液中带负电荷的离子向阳极迁移18. 9-4-2-1对于丹聂尔电池，在充电过程中，有下列说法中正确的是：(A) Cu 为正极, Zn为负极(B) Cu 为阳极, Zn为阴极(C) Cu 为负极, Zn为正极(D) Cu 为阴极, Zn为阳极19. 9-4-2-1对于电解池来说:?(A) 与电源正极相联的是阴极，发生还原反应(B) 与电源正极相联的是阳极，发生氧化反应(C) 与电源负极相联的是阴极，发生氧化反应(D) 与电源负极相联的是阳极，发生还原反应20．9-4-2-2下列电池中肯定为不可逆电池的是：(A) Pt，H2(P1)｜HCl(a)｜Cl2(P2)，Pt (B) Ag(s)，AgCl(s)｜KCl(a)｜Hg2Cl2(s)，Hg(l)(C) Zn｜H2SO4(a)｜Cu (D) Pb，PbO(s)｜NaOH(a)｜HgO(s)，Hｇ(l)21．9-4-2-3 采用补偿法测定可逆电池电动势,主要目的是：(A) 消除电极上的副反应(B) 使标准电池的电动势稳定(C) 在接近可逆的条件下测电池电动势(D) 减少工作电池的损耗22．9-4-2-5 Pt，H2(P)｜OH-(a)电极是：(A) 第一类可逆电极(B) 第二类可逆电极(C) 第三类可逆电极(D) 不可逆电极23．9-4-2-5有四个电极(1) Cu |CuSO4(a)；(2) Cu |H2SO4(a) (3)Cu│HCl（a）；(4) Cu |CuCl2(a)；其中：(A) (1)(2)是可逆电极(B) (1)(3)是可逆电极(C) (1)(4)是可逆电极(D) 全是可逆电极24．9-4-2-5下列电极中，对阴离子可逆的电极为：(A) 铜电极 (B) 标准氢电极 (C) 甘汞电极 (D) 玻璃电极 25．9-4-2-5酸度计所用的指示电极是：(A) 玻璃电极 (B) 氢电极 (C) 甘汞电极 (D) 铂电极 9-4-2-5 (A)26．9-4-2-5甘汞电极是：(A) 金属电极 (B) 金属－金属难溶盐电极 (C) 金属－金属氧化物电极 (D) 氧化－还原电极27．9-4-2-5 测定溶液 pH 值的最常用的指示电极为玻璃电极，它是： (A) 第一类电极 (B) 第二类电极 (C) 氧化－还原电极 (D) 离子选择性电极 28．9-4-2-7对于甘汞电极，下列叙述正确的是:(A) 电极反应为 Hg +22＋2e -→Hg ； (B) 属于第一类电极；(C) 对阴离子可逆，电极电势较稳定；(D) 电极电势为φ(Hg 2Cl 2)＝φθ(Hg 2Cl 2)＋(RT/2F)ln α(Cl -)29．9-4-2-7 0℃ 时，对于下列电极反应: Cl 2(P θ)+ 2e -2Cl -(α(Cl -))下列电极电势计算式中，哪个 是正确的:(A) φ＝φθ－0.05915lg α(Cl -) (B) φ＝φθ＋0.05915lg α(Cl -)(C) φ＝φθ－0.1183lg α(Cl -) (D) φ＝φθ－0.02568lg α(Cl -)30．9-4-2-8 298K 时,已知 φθ(Fe 3+,Fe 2+)＝0.77V , φθ(Sn 4+,Sn 2+)＝0.15V , 当这两个电极组成自发电池时,E θ为:(A) 1.39 V (B) 0.62 V (C) 0.92 V (D) 1.07 V 31．9-4-2-4下述各量与电池反应方程式的书写无关的是: (A) Q B ； (B) Δr H θm ； (C) K θ； (D) E θ32．9-4-2-3韦斯登标准电池放电时正极上发生的反应为：(A) Cd 2++2e -→Cd (B) PbSO 4+2e -→Pb+SO -24 (C) Hg 2SO 4(s)+2e -→2Hg(l)+SO -24 (D) Hg 2Cl 2+2e-→2Hg+2Cl -33．9-4-2-2下列可以安排为可逆电池的是：(A)Zn(s) | HCl (b ) | Ag (s)； (B)Zn (s)｜ZnSO 4 (a 1)｜CuSO 4 (a 2)｜Cu (s)； (C) Zn (s)｜ZnSO 4 (a 1)║CuSO 4 (a 2)｜Cu (s)；(D) Zn (s)｜CuSO 4 (a 2)｜Cu (s)。
《物理化学(第五版)》第九章复习题答案
f
H
m
Ag2O ,
rH
m
1
K
p
pO2 p
2
exp
zE F RT
.
24
复习题
(7).反应Hg2Cl2(s)+H2(g)→2HCl(aq)+2Hg(l) 的标准平衡常数KaΘ；
电池:Pt|H2(pΘ)|HCl(aHCl)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)
Ka
exp
zEF RT
7
基本公式
用可逆电池的测定值计算热力学函数变化
值
r
G
m
zFE
, rGm
zFE
E
RT zF
ln
K
a
rSm
( rGm T
)p
zF (E T
)p
QR
T
rSm
zFT
( E T
)p
rH
m
rGm
T
rSm
zFE
zFT
( E T
)p
.
8
基本公式
浓度积 pH值 膜电势
Ksp
exp
zEF RT
.
4
应用
(7)利用醌氢酿电极或玻璃电极测定溶液的pH。 (8)进行电势滴定，从滴定终点测定离子的浓度。 (9)利用电势—pH图，指导湿法冶金和金属防
腐等。
.
5
基本公式
电化学与热力学的联系公式
r G T ,P W f ,max ;
rG T ,P nEF ;
r Gm T ,P
净反应:H2O(l)
KW
⇔ H+(aHz+E) +OFH-(aOH-)
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ln K zFE /RT 9.1782 K 9.68 103
2 96485 (0.3402 0.2223) 8.314 298.15
计算题
3. 25℃时，电池 Pt|H2(p )|HCl(0.1molkg-1)|AgCl,Ag 的电动势为0.3522V， （1）求反应H2(g)+2AgCl(s)=2Ag+2H++2Cl- ，在25℃的 标准平衡常数。（已知0.1molkg-1 HCl的 =0.798）； （2）求金属银在1molkg-1 HCl溶液中产生H2的平衡压 力。（已知25℃时1molkg-1 HCl的 =0.809）。
概念简答
4、为什么燃料电池的效率比热机高？ 答： 比较极限值：可逆热机和可逆电池。
Tc 根据热力学第二定律，可逆热机的效率为 1 Th
所以热机效率不可能达到100%。然而可逆电池的 能量转化是可逆的，化学能全部转化为电能，效 率为100%。
选择题
1．25℃时电池反应 H2(g) + ½O2(g) = H2O(l) 对应 的电池标准电动势为 E1ϴ，则反应2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) 所对应的电池的标准电动势 E2 ϴ是： （C） (A) E2 ϴ = - 2 E1 ϴ ； (B) E2 ϴ = 2E1 ϴ ； (C) E2 ϴ = - E1 ϴ ； (D) E2 ϴ = E1 ϴ 。 2. 某电池在标准状况下，放电过程中， （B） 当Qr = -200 J 时，其焓变ΔH为： (A) ΔH = -200 J ； (B) ΔH < -200 J ； (C) ΔH = 0 ； (D) ΔH > -200 J 。
(2) 计算该原电池在25℃时的电动势E；
(3) 25℃时，原电池反应的 rGm和平衡常数K 各为多少？ 已知：E(Cu2+Cu)=0.3402V， E(Cl-AgCl(s) Ag)=0.2223V 。
计算题
解：(1)2Ag+2Cl(a=1) + Cu2+(a=0.01) == 2AgCl(s) + Cu
0.05916 1 (2) E [0.3402 - 0.2223 lg 2 ]V 0.05875 V 2 1 0.01
(3) rG m=－zFE=[－2×96485×0.05875] J· mol1 =－11.337 kJ· mol1
rGm zFE RT ln K
概念简答
2、标准电极电势是否与温度有关？ 答：P485页的附表中，标准电极电势是298K时的 数据，如果温度改变，数据也随之改变。这样， 标准态下的电池才有温度系数，这也符合实际情 况。实际上，只有标准氢电极的电极电势在任何 温度下都为零，但这是硬性规定的结果。
概念简答
3、如果规定标准氢电极的电极电势为1V，则P485 页表中的数据有何变化？电池电势有何变化？ 答：P485页的附表中，标准电极电势由规定标准 氢电极的电极电势为0V测定的，如规定为1V，测 定得到其它标准电极电势也要增加1V。电池电势 则不会改变。
4. 已知298K时：Sn4+ + 4e → Sn Eø=0.682V Sn4+ + 2e → Sn2+ Eø=0.15V 则Sn2+ + 2e → Sn的Eø是： （A） (A) (2×0.682-0.15)V； (B) (2×0.682+0.075)V； (C) (0.682+2×0.15)V； (D) (0.682-0.15)V。
试将（1）与（3），（2）与（3）组成电池，写出电 池表达式及反应方程式，并计算相应的电动势。
计算题
解：（1）与（3）组成电池： Fe | Fe2+（a=1）|| Cl（a=1）| Cl2（p）| Pt 电池反应式：Fe+ Cl2（p）=== FeCl2（a=1） 电动势：E = E (Cl | Cl2)－ E (Fe2+ | Fe) =[1.3583－（－0.440）]=1.7983V
(2) 1 /
K
=(p/
p)
/
[a2(H+)a2 (Cl－)]
= [p(H2) /
p]
m / ( )4 m
即 1 / 3.28×107 = [p(H2) / p] / (1×0.809)4 p(H2) = 1.32×106 kPa
第九章
可逆电池复习题
可逆电池教学要求
可逆电池与可逆电极
电池与化学反应的互译
可逆电池电动势的测量与计算
电动势法的应用：可逆电池热力学等
概念简答
1、氧化还原反应在电池中进行与在普通容器中 进行有何不同？
答：在普通容器中的氧化还原反应，电子得失在 氧化剂和还原剂间直接进行。再电池中同样的反 应电子得失要通过外导线传递。 从能量的角度看，普通反应的化学能全部转换为 热能，而在电池中，化学能的大部分转换为电功。
解： (1)
RT RT 2 2 2 EE ln a H a Cl E ln m 2F F
0.3522V= E －[0.05916lg(0.1×0.798)2]V
E 0.2223V
zE F 2 96485 0.2223 ln K 17.306 RT 8.314 298.15 K =3.28×107
选择题
3. 下列电池的电动势与氯离子活度无关的是： （C） (A) Zn| ZnCl2(aq)| Cl2(p),Pt ； (B) Zn| ZnCl2(aq)| KCl (aq)| AgCl,Ag ； (C) Ag,AgCl| KCl(aq)| Cl2(p),Pt ； (D) Pt,H2( p)| HCl (aq)| Cl2(p),Pt 。
计算题
（2）与（3）组成电池：
Ag | AgCl(s) | Cl(a=1) | Cl2(pϴ) | Pt
电池反应式：2Ag+ Cl2(p) = 2AgCl
E= E (Cl|Cl2)－ E (Cl|AgCl|Ag)
=[1.3583－0.2223] V= 1.136 V
计算题
2. 有一原电池：AgAgCl(s)Cl-(a=1)Cu2+(a=0.01)Cu。 (1) 写出上述原电池的反应式；
计算题
1. 有下列各电极，并设所有各物质的活度均等于1。
(1) Fe2+ + 2eFe，E(Fe2+|Fe)= 0.440 V；
(2) AgCl + eAg + Cl，E(Cl|AgCl|Ag) = 0.2222|Pt) = 1.3583 V。