物理化学第七章课后题答案
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7.13 电池电动势与温度
的关系为
263)/(109.2/10881.10694.0/K T K T V E --⨯-⨯+= （1）写出电极反应和电池反应；
（2）计算25℃时该反应的Θ
Θ
Θ
∆∆∆m r m r m r H S G ,,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的
。
（3）若反应在电池外在相同温度下恒压进行，计算系统与环境交换的热。 解：（1）电极反应为
阳极 +-→-H e H 22
1
阴极 --+→+Cl Hg e Cl Hg 222
1
电池反应为
（2）25 ℃时
{
}
V
V E 3724.015.29810
9.215.19810
881.10694.02
6
3
=⨯⨯-⨯⨯+=--
1
4
1
6
3
10
517.115.29810
8.510
881.1)(
-----⋅⨯=⋅⨯⨯-⨯=∂∂K
V K
V T
E
因此，
1
1
93.35)3724.0309.964851(--⋅-=⋅⨯⨯-=-=∆mol
kJ mol
kJ zEF G m r
1
1
1
1
4
64.1410
157.1309.964851-----⋅⋅=⋅⋅⨯⨯⨯=∂∂=∆K
mol
J K
mol
J T
E zF
S m r
1
1
357.3164.1415.2981093.35--⋅-=⋅⨯+⨯-=∆+∆=∆mol
kJ mol
kJ S T G H m r m r m r
1
1
,365.479.1615.298--⋅=⋅⨯=∆=mol
kJ mol
kJ S T Q m r m r
（3）1
,57.31-⋅-=∆=mol
kJ H Q m r m p
7.14 25℃时，电池AgCl s AgCl kg mol ZnCl Zn )()555.0(1-⋅电动势E=1.015V ，已知，,7620.0)(2V Zn Zn E -=+ΘV Ag AgCl Cl E 2222.0)(=-Θ，电池电动势的温度系数1
4
10
02.4)(
--⋅⨯-=∂∂K
V T
E p
（1）写出电池反应；
（2）计算电池的标准平衡常数； （3）计算电池反应的可逆热；
（4）求溶液中2ZnCl 的标准粒子活度因子。
解：（2）Θ
Θ
Θ=-k
F
RT E E ln z 左右
可以得到331088.1⨯=Θk
（3）P
m r m r T
E Tz
F S T Q )(
,∂∂=∆=得到 =m r Q ,-23.131
-⋅mol
kJ
（4）3
3
2)
(4)(Θ
±±
==b
b r a ZnCl a
又有)
(ln 2ZnCl a zF
RT E E -
=Θ 可以得508.0=±r
7.16 写出下列各电池的电池反应，应用表7.7.1的数据计算25 ℃时各电池的电动势及各电池反应的摩尔Gibbs 函数变，并指明各电池反应能否自发进行。
（3）{{}}{Pt
a kP g Cl Cl
a Cl
Cd
a Cd
Cd 100,5.0)(}01.0)(222==-
-
+
+
解：（1）
由于0<∆m r G 反应可自发进行。
（2）
0<∆m r G ，反应可自发进行。
（3）V E 8381.1=，2=z ，070.3541
<⋅-=∆-mol
kJ G m r ，反应可自发进行。
7.19 25℃时，实验测得电池Pt p g H kg mol SO H s PbSO Pb ),()01.0()(21424Θ-⋅的电动势为0.1705V 。已知25℃
1
244253.744),(),(--ΘΘ⋅-=∆=∆mol kJ aq SO G aq SO H G m f m f ，
1
40.813),(-Θ
⋅-=∆mol
kJ s PbSO G m f
（1）写出上述电池的电极反应和电池反应； （2）求25℃时的)(424Pb PbSO SO E -Θ； （3）计算0.011-⋅kg mol 42SO H 溶液的±a 和±γ。 （1）电极反应
阳极 --+→+e s PbSO SO Pb 2)(424 阴极 22H H →+
电池反应: ),(224
24Θ
+-+→++p g H PbSO
H SO Pb
解：（2）首先由标准摩尔生成焓得到Θ∆m r G ，然后根据V zF G E m r 3548.0/=∆-=Θ
Θ 那么V E Pt g H H E Pb PbSO SO E 3548.0))(()(2424-=-=Θ+Θ-Θ （3）由
)
()(1
ln
)()()()(),,(ln 24
2
24
2
42-
+
Θ
-+
Θ
Θ
-
=-=SO a H a zF
RT E
Pb a SO a H a PbSO a p g H a zF RT E E
可以得到3
3
24
210
37.8)()(--
+±⨯==
SO a H a a ，最后5273
.0/Θ
±±±=
b
b a γ