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 3724.015.298109.215.19810881.10694.0263=⨯⨯-⨯⨯+=--
1416310517.115.298108.510881.1)(
-----⋅⨯=⋅⨯⨯-⨯=∂∂K V K V T
E
因此，
1193.35)3724.0309.964851(--⋅-=⋅⨯⨯-=-=∆mol kJ mol kJ zEF G m r
1111464.1410157.1309.964851-----⋅⋅=⋅⋅⨯⨯⨯=∂∂=∆K mol J K mol J T
E
zF
S m r 11357.3164.1415.2981093.35--⋅-=⋅⨯+⨯-=∆+∆=∆mol kJ mol kJ S T G H m r m r m r
11,365.479.1615.298--⋅=⋅⨯=∆=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141002.4)(
--⋅⨯-=∂∂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）ΘΘ
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
TzF 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℃
1244253.744),(),(--
ΘΘ⋅-=∆=∆mol kJ aq SO G aq SO H G m f m f ，140.813),(-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: ),(22424
Θ+-
+→++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
24224242-+
Θ-+ΘΘ
-=-=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332421037.8)()(--
+±⨯==SO a H a a ，最后5273.0/Θ
±±
±=
b b a γ 7.20 浓差电池，其中
，已知在两液体接界处
Cd 2+离子的迁移数的平均值为。
（1）写出电池反应；
（2）计算25 ºC 时液体接界电势E (液界)及电池电动势E 。 解：电池反应
由7.7.6式
电池电动势