中南大学物化课后习题标准答案-9--章-可逆原电池 下载本文

(答案:–146.13 J·mol-1·K-1)

解: 由 得:

而,所以,

17. 已知298.15K下,① Pt,H2(pΘ)|H2SO4(7mol·kg-1)|Hg2SO4(s),Hg(l)

的E1=0.5655V,

=0.61515V;② Pt, H2(pΘ) |H2SO4(7mol·kg-1)|

=1.68488 V。试求此溶液中水

PbSO4(s),PbO2(s)的E2=1.750V,的活度? (答案:0.2999)

解:电池(1)的反应: 负极 H2(pΘ) → 2H+ + 2e

正极 Hg2SO4(s)+ 2e →2Hg(l)+

电池 H2(pΘ) + Hg2SO4(s) ==== 2Hg(l) + H2SO4

则:

电池(2)的反应 负极 H2 (pΘ) → 2H+ + 2e

正极 PbO2(s)+ 2e + H2SO4 +2H+ → PbSO4(s) +2H2O

电池

H2 + PbO2(s) + H2SO4 ====

PbSO4(s) +2H2O

18.在298.15K下,10mol·kg-1和6mol·kg-1的HCl水溶液中HCl的分压分别为560Pa和18.7 Pa,试求下列两电池的电动势差值。 (答案:ΔE = 0.0873V)

① Pt, H2(pΘ)|HCl(10mol·kg-1)|Cl2(pΘ),Pt; ② ②Pt, H2(pΘ)|HCl(6mol·kg-1)|Cl2(pΘ),Pt

解: 电池反应为

负极 ? H2(pΘ) → H+ (10mol·kg-1)+e 正极 ? Cl2(pΘ) + e → Cl-(10mol·kg-1)

电池(1)的反应为: ? H2(pΘ) + ? Cl2(pΘ) ==== HCl(a1) 电池(2)的反应为: ? H2(pΘ) + ? Cl2( pΘ) ==== HCl(a2)

由亨利定律知 p1= ka1 , p2= ka2

19. 试计算HgO在298.15K时的分解压,已知原电池Pt,H2(pΘ)|NaOH(aq)|HgO(s),Hg(l)的EΘ=0.9265V,△fO2及H2的

[H2O(l)]=-285.83kJ·mol-1,H2O(l)、

值分别为69.948J·mol-1,K-1,205.0J·mol-1,K-1、

3.47×10-16 Pa)

130.58J·mol-1·K-1。

解: 电极反应:负极 H2(pΘ) + 2OH - → H2O + 2e

正极 HgO + H2O +2e → Hg(l) +OH -

电池反应: H2(pΘ)

+ HgO ==== Hg(l) + H2O(l) (1)

H2O的生成反应: H2(pΘ) + ?O2(pΘ) ==== H2O(l) (2) (1)

HgO(s) ==== Hg(l) + ?O2(pΘ) (3)

-(2)得:

20.在298.15K时,OH -/Ag2O,Ag和O2/OH -,Pt两电极的标准还原电势分别为0.342和0.401V,设

[Ag2O(s)]=-30.56kJ·mol-1,且不随温度而变。

(答案:229.8K)

-

求Ag2O在大气中的分解温度(大气中pO2=21278.25 Pa)

解: 将Ag2O的分解反应设计成原电池:-)Pt,O2(pO2)|OH|Ag2O,Ag(+ 负极反应: 2OH - → ?O2(g, pO2) + H2O(l) +2e 正极反应: Ag2O(s) +2e + H2O(l) → 2Ag(s) + 2OH -

电池反应: Ag2O(s)

==== 2Ag(s) + ?O2(g, pO2)

EΘ= 0.342 -0.401 = -0.059V

因为△f

[Ag2O(s)]=

不随温度而变,就意味着△Cp = 0,所以有: