物理化学试卷.pdf

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1、物理化学习题解答第八章可逆电池的电动势及其应用1、写出下列电池中电极上的反应和电池反应(1)Pt,H2(pH2)∣HCl(a)∣Cl2(pCl2),Pt--(3)Ag(s)+AgI(s)∣I(a-)‖∣Cl(a-)∣AgCl(s)+Ag(s)ICl(5)Pt,H2(pH2)∣NaOH(a)∣HgO(s)+Hg(l)+(6)Pt,H2(pH2)∣H(aq)∣Sb2O3(s)+Sb(s)+-(7)Na(Hg)(aam)∣Na(a+)‖OH(a-)∣HgO(s)+Hg(l)NaOH-+解：(1)负极反应H2(pH2)－2e→2H(aH+)--正极反应Cl2(pCl2)+2e→2Cl(

2、aCl-)电池反应：H2(pH2)+Cl2(pCl2)=2HCl(a)--(3)负极反应Ag(s)+I(a-)－e→AgI(s)Cl--正极反应AgCl(s)+e→Ag(s)+Cl(a-)Cl--电池反应：AgCl(s)+I(a-)=AgI(s)+Cl(a-)ClCl--(5)负极反应H2(pH2)+2OH(aOH−)－2e→2H2O(l)--正极反应HgO(s)+H2O(l)+2e→2OH(a−)+Hg(l)OH电池反应：H2(pH2)+HgO(s)=Hg(l)+H2O(l)-+(6)负极反应3H2(pH2)－6e→6H(aq)+-正极反应Sb2O3+6H(aq)+6e→2S

3、b(s)+3H2O(l)-电池反应：3H2(pH2)+Sb2O3(aq)+6e=2Sb(s)+3H2O(l)-+(7)负极反应2Na(Hg)(aam)－2e→2Na(a+)+2Hg(l)Na--正极反应HgO(s)+H2O+2e→Hg(l)+2OH(pH2)+电池反应：2Na(Hg)(aam)+HgO(s)+H2O(l)=2Na(a+)Na-1-物理化学习题解答-+2OH(a-)+3Hg(l)OH2、试将下述化学反应设计成电池+-（1）AgCl(s)=Ag(a+)+Cl(a-)AgCl（3）H2(pH2)+HgO(s)=Hg(l)+H2O1（5）H2(pH2)+O2O(p2)=

4、H2O(l)2+-解：（1）Ag(s)∣Ag(a+)‖Cl∣AgCl(s)+AgAg-（3）Pt,H2(pH2)∣OH(aOH−),H2O∣HgO(s)+Hg(l)-（5）Pt,H2(pH2)∣OH,H2O∣O2(pO2),Pt3、从饱和韦斯特电池的电动势与温度的关系式，试求在298.15K，当电池产生2mol电子的电量时，电池反应的ΔGH、Δ和ΔS，已知该关系式为rmrmrm−−572ETTV1.018544.0510=−×−−()K293.159.510×−()K293.15解：Δ=Gz−EFrm=−×⎡⎤−×−−57−−×−221.018454.0510()298.152

5、93.159.510()298.15293.15⎣⎦−1=−196.5kJmol⋅⎛⎞∂EΔ=SzF⎜⎟rm⎝⎠∂Tp−−57=×296500×−⎡⎤⎣⎦4.0510×−××29.510()298.15293.15−−−11=−9.65JK⋅⋅molΔ=HGΔ+TS⋅Δrmrmrm3=−196.510×+298.15×−()9.65−1=−199.38kJmol⋅4、298K时下述电池的E为1.228Vϑ-1ϑPt,H2(p)∣H2SO4(0.01mol·kg)∣O2(p),Ptϑ-1已知H2O(l)的生成热ΔfHm为－186.1kJ·mol。试求：（1）该电池的温度系数；-2

6、-物理化学习题解答（2）该电池在273K时的电动势，设反应热在该温度区间为常数。解：（1）298K时，+负极反应H2－2e→2H+正极反应1/2O2+2H+2e→H2O电池反应H2+1/2O2(g)→H2O(l)ϑ则Δ=HHΔ(HO)rmfm2⎡⎛∂E⎞⎤又因为ΔrHm=−zF⎢E−T⋅⎜⎟⎥⎢⎣⎝∂T⎠p⎥⎦−286.11000×1.228+⎛⎞∂EEHz+Δrm/()F296500×−4则⎜⎟===−8.5410VK×⎝⎠∂FT298p⎛⎞⎛EE11⎞21(2)由zF⎜⎟⎜−=ΔrmH−⎟⎝⎠⎝TT21TT12⎠⎛⎞E21.2283⎛⎞11296500××−=⎜⎟−×286

7、.110×−⎜⎟⎝⎠273298⎝⎠298273解之E(273K)=1.2489V-15、电池Zn(s)∣ZnCl2(0.05mol·kg)∣AgCl(s)+Ag(s)的电动势−4ET=−×{1.0154.9210(K298V−)}。试计算在298K当电池有2mol电子的电量输出时，电池反应的ΔΔΔrmGH、、rmrmS和此过程的可逆热效应QR。−1解：Δ=Gz−EF=−×21.01596500×=−195.90kJmol⋅rm⎛⎞∂E−4Δ=rmSzF⎜⎟=×296500×()−×4.92