高等教育出版社天津大学物理化学第五版(下)答案(3)

E E

RTzF

lna

2

HCl 1.3579

8.314 298.152 96500

ln0.8 1.3636V

2

rGm zEF=-2 1.3636 96500=-263.17kJ mol

-1

rGm=-RTlnK

lnK

zEF

zEFRT

2 1.3579 0 96500

8.314 298.15

105.726

K= 8.24×1045

rGm zEF 0，故件下反自行。

（2）电池反应： Zn（s）+ 2AgCl（s）= ZnCl2 + 2Ag（s）

E E

RTzF

lna ZnCl2 0.22216+0.7620

-1

8.314 298.152 96500

ln0.6 0.9907V

rGm zEF=-2 0.9907 96500=-191.20kJ mol

rGm=-RTlnK

zEF

lnK

zEFRT

2 0.22213 -0.7620 96500

8.314 298.15

76.626

K= 1.898×1033

rGm 0，故件下反自行。

（3）电池反应： Cd（s）+ Cl2（g）= Cd 2+ + 2Cl-

高等教育出版社天津大学物理化学第五版(下)答案李松林 周亚平 刘俊吉 修订面向21世纪课程教材

E E

RTzF

lna Cd

2

a Cl

2

-

1.3579+0.4032

8.314 298.152 96500

ln0.01 0.5 1.8381V

2

-1

rGm zEF=-2 1.8381 96500=-354.75kJ mol

rGm=-RTlnK

zEF

lnK

zEFRT

2 1.3579 -0.4032 96500

8.314 298.15

137.119

K= 3.55×1059

rGm 0，故件下反自行。

7.17 应用表7.4.1的数据计算下列电池在25 ℃时的电动势。

Cu| CuSO4 （b1=0.01mol·kg-1）‖CuSO4 （b2=0.1mol·kg-1）| Cu 解：该电池为浓差电池，电池反应为

CuSO4 （b2=0.1mol·kg-1）→ CuSO4 （b1=0.01mol·kg-1） 查表知，γ±（CuSO4，b1=0.01mol·kg-1）= 0.41 γ±（CuSO4，b2=0.1mol·kg-1）= 0.16

E E

RTzF

ln

a1 CuSO4 a2 CuSO4

RTzF

,1b1ln

b

8.314 298.152 96500

,2b2

b

ln

0.41 0.010.16 0.10

0.01749V

7.18电池Pt|H2（100kPa）|HCl（b=0.10 mol·kg-1）|Cl2（100kPa）|Pt在25℃ 解：该电池的电池反应为

H2（g，100kPa）+ Cl2（g，100kPa）= 2HCl（b=0.10 mol·kg-1 ） 根据Nernst方程

E E

时电动势为1.4881V，试计算HCl溶液中HCl的平均离子活度因子。

RTzF

ln

HCl p H2 /p p Cl2 /

a

2

p

E

RTzF

lna

2

HCl

1.4881 1.3579

8.314 298.152 96500

lna

2

HCl

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a HCl 6.29 10

3

22 b

a HCl

a ，即 =

b

2

0.7931

7.19 25℃时，实验测定电池Pb| PbSO4（s）| H2SO4（0.01 mol·kg-1）| H2（g，

-p ）| Pt的电动势为0.1705V。已知25℃时， fGm（H2SO4，aq）= fGm（SO2，4

aq）= -744.53kJ·mol-1， fGm（PbSO4，s）= -813.0kJ·mol-1。

（1）写出上述电池的电极反应和电池反应；

-（2）求25℃时的E （SO2| PbSO4|Pb）； 4

（3）计算0.01 mol·kg-1 H2SO4溶液的a±和γ±。 解：（1）上述电池的电极反应和电池反应如下 正极：2H+ + 2e- = H2（g，p ）

-负极：Pb（s）+ SO2 - 2e- = PbSO4（s） 4

电池反应：H2SO4（0.01 mol·kg-1）+ Pb（s） = PbSO4（s）+ H2（g，p ）

（2） rGm

B

m

fGmB

B

+ 2Gf

fG

， PbSO s4 m

，H2

g G-f

m

H，SO24 aGq f-，m

Pbs

=-813.0 +0--7 44.53-0

=-68.47 kJ

1

mol

2-（H H2Pt）-E（SO4 PbSO4Pb）因为： rGm zE F= z E F

E（SO

2-4

PbSO4Pb）=

rGmzF

=

-68.47 102 96500

3

=-0.3548V

（3）E E

RTzF

ln

p H2 /p

a H2SO4

=E

RTzF

ln

p H2 /p

a H2SO4

3

0.1705 0- -0.3548

8.314 298.152 96500

100/100

ln3 a H2SO4

-3

a H2SO4 =8.369 10

b H2SO4 =

b

H

2

bSO2_

4

1/3

0.02 0.01

2

1/3

1.5874 10

2

mol kg

-1

b

a H2SO4

b即 =

b

，

11.5874 10

2

8.3694 10=0.527

-3

b

a H2SO4 =

高等教育出版社天津大学物理化学第五版(下)答案李松林 周亚平 刘俊吉 修订面向21世纪课程教材

7.20 浓差电池Pb│PbSO4（s）│CdSO4（b1，γ±，1）‖CdSO4（b2，γ±，2）│PbSO4（s）│Pb，其中b1=0.2 mol·kg-1，γ±，1=0.1；b2=0.02 mol·kg-1，γ±，2=0.32，已知在两液体接界处Cd2+离子的迁移数的平均值为t（Cd2+）=0.37。

（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

CdSO4（a±，1）→ CdSO4（a±，2）

由7.7.6式 E 液界 = t t

b ，

1b

0.21

RTzF

lna ，

1a ，

2

a ,1= ，

1

0.1

0.02；a ,2= ,2

b ,2b

ln

0.32

0.026.4 10

0.021

6.4 10

3

E 液界 = 0.37 0.63

8.314 298.152 96500

3

3.805 10

3

V

电池电动势

E E 浓差 +E 液界 ==2 0.37

RTzF

lna ，

1a ，

2

+ t t

RTzF

ln

a ，

1a ，

2

=2t

RTzF

ln

a ，

1a ，

2

8.314 298.152 96500

ln

0.026.4 10

3

0.01083V

+

7.21为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg+ 还是以Hg2形式存在，涉及了如2

下电池

Hg

HNO30.1mol dm

-3

-3

HNO30.1mol dm

-3

-3

Hg

硝 …… 此处隐藏：2116字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……