1、1. 试将下述化学反应设计成电池: (1) AgCl(s)=Ag+(aAg+)+Cl-(aCl-)(2) AgCl(s)+I-(aI-)=AgI(s)+Cl-(aCl-) (3) H2(pH2)+HgO(s)=Hg(l)+H2O(l) (4) Fe2+(aFe2+)+Ag+(aAg+)=Fe3+(aFe3+)+Ag(s) (5) H2(pH2)+1/2 O2(pO2)=H2O(l)(6) Cl2(pCl2)+2I-(aI-)=I2(s)+2Cl-(aCl-)2. 298K 时下述电池的 E 为 1.228 V Pt,H2( )|H2SO4(0.01 mol/kg)|O2( ),Pt 已知 H2
2、O(l)的生成 热 为-286.1 kJ/mol.试求: (1) 该电池的温度系数 .(2) 该电池在 273 K 时的电动势 .该反应热在该温度区 间内为常数.3. 电池 Zn(s)|ZnCl2(0.05 mol/kg)|AgCl(s)+Ag(s) 的电动势 E =1.015- 4.92 (T/K-298)V.试计算在 298 K 当电池有 2 mol 电子的电量输 出时,电池反应的 rGm, rHm, rSm和此过程的可逆热效应 QR. 4. 一个可逆电动势为 1.07 V 的原电池,在恒温槽中恒温至 293 K.当此电池短路时(即直接 发生化学反应,不作电功),有 1000 C 的电量通
3、过.假定电池中发生的反应与可逆放电时的反应相同,试求以此电池和恒温槽都看作体系时总的熵变化.如果要分别求算恒温槽和电池的熵变化,还需何种数据?5. 试为下述反应设计一电池 Cd(s)+I2(s)=Cd2+(aCd2+=1.0)+2I-(aI-=1.0) 求电池在 298K 时的 ,反应的 和平衡常数 .如将反 应写成 1/2 Cd(s)+1/2 I2(s)=1/2 Cd2+(aCd2+=1)+I-(aI-=1) 再计算 , 和 ,以此了解反应方程式的写法对这些数值的影响.6. 列式表示下列两组标准电极电势 之间的关系. 7. 试设计一个电池,使其中进行下述反应 Fe2+(aFe2+)+ Ag+
4、(aAg+) =Ag(s)+Fe3+(aFe3+)(1) 写出电池的表示式 .(2) 计算上述 电池反应在 298K,反应进度 为 1 mol 的平衡常数 . (3) 如将过量磨 细的银粉加到浓度为 0.05 mol/kg 的 Fe(NO3)3溶液中,求当反应达平衡后 Ag+的浓度为多少 ?(设活度系数均等于 1)8. 试设计合适的电池判断在 298K 时,将金属银插在碱溶液中 ,在通常的空气中银是否会被氧化?(空气中氧的分 压为 0.21 ).如果在溶液中加入大量的 CN-,情况又怎样? 已知 Ag(CN)2- + e- - Ag(s)+2CN- =-0.31V9. 在 298K 时,分别用
5、金属 Fe 和 Cd 插入下述溶液中 ,组成电池,是判断何种金属首先被氧化? (1)溶液中含 Fe2+和 Cd2+离子的浓度都是 0.1 mol/kg(2)溶液中含 Fe2+为 0.1 mol/kg,而 Cd2+为 0.0036 mol/kg. 10. 在 298K 时,试从标准生成吉布斯自由能计算下述 电池的电动势 Ag(s)+AgCl(s)|NaCl(a=1)|Hg2Cl2(s)+Hg(l) 已知 AgCl(s) 和 Hg2Cl2(s)的标准生成吉布斯自由能分别为-109.57 和-210.35 kJ/mol.11. 根据下列在 298K 和 下的数据,计算 HgO(s)在该温度时的离解压
6、. (1) 下述电池的 =0.9265 V Pt,H2( )|NaOH(a=1)|HgO(s)+Hg(l)(2) H2( )+1/2O2( )=H2O(l) =-285.85kJ*mol-1 (3) 298K 时下列物 质的摩 尔熵值 化合物 HgO(s) O2(g) H2O(l) Hg(l) H2(g) /J/(Kmol) 73.22 205.1 70.08 77.4 130.7 12. 298K 时,10 mol/kg 和 6 mol/kg 的 HCl 水溶液中 HCl 的分压为 560 和 18.7Pa,试计算下述两电池的电动势的差值. (Pt)H2( )|HCl(10 mol/kg)|
7、Cl2( )(Pt)(Pt)H2( )|HCl(6 mol/kg)|Cl2( )(Pt)13. 在 298K 时,测得下述电池的 E 为 0.695V, Zn(s)|Zn2+(aZn2+=0.01)|H+(aH+=0.02)|H2(pH2),Pt 通入 H2(g)时,液面上总压为 100.5 kPa,这时水的饱和蒸汽压为 3.20kPa,并已知液接电势为-0.030V,求 Zn 电极的 (Zn2+,Zn). 设氢气为理想气体. 14. 已知 298K 时 2H2O(g) = 2H2(g)+O2(g) 反应的平衡常数 为 9.7 ,这时H2O 的饱和蒸汽压为 3200Pa,试求 298K 时下述
8、电池的电动势 E.Pt,H2( )|H2SO4(0.01 mol/kg)|O2( ),Pt (298K 时的平衡常数是根据高温下的数据间接求出的.由于氧电极上的电极反应不易达到平衡,不能测出 E 的精确值,所以可通过上法来 计算 E 值)15. 计算 298K 时下述电池的电动势 E, Pb(s)+PbCl2(s)|HCl(0.1 mol/kg)|H2(0.1 ),Pt 已知 (Pb2+,Pb)=-0.126V,298K 时,PbCl2(s)在水中饱和溶液的浓度为 0.039 mol/kg.设活度系数均等于 1. 16. 已知 298K 时下述电池的电动势 E=0.372V, Cu(s)|Cu
9、(Ac)2(0.1 mol/kg)|AgAc(s)+Ag(s) 温度升至 308K 时,E=0.374V,又知 298K 时 , (Ag+,Ag)=0.799V, (Cu2+,Cu)=0.337V,(1) 写出电极反 应和电池反应. (2) 298K 时,当 电池可逆地 输出 2 mol 电子的电量时,求电池反应的 rGm, rHm和 rSm,设电动势 E 随 T 的变化率有定值. (3) 求醋酸银 AgAc(s)的溶度积 Ksp.(设活度系均为 1) 17. 已知 298K 时浓度为 7.0 mol/kg 的 HCl 水溶液里,离子的平均活度系数=4.66,该溶液上方 HCl(g)的平衡分压
10、为 46.40Pa,电 极 Cl-(aCl-)|Cl2(pCl2),Pt 的标准电极电势为 1.3595V,求该温度下,下述反应的平衡常数 .2HCl(g, )= Cl2(g, )+H2(g, ) 设气体为理想气体.18. 对下列电池 Pt,H2(p1) |HCl(m)|H2(p2),Pt 设氢气遵从的状态方程为 pVm =RT+ap,式中 a=1.48 m3/mol,且与温度,压力无关.当氢气的压力 p1=20 , p2= 时, (1) 写出电极反 应和电池反应(2) 计算电池在 293 K 时的 电动势 (3) 当电池放 电时是吸热还是放热? 为什么?(4) 若 a 是温度的函数 a=b-
11、a/RT(a,b 是常数),当电池输出 2 mol 电子的电量时,试列出下列函数的计算公式: rSm , rHm 和最大功 Wmax. 19. 一个原电池是由固态铝电极和固态的 Al-Zn 合金电极以及熔融的 AlCl3-NaCl 混合物作电解质形成,当铝在合金电极中的摩 尔分数是 0.38,电池电动势在653 K 时为 7.43 mV, 试计算 Al(s)在 Al-Zn(s)合金中的活度 . 20. 298K 时测定下述电池的电动势 玻璃电极 | 缓冲溶液 | 饱和甘汞电极当所用缓冲溶液的 pH=4.00 时,测得电池的电动势为 0.1120 V.若换用另一缓冲溶液重测电动势,得 E=0.3865 V.试求该缓冲溶液的 pH 值.当电池中换用 pH=2.50 的 缓冲溶液时,则电池的 E 将为若干?
