内容发布更新时间 : 2024/11/8 7:30:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
阳极：Ag（s）+ Cl - e = AgCl（s） 阴极：
--
1--Cl2 （g）+ e = Cl 2--
电池图示：Ag|AgCl（s）|Cl ｛a（Cl）｝|Cl2（g，p）|Pt
（2） ?rGm???B?fGm?B?B1??fGm?AgCl，s?-?fGm?CI2，g?-?fGm?Ag，s?同理
2=-109.79kJ?mol?1?1同理可求：?rHm=?fHm(AgCl，s)=-127.07kJ?mol
?rGm??rHm-T?rSm
3?rHm-?rGm??127.07???109.79???10?rSm=???57.96J?mol-1?K?1
T298.15Qr = n T?rSm= 2××（）=
?rGm?109.79?103???1.1377V （3）?rGm??zEF；即：E=-zF1?96500E = E（右）- E（左）= –E（Cl-│AgCl（s）│ Ag ）
E（Cl-│AgCl（s）│ Ag ）= – =
解法1：设计原电池：Ag│Ag‖Cl│AgCl（s）│ Ag 电池反应：AgCl（s） Ag + Cl
+
- +
-
??E（Cl│AgCl（s）│Ag）?E（Ag│Ag）-RTlna?Ag??a?Cl??zF
RT?=E（Ag│Ag）-lnKsp?AgCl?zF0.2201?0.7994-8.314?298.15lnKsp?AgCl?
1?96500Ksp?AgCl?=1.61?10-10
解法2：根据能斯特方程：
??E（Cl│AgCl（s）│Ag）?E（Ag│Ag）?RTlna?Ag?? zFKsp（AgCl）=a?Ag?? a?Cl_? ，即：a?Ag??=Ksp（AgCl）/ a?Cl_?
?E（Ag│Ag）?则：E（Cl│AgCl（s）│Ag）??RTlnKsp（AgCl）/ a?Cl_? zF0.2201?0.7994?8.314?298.15lnKsp（AgCl）/ 1
1?96500Ksp?AgCl?=1.61?10-10
25℃时，电池Pt│H2（g，100kPa）│H2SO4（b）│Ag2 SO4（s）│Ag的标准电动势E=。已知E（Ag│Ag）= 。
（1）写出电极反应和电池反应；
（2）25℃时实验测得H2SO4浓度为b时，上述电池的电动势为。已知此H2SO4溶液的离子平均活度因子γ±= ，求b为多少；
（3）计算Ag2 SO4（s）的活度积Ksp。 解：（1）电极反应和电池反应如下： 阳极：H2（g，100kPa）- 2e = 2H
阴极：Ag2 SO4（s）+ 2e = 2Ag（s）+ SO4
--+
+
2-电池反应：H2（g，100kPa）+ Ag2 SO4（s）= 2Ag（s）+ 2H+ SO4
+
2-（2）E = E（右）- E（左）
= E（SO4│Ag2 SO4（s）│Ag）- E｛H |H2（g）|Pt｝
+
2-即：E（SO4│Ag2 SO4（s）│Ag）=
?2?2?a2?H??a?SO2RTRTa?H?a?SO4?4?E?E?lnln=?E（右）?E（左）-ln?zFzF???p?H2?/p???p?H2?/p??2-?b?2?2?3 a?H?a?SO4??a???????且b?=b34 ?b?3b??则：E??E（右）?E（左）ln4????-RT?
zFb??8.314?298.15?0.7b?0.623?0.627-ln4??
2?96500?1?b = mol·kg-1
33?E（Ag│Ag）?（3）E（SO4│Ag2SO（4s）│Ag）2-?RTlna?Ag?? zF2-Ksp（Ag2SO4）=a2?Ag?? a?SO4? ，即：a?Ag??=Ksp（Ag2SO4）/ a?SO42-?
?E（SO2-│Ag2SO（?E（Ag│Ag）?44s）│Ag）RT2-lnKsp（Ag2SO4）/ a?SO4 ?zF0.627?0.7994?8.314?298.15lnKsp（Ag2SO4）/ 1
2?96500Ksp（Ag2SO4）=1.481?10?6
（1）已知25℃时，H2O（l）的标准摩尔生成焓和标准摩尔生成吉布斯函数分别为 kJ·mol和 kJ·mol。计算在氢-氧燃料电池中进行下列反应时电池的电动势及其温度系数，
H2?g，100kPa?+ -1
-1
1O2?g，100kPa??H2O?l? 2（2）应用表的数据计算上述电池的电动势。 解：（1）?rGm???BB?fGm?B?
1??fGm?H2O，l?-?fGm?O2，g?-?fGm?H2，g?=-237.129kJ?mol?1
2?1同理同理可求：?rHm=?fHm(H2O，l)=-285.83kJ?mol
?rGm?237.129?103?rGm??zEF，即：E=-???1.229V zF2?96500 ?rGm??rHm-T?rSm
??285.83???237.129???10?-163.344J?mol-1?K?1?H-?G?rSm=rmrm?
T298.153?dE??rSm=zF??
dT??p即：?163.344?dE??rSm4?1 ==-=-8.56?10V?K?zF2?96500?dT?p
（3）设计原电池为：
Pt│H2（g，100kPa）│H（a=1）│O2（g，100kPa）│Pt
+
E = E（右）- E（左）
= E｛OH |O2（g，p）|Pt｝- E｛H |H2（g，p）|Pt｝ =
已知25 ℃时E（Fe | Fe）= ，E（Fe， Fe）=。试计算25 oC时电极Fe | Fe的标准电极电势E（Fe | Fe）。
解：上述各电极的电极反应分别为
2+3+
3+
2+
2+
-+
Fe+ 3e = Fe （1） Fe+ e = Fe （2） Fe+ 2e = Fe （3）
显然，（3）=（1）-（2），因此
2+
-3+
-2+
3+ -
?rGm?3???rGm?1?-?rGm?2?
-2E?Fe2?|Fe?F?-3E?Fe3?|Fe?F?E?Fe3?|Fe2??F
E?Fe2?|Fe???3E?Fe3?|Fe??E?Fe3?|Fe2??23???0.036??0.7702?13 +
??0.439V 已知25 ℃时AgBr的溶度积Ksp?4.88?102
，E（Ag│Ag）= ，E（Br│Br
-
（g）│Pt）=。试计算25℃时。
（1）银-溴化银电极的标准电极电势E（Br│Ag Br（s）│ Ag）； （2）Ag Br（s）的标准生成吉布斯函数。
解：（1）设计电池Ag│Ag‖Br│Ag Br（s）│ Ag，电池反应为
Ag Br（s）根据Nernst方程
E=E（Br│Ag Br（s）│Ag）-E（Ag│Ag）-??+
--
Ag+ Br
+ -
RTlnKsp?Ag Br? F沉淀反应平衡时E=0，所以
??E（Br│Ag Br（s）│Ag）=E（Ag│Ag）+RTlnKsp?Ag Br?F8.314?298.15?0.7994?ln4.88?10?13
96500?0..0712V-
（2）设计电池设计电池Ag│Ag Br（s）‖Br│ Br2（l）│ Pt，电池反应为
Ag（s）+
1 Br2（l）=Ag Br（s） 2?1 该反应为Ag Br（s）的生成反应，
?rGm?-zEF??1??1.066?0.0712??96500??96.0kJ?mol 25 ℃时用铂电极电解1mol·dm的H2SO4。 （1）计算理论分解电压；
（2）若两电极面积均为1cm，电解液电阻为100Ω，H2（g）和O2（g）的超电势η与电流密度的关系分别为：
3
-3
??H（?2g）V?0.472?0.118lgJ ?2A?cmJ
A?cm?2??O（?2g）V?1.062?0.118lg问当通过的电流为1 mA时，外加电压为若干。 解：（1）电解H2SO4溶液将形成电池：
Pt│H2（g，100kPa）│H（a=1）│O2（g，100kPa）│Pt
该电池的电动势 V即为H2SO4的理论分解电压。
（2）计算得到H2（g）和O2（g）的超电势η分别为
+
??H（??0.472?0.118lg1?10-3=0.1180V 2g）??O（??1.062?0.118lg1?10-3=0.7080V 2g）电解质溶液电压降：10 × 100 = V 因此外加电压为： + + + =
-3