发布时间 : 星期三 文章天津大学物理化学第五版下册习题答案（含第六章）更新完毕开始阅读8466e5160c22590103029d3e
即：lnK?zE?F2???0.2222???0.7620????96500?76.63 ??RT8.314?298.15K= 1.90×1033
?（3）Qr,m=T?rSm?zFT??dE?
??dT?p?2?96500???4.02?10?4??298.15??23.13kJ?mol-1
RTRT3?b0?lna?Zn2??a2?Cl???E??ln4??（4）E?E? ???zFzF?b??38.314?298.153?0.5555?1.015?0.2222???0.7620??ln4????
2?96500?1?γ± = 0.5099
7.15 甲烷燃烧过程可设计成燃料电池，当电解质微酸性溶液时，电极反应和电池反应分别为：
阳极：CH4（g）+ 2H2O（l）= CO2（g）+ 8H+ + 8e- 阴极：2 O2（g）+ 8H+ + 8e- = 2H2O（l）
电池反应： CH4（g）+ 2 O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（l）
?已知，25℃时有关物质的标准摩尔生成吉布斯函数?fGm为：
3物质 ??fGm/kJ?mol?1
CH4（g） -50.72
CO2（g） -394.359
H2O（l） -237.129
计算25℃时该电池的标准电动势。
解：?rGm????BB??fGm?B?
??????fGm?CO2，g?+2?fGm?H2O，l?-?fGm?CH4，g?-2?fGm?O2，g?=-394.359+2??-237.129?-?-50.72?=-817.897kJ?mol?1因为：?rGm??zE?F
?
?rGm817.897?103?E=-==1.0595V zF8?965007.16写出下列各电池的电池反应。应用表7.7.1的数据计算25 ℃时各电池的电动势、各电池反应的摩尔Gibbs函数变及标准平衡常数，并指明的电池反应能否自发进行。
?
（1）Pt|H2（100kPa）|HCl（a=0.8）|Cl2（100kPa）| Pt （2）Zn| Zn Cl2（a=0.6）|AgCl（s）|Ag
（3）Cd| Cd 2+（a=0.01）‖Cl-（a=0.5）| Cl2（100kPa）| Pt 解：（1）电池反应： H2（g）+ Cl2（g）= 2HCl
E?E??RT8.314?298.15lna2?HCl??1.3579?ln0.82?1.3636V zF2?96500?rGm??zEF=-2?1.3636?96500=-263.17kJ?mol-1
?rGm=-RTlnK???zE?F
lnK??zE?F2??1.3579?0??96500???105.726
RT8.314?298.15 K= 8.24×1045
? ?rGm??zE?F?0，故件下反自行。（2）电池反应： Zn（s）+ 2AgCl（s）= ZnCl2 + 2Ag（s）
?E?E??RT8.314?298.15lna?ZnCl2???0.22216+0.7620??ln0.6?0.9907VzF2?96500?rGm??zEF=-2?0.9907?96500=-191.20kJ?mol-1
?rGm=-RTlnK???zE?F lnK??0.22213??-0.7620???96500zE?F2???????76.626 RT8.314?298.15 K= 1.898×1033
? ?rGm?0，故件下反自行。（3）电池反应： Cd（s）+ Cl2（g）= Cd 2+ + 2Cl-
E?E??RTlna?Cd2??a2?Cl-?zF8.314?298.152??1.3579+0.4032??ln0.01??0.5??1.8381V2?96500?rGm??zEF=-2?1.8381?96500=-354.75kJ?mol-1
?rGm=-RTlnK???zE?F
zE?F2???1.3579??-0.4032????96500?137.119
lnK??RT8.314?298.15?? 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??RTa1?CuSO4?lnzFa2?CuSO4??RT8.314?298.150.41?0.01b??ln??ln?0.01749VzF??,2b22?965000.16?0.10b???,1b1
7.18在25℃时，电池Pt|H2（100kPa）|HCl（b=0.10 mol·kg-1）|Cl2（100kPa）|Pt电动势为1.4881V，试计算HCl溶液中HCl的平均离子活度因子。
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
a2?HCl?RTRT?2E?E?ln?E?lna?HCl???zF?zF?p?H2?/p????p?Cl2?/p??
?1.4881?1.3579?8.314?298.15lna2?HCl?2?96500a?HCl??6.29?10?3 b?1?b???3a?HCl??a?????，即??=a?HCl?=6.29?10=0.7931b?0.10?b?2?2?2
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，（H2SO4，aq）=?fGm（SO2-aq）= -744.53kJ·mol-1，?fGm4，?（PbSO4，s）= -813.0kJ·mol-1。 ?fGm（1）写出上述电池的电极反应和电池反应； （2）求25℃时的E?（SO2-； 4| PbSO4|Pb）（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???BB??fGm?B?
???fG?，，H?s+?2G?m?PbSO4fm2?g?G-f??mH，SO24??aGq??f-，m?
Pbs+0--7?44.53-0 =-813.0?=-68.47?kJ?1mol?-E（SO4 PbSO4Pb）F 因为：?rGm??zEF=?zE（H H2Pt）?????2-??rGm-68.47?103?2-E（SO4 PbSO4Pb）===-0.3548V
zF2?96500??????pH/ppH/p????RTRT22???? ??ln=E?ln3（3）E?E?zFa?H2SO4?zFa??H2SO4??0.1705??0-?-0.3548???8.314?298.15?100/100?ln3
2?96500a??H2SO4?a??H2SO4?=8.369?10-3
b??H2SO4?=?bH??bSO2_4?2?1/3??0.022?0.01?1/3?1.5874?10?2mol?kg-1
?b??a??H2SO4??????，??b?
?b1-3即??=a??H2SO4?=?8.3694?10=0.527?2b?1.5874?107.20 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??RTa?，ln1 zFa?，2