第八章 可逆电池的电动势及应用

第七章 电解质溶液练习题

一、判断题：

1．溶液是电中性的，正、负离子所带电量相等，所以正、负离子离子的迁移数也相等。

2．离子迁移数与离子速率成正比，某正离子的运动速率一定时，其迁移数也一定。

3．离子的摩尔电导率与其价态有关系。

4．电解质溶液中各离子迁移数之和为1。5．电解池通过lF电量时，可以使1mol物质电解。

6．因离子在电场作用下可以定向移动，所以测定电解质溶液的电导率时要用直流电桥。

7．无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之和，这一规律只适用于强电解质。

8．电解质的无限稀摩尔电导率Λ可以由Λm作图外推到c1/2 = 0得到。

9．德拜—休克尔公式适用于强电解质。

10．若a(CaF2) = 0.5，则 a(Ca2+) = 0.5，a(F-) = 1。

二、单选题：

1．下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大：（ ）

(A) 0.1M KCl水溶液 ； (B) 0.001M HCl水溶液 ；

(C) 0.001M KOH水溶液 ； (D) 0.001M KCl水溶液 。

2．对于混合电解质溶液，下列表征导电性的量中哪个不具有加和性：（ ）

(A) 电导 ； (B) 电导率 ；(C) 摩尔电导率 ； (D) 极限摩尔电导 。

3．在一定温度和较小的浓度情况下，增大强电解质溶液的浓度，则溶液的电导率κ与摩尔电导Λm变化为：（ ）

(A) κ增大，Λm增大 ； (B) κ增大，Λm减少 ；

(C) κ减少，Λm增大 ； (D) κ减少，Λm减少 。

4．在一定的温度下，当电解质溶液被冲稀时，其摩尔电导变化为：（ ）

(A) 强电解质溶液与弱电解质溶液都增大 ；

(B) 强电解质溶液与弱电解质溶液都减少 ；

(C) 强电解质溶液增大，弱电解质溶液减少 ；

【2010级物理化学实验讲义】

【电动势法测定化学反应的热力学函数的改变量】 第 1 页 共 4 页 电动势法测定化学反应的热力学函数的改变量

一、实验目的

1、掌握用对消法测电池电动势的测量原理与方法。

2、掌握UJ—25型电位差计的使用方法。

3、掌握电动势法测定化学反应热力学函数改变量的有关原理与方法。

二、实验原理

可逆化学反应： 221()()()()2AgsHgClsAgClsHgl 热力学函数的改变量ΔG、

ΔH 、ΔS等的可通过测定可逆电池的电动势方法求的：即将上述反应设计成下列可逆电池：

)()()()()(22lHgsClHgKClsAgClsAg饱和；该电池在等温、等压、可逆的条件下工作时的电动势为E。则 nFEG n为反应得失电子的物质的量，F为法拉第常数。

由热力学可知：STHG

PPTEnFTGS

PEHnFETnFT 式中PTE称为电池的温度系数。可见只要测出电池的电动势EX和电池温度系数PTE即可。

电池电动势的测定不能直接用伏特计去测量，伏特计所测的则是端电压，而不是电动势，

应采用对消法，要求回路中没有电流通过。原理如下图所示：

EX EN

+ — X N + —

③ ①

RX

R ② RN

+ －

B r

EX待测电池； EN标准电池； B工作电池； ○检流计——检测回路中有无电流通过。

电池的可逆电动势名词解释

电池是一种将化学能转化为电能的装置。它是由一个或多个电池单元组成的，每个电池单元包含两个电极（一个负极和一个正极），它们之间通过电解质连接。电池的可逆电动势是指在没有电流流动时，电池中负极和正极之间的露脱电位差。本文将解释电池的可逆电动势的含义以及影响因素。

可逆电动势是指在理想条件下，电池在无电流通过的情况下能够实现的最大电势差。这个电势差是由电池中发生的在正极和负极之间的化学反应引起的。当没有电流流过电池时，电池的正极和负极之间存在一个全面停留的平衡态，这时可测量到的电势差即为电池的可逆电动势。

两个主要影响电池可逆电动势的因素是离子活性和温度。离子活性是指溶液中的化学物质含量，它影响电池中的化学反应速率，并直接影响到电池中正极和负极之间的电位差。温度则会影响化学反应速率，并改变电池中的离子扩散速度，因此也会对电池的可逆电动势产生影响。

电池的可逆电动势是电池性能的重要指标之一。较高的可逆电动势意味着电池具有更高的化学反应能力，能够产生更大的电势差。这也意味着电池能够提供更高的电流和更稳定的电压输出。因此，对于需要高电压和高电流输出的应用，选择具有较高可逆电动势的电池是非常关键的。

然而，实际情况下，电池的可逆电动势是很难完全实现的。在真实的工作条件下，由于电流流动和能量转化的不可避免的损耗，电池中会存在一定的内部电阻，并引起电池的电压下降。这被称为电池的极化。极化的程度取决于电流的大小和电池内部的反应速率。因此，实际的电池电动势会小于可逆电动势。

要提高电池的可逆电动势，可以通过优化电池的设计和使用更高效的电极材料来实现。例如，选择更高活性的化学物质作为正负极材料，提高电池中的反应速率和离子迁移速度。此外，还可以通过优化电解质的种类和浓度，调整温度等控制因素来改善电池的可逆电动势。

总而言之，电池的可逆电动势是指在理想条件下，电池在无电流流动时可以达到的最大电势差。该电势差受离子活性和温度等因素的影响。较高的可逆电动势可以提供更大的电压输出和更高的电流，因此在选择电池时应考虑这一因素。同时，优化电池设计和使用更高效的材料也可以提高电池的可逆电动势。

第八章 电化学

一．基本要求

1．理解电化学中的一些基本概念,如原电池和电解池的异同点,电极的阴、阳、正、负的定义,离子导体的特点和Faraday 定律等;

2．掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要应用等;了解强电解质稀溶液中,离子平均活度因子、离子平均活度和平均质量摩尔浓度的定义,掌握离子强度的概念和离子平均活度因子的理论计算;

3．了解可逆电极的类型和正确书写电池的书面表达式,会熟练地写出电极反应、电池反应,会计算电极电势和电池的电动势;

4．掌握电动势测定的一些重要应用,如：计算热力学函数的变化值,计算电池反应的标准平衡常数,求难溶盐的活度积和水解离平衡常数,求电解质的离子平均活度因子和测定溶液的pH等;

5．了解电解过程中的极化作用和电极上发生反应的先后次序,具备一些金属腐蚀和防腐的基本知识,了解化学电源的基本类型和发展趋势;

二．把握学习要点的建议

在学习电化学时,既要用到热力学原理,又要用到动力学原理,这里偏重热力学原理在电化学中的应用,而动力学原理的应用讲得较少,仅在电极的极化和超电势方面用到一点;

电解质溶液与非电解质溶液不同,电解质溶液中有离子存在,而正、负离子总是同时存在,使溶液保持电中性,所以要引入离子的平均活度、平均活度因子和平均质量摩尔浓度等概念;影响离子平均活度因子的因素有浓度和离子电荷等因素,而且离子电荷的影响更大,所以要引进离子强度的概念和Debye-Hückel极限定律; 电解质离子在传递性质中最基本的是离子的电迁移率,它决定了离子的迁移数和离子的摩尔电导率等;在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上,需要了解电导测定的应用,要充分掌握电化学实用性的一面;

电化学在先行课中有的部分已学过,但要在电池的书面表示法、电极反应和电池反应的写法、电极电势的符号和电动势的计算方面进行规范,要全面采用国标所规定的符号,以便统一;会熟练地书写电极反应和电池反应是学好电化学的基础,以后在用Nernst方程计算电极电势和电池的电动势时才不会出错,才有可能利用正确的电动势的数值来计算其它物理量的变化值,如：计算热力学函数的变化值,电池反应的标准平衡常数,难溶盐的活度积,水的解离平衡常数和电解质的离子平均活度因子等;