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可逆电池的电动势及其应用习题

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Ag

, Ag
=0.799V。
（1） 写出电极反应和电池反应。 （2） 计算电池的 E 值。 （3） 计算可逆电池产生 1mol 电子的电量时的热效应。 （4） 求 0.1molHBr 溶液的平均活度系数（电动势法） 。 2. 有人利用电极 Zn2+∣Zn 和 H+,H2O∣O2,Pt，将其埋入人体内构成一个“生物 电池” ，作为某种心脏病人的心脏博起器能源，它依靠人体体液中一定浓度 的溶解氧进行工作，在低功率下，人体能够适应电池工作时 Zn2+的增加和 H+的迁出。 （1）试写出该电池的书面表达式电池反应和求出标准状态下的可逆电动势。 （2）若该电池在人体内以 0.8V 和 4.0×10-5W 放电，试问：若用 5g Zn（s）电
( H 2 O, l ) =-285.90 kJ •mol-1， 其 E =1.23V，并已知 H2O 的标准生成热 r H m
求下列反应当反应进度为 1mol 时，反应 2H2(g, P )+O2(g, P )=2H2O(l) 分别按下列两条途径进行反应时的 rU m 、 r H m 、 r S m 、 r Gm 和 r Fm ，并 判断反应方向。 （1）将氢和氧直接进行反应生成 H2O。 （2）安排成可逆电池，当反应进度为时做功为 374.78 kJ •mol-1。 5. 已知如下三个电池的电动势 (1) Ag(s) ∣AgAc(s) ∣Cu(Ac)2(0.1mol•kg-1)) ∣Cu(s)
E (298K)=-0.372V，E(308K)=-0.374V，在该温度内，E 随 T 的变化是均匀的。
(2) Ag(s) ∣AgNO3(a1=1)∣∣HCl(a2=1) ∣H2( P ),Pt (3) Pt,H2（ P ）∣HCl（a1=1）∣CuSO4( a 1 )∣Cu(s) (A) 写出电池（1）的净反应。 (B) 计算电池在 298K 时的 r Gm 、 r S m 和 r H m 。 (C) 计算 298K 时难溶盐 AgAc(s)的 K sp
5．对于
一式，正确理解是 (
)
(A). 表示电池内各物都处于标准态 (B). E 与 K仅在数值上满足上述关系，两者物理意义并不相同 (C). 表示电池反应已达平衡 (D). 表示电池内部各物都处于标准态且反应达平衡 6．下列电池中哪个的电动势与 Cl- 离的活度无关？( (A). Zn｜ZnCl2(aq)｜Cl2(g)|Pt (B). Ag｜AgCቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(s)｜KCl(aq｜Cl2(g)Pt (C). Hg｜Hg2Cl2(s)｜KCl(aq||AgNO3(aq)｜Ag (D). Pt｜H2(g)｜HCl(aq)｜Cl2(g)｜Pt 7．已知 298K 时 ，下列电池的 则 Ag2SO4 的活度积为( ) 为 0.627V, )
可逆电池的电动势及其应用习题
（A）3.8× 10-17； （B）1.2× 10-4 ； （C）1.52× 10-6； 二. 填空题：
（D）2.98× 10-3
1．测量原电池的电动势时，使用盐桥的目的是为了尽量减小 2．用 Ag 棒插入 AgNO3 溶液, 用 Zn 棒插入 ZnCl2 溶液, 用盐桥相连, 组成自发 电池的书面表示式为: ____________________, 所用的盐桥是__________。 3．测定电动势必须在_________= 0 条件下进行，因此采用___________法。 4．电池 Pt│H2(101.325 kPa)‖HCl(γ±, m)│Hg2Cl2│Hg│Pt 根据能斯特公式其 电动势 E = ___________，得到 lgγ±= _________。因此可以用测定电池电动 势的方法求电解质的离子平均活度系数。 三. 计算题： 1. 下列电池在 298K 时的电动势 E ＝0.165V： Pt，H2（1.0kPa）∣HBr（0.1mol•kg-1）∣AgBr（s）∣Ag（s） 电池反应 （1 个电子得失） 的 r H m =50kJ•mol-1， 已知 AgBr （s） 的 K sp =1.0×10-12，
可逆电池的电动势及其应用习题
一. 选择题： 1．298K 时，要使下列电池 Na( Hg )(a1 ) | Na (aq) | Na( Hg )(a2 ) 成为自发电池，则 必须使两个活度的关系为（ (A) a1 a2 (B) a1 a2 ） (C) a1 a2 (D) a1和a2 可取任意值
极 能 在体 内 工作多长 时间 ？已 知 Zn =-0.762V ； (H , H O O ) =1.229V ； 2 , Zn
2 2
M(Zn)=65.37g•mol-1。 3. 在 298K 时，下列反应
可逆电池的电动势及其应用习题
H2( P )+Ag2O(s)=2Ag(s)+H2O(l) 的恒容热效应 QV =-252.79kJ•mol，若将反应设计成电池，测得该可逆电池的 温度系数为-5.044×10-4VK-1，求电极 OH-(a)∣Ag2O(s)∣Ag(s)的标准电极电 势。已知 298K 时 H2O 的 K W 近似为 1.0×10-14。 4. 298K 时，有下述可逆电池： Pt，H2（ P ）∣H2SO4（aq）∣O2( P ),Pt
E (298K)=-0.799V E (298K)=-0.345V
2 ． 298K 时有如右两个电池 Cu(s(∣Cu+( a 1)‖Cu+( a 1) ， Cu2+( a 2)∣Pt(s) 及 Cu(s)∣Cu2+( a 2)‖Cu+( a 1)，Cu2+( a 2)∣Pt(s)，两个电池的电池反应都可以写成 Cu(s)+Cu2+ (a 2) = 2Cu+ (a 1),则两个电池的rGmӨ 和 EӨ 之间的关系为 ( （A）rGmӨ 相同，EӨ 不同； （B）rGmӨ 不同，EӨ 相同； )
则当电池反应为：Hg2Cl2(s) + 2Ag (s) 2AgCl(s) + 2Hg(l) 时，其电池的 EӨ 为 ( )
（A）－0.0886 V ； （B）－0.1772 V ； （C）0.0276 V ； （D）0.0452 V 2 4 ． 在 298K 时 ， 已 知 电 极 Cu 2e Cu １ ＝0.337 V ， ) Cu e - Cu 2 ＝0.521V 则反应 Cu 2 e- Cu 的 3 为( （A） – 0.153V （B） – 0.184V （C） 0.153V （D） 0.184V
（C）rGmӨ 和 EӨ 都不同； （D）rGmӨ 和 EӨ 都相同。 3．已知 298K 时 Hg2Cl2 ( s ) + 2e－ 2Hg ( l ) + 2Cl－ ， 1Ө= 0.2676 V ； AgCl( s ) + e－ Ag( s ) + Cl－ ，
2Ө = 0.2224 V；

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可逆电池电动势试题

可逆电池电动势试题

可逆电池电动势试题(总5页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-可逆电池电动势试题一．选择题1. 有两个电池，电动势分别为E1和E2：H2(θp)│KOH mol·kg-1)│O2(θp) E1H2(θp)│H2SO4 mol·kg-1)│O2(θp) E2比较其电动势大小：(A) E1< E2 (B) E1> E2 (C) E1= E2 (D) 不能确定2 . 在298 K将两个 Zn(s)极分别浸入 Zn2+ 活度为和的溶液中, 这样组成的浓差电池的电动势为：(A) V (B) V(C) V (D) V3. 298 K 时,已知θϕ(Fe3+,Fe2+)＝ V, θϕ(Sn4+,Sn2+)＝ V, 当这两个电极组成自发电池时, θE为：(A) V (B) V(C) V (D) V4. 满足电池能量可逆条件的要求是：(A)电池内通过较大电流 (B)没有电流通过电池(C)有限电流通过电池 (D)有一无限小的电流通过电池5. 某电池反应为 2 Hg(l)＋O2＋2 H2O(l)＝2 Hg2+＋4 OH-,当电池反应达平衡时,电池的E必然是:(A) E >0 (B) E =θE (C) E <0 (D) E =06. 298 K时，将反应Zn(s)+Ni2+(a1= = Zn2+(a2)+Ni(s)设计成电池，测得电动势为 V，则Zn2+的活度a2为：（已知θE(Zn2+ | Zn)= - V, θE(Ni2+ | Ni)= - V）(A) (B) (C) (D)7. 以下关于玻璃电极的说法正确的是:(A) 玻璃电极是一种不可逆电极(B) 玻璃电极的工作原理是根据膜内外溶液中被测离子的交换(C) 玻璃电极易受溶液中存在的氧化剂、还原剂的干扰(D) 玻璃电极是离子选择性电极的一种8. 在电极分类中，何者不属于氧化-还原电极？(A)Pt|Fe3+, Fe2+ (B) Pt|Tl3+,Tl+(C) Pt,H2| H+ (D) Pt|Sn4+,Sn2+9. 已知 298 K 时下列各式的θϕ值为：= V(1) Fe2+(aq) + 2e-→Fe(s) θϕ1= V(2) Fe3+(aq) + e-→Fe2+(aq) θϕ2= V(3) Fe3+(aq) + 3e-→Fe(s) θϕ3根据以上数据，计算下述歧化反应(4) 3Fe 2+(aq) →2Fe 3+(aq) + Fe(s) 的标准平衡常数θK ，计算方法合适的是：(A) 只能按式 (1) - 2(2) 计算 (B) 只能按式 3(1) - 2(3) 计算(C) 只能按式 (3) - 3(2) 计算 (D) 以上三种方法均可10. 将反应 H ++ OH -＝ H 2O 设计成可逆电池，选出下列电池中正确的一个(A) Pt │H 2│H +(aq)‖OH -│O 2│Pt (B) Pt │H 2│NaOH(aq)│O 2│Pt(C) Pt │H 2│NaOH(aq)‖HCl(aq)│H 2│Pt (D) Pt │H 2(p 1)│H 2O(l)│H 2(p 2)│Pt11. 以阳离子从高活度a 1迁往低活度a 2的浓差电池的电动势计算式为：(A) E =-RT /(zF )×ln(a 1/a 2) (B) E ＝－RT /(zF )×ln(a 2/a 1)(C) E =-RT /(zF )×lg(a 2/a 1) (D) E ＝(zF )×lg(a 1/a 2)12. 当电池的电动势E =0时，表示：(A) 电池反应中，反应物的活度与产物活度相等(B) 电池中各物质都处于标准态(C) 正极与负极的电极电势相等(D) 电池反应的平衡常数K a =113. 常用醌氢醌电极测定溶液的 pH 值, 下列对该电极的描述不准确的是：(A) 醌氢醌在水中溶解度小, 易于建立平衡(B) 电极属于氧化-还原电极(C) 可在 pH= 0─14 的广泛范围内使用(D) 操作方便, 精确度高14. 下列电池中液接电势不能被忽略的是：(A) Pt, H 2(p 1)│HCl(m 1)│H 2(p 2), Pt(B) Pt, H 2(p )│HCl(m 1)‖HCl(m 2)│H 2(p ), Pt(C) Pt, H 2(p )│HCl(m 1)┆HCl(m 2)│H 2(p ), Pt(D) Pt, H 2(p )│HCl(m 1)│AgCl,Ag-Ag,AgCl │HCl(m 1)│H 2(p ), Pt15. 已知：(1) Cu │Cu 2+(a 2)‖Cu 2+(a 1)│Cu 电动势为 E 1(2)Pt │Cu 2+(a 2),Cu +(a ')‖Cu 2+(a 1),Cu +(a ')│Pt 电动势为 E 2，则：(A) E 1= 21E 2 (B) E 1= 2 E 2 (C) E 1= E 2 (D) E 1≥ E 216. 某电池电动势与温度的关系为：E /V = - ×10-5 (t /℃ - 20) - ×10-7(t /℃ - 20)2298 K 时，电池可逆放电 ，则：(A) Q > 0 (B) Q < 0 (C) Q = 0 (D) 不能确定17. 在电极─溶液界面处形成双电层,其中扩散层的厚度 δ 与溶液中相关离子浓度m 的大小关系是：(A) m 增大,δ 增大 (B) m 增大,δ 变小(C) 两者无关 (D) 两者关系不确定18. 下列电池不属于浓差电池的是：(A) Tl(Hg)(a 1)|Tl +(aq)|Tl(Hg)(a 2)(B) Na(Hg)(a )|NaCl(m 1)|| NaCl(m 2)|Na(Hg)(a )(C) Na(Hg)(a )| NaCl(m 1)|AgCl(s)|Ag(s)—Ag(s)|AgCl(s)| NaCl(m 2)|Na(Hg)(a )(D) Ag(s)|AgCl(s)|NaCl(aq)|Na(Hg)(a )|NaCl(CH 3CN 溶液)|Na(s)19. 某电池在等温、等压、可逆情况下放电,其热效应为Q R ,则:(A) Q R ＝0 (B) Q R ＝∆H(C) Q R ＝T ∆S (D) Q R ＝∆U20. 298 K 时，在下列电池 Pt │H 2(θp )│H +(a =1)‖CuSO 4 mol ·kg -1)┃Cu(s) 右边溶液中加入 mol ·kg -1 Na 2SO 4溶液时(不考虑稀释效应), 则电池的电动势将：(A) 上升 (B) 下降 (C) 基本不变 (D) 无法判断二、填空题1. 下列两个反应：Pb(Hg) ─→Pb 2+(a ) + 2e -+ Hg(l)Pb ─→Pb 2+(a ) + 2e -其电极电势公式分别为:ϕ(Pb 2+/Pb(Hg)) = 及ϕ (Pb 2+/Pb) = ， 这两个反应相应的ϕ 及θϕ是否相同？2. 测定电动势必须在0→I 条件下进行，因此采用 法。

07章_可逆电池的电动势及其应用

07章_可逆电池的电动势及其应用


8 8 2Cd( 汞齐) SO 4 H 2O(l) CdSO 4 H 2O(s) 2e 3 3
阴极:
8 8 电池反应 : Cd( 汞齐) Hg 2SO 4 (s) H 2O(l) 2Hg(l) CdSO 4 H 2O(s) 3 3
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' r , max
当可逆电池的反应进度=1mol时
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2016/1/6
化学反应设计成电池做功和热机做功区别
根据热力学原理，恒温恒压下，1mol反应进度放热化学反应对外能 放出的热是Qm为反应的摩尔反应焓变 r Hm 。
这一热量通过热机对外做 功或发电
目前最高能量转化 率40 %
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2016/1/6
可逆电池可逆电池的必备条件
实际上并不是所有的电池都是可逆的 当电池电动势E >E外 ，电池对外放电， 其反应为： 正极反应： 2H＋ ＋2e → H2 负极反应： Zn －2e → Zn2＋ 电池反应： Zn ＋2H＋ → Zn2＋ ＋ H2 当E < E外 ，对电池充电，其反应为： 正极反应： Cu－2e → Cu2＋ 负极反应： 2H＋ ＋2e → H2 电池反应： Cu＋2H＋ → Cu2＋＋ H2
由 rGm和rSm 两个量，就可以容易地求得：
E Δr H m ΔrGm TΔr Sm zFE zFT T p (7.6.5)
E
这个rHm 是在没有非体积功的情况下，恒温恒压反应热。 因为电动势容易精确测定，所以按上式求
Zn
Cu
HCl 不满足充、放 电反应互为可逆 反应，因此，这 个电池不是可逆 电池。 P-319
可逆电池的电动势及其应用3

可逆电池的电动势及其应用3


一定吸热？
r Gm zEF
r Gm zE F
(1)电池电动势是个热力学概念，在指定状
态下具有确定的数值，它不随放电方式的不同
而改变。
(2) 若可逆放电，
E 0 T p
大于零 吸热
E QR T r Sm zFT T p
若I为定值放电，
QR r H m Wmax
Q r H m W r H m W
大于零 小于零
电池短路时，W 0 ， Q p r H m ，吸热放热取决
r H m 的符号
液接电势的计算公式
液体界面间的电迁移（设通过1mol电量）
Pt│H2 (p)│HCl(m)│HCl(m ')│H2 (p)│Pt
t H (aH ) t H (a )
' H


tCl (aCl ) tCl (a )
' Cl


整个迁移过程Gibbs自由能的变化为
G j t RT ln
' aH
zEj F
aH
t RT ln
aCl a
' Cl
对1-1价电解质，设：
m aH aCl , m Gj zE j F
a
' H
a
' Cl
m m
'
aCl aH t RT t RT Ej ln ' ln ' zF aH zF aCl
RT ' m t t a 2t 1 Ej (t t ) ln a F Hm ' t RT ln Cl G t RT ln
可逆电池电动势试题

可逆电池电动势试题

可逆电池电动势试题一． 选择题1. 有两个电池，电动势分别为E 1和E 2：H 2(θp )│KOH mol ·kg -1)│O 2(θp ) E 1 H 2(θp )│H 2SO 4(0.0l mol ·kg -1)│O 2(θp ) E 2比较其电动势大小：(A) E 1< E 2 (B) E 1> E 2 (C) E 1= E 2 (D) 不能确定2 . 在298 K 将两个 Zn(s)极分别浸入 Zn 2+ 活度为和的溶液中, 这样组成的浓差电池的电动势为：(A) V (B) V(C) V (D) V3. 298 K 时,已知θϕ(Fe 3+,Fe 2+)＝ V, θϕ(Sn 4+,Sn 2+)＝ V, 当这两个电极组 成自发电池时, θE 为：(A) V (B) V(C) V (D) V4. 满足电池能量可逆条件的要求是：(A)电池内通过较大电流 (B) 没有电流通过电池(C)有限电流通过电池 (D)有一无限小的电流通过电池5. 某电池反应为 2 Hg(l)＋O 2＋2 H 2O(l)＝2 Hg 2+＋4 OH -,当电池反应达平衡时,电池的 E 必然是:(A) E >0 (B) E =θE (C) E <0 (D) E =06. 298 K 时，将反应Zn(s)+Ni 2+(a 1= = Zn 2+(a 2)+Ni(s)设计成电池，测得电动势为 V ，则Zn 2+的活度a 2为：（已知θE (Zn 2+ | Zn)= - V, θE (Ni 2+ | Ni)= - V ）(A) (B) (C) (D)7. 以下关于玻璃电极的说法正确的是:(A) 玻璃电极是一种不可逆电极(B) 玻璃电极的工作原理是根据膜内外溶液中被测离子的交换(C) 玻璃电极易受溶液中存在的氧化剂、还原剂的干扰(D) 玻璃电极是离子选择性电极的一种8. 在电极分类中，何者不属于氧化-还原电极？(A)Pt|Fe 3+, Fe 2+ (B) Pt|Tl 3+,Tl +(C) Pt,H 2| H + (D) Pt|Sn 4+,Sn 2+9. 已知 298 K 时下列各式的θϕ 值为：(1) Fe 2+(aq) + 2e -→Fe(s) θϕ1= V (2) Fe 3+(aq) + e -→Fe 2+(aq) θϕ2= V (3) Fe 3+(aq) + 3e -→Fe(s) θϕ3= V 根据以上数据，计算下述歧化反应(4) 3Fe 2+(aq) →2Fe 3+(aq) + Fe(s) 的标准平衡常数θK ，计算方法合适的是：(A) 只能按式 (1) - 2(2) 计算 (B) 只能按式 3(1) - 2(3) 计算(C) 只能按式 (3) - 3(2) 计算 (D) 以上三种方法均可10. 将反应 H ++ OH -＝ H 2O 设计成可逆电池，选出下列电池中正确的一个(A) Pt │H 2│H +(aq)‖OH -│O 2│Pt (B) Pt │H 2│NaOH(aq)│O 2│Pt(C) Pt │H 2│NaOH(aq)‖HCl(aq)│H 2│Pt (D) Pt │H 2(p 1)│H 2O(l)│H 2(p 2)│Pt11. 以阳离子从高活度a 1迁往低活度a 2的浓差电池的电动势计算式为：(A) E =-RT /(zF )×ln(a 1/a 2) (B) E ＝－RT /(zF )×ln(a 2/a 1)(C) E =-RT /(zF )×lg(a 2/a 1) (D) E ＝(zF )×lg(a 1/a 2)12. 当电池的电动势E =0时，表示：(A) 电池反应中，反应物的活度与产物活度相等(B) 电池中各物质都处于标准态(C) 正极与负极的电极电势相等(D) 电池反应的平衡常数K a =113. 常用醌氢醌电极测定溶液的 pH 值, 下列对该电极的描述不准确的是：(A) 醌氢醌在水中溶解度小, 易于建立平衡(B) 电极属于氧化-还原电极(C) 可在 pH= 0─14 的广泛范围内使用(D) 操作方便, 精确度高14. 下列电池中液接电势不能被忽略的是：(A) Pt, H 2(p 1)│HCl(m 1)│H 2(p 2), Pt(B) Pt, H 2(p )│HCl(m 1)‖HCl(m 2)│H 2(p ), Pt(C) Pt, H 2(p )│HCl(m 1)┆HCl(m 2)│H 2(p ), Pt(D) Pt, H 2(p )│HCl(m 1)│AgCl,Ag-Ag,AgCl │HCl(m 1)│H 2(p ), Pt15. 已知：(1) Cu │Cu 2+(a 2)‖Cu 2+(a 1)│Cu 电动势为 E 1(2) Pt │Cu 2+(a 2),Cu +(a ')‖Cu 2+(a 1),Cu +(a ')│Pt 电动势为 E 2，则：(A) E 1= 21E 2 (B) E 1= 2 E 2 (C) E 1= E 2 (D) E 1≥ E 216. 某电池电动势与温度的关系为：E /V = - ×10-5 (t /℃ - 20) - ×10-7(t /℃ - 20)2298 K 时，电池可逆放电 ，则：(A) Q > 0 (B) Q < 0 (C) Q = 0 (D) 不能确定17. 在电极─溶液界面处形成双电层,其中扩散层的厚度 与溶液中相关离子浓度m 的大小关系是：(A) m 增大, 增大 (B) m 增大, 变小(C) 两者无关 (D) 两者关系不确定18. 下列电池不属于浓差电池的是：(A) Tl(Hg)(a 1)|Tl +(aq)|Tl(Hg)(a 2)(B) Na(Hg)(a )|NaCl(m 1)|| NaCl(m 2)|Na(Hg)(a )(C) Na(Hg)(a )| NaCl(m 1)|AgCl(s)|Ag(s)—Ag(s)|AgCl(s)| NaCl(m 2)|Na(Hg)(a )(D) Ag(s)|AgCl(s)|NaCl(aq)|Na(Hg)(a )|NaCl(CH 3CN 溶液)|Na(s)19. 某电池在等温、等压、可逆情况下放电,其热效应为Q R ,则:(A) Q R ＝0 (B) Q R ＝H(C) Q R ＝T S (D) Q R ＝U20. 298 K 时，在下列电池 Pt │H 2(p )│H +(a =1)‖CuSO 4 mol ·kg -1)┃Cu(s)右边溶液中加入 mol ·kg -1 Na 2SO 4溶液时(不考虑稀释效应), 则电池的电动势将：(A) 上升 (B) 下降 (C) 基本不变 (D) 无法判断二、填空题1. 下列两个反应：Pb(Hg) ─→Pb 2+(a ) + 2e -+ Hg(l)Pb ─→Pb 2+(a ) + 2e -其电极电势公式分别为:ϕ(Pb 2+/Pb(Hg)) = 及ϕ (Pb 2+/Pb) = ， 这两个反应相应的ϕ 及θϕ是否相同？2. 测定电动势必须在0→I 条件下进行，因此采用 法。