八、可逆电池的电动势及其应用
_____________________________________________ 22. 2 分 (4243)
298 K 时,已知 ?? (Fe3+,Fe2+)= 0.77 V, ?? (Sn4+,Sn2+)= 0.15 V,将这两个电极排成自发电池时的表示式为______________________________, E?=__________________。 23. 2 分 (4244)
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_______________。 24. 2 分 (4246)
已知 298K时,? ? (Ag+,Ag)= 0.799 V, ?? (Cu2+,Cu)= 0.340 V 。若将Ag电极插入a(Ag+)= 1 的溶液, 将Cu电极插入 a(Cu2+)= 1 的溶液,加入盐桥,组成电池,实验测得电动势值应为
_________V,电池 Ag(s)│Ag+(a=1)‖Cu2+(a=1)│Cu(s) 的电动势应为_____V。 25. 5 分 (4256)
某一电池反应 ?rSm(298K) > 0，则 25℃时，电池可逆工作时是吸热还是放热？ 热，因为 ，而实际电池放电时是吸热还是放热？ 热。 热量较可逆
情况下哪个大？ ， 因为 _______________ 。 26. 5 分 (4258)
某电池在 p? 时电动势与温度的关系为 E/mV = -68.00 - 0.312 (T/K - 298)，298 K时电池的电动势 E = __________ ，当输出 2 mol 电子电量时，电池反应的 ?rHm= _______ ；?rSm= ____________ 。当输出 1 mol 电子电量时，电池的电动势 E = _______ ；电池反应的?rHm= _________ ；?rSm= __________ 。 27. 2 分 (4282)
某化学反应在等温、等压下进行 (298 K，p?), 测得其热效应为Q1，若将此反应组成可逆电池在同样温度、压力下可逆放电（反应的物质量与上面相同），测得热效应为 Q2(n 为已
知)。以上两过程功的差值为 _____________ ，电池的温度系数(?E/?T )p= 。 28. 2 分 (4285)
已知可逆电池 Tl(Hg)│TlCl(s)│KCl(aq,c)│Hg2Cl2(s)│Hg(l) 在 25℃时，电池反应的 ?rSm为 72.375 J·K-1，?H 为 –48780 J，则电池可逆工作时吸收的热量为 __________ 。 29. 2 分 (4295)
在恒温、恒压下，金属 Cd 与盐酸的反应为放热反应，其反应热效应绝对值为Q1，若在相同 T,p 条件下，将上述反应组成可逆电池，亦为放热，热效应绝对值为Q2，若两者始终态相同，则 Q1与 Q2 的大小关系是 _________ 。 30. 2 分 (4333)
电池 Pt,H2(10 kPa)│HCl(1.0 mol·kg-1)│H2(100 kPa),Pt 是否为自发电池?_____
E=________V。 31. 2 分 (4335)
将反应 Ag2SO4(s)＝2 Ag+＋SO4 设计成电池,其书面表示式为： 。 32. 2 分 (4337)
2? 298 K 时，电池反应 Ag(s)＋
12Hg2Cl2(s)＝AgCl(s)＋Hg(l) 所对应的?rSm＝32.9
J·K-1·mol-1, 电池电动势为0.0193 V, 则相同反应进度时?rHm＝ ，(?E/?T)p＝______________。 33. 2 分 (4365)
常见的测定AgCl(s)的Ksp的电池为：Ag(s)|Ag+(aq)||Cl –(aq)|AgCl(s)|Ag(s)，其正确断路的形式为：____________________________________________________________。
- 792 -
八、可逆电池的电动势及其应用
34. 5 分 (4385)
已知电池 Ag(s)|Ag2SO4(s)|H2SO4(0.1 mol·kg-1)|H2(p),Pt 在298 K时的E1和E1分别为0.70 V和 – 0.63 V，（设各物质的活度与浓度无关，活度系数均为1），则在308 K时，E2 – E2值为：____________________。 35. 2 分 (4386)
电池反应和电动势如下所示：
⑴
12??
?
Cu(s)+
12Cl2(p)→1Cu2++Cl - 2 E1
⑵ Cu(s)+Cl2(p)→Cu2++2Cl - E2
设(1)和(2)中各物质的活度均相同，则E1与E2的关系为： ????????????????????????????????。 36. 2 分 (4387)
已知E(Cu2+|Cu)=0.337 V，E(Cu+|Cu)=0.521 V，则E(Cu2+|Cu+)=_____________。 37. 2 分 (4398) 有如下电池： Cu(s)|CuSO4(0.01mol/kg,??±=0.41)||CuSO4(0.1mol/kg,?±=0.16)|Cu(s) 其电动势E为________________________。 38. 2 分 (4404)
已知 Cu2+ + 2e- ─→ Cu ?? = 0.337 V Cu+ + e- ─→ Cu ?? = 0.521 V
?
?
?
求 Cu2+ + e- ─→ Cu+ 的??值 = ____________V
计算根据：___________________________________ 。 39. 2 分 (4407)
电池 Hg│Hg2Cl2│HCl(a)│Cl2(p?)│(Pt) 在 25℃时, a = 0.1 时 , E = 1.135 V a = 0.01 时 , E = ______ 40. 2 分 (4435)
将 Ag(s) ─→ Ag - Au （合金，a(Ag)= 0.120）设计成电池
___________________________________________ ，则该电池在 25℃时电动势 E = ____ 。 41. 2 分 (4438)
电池 Pt│H2(101.325 kPa)‖HCl(?? , m)│Hg2Cl2│Hg│Pt根据能斯特公式其电动势 E = ___________ ，得到 lg?? = _________ 。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。 42. 2 分 (4441)
下列两个反应： Pb(Hg) ─→Pb2+(a) + 2e-+ Hg(l) Pb ─→Pb2+(a) + 2e- 其电极电势公式分别为 及 ， 这两个反应相应的??及?? 是否相同？ 43. 5 分 (4476)
(1) 电解质溶液的摩尔电导率随浓度的减小而 ____________ ； (2) 电池 M1(s)│M1+(a1)│M(a2)│M2(s) 的电动势除了电极与导线的接触电势外，还由哪些界面电势组成 ___________________________________ 。 44. 2 分 (4522)
电池 Ag,AgCl(s)│CuCl2(m)│Cu(s) 的电池反应是_________________________,电池
- 793 -
八、可逆电池的电动势及其应用
Ag(s)│Ag+(aq)‖CuCl2(aq)│Cu(s) 的电池反应是________________________。 45. 2 分 (4543) 下列电池： Pt│H2(p1)│HCl(aq,m)│H2(p2)│Pt ，当 p2> p1时，正极应为 _________ ，负极为 _________ ； Pt│Cl2(p1)│HCl(aq,m)│Cl2(p2)│Pt, 当 p2> p1时,正极应为 ____________，负极为 ____________ 。 46. 2 分 (4580)
298 K时，电池Pt,H2(0.1p)|HCl(a=1)|H2(p), Pt的电动势为：___________________。 47. 2 分 (4622)
电池: Pt│H2(p?)‖HCl(??,m)│Hg2Cl2 │Hg│Pt ,根据能斯特公式其电动势 E = _______________ ，得到 lg??= _____________ 。 48. 5 分 (4643)
可将反应 Ag++ Cl- ─→ AgCl(s) 设计成电池 ______________________ ，已知 298 K 时电池的 E?= 0.576 V，则电池反应的?rG$(298.15 K) = __________， AgCl(s) 的活度积 Ksp m= _______，电池反应达平衡时，电动势 E 等于 ________ 。 49. 2 分 (4685)
已知 ?? (Zn2+,Zn)＝－0.763 V, ?? (Fe2+,Fe)＝－0.440 V 。这两电极排成自发电池时,E?＝________V, 当有 2 mol 电子的电量输出时,电池反应的K?＝________。 50. 5 分 (4692)
测得电池 Pt,H2(p)|HCl(0.1 mol·kg-1)|AgCl(s)|Ag(s) 在298 K时的E = 0.3524 V，又已知：E(AgCl | Ag) = 0.2223 V，则该HCl溶液的a±=______________；?±=______________，溶液的pH=__________。 51. 5 分 (4711)
298 K时，已知Cu2++I - +e - →CuI的E1=0.86 V，Cu2++e -→Cu+的E2=0.153 V，为求CuI(s)的Ksp应设计的电池为__________________________________________，
Ksp=_____________________________________。 52. 5 分 (4751)
在生物电化学中,膜电势的存在意味着每个细胞上都有一个___________存在,相当于一些_______________分布在细胞表面,根据电池电动势的计算公式 E＝?右－?左, 则对K+ 细胞膜电势公式可表示为__________________________________________。 53. 2 分 (4753)
静止神经细胞内液体中 K+ 离子浓度大于细胞外液体中的K+ 离子浓度, 而Na+ 则相反。据热力学判据, K+ 应不断地从细胞内流向细胞外, Na+ 则从细胞外流向细胞内, 但观察到的K+ 与Na+ 浓度基本上是稳定的, 这是由于活性细胞膜中利用某些代谢，能连续地把Na+
“泵”出细胞, 把K+输入细胞, 此过程称之为____________________。
三、计算题 ( 共223 题 ) 1. 2 分 (4120)
写出下列电池的电极反应和电池反应。 Ag(s)|AgI(s)|I –(a I)||Cl –(a Cl)|AgCl(s)|Ag(s) 2. 10 分 (4164)
298 K时，有如下两个反应：
(a) 2Hg(l)+O2(g)+2H2O(l)=2Hg2++4OH –
(b) 2Hg(l)+O2(水中溶解态)+2H2O(l)=2Hg2++4OH –
????
?
?
??
将反应(a)设计成电池，其E= - 0.453 V。工业排放的废汞，可与水中溶解氧发生如(b)所示的反应，设废液呈中性，在液面上O2(g)分压为0.21×p，活度系数均为1。
- 794 -
?
?
八、可逆电池的电动势及其应用
⑴ 写出反应(a)的电池表示式。
⑵ 当废液中的[Hg2+]为1×10-5 mol·kg -1时，反应(b)能否自发进行？ ⑶ [Hg2+]在废液中浓度为多少时，不再与溶解O2反应？ 3. 10 分 (4172)
将反应TlI(s)+H2→2Tl+2HI(aq)设计成电池，判断H2能否还原TlI(s)，并用计算结果 加以说明。已知2TlI(s) + 2e -→2Tl + 2I - 的E= - 0.753 V。设各物的活度均为1。 4. 15 分 (4183)
298 K时，电池 Pt,H2(p)|NaOH(aq)|Ag2O(s)|Ag(s) 的电动势E=1.172 V，试求Ag2O(s)的?fGm和分解压。已知?fGm(H2O,g)= - 228.614 kg·mol-1，该温度下H2O(l)的饱和蒸气压 ps=3.168×103 Pa。 5. 15 分 (4184)
298 K时，计算反应 Hg2+(aq)+4I-(aq) = HgI42-(aq) 的K，??rSm，??rHm，Sm?HgI42-，aq?，和估算在323 K和273 K时的K，假定?Cp = 0。已知：
E(Hg2+ | Hg) = 0.0854 V；E(HgI42 - | Hg) = - 0.038 V，其温度系数为： 4.0×10-5 V·K-1。各物质的规定熵值为：
Hg(l) Hg2+(aq) H2(g) I –(aq) 物质 ? 77.4 - 22.6 130.59 109.37 Sm/J·K-1·mol-1 6. 10 分 (4185)
298 K时，下述电池的电动势E= 0.268V：
Pt,H2(g)|HCl(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l) (1) 写出电极反应和电池反应；
(2) 计算Hg2Cl2(s)的?fGm, 已知?fGm[Cl – (aq)] = - 131.26 kJ·mol-1； (3) 计算Hg2Cl2(s)的Ksp，已知?fGm[Hg22+(aq)] = 152.0 kJ·mol-1。 7. 10 分 (4186)
已知反应Ag(s)+1Hg2Cl2(s)→AgCl(s)+Hg(l),在298 K时，有如下数据： 2物质 ????fHm/ kJ·mol-1 ??
?
??
?
?
?
?
?
?
?
??
??
?
Ag(s) 0 Hg2Cl2(s) -264.93 195.8 AgCl(s) -127.03 96.2 ?E?T Hg(l) 77.4 ??Sm/J·K-1·mol-1 42.55 (1) 将反应设计成电池并写出电极反应； (2) 计算298 K时的电动势E和温度系数()p；
(3) 计算可逆热效应QR与恒压反应热Qp二者之差值。
8. 15 分 (4187)
298 K时，反应 H2(p) + Ag2O(s) = 2Ag(s)+H2O(l) 的恒容反应热为 -252.79 kJ，若将此反应设计成电池，其温度系数为-5.044×10-4 V·K-1，试求E(Ag2O|Ag)。已知此时H2O的Kw=1.00×10-14。 9. 10 分 (4188)
已知反应
12?
?
H2(p)+1Cl2(p) = HCl(p) 在298 K时，?rGm= -94.93 kJ·mol-1，试求298 2????
K时，下列电池的电动势。设298 K时，该电池所给HCl水溶液液面上，HCl(g)的平衡分压为0.537 Pa。 ??
Pt,H2(p)|HCl(1.11mol·kg-1)|Cl2(p),Pt
10. 15 分 (4189)
电池 Pt,H2(p1)|H2SO4(aq)|H2(p2),Pt 中，氢气服从的状态方程为 pVm=RT+?P，??=1.48
- 795 -
八、可逆电池的电动势及其应用
×10-5 m3·mol-1，且与温度、压力无关。若p1=30p，p2=p，请：
(1) 写出电池反应；
(2) 求298 K时的电动势；
(3) 电池可逆作功时吸热还是放热？
(4) 若使电池短路，体系和环境间交换多少热量？ 11. 15 分 (4190)
已知下列电池的电动势在298 K时分别为E1=0.9370 V，E2=0.9266 V。 ⑴ Fe(s)|FeO(s)|Ba(OH)2 (0.05 mol·kg-1)|HgO(s)|Hg(l)
⑵ Pt,H2(p)|Ba(OH)2 (0.05 mol·kg-1)|HgO(s)|Hg(l)
试求FeO(s)的?fGm。已知H2O(l)的?fGm = - 2.372×105 J·mol-1。 12. 15 分 (4191)
298 K时，有下列电池：
Pt,Cl2(p)|HCl(0.1 mol·kg-1)|AgCl(s)|Ag(s), 试求： (1) 电池的电动势；
(2) 电动势温度系数和有1mol电子电量可逆输出时的热效应； (3) AgCl(s)的分解压。
已知?fHm(AgCl)= - 1.2703×105 J·mol-1，Ag(s)，AgCl(s)和Cl2(g)的规定熵值Sm分别为： 42.70，96.11和243.87 J·K-1·mol-1。 13. 10 分 (4199)
298K时有电池：Pt,H2(p)|KOH(a=1),Ag2O(s)|Ag(s)，已知E(Ag2O|Ag)=0.344 V， ?fHm(H2O,l)= - 286.0 kJ·mol-1， ?fHm(Ag2O,s)= - 30.57 kJ·mol-1。试求：
(1) 电池的电动势, 已知Kw=1.0×10-14； (2) 电池反应的?rGm，?rHm，?rSm，Qr和(?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?E?T)p；
(3) 若电池在短路下放电，程度与可逆反应相同时，求热效应为多少。 14. 10 分 (4200)
已知298 K，Ba(OH)2浓度为0.05 kJ·mol-1时，下列电池的电动势： ⑴ Fe(s)|FeO(s)|Ba(OH)2(aq)|HgO(s)|Hg(l) ⑵ Pt,H2(p)|Ba(OH)2(aq)|HgO(s)|Hg(l) ⑶ Pt,H2(p)|Ba(OH)2(aq)|O2(p),Pt
?
?
?
E1=0.937 V E2=0.927 V
E3=1.23 V
?
试求FeO(s)的标准吉布斯生成自由能?fGm(FeO,s)。 15. 5 分 (4237)
在 298 K 时有下述电池： Ag(s)│AgBr(s)│Br-(a=0.01)‖Cl-(a=0.01)│AgCl(s)│Ag(s)
试计算电池的 E，并判断该电池反应能否自发进行？ 已知 ?? (AgCl,Cl-)= 0.2223 V， ?? (AgBr,Br-)= 0.0713 V 16. 5 分 (4252)
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 的电量通过，假定电池中发生的反应与可逆放电时的反应相同，试求此电池和恒温槽为体系时总的熵变。如果要分别求算恒温槽和电池的熵变化。还需何种数据？ 17. 10 分 (4254)
电池 Pt│H2(g)│HCl (0.01mol·kg-1)│AgCl│Ag(s) 的电动势 E/V = -0.096 + 1.90×10-3(T/K)- 3.041×10-6(T/K)2,计算 298 K 时电池反应的 ?rGm、?rSm 和 ?Cp,m。 18. 10 分 (4255)
- 796 -