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物理化学电化学计算题

电池:Ag s AgCl m ZnCl s Zn +=)()555.0()(2,测得K 298时电池的电动势为

V E 015.1=,电池电动势的温度系数,1002.414--??-=??? ????K V T E P

已知V Zn Zn 763.0,2-=+θ?,V Ag AgCl 222

.0,-=θ?。 (1)写出电池反应式(得失电子数为2)

(2)计算电池反应的平衡常数

(3)计算电池中电解质溶液2ZnCl 的离子平均活度系数

(4)求此化学反应在K 298下于反应器中进行时的热效应

(5)当反应在电池中于相同环境条件下可逆进行时的热效应为多少?

解:(1)电极反应式为

极)(- )555.0(2)(2=→-+-m Zn e s Zn

极)(+ )555.02(2)(22)(2?=+→+--m Cl s Ag e s AgCl

电极反应 )555.02(2)555.0()(2)(2)(2?=+=+=+-+m Cl m Zn s Ag s AgCl s Zn

(2)=θE -θ

?Ag AgCl ,θ?Zn Zn ,2+

763.0222.0+=

985.0=

nEF G m r -=?θ96500985.02??-=11.190-?-=mol kJ

73.76ln ==

RT

nEF K ,33101.2?=K (3))ln(22-+?-=Cl Zn a a ZF RT E E θ)ln(33±±?-=m ZF RT E γθ 其中6838.0)555.02(555

.02232=??=?=-+±Cl Zn m m m 代入上式得到)6838.0ln(965002298314.8985.0015.13???-

=±γ 解之得:521.0=±γ

(4)ZF S m r =?)1002.4(9650024-?-??=??? ????P

T E 11586.77--??-=mol K J

m r m r m r S T G H ?+?=?

586.7729896500015.12?-??-=

10.219-?=mol kJ

(5)电池在可逆条件下进行时,其热效应为

J S T Q m r r 23121-=?=

25 ℃时碘酸钡在纯水中的溶解度为

。假定可以应用德拜-休克尔极限公式,试计算该盐在中溶液中的溶解度。 解:先利用25 ℃时碘酸钡

在纯水中的溶解度求该温度下其溶度积。 由于是稀溶液可近似看作,因此,离子强度为

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设在中溶液中的溶解度为,则

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整理得到

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采用迭代法求解该方程得

所以在中溶液中的溶解度为

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为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg+ 还是以形式存在,涉及了如下电池

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测得在18 oC 时的E = 29 mV,求亚汞离子的形式。

解:设硝酸亚汞的存在形式为,则电池反应为

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电池电动势为

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作为估算,可以取,

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所以硝酸亚汞的存在形式为。