物理化學(xué)第6章可逆電池電動(dòng)勢(shì)習(xí)題及答案

1、第六章第六章可逆電池電動(dòng)勢(shì)可逆電池電動(dòng)勢(shì)6.1本章學(xué)習(xí)要求本章學(xué)習(xí)要求1掌握可逆電池、可逆電極的類型、電極電勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、電動(dòng)勢(shì)、Nernst公式及其應(yīng)用；2掌握可逆電池?zé)崃W(xué)，可逆電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定方法及其在化學(xué)、生命體系及土壤體系等領(lǐng)域中的應(yīng)用；3了解pe、pH?電勢(shì)圖和生化標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。6.2內(nèi)容概要內(nèi)容概要6.2.1可逆電池1.可逆電池可逆電池(reversiblecell)的條件：的條件：電池在充、放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)必須為可逆反應(yīng)；電

2、池充、放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)換必須可逆，即通過電池的電流無限小，無熱功轉(zhuǎn)化。2.可逆電極的類型可逆電極的類型（1）金屬電極由金屬浸在含有該金屬離子的溶液中構(gòu)成，包括汞齊電極。如Zn電極Zn(s)│ZnSO4(aq)電極電勢(shì)(electrodepotential)φZ(yǔ)nZn=φ?ln（2）氣體電極由惰性金屬（通常用Pt或Au為導(dǎo)電體）插入某氣體及其離子溶液中構(gòu)成的電極，如氫電極，Pt，H2(p)│H(aH)電極電勢(shì)φ=φ?ln（3）金屬難溶鹽電極

3、將金屬表面覆蓋一薄層該金屬的難溶鹽，浸入含有該難溶鹽的負(fù)離子的溶液中構(gòu)成。如銀?氯化銀電極，Ag(s)，AgCl(s)│Cl(aCl)電極電勢(shì)φAgCl，Ag，Cl=φ?lnaCl（4）氧化還原電極由惰性金屬（如Pt片）插入某種元素兩種不同氧化態(tài)的離子溶E=lnKΔrHm=?nFEnFT()pΔrSm=nF()pQR=nFT()p=TΔrSm由電池的溫度系數(shù)（temperaturecoefficient）（）p的正負(fù)可確定可逆電池工作時(shí)

4、是吸熱還是放熱（）p0，吸熱（）p0，放熱6.2.4電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定及其應(yīng)用1.對(duì)消法測(cè)電動(dòng)勢(shì)對(duì)消法測(cè)電動(dòng)勢(shì)原電池的電動(dòng)勢(shì)等于沒有電流通過時(shí)兩極間的電勢(shì)差，所以電動(dòng)勢(shì)常用對(duì)消法進(jìn)行測(cè)定，而不能用Volt計(jì)或萬用電表直接測(cè)定。2.標(biāo)準(zhǔn)電池標(biāo)準(zhǔn)電池電位差計(jì)中所用的標(biāo)準(zhǔn)電池（stardcell），其電動(dòng)勢(shì)必須精確已知，且能保持恒定。常用的是飽和Weston（韋斯頓）標(biāo)準(zhǔn)電池。溫度對(duì)其電池電動(dòng)勢(shì)影響很小，E與溫度的關(guān)系可由下式表示E=1.018

5、45?4.0510(T?293)?9.510(T?293)110(T?293)3.電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的應(yīng)用電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的應(yīng)用通過測(cè)定電動(dòng)勢(shì)，可獲得電化學(xué)體系的很多性質(zhì)，如用于判斷反應(yīng)趨勢(shì)；計(jì)算氧化還原反應(yīng)、配位反應(yīng)等的平衡常數(shù)；求微溶鹽的溶解度和溶度積；求算弱電解質(zhì)溶液的解離度和解離常數(shù)；計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)的改變量ΔrGm、ΔrHm、ΔrSm等；測(cè)定溶液的pH值；計(jì)算離子的活度和活度系數(shù)，電極電勢(shì)，土壤和生命體系的氧化還原電勢(shì)；從液接電勢(shì)求離子的遷移

6、數(shù)；確定離子價(jià)態(tài)以及電勢(shì)滴定等。6.2.5電子活度及pH?電勢(shì)圖1.電子活度電子活度pe電極反應(yīng)：氧化態(tài)ne→還原態(tài)達(dá)平衡時(shí)K=ae稱為電子活度（electronactivity），其值反映了體系氧化還原性的強(qiáng)弱。用pe表示電子活度的負(fù)對(duì)數(shù)，pe=?lgae，并定義pe=lgKpe=pe?lg298K時(shí)，φV=0.05916peφV=0.05916pe當(dāng)還原態(tài)活度與氧化態(tài)活度相等時(shí)pe=pe。pe越小時(shí)，體系的電子活度越大，提供電子的趨