物理化學(xué)第6章可逆電池電動勢習(xí)題及答案

1、第六章第六章可逆電池電動勢可逆電池電動勢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、電極電勢標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、電動勢、Nernst公式及其應(yīng)用；2掌握可逆電池?zé)崃W(xué)，可逆電池電動勢的測定方法及其在化學(xué)、生命體系及土壤體系等領(lǐng)域中的應(yīng)用；3了解pe、pH?電勢圖和生化標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。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、放電時發(fā)生的反應(yīng)必須為可逆反應(yīng)；電

2、池充、放電時的能量轉(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(electrodepotential)φZnZn=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

4、是吸熱還是放熱（）p0，吸熱（）p0，放熱6.2.4電池電動勢的測定及其應(yīng)用1.對消法測電動勢對消法測電動勢原電池的電動勢等于沒有電流通過時兩極間的電勢差，所以電動勢常用對消法進(jìn)行測定，而不能用Volt計或萬用電表直接測定。2.標(biāo)準(zhǔn)電池標(biāo)準(zhǔn)電池電位差計中所用的標(biāo)準(zhǔn)電池（stardcell），其電動勢必須精確已知，且能保持恒定。常用的是飽和Weston（韋斯頓）標(biāo)準(zhǔn)電池。溫度對其電池電動勢影響很小，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.電動勢測定的應(yīng)用電動勢測定的應(yīng)用通過測定電動勢，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；計算氧化還原反應(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)；計算熱力學(xué)函數(shù)的改變量ΔrGm、ΔrHm、ΔrSm等；測定溶液的pH值；計算離子的活度和活度系數(shù)，電極電勢，土壤和生命體系的氧化還原電勢；從液接電勢求離子的遷移

6、數(shù)；確定離子價態(tài)以及電勢滴定等。6.2.5電子活度及pH?電勢圖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)對數(shù)，pe=?lgae，并定義pe=lgKpe=pe?lg298K時，φV=0.05916peφV=0.05916pe當(dāng)還原態(tài)活度與氧化態(tài)活度相等時pe=pe。pe越小時，體系的電子活度越大，提供電子的趨