思考题和习题解答 (b)H,(p)+Cu(a=1)->H'(a=1)+Cu (c)H2(p°)+Cu2(a=1)—H(a=1)+Cu(a= △G°(c)=△G(a)-△G=(b) FEoCu2t, Cu Pt=-2FECu2 Cu)-FFE(Cut Cu D) Eocu2t, Cut Pt)=2E.+)Cu) Cu =(2×0.3417-0.521)V =0.162V (c)-(b)得Cu+Cu2+(a=1)→→2Cu(a=1) =(0.162-0.521)V CFE 1×96485×(-0359) 8.5×10 RT 8.3145×298.15 9.试由表17-3的数据计算反应 2Hg+ 2Fe"->Hg2+2Fe 在25℃时的标准平衡常数。若所有物质均处于标准状态,指出反应进 行的方向。 解:K“=cN 2×96485×(0.771-0797 8.3145×298.15 若所有物质均处于标准状态,则 0.71-0.7971)V=-0.026V<0 反应由右向左进行。 10.25℃时,电池 Pt,H2(.1 MPa)HCI(0.I mol-kg") AgCI(S),Ag 的电池反应电势为0.3522V。 (1)求反应 H,(g)+2AgCI(S)->2H*+2CI+2Ag 在25℃时的标准平衡常数。已知0.1 mol kg HCI溶液的y:=0.798
·252· 思考题和习题解答 (b) H ( ) Cu ( 1) H ( 1) Cu 2 1 o 2 + = ⎯⎯→ = + + p a a (c) H ( ) Cu ( 1) H ( 1) Cu ( 1) 2 1 o 2 2 + = ⎯⎯→ = + = + + + p a a a ( ) c (a) (b) o r m o r m o ΔrGm = Δ G − Δ G 即 {Cu ,Cu Pt } 2 {Cu Cu } ( {Cu Cu }) o 2+ + o 2+ o + − FE = − FE − − FE ∴ { } { } { } ( ) 0.162 V 2 0.3417 0.521 V Cu ,Cu Pt 2 Cu Cu Cu Cu o 2 o 2 o = = × − = − + + + + E E E (c) − (b)得 Cu Cu ( 1) 2Cu ( 1) 2 + = ⎯⎯→ = + + a a { } { } ( ) 0.359 V 0.162 0.521 V Cu ,Cu Pt Cu Cu o o 2 o = − = − = − + + + E E E ( ) 7 o o 8.5 10 8.3145 298.15 1 96485 0.359 exp exp − = × ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ × × × − =⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = RT zFE K 9. 试由表 17-3 的数据计算反应 + + + + ⎯⎯→ + 2 2 2 3 2Hg 2Fe Hg 2Fe 在 25℃时的标准平衡常数。若所有物质均处于标准状态，指出反应进 行的方向。 解： ( ) 0.13 8.3145 298.15 2 96485 0.771 0.7971 exp exp o o = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ × × × − =⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = RT zFE K 若所有物质均处于标准状态，则 ( ) 0.771 0.7971 V 0.026 V 0 o E = E = − = − < ∴ 反应由右向左进行。 10. 25℃时，电池 Pt, H (0.1MPa) HCl (0.1mol kg ) AgCl(s), Ag 1 2 − ⋅ 的电池反应电势为 0.3522 V。 (1) 求反应 H (g) 2AgCl(s) 2H 2Cl 2Ag 2 + ⎯⎯→ + + + − 在 25℃时的标准平衡常数。已知 1 0.1mol kg − ⋅ HCl 溶液的 = 0.798 ± γ
第17章电化学 253· (2)求金属银在1 mol kg-HCI溶液中产生H2的平衡压力。已知25 ℃时1mol· kg HCI溶液的y:=0.809。 解:(1)E。=E+1na“ag EFPH,p° 35220091g01×0798)]y =0.2223V 〓FE° 2×96485×0.2223 8.3145×29815 =3.28×10 (2)K [(b2/b)z PH2p°PB2 1×0809) 3.28×107×100|kPa=1.31×10kPa 11.已知电池 Pt, H, (0.1 MPa) NaOH(0.01 mol-kg-)HCI(0.01 molkg)H2(0.1MPa),Pt 在25℃时的电池反应电势为0.587V,同温度下0.01 mol- kg NaOH和 00 mol- kg-HCl溶液的y都等于0.904,求水的离子积K“。 解:负极:H2OMPa)+20H(aom-)—→2H2O+2e 正极:2H(am)+2e-—)H2(OMPa) 电池:2H(a1n)+20H(aom)—→2H2O RT 0.587+0.059161g V=0.829V Ig K 0.829 005916=-14.0 K=0.98×1
第 17 章 电化学 ·253· (2) 求金属银在 1 1mol kg − ⋅ HCl 溶液中产生H2的平衡压力。已知 25 ℃时 1 1mol kg − ⋅ HCl 溶液的 = 0.809 ± γ 。 解：(1) [ ] ( ) 0.2223 V 0.3522 0.05916 lg 0.1 0.798 V / ln 2 o H 2 Cl 2 o H 2 = = + × ⋅ = + + − p p a a zF RT E E 7 o o 3.28 10 8.3145 298.15 2 96485 0.2223 exp exp = × ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ × × × =⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = RT zFE K (2) [( ) ] o H 4 o o H 4 o H 2 Cl 2 o H / / / / 2 2 2 p p b b p p a p p a a K ± ± ± = = ⋅ = + − γ ( ) 100 kPa 1.31 10 kPa 3.28 10 1 0.809 6 7 4 H2 − ⎥ = × ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ × × × p = 11. 已知电池 Pt, H (0.1MPa) NaOH(0.01mol kg ) HCl(0.01mol kg ) H (0.1MPa), Pt 2 1 1 2 − − ⋅ ⋅ 在 25℃时的电池反应电势为 0.587 V，同温度下 1 0.01mol kg − ⋅ NaOH 和 1 0.01mol kg − ⋅ HCl 溶液的 ± γ 都等于 0.904，求水的离子积 o K w 。 解：负极： − − H (0.1MPa) + 2OH ( − ) ⎯⎯→2H O + 2e 2 OH 2 a 正极：2H ( ) 2e H (0.1MPa) H + ⎯⎯→ 2 + − a + 电池：2H ( ) 2OH ( ) 2H2O + aH+ + − aOH− ⎯⎯→ ( ) V 0.829 V 0.01 0.904 1 0.587 0.05916 lg 1 ln 2 H OH o ⎥ = ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ × = + ⋅ = + F a + a − RT E E o w o 1 ln F K RT E = 14.01 0.05916 0.829 lg o K w = = − o 14 w 0.98 10− K = ×