2012级环境工程2014-2015年度第一学期
物理化学期中试卷
p=αHCl2/(p/pθ)= 0.65452/(3.33×107/105) pa=1.28×10-3 pa
..............................................................（4分）
2、25℃时，电池Ag(s)-AgCl(s)▏KCl(m)▏Hg2Cl2（s）-Hg(l)的电动势E=0.0455V，(?E/?T)p=3.38×10-4V·K-1。试写出电池的反应，并求出该温度下的?rGm、?rSm、?rHm及可逆放电时的热效应Qr。
2、解：
负极 Ag+Cl-→AgCl+e-
1
正极 2Hg2Cl2+e-→Hg+Cl-
1电池反应 Ag(s)+2Hg2Cl2(s)→AgCl(s)+Hg(l)
..............................................................（2分） 由?rGm=-nFE=(-1×96.5×103×0.0455)J.mol-1=-4391J.mol-1
..............................................................（2分）
??E?
??
?rSm=nF??T?p=(1×96.5×103×3.38×10-4)J.K-1.mol-1=32.62J.K-1.mol-1
..............................................................（2分）
Qr?T?rSm=(298×32.62)J.mol-1
...............................................................（2分）
?rHm=?rGm+T?rSm=(-4391+9720)J.mol-1
...............................................................（2分）
3、试利用标准电极电势数据求算25℃时反应 Zn（s）+Cu2+(a2)→Zn2+(a1)+Cu(s)
的标准平衡常数。（25℃时ΦΘ（Cu2+/Cu）=0.337V，ΦΘ（Zn2+/Zn）=-0.763V）
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物理化学期中试卷
3、解：
该反应对应的电池是
Zn（s）|Zn2+(a2)||Cu2+(a2)|Cu(s)
...............................................................（4分） EΘ=Φ（Cu/Cu）-Φ（Zn/Zn） 代入已知条件：
Θ
2+
Θ
2+
=[0.337-(-0.763)]V=1.100V
......................................................（3分）
nFE?2?96.5?103?1.100??85.69 ∴lnK?RT8.314?298? →KΘ=1.64×1027
......................................................（3分）
4、在25℃时，电池Zn（S）|ZnSO4{m=0.1mol/kg,γ=0.65}|PbSO4(S)-Pb(S)的电动势E=0.5477V，
（1）已知Φθ（Zn2+/Zn）= -0.763V，求Φθ（PbSO4/Pb）；
（2）已知25℃时PbSO4的Ksp=1.58×10-8, Φθ（PbSO4/Pb）= -0.358V,求Φθ（Pb2+/Pb）。
4、解：（1）负极：Zn（S）-2e-→Zn2+ 正极：PbSO4(S)+2e-→Pb(S)+SO42-
电池反应：Zn（S）+PbSO4(S)→Pb(S)+ZnSO4
..................................................(1分) 根据能斯特方程：E=Eθ -±
RTa还原态得: lnnFa氧化态RTa(ZnSO4)?aPbln E=E- nFa(Zn)?a(PbSO4)θ
.........................................................................................（1分）
把a(Pb)=1 a(Zn)=1 a(PbSO4)=1 代入上式得：
8.314?298lna(ZnSO4) Eθ=0.5477+
2?96500m????)2=(0.1×0.65)2=0.004225mol/kg a(ZnSO4) =a±2=(?m
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物理化学期中试卷
∴E=0.4775V
.........................................................................................（1分）
又∵Eθ=Φθ正 - Φθ负=Φθ（PbSO4/Pb）-Φθ（Zn2+/Zn）
∴Φθ（PbSO4/Pb）=Φθ（Zn2+/Zn）+Eθ=0.4775-0.763=-0.285V
.......................................................................................... (1分) （2）溶解过程：PbSO4→Pb2++SO42-
K=
θθ
a(Pb2?).a(SO4)a(PbSO4)=a(Pb2+).a(SO4)=Ksp
..................................................................................(1分)
溶解过程对应的电池为：
Pb2+（S）|Pb2+(aq),SO42-(aq)|PbSO4(S)-Pb(S)
................................................................................（1分）
nFE?根据：lnKsp= 代入数据→Eθ=-0.2305V
RT
Eθ=Φθ正 - Φθ负=Φθ（PbSO4/Pb）-Φθ（Pb2+/Pb）
∴Φθ（Pb2+/Pb）=Φθ（PbSO4/Pb）-Eθ=0.2305-0.358=-0.1275V
................................................................................（1分）