题目
298K 时,要使电池 Na(Hg)(a 1 )|Na + (aq )| Na(Hg)(a 2 )成为自发电池,则 a 1 > a 2 。A. 正确B. 错误
298K 时,要使电池 Na(Hg)(a 1 )|Na + (aq )| Na(Hg)(a 2 )成为自发电池,则 a 1 > a 2 。
- A. 正确
- B. 错误
题目解答
答案
A.正确
解析
步骤 1：理解电池的自发性条件
电池自发进行的条件是电池的电动势（E）大于零。电动势E可以通过Nernst方程计算，Nernst方程为：E = E° - (RT/nF)lnQ，其中E°是标准电动势，R是气体常数，T是温度，n是电子转移数，F是法拉第常数，Q是反应商。
步骤 2：分析电池的组成
电池Na(Hg)(a1)|Na+(aq)|Na(Hg)(a2)中，Na(Hg)是汞齐，Na+是溶液中的钠离子。电池的反应可以表示为：Na(Hg)(a1) → Na+(aq) + e- 和 Na+(aq) + e- → Na(Hg)(a2)。由于电池是自发的，所以电动势E > 0。
步骤 3：应用Nernst方程
根据Nernst方程，E = E° - (RT/nF)lnQ。由于电池是自发的，E > 0，所以E° > (RT/nF)lnQ。对于这个电池，Q = [Na+(aq)]/[Na(Hg)(a1)][Na(Hg)(a2)]。由于电池是自发的，所以[Na+(aq)]/[Na(Hg)(a1)][Na(Hg)(a2)] < 1，即[Na+(aq)] < [Na(Hg)(a1)][Na(Hg)(a2)]。由于[Na+(aq)]是溶液中的钠离子浓度，[Na(Hg)(a1)]和[Na(Hg)(a2)]是汞齐中的钠离子活度，所以a1 > a2。
电池自发进行的条件是电池的电动势（E）大于零。电动势E可以通过Nernst方程计算，Nernst方程为：E = E° - (RT/nF)lnQ，其中E°是标准电动势，R是气体常数，T是温度，n是电子转移数，F是法拉第常数，Q是反应商。
步骤 2：分析电池的组成
电池Na(Hg)(a1)|Na+(aq)|Na(Hg)(a2)中，Na(Hg)是汞齐，Na+是溶液中的钠离子。电池的反应可以表示为：Na(Hg)(a1) → Na+(aq) + e- 和 Na+(aq) + e- → Na(Hg)(a2)。由于电池是自发的，所以电动势E > 0。
步骤 3：应用Nernst方程
根据Nernst方程，E = E° - (RT/nF)lnQ。由于电池是自发的，E > 0，所以E° > (RT/nF)lnQ。对于这个电池，Q = [Na+(aq)]/[Na(Hg)(a1)][Na(Hg)(a2)]。由于电池是自发的，所以[Na+(aq)]/[Na(Hg)(a1)][Na(Hg)(a2)] < 1，即[Na+(aq)] < [Na(Hg)(a1)][Na(Hg)(a2)]。由于[Na+(aq)]是溶液中的钠离子浓度，[Na(Hg)(a1)]和[Na(Hg)(a2)]是汞齐中的钠离子活度，所以a1 > a2。