题目
若电池反应的,则该电池的电动势E随温度上升而A.上升B.不变C.下降D.不能确定
若电池反应的,则该电池的电动势E随温度上升而A.上升B.不变C.下降D.不能确定
题目解答
答案
A
解析
考查要点:本题主要考查温度对电池电动势的影响,涉及电化学热力学基本概念,特别是能斯特方程和吉布斯自由能的关系。
解题核心思路:
- 电动势的本质:电池的电动势由电极反应的吉布斯自由能变化决定,而吉布斯自由能与温度相关。
- 关键公式:标准电动势 $E^\circ$ 与温度有关,通过公式 $\Delta G^\circ = -nFE^\circ$ 可知,温度变化会影响 $\Delta G^\circ$,从而改变 $E^\circ$。
- 熵变的隐含作用:若反应的熵变 $\Delta S^\circ > 0$,温度升高会使 $\Delta G^\circ$ 更负,导致 $E^\circ$ 增大,电动势上升。
破题关键点:
- 明确温度对 $E^\circ$ 的影响:需结合反应的热力学性质(如 $\Delta H^\circ$ 和 $\Delta S^\circ$)判断电动势的变化趋势。
- 隐含假设:题目未给出具体反应,但正确答案暗示反应的 $\Delta S^\circ > 0$,温度升高使电动势上升。
电动势与温度的关系:
根据热力学公式 $\Delta G^\circ = \Delta H^\circ - T\Delta S^\circ$,标准电动势 $E^\circ$ 与 $\Delta G^\circ$ 满足 $\Delta G^\circ = -nFE^\circ$。
- 当温度升高时:
- 若 $\Delta S^\circ > 0$,则 $-T\Delta S^\circ$ 项更负,$\Delta G^\circ$ 减小(更负),导致 $E^\circ$ 增大。
- 因此,电动势 $E$ 随温度上升而增大。
结论:
题目未明确反应的热力学参数,但正确答案为 A.上升,说明该反应的 $\Delta S^\circ > 0$,温度升高使电动势增大。