题目
9.36 在298K时,某电池的电池反应为-|||-.(s)+Cu(Br)_(2)(aq)=!=!= Pb(Br)_(2)(s)+Cu(s)-|||-其中CuBr2的质量摩尔浓度为 (2)求电池的标准电动势E-|||-(3)求电池反应的平衡常数K°;-|||-(4)求PbBr2(s)饱和溶液的质量摩尔浓度(设活度因子均为1)。.01molcdot (kg)^-1 ,=0.707 ,实验测得该电池的电动势 E=0.442V ,-|||-已知 varphi (Cu)^2+(Cu)_(2)=0.3419V ,(varphi )_(p{b)^2+|pb}=-0.1262V 。试:-|||-(1)写出该电池的书面表示式;9.36 在298K时,某电池的电池反应为-|||-.(s)+Cu(Br)_(2)(aq)=!=!= Pb(Br)_(2)(s)+Cu(s)-|||-其中CuBr2的质量摩尔浓度为 (2)求电池的标准电动势E-|||-(3)求电池反应的平衡常数K°;-|||-(4)求PbBr2(s)饱和溶液的质量摩尔浓度(设活度因子均为1)。.01molcdot (kg)^-1 ,=0.707 ,实验测得该电池的电动势 E=0.442V ,-|||-已知 varphi (Cu)^2+(Cu)_(2)=0.3419V ,(varphi )_(p{b)^2+|pb}=-0.1262V 。试:-|||-(1)写出该电池的书面表示式;
题目解答
答案
解析
步骤 1：写出电池的书面表示式
根据电池反应 $Pb(s)+Cu{Br}_{2}(aq)=\!=\!= Pb{Br}_{2}(s)+Cu(s)$，可以写出电池的书面表示式为：$Pb(s)|PbBr_{2}(s)|CuBr_{2}(aq)||Cu(s)$。这里，左边是负极，右边是正极，中间的双竖线表示盐桥。
步骤 2：求电池的标准电动势E°
电池的标准电动势E°可以通过标准电极电势计算得到。根据给定的电极电势，$\varphi {Cu}^{2+}{Cu}_{2}=0.3419V$ 和 ${\varphi }_{p{b}^{2}+|pb}=-0.1262V$，电池的标准电动势E°为：
$E° = \varphi_{Cu^{2+}/Cu} - \varphi_{Pb^{2+}/Pb} = 0.3419V - (-0.1262V) = 0.4681V$。
步骤 3：求电池反应的平衡常数K°
电池反应的平衡常数K°可以通过标准电动势E°和温度T计算得到。根据公式 $E° = \frac{RT}{nF} \ln K°$，其中R是气体常数，T是温度，n是电子转移数，F是法拉第常数。代入已知值，可以求得K°。
$0.4681V = \frac{8.314J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1} \times 298K}{2 \times 96485C\cdot mol^{-1}} \ln K°$
解得：$K° = e^{(0.4681V \times 2 \times 96485C\cdot mol^{-1})/(8.314J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1} \times 298K)} = 1.0 \times 10^{20}$。
步骤 4：求PbBr2(s)饱和溶液的质量摩尔浓度
根据电池反应和平衡常数K°，可以求得PbBr2(s)饱和溶液的质量摩尔浓度。根据电池反应，$Pb(s)+Cu{Br}_{2}(aq)=\!=\!= Pb{Br}_{2}(s)+Cu(s)$，可以得到平衡常数表达式为：$K° = \frac{[Cu^{2+}]}{[Pb^{2+}]}$。由于CuBr2的质量摩尔浓度为0.01mol·kg^{-1}，可以求得PbBr2(s)饱和溶液的质量摩尔浓度为0.014mol·kg^{-1}。
根据电池反应 $Pb(s)+Cu{Br}_{2}(aq)=\!=\!= Pb{Br}_{2}(s)+Cu(s)$，可以写出电池的书面表示式为：$Pb(s)|PbBr_{2}(s)|CuBr_{2}(aq)||Cu(s)$。这里，左边是负极，右边是正极，中间的双竖线表示盐桥。
步骤 2：求电池的标准电动势E°
电池的标准电动势E°可以通过标准电极电势计算得到。根据给定的电极电势，$\varphi {Cu}^{2+}{Cu}_{2}=0.3419V$ 和 ${\varphi }_{p{b}^{2}+|pb}=-0.1262V$，电池的标准电动势E°为：
$E° = \varphi_{Cu^{2+}/Cu} - \varphi_{Pb^{2+}/Pb} = 0.3419V - (-0.1262V) = 0.4681V$。
步骤 3：求电池反应的平衡常数K°
电池反应的平衡常数K°可以通过标准电动势E°和温度T计算得到。根据公式 $E° = \frac{RT}{nF} \ln K°$，其中R是气体常数，T是温度，n是电子转移数，F是法拉第常数。代入已知值，可以求得K°。
$0.4681V = \frac{8.314J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1} \times 298K}{2 \times 96485C\cdot mol^{-1}} \ln K°$
解得：$K° = e^{(0.4681V \times 2 \times 96485C\cdot mol^{-1})/(8.314J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1} \times 298K)} = 1.0 \times 10^{20}$。
步骤 4：求PbBr2(s)饱和溶液的质量摩尔浓度
根据电池反应和平衡常数K°，可以求得PbBr2(s)饱和溶液的质量摩尔浓度。根据电池反应，$Pb(s)+Cu{Br}_{2}(aq)=\!=\!= Pb{Br}_{2}(s)+Cu(s)$，可以得到平衡常数表达式为：$K° = \frac{[Cu^{2+}]}{[Pb^{2+}]}$。由于CuBr2的质量摩尔浓度为0.01mol·kg^{-1}，可以求得PbBr2(s)饱和溶液的质量摩尔浓度为0.014mol·kg^{-1}。