题目
11.已知25℃时 ^theta ((Br)^-|AgBr|Ag)=0.0713V, 则对于下述反应:-|||-H2(p^e )+2AgBr(s )→2Ag(s)+2HBr(b=0.001 mol·kg^(-1), _(t)=0.9636-|||-(1)写出该反应的电池表示式、电极反应和电池反应;-|||-(2)试判断在p°、25℃时,该反应能否自发地向正向进行?
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定电池表示式
根据反应方程式，可以确定电池的负极和正极。负极是氢气氧化生成氢离子和电子，正极是银离子还原生成银和溴离子。因此，电池表示式为：
$Pt|{H}_{2}({p}^{\theta })|HBr(b=0.001mol\cdot {kg}^{-1}$ ,${r}_{t}=0.9636)|AgBr(s)|Ag$
步骤 2：写出电极反应
负极反应：${H}_{2}({p}^{\theta })\rightarrow 2H^{+}(aq)+2e^{-}$
正极反应：$2AgBr(s)+2e^{-}\rightarrow 2Ag(s)+2Br^{-}(aq)$
步骤 3：写出电池反应
将负极反应和正极反应相加，得到电池反应：
${H}_{2}({p}^{\theta })+2AgBr(s)\rightarrow 2Ag(s)+2HBr(aq)$
步骤 4：计算电池电动势
根据能斯特方程，计算电池电动势：
${E}_{MF}={E}_{MF}-\dfrac {RT}{2F}\ln {{a}_{HBr}}^{2}={E}_{MF}-\dfrac {RT}{F}\ln {a}_{HBr}$
其中，${a}_{HBr}={{a}_{z}}^{2}={(0.9636\times 0.001/1.0)}^{2}=9.29\times {10}^{-7}$
${\varepsilon }_{w6}=[ (0.0713-0)-\dfrac {8.314\times 298}{96485}\ln 9.29\times {10}^{-1}] y=0.4280V$
步骤 5：判断反应方向
由于计算得到的电池电动势为正值，说明反应在标准状态下是自发进行的，即在p^6、25 ℃时，该反应自发地向正向进行。
根据反应方程式，可以确定电池的负极和正极。负极是氢气氧化生成氢离子和电子，正极是银离子还原生成银和溴离子。因此，电池表示式为：
$Pt|{H}_{2}({p}^{\theta })|HBr(b=0.001mol\cdot {kg}^{-1}$ ,${r}_{t}=0.9636)|AgBr(s)|Ag$
步骤 2：写出电极反应
负极反应：${H}_{2}({p}^{\theta })\rightarrow 2H^{+}(aq)+2e^{-}$
正极反应：$2AgBr(s)+2e^{-}\rightarrow 2Ag(s)+2Br^{-}(aq)$
步骤 3：写出电池反应
将负极反应和正极反应相加，得到电池反应：
${H}_{2}({p}^{\theta })+2AgBr(s)\rightarrow 2Ag(s)+2HBr(aq)$
步骤 4：计算电池电动势
根据能斯特方程，计算电池电动势：
${E}_{MF}={E}_{MF}-\dfrac {RT}{2F}\ln {{a}_{HBr}}^{2}={E}_{MF}-\dfrac {RT}{F}\ln {a}_{HBr}$
其中，${a}_{HBr}={{a}_{z}}^{2}={(0.9636\times 0.001/1.0)}^{2}=9.29\times {10}^{-7}$
${\varepsilon }_{w6}=[ (0.0713-0)-\dfrac {8.314\times 298}{96485}\ln 9.29\times {10}^{-1}] y=0.4280V$
步骤 5：判断反应方向
由于计算得到的电池电动势为正值，说明反应在标准状态下是自发进行的，即在p^6、25 ℃时，该反应自发地向正向进行。