Question

鋰電池廣泛用于手機、數(shù)碼相機及便攜式電腦中．鋰電池的負極通常由金屬鋰構成，正極由二氯亞砜和碳材料構成．此種鋰電池在放電時有氣體產生．

（1）寫出鋰電池放電時的負極反應、正極反應及總反應．
（2）從下面所給電對中選擇合適的電對，利用其標準電極電勢計算電池反應的標準電動勢．
E°（

Li

Li+

）=-3.045V；E°（

Cl2

Cl-

）=1.360V；E°（

S

S2-

）=-0.310V；E°（

S4+

S

）=-0.520V
（3）常溫下，若電池反應系數(shù)為整數(shù)時的平衡常數(shù)為1.0×10³ Pa，求所產生氣體的平衡分壓．
（4）該反應的熵是增加還是減少？反應是否自發(fā)進行？

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,焓變和熵變

專題：電化學專題

分析：（1）原電池的負極上發(fā)生失電子的氧化反應，正極上發(fā)生得電子的還原反應，正極和負極反應的和即為總反應，據(jù)此回答判斷；
（2）根據(jù)標準電動勢的計算方法E^θ=E^θ（正）-E^θ（負）來回答；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)和氣體產物的平衡濃度系數(shù)次冪之積和氣體反應物的平衡濃度系數(shù)次冪之積之比來回答；
（4）根據(jù)電池反應中物質的狀態(tài)結合反應的自發(fā)性進行判斷．

解答： 解：（1）鋰電池廣泛用于手機、數(shù)碼相機及便攜式電腦中，鋰電池的負極通常由金屬鋰構成，電極反應是：4Li-4e^-=4Li⁺，正極由二氯亞砜和碳材料構成，電極反應是：SOCl₂-4e^-=S+SO₂+4Cl^-，正極和負極反應的和即為總反應：4Li+SOCl₂=S+SO₂+4LiCl，
答：鋰電池放電時的負反應、正極反應及總反應分別為：4Li-4e^-=4Li⁺；SOCl₂-4e^-=S+SO₂+4Cl^-；4Li+SOCl₂=S+SO₂+4LiCl；
（2）根據(jù)電極反應中，元素的化合價變化，借助E°（

Li

Li+

）=-3.045V；E°（

S4+

S

）=-0.520V，則電池反應的標準電動勢：E^θ=E^θ（正）-E^θ（負）=-3.045V-（-0.520V）=2.525V，答：池反應的標準電動勢是2.525V；
（3）根據(jù)電池反應中只有二氧化硫是氣體，所以所產生氣體的平衡分壓Kp=P（二氧化硫）=1.0×10³ Pa，答：所產生氣體的平衡分壓是1.0×10³ Pa；
（4）該反應產物氣體的系數(shù)和大于反應物，所以熵變是大于零的，電池的設計條件是自發(fā)的氧化還原反應，所以反應能自發(fā)進行，
答：該反應的熵是增加的，反應自發(fā)進行．

點評：本題是一道和大學知識接軌的電化學知識的考查題，考查學生分析和解決問題的能力，在省化學奧賽題中出現(xiàn)，難度較大．