Question

锂电池广泛用于手机、数码相机及便携式电脑中．锂电池的负极通常由金属锂构成，正极由二氯亚砜和碳材料构成．此种锂电池在放电时有气体产生．

（1）写出锂电池放电时的负极反应、正极反应及总反应．
（2）从下面所给电对中选择合适的电对，利用其标准电极电势计算电池反应的标准电动势．
E°（

Li

Li+

）=-3.045V；E°（

Cl2

Cl-

）=1.360V；E°（

S

S2-

）=-0.310V；E°（

S4+

S

）=-0.520V
（3）常温下，若电池反应系数为整数时的平衡常数为1.0×10³ Pa，求所产生气体的平衡分压．
（4）该反应的熵是增加还是减少？反应是否自发进行？

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,焓变和熵变

专题：电化学专题

分析：（1）原电池的负极上发生失电子的氧化反应，正极上发生得电子的还原反应，正极和负极反应的和即为总反应，据此回答判断；
（2）根据标准电动势的计算方法E^θ=E^θ（正）-E^θ（负）来回答；
（3）根据平衡常数和气体产物的平衡浓度系数次幂之积和气体反应物的平衡浓度系数次幂之积之比来回答；
（4）根据电池反应中物质的状态结合反应的自发性进行判断．

解答： 解：（1）锂电池广泛用于手机、数码相机及便携式电脑中，锂电池的负极通常由金属锂构成，电极反应是：4Li-4e^-=4Li⁺，正极由二氯亚砜和碳材料构成，电极反应是：SOCl₂-4e^-=S+SO₂+4Cl^-，正极和负极反应的和即为总反应：4Li+SOCl₂=S+SO₂+4LiCl，
答：锂电池放电时的负反应、正极反应及总反应分别为：4Li-4e^-=4Li⁺；SOCl₂-4e^-=S+SO₂+4Cl^-；4Li+SOCl₂=S+SO₂+4LiCl；
（2）根据电极反应中，元素的化合价变化，借助E°（

Li

Li+

）=-3.045V；E°（

S4+

S

）=-0.520V，则电池反应的标准电动势：E^θ=E^θ（正）-E^θ（负）=-3.045V-（-0.520V）=2.525V，答：池反应的标准电动势是2.525V；
（3）根据电池反应中只有二氧化硫是气体，所以所产生气体的平衡分压Kp=P（二氧化硫）=1.0×10³ Pa，答：所产生气体的平衡分压是1.0×10³ Pa；
（4）该反应产物气体的系数和大于反应物，所以熵变是大于零的，电池的设计条件是自发的氧化还原反应，所以反应能自发进行，
答：该反应的熵是增加的，反应自发进行．

点评：本题是一道和大学知识接轨的电化学知识的考查题，考查学生分析和解决问题的能力，在省化学奥赛题中出现，难度较大．