物理化学6章可逆原电池

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1、可逆原电池第六章9/18/2021物理化学9/18/2021物理化学Zn-+CuZnSO4CuSO4多孔隔膜铜锌电池示意图Zn(-)极反应为:Zn→Zn2+(m1)+2e-Cu(+)极反应为:Cu2+(m2)+2e-→Cu电池反应为:Zn+Cu2+(m2)→Cu+Zn2+(m1)Zn(阴)极反应为:Zn2+(m1)+2e-→ZnCu(阳)极反应为:Cu→Cu2+(m2)+2e-电池反应为:Cu+Zn2+(m1)→Zn+Cu2+(m2)充电放电9/18/2021物理化学金属铜和锌片同时插入硫酸水溶液所组成的电

2、池Cu片Zn片多孔隔膜硫酸水溶液放电过程(原电池)Zn(-)极:Zn-2e-→Zn2+Cu(+)极:2H++2e-→H2电池反应:Zn+2H+＝Zn2++H2充电过程(电解池)Zn(阴)极:2H++2e-→H2Cu(阳)极:Cu-2e-→Cu2+电池反应:Cu+2H+＝Cu2++H2不符合条件(1)，不是可逆电池；充电电池寿命：不符合条件(2)，也不是可逆电池9/18/2021物理化学二、原电池的表示法（原电池符号）原电池—→（两个）电极—→金属类导体

3、电解质（溶液）或电解质（溶液）

4、金属类导体金属类导体

5、

6、电解质(溶液)+电解质(溶液)

7、金属类导体负极正极规定：★产生电势差的相界面以“

8、”表示；★负极在左边，正极在右边，电解质在中间；★注明物质的存在形态、温度、压强、活度；9/18/2021物理化学★以“‖”代表连接两种电解质溶液的盐桥；★气体电极必须写明载（导）体金属（惰性）。-）Zn

9、ZnSO4（m1）CuSO4（m2）

10、Cu（+-）Zn

11、ZnSO4（m1）

12、CuSO4（m2）

13、Cu（+-）Zn

14、ZnSO4（m1）

15、

16、CuSO4（m2）

17、Cu（+-）Zn

18、Zn2+（m1）

19、

20、Cu2+（m2）

21、Cu（+-）

22、Pt,H2(g,pΘ)

23、HCl（m）

24、Cl2(g,0.5pΘ),Pt（+9/18/2021物理化学如何由原电池表示符号写出其化学反应式？先分别写出左边电极(负极)所进行的氧化反应和右边电极(正极)所进行的还原反应，然后相加即得原电池反应。[例]写出下列原电池的电池反应：-)Pt｜Fe3+(a1),Fe2+(a2)

25、

26、Ag+(a3)

27、Ag(+解：负极:  Fe2+(a2)→Fe3+(a1)+e-正极: Ag+(a3)+e-→Ag(s)电池反应:  Fe2+(a2)+Ag+(a3)===Fe3+(a1)+Ag

28、(s)9/18/2021物理化学如何根据化学反应设计原电池？先找出化学反应被氧化的物质作为原电池的负极，被还原的物质作为原电池的正极，然后按上述惯例写出原电池符号。[例]将下列化学反应设计成原电池：AgCl(s)+I-(a1)===Cl-(a2)+AgI(s)解：负极：Ag(s)+I-(a1)→AgI(s)+e-正极:AgCl(s)+e-→Cl-(a2)+Ag(s)电池反应:AgCl(s)+I-(a1)===Cl-(a2)+AgI(s)原电池符号：－)Ag(s),AgI(s)

29、I-(a1)‖Cl-(a2

30、)

31、AgCl(s),Ag(s)(+9/18/2021物理化学1.电极与电解质溶液界面间电势差的产生相间电势差（金属-溶液）1++++++++++++++++++++金属导体三、可逆原电池的电动势形成双电层++++++++++金属导体相间电势差（金属-溶液）2++++++++++9/18/2021物理化学▲带电离子在两相间的转移界面处：锌片一侧富集电子(负电荷)溶液一侧富集Zn2+(正电荷)▲固/液界面发生特性吸附形成扩散双电层▲偶极分子的定向排列9/18/2021物理化学++++++++++金属1金属2相间

32、电势差（金属金属接触电势）2.接触电势差电子逸出功(φe)不同，逸出电子的数量不同当两金属相间不再出现电子的净转移时，其间建立了双电层，该双电层的电势差就是接触电势差，用接触表示。接触∝φe,1-φe,29/18/2021物理化学3.液体接界电势差相间电势差（液体接界电势）液体接界处负离子过剩正离子过剩ε(左)<ε(右)++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++m(左)

33、。9/18/2021物理化学4.电动势的产生图2.2所表示的原电池符号为－)Cu｜Zn(s)｜ZnSO2(a1)‖CuSO2(a2)｜Cu(s)(+接扩原电池的电动势E则为E=接+++扩=E+-E-+扩式中E+、E-分别表示正、负两极的电势。通过盐桥可消除液解电势，即，则：E=E+-E-一般要求E>0，若E<0，则认为原电池正、负极设计反了。9/18/2021物理化学四、原电池电动势的测定1.可逆电池电动