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1、电化学研究：化学反应与电现象之间的联系1）体系发生化学反应，对外界做电功（原电池）2）外界的电功使体系发生化学反应（电解池）电功是一种非体积功；电化学讨论非体积功不为零的化学变化过程。第四章电化学14.1电化学装置电池：反应体系对外界做电功电化学装置的相同和不同之处：电解池：外界对反应体系做电功ZnCu2）两电极上发生电子得失（还原、氧化）；3）溶液中阴离子、阳离子定向移动，金属导线上电子定向移动；4）电荷的定向移动产生非体积功。两类电化学装置—电池、电解池1.电化学装置不同相同：1）由电解质溶液和两个电极构成；22

2、.电极电势的产生金属电极的电极电势1）金属阳离子从电极上进入溶液，电子留在电极上；2）阳离子在溶液中形成“双电层”（紧密层、扩散层）；3）双电层内电势分布如曲线所示；远离电极处为零电势，电极表面具有不为零的电势。两电极电势差零电势正电极的电势负电极的电势电动势就是两电极的电势差：E＝(正极）－(负极）3（1）电极的定义物理定义（正极、负极）:根据电位高低定义。化学定义（阳极、阴极）:根据电子得失定义。（2）电极的化学定义：发生氧化反应的电极是阳极（YANG)发生还原反应的电极是阴极注意：两种定义,在原电池、电解池

3、中都可以使用。正极不一定是阳极，负极不一定是阴极:原电池中，正极（高电位）是阴极（发生还原反应）电解池中，正极（高电位）是阳极（发生氧化反应）原因：原电池是“内电路”，电解池是“外电路”。3.电极名称的正确使用4eeZn2+Cl-Cu2+Cl-Cu2+＋2e→Cu阳极(负极)阴极(正极)电池反应是电极反应之和Zn－2e→Zn2+阳极反应阴极反应Zn＋Cu2+→Zn2+＋Cu电池反应原电池盐桥4.电极反应和电池反应该电池发生“摩尔反应”的过程中，有2摩尔电子在外电路上从低电位流向高电位。盐桥：U形管中含电解质的“果冻”（

4、琼脂）；盐桥作用：使离子在两溶液间移动，而溶液不混合。564.2电动势与浓度关系(恒温恒压过程)ΔrG↔电功↔电动势其中，n：电池发生摩尔反应，电极上通过的电子的物质的量，F：法拉第常数，是1摩尔电子所带的电量（96500库仑）即1.电动势E与电池反应ΔrGm的关系用化学热力学知识讨论电动势所以若电池中发生恒温恒压的可逆的电化学反应（电流无限小），则电动势E与电池反应ΔrGm的关系为E=-ΔrGm/nF(电功＝电动势×电量)7aA+bB=mM+nN根据反应的rGm，可以计算出可逆电池的电动势E对于(电池)反应因为所以

5、（电动势的能斯特方程）其中Eo是标准电动势（电池反应各组分处于标准状态的电池的电动势）；电池的电动势与各组分浓度有关。已经知道2.电动势的能斯特方程，上式中固体物质的浓度为1（公式中不出现）84.3电极电势电池的电动势等于两个电极的电势的差：E＝(正极）－(负极）标准氢电极（右图）Pt∣H2(p=po)∣H＋(c=1)电极的相对电极电势：规定“标准氢电极”的电极电势o为零，某电极的电势与标准氢电极电势的差值，就是该电极的（相对）电极电势。（相对电极电势的正负规定）多种电极在标准状态下的电极电势o见附录。1.相对

6、电极电势9单质及其离子（金属或非金属单质）2.电极的种类不同价态的离子金属及其难溶盐含氧的电极电极种类电极反应－－－－－－－－－－－－－－－－－－－或10非标准状态下，电极电势与浓度的关系。3.电极电势的能斯特方程E＝(正极）－(负极）对任意给定的电极，如果电极反应为aA＋ne－＝mM（A为氧化态物质，M为还原态物质）电极电势的能斯特方程，反映电极电势与浓度的关系。则（上式中固体物质的浓度为1）114.三个需要注意的问题1）原电池的书面表示方法阳极‖阴极(高电位)例如‖表示盐桥︱表示相界面2）电池中，一个电极上究

7、竟发生氧化还是还原反应，决定于构成电池的另一个电极。o(Ag/Ag＋)=0.80Vo(Zn/Zn2＋)=-0.76Vo(Cu/Cu2＋)=0.34VZn＋Cu2+→Zn2+＋Cu电池反应2Ag+＋Cu→2Ag＋Cu2＋电池反应（高电位的电极在电池中发生还原反应）3）无论电极上实际发生氧化还是还原反应，电极电势相同。124.5电势在化学上的应用举例例1.求反应的平衡常数由标准电动势数值，可计算（电池）反应的平衡常数。∵∴13例.计算下列反应在298.15K时的平衡常数KCu(s)＋2Ag＋(aq)＝Cu2＋(aq)

8、＋2Ag(s)解：按上述氧化还原反应设计一个原电池，两电极反应及标准电极电势分别为阳极反应Cu(s)－2e－＝Cu2＋(aq)o(Cu2＋/Cu)＝0.3419V阴极反应2Ag＋+2e－＝2Ag(s)o(Ag＋/Ag)＝0.7996V电池的标准电动势为Eo＝o(正)—o(负）＝o(Ag＋/Ag）－o(Cu2＋/Cu）＝