物化朱文涛32 可逆电池,电动势.ppt

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1、作业：1（1）（3）（5）（7）（9），3，6；A.12.112.2阅读：A.11.412.1第九章电化学平衡Chapter9ElectrochemicalEquilibrium引言：1.本章讨论有电功时的化学平衡，即电池中的化学反应如何平衡。所以本章研究对象：电池。2.一个反应作电功与否是反应的不同途径。Zn(s)Cu2+Saltbridge2e-→ZnZn2+CuCu2+例如：反应Zn＋Cu2+→Zn2+＋Cu在烧杯中进行在电池中进行Zn和Cu2＋直接进行电子转移，W′＝0W′≠0注：不同途径的功和热不同，而状态函数变相同。2e-3.只有氧化还原反应或含有氧化还原步骤的非氧化还原反应才

2、可能在电池中发生。9－1化学能与电能的相互转换在等T等p下电池内发生反应则<,ir=,r即可逆时化学能-ΔrGm全部变成电能，不可逆时-ΔrGm部分变成电能其中，z：反应的电荷数E：电池的电动势U：电池的端电压说明：公式-ΔrGm＝zFE把反应性质与电池性质联系起来，是本章的基础。条件：等T等p，可逆。所以本章研究可逆电池。9－2可逆电池及可逆电极的一般知识一、电池的习惯表示方法：规定：①阳极在左，阴极在右②物质必须注明状态③“

3、”—相界面，“

4、

5、”—盐桥SaltbridgeZnZn2+CuCu2+例1.Zn

6、Zn2+

7、

8、Cu2+

9、Cu例2.Pt

10、H2

11、HCl(aq)

12、AgCl

13、AgH2P

14、tHCl(aq)AgCl+AgPtHClPt例3.HClO2(pθ)O2(pθ)Pt

15、O2(pθ)

16、HCl(aq1)

17、

18、HCl(aq2)

19、O2(pθ)

20、Pt(aq1)(aq2)二、电极反应和电池反应电极：half-cell(1)是指电池放电时，电极上及整个电池中宏观上发生的总变化；(2)因为可逆，所以这些变化是在呈平衡的条件下完成的，需要的时间无限长。例1.Zn

21、Zn2+

22、

23、Cu2+

24、Cuanode:Zn→Zn2++2e-cathode:Cu2++2e-→Cucell:Zn＋Cu2+→Zn2+＋Cu∵z=2∴这是电池放出2mole的电量时的变化(Electrodereactionandce

25、llreaction)例2.Pt

26、H2

27、HCl(aq)

28、AgCl

29、Ag1/2H2→H++e-AgCl+e-→Ag+Cl-AgCl+1/2H2→Ag+H++Cl-电池放电量为1moleAgCl+1/2H2→Ag+HClor例3.Pt

30、O2(pθ)

31、HCl(aq1)

32、

33、HCl(aq2)

34、O2(pθ)

35、PtH2O(aq1)→2H+(aq1)+1/2O2(pθ)+2e-2H+(aq2)+1/2O2(pθ)+2e-→H2O(aq2)H2O(aq1)+2H+(aq2)→H2O(aq2)+2H+(aq1)电池放电量为2mole思考：写电极反应和电池反应的注意事项是什么？三、可逆电池的条件可逆：双复原具体

36、要保证：1.内部条件：电池充、放电过程中，一切物质变化完全互逆。即(1)A+BC+D放电充电(2)不存在液体接界保证系统复原2.外部条件：I→0。即保证环境复原四、可逆电极的分类（自学）9－3可逆电池电动势的测量(Measurementofe.m.fforreversiblecell)e.m.f---electromotiveforceVCell不可逆电池的端电压Cell电位差计可逆电池的电动势E的符号：E是电池的性质，代表电池作电功的本领，可用电位差计测量，本无符号可言。但公式-ΔrGm＝zFE中，ΔrGm有符号，所以，为使公式成立必须人为地为E规定一套符号，如下：ΔrGm<0，自发，E

37、>0;ΔrGm>0，不自发，E<0;(表明表示的电池与实际情况不符)ΔrGm＝0，平衡，E＝0;(无作功本领)9－4可逆电池电动势的计算(Calculationofe.m.f)一、由电池反应的化学能计算E：Eθ：Standarde.m.f.，参与电池反应的所有物质均处于自己标准状态时的E，Eθ＝f(T)，可由ΔrGmθ计算。二、由参与电池反应的物质的状态(活度)计算EE是电池的性质，所以由制作电池的材料状态决定某巨大电池内发生1mol，电池放zmole电量，则Nernst’sEquation意义：各物质的状态决定E。(z影响E吗？)例Pt

38、H2(p1)

39、OH-

40、O2(p2)

41、Ptanode

42、:H2+2OH-→2H2O+2e-cathode:1/2O2+H2O+2e-→2OH-cell:H2＋1/2O2→H2O其中Eθ的意义：当p1＝p2＝pθ且溶液中的水近似为纯水时的E。三、由电极电势计算E为更深入讨论E，应把注意力集中到电池中的相界面上：阳电解质阴电位差计(代数和)但电位差ΔΦ阳和ΔΦ阴均不可直接测量。所以，对ΔΦ必须用对于某个参考值的相对值，这个相对值叫做电池的电极电势。通常用标准氢电极作参比电极