章可逆电池的电动势及其应用.ppt

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1、主要内容9.1可逆电池和可逆电极第九章可逆电池的电动势及其应用9.2电动势的测定*9.8内电位、外电位和电化学势9.3可逆电池的书写方法及电动势的取号9.4可逆电池的热力学9.5电动势产生的机理9.6电极电势和电池的电动势补：8.7浓差电池和液体接界电势的计算公式9.7电动势测定的应用2021/7/299.1可逆电池和可逆电极一、电化学与热力学的联系二、组成可逆电池的必要条件三、可逆电极的类型2021/7/29一、电化学与热力学的联系2021/7/291.可逆电池的放电反应与充电反应必须互为逆反应。作为原电池（E>E外）的放电反应应是作为电解池（E

2、逆反应。2.可逆电池在放电或充电时所通过的电流必须十分微小（无限小）。由热力学可逆过程，E与E外相差微小，电流为无限小，电池在无限接近平衡的状态下工作。即：电池放电时做最大功，充电时消耗最小功。若将放出的电功用于充电，恰好可使体系和环境都能恢复原状，不会留下电功不可逆地变化为热的现象发生，能量转化将符合可逆过程的条件。二、组成可逆电池的必要条件2021/7/29组成可逆电池的必要条件化学反应可逆能量变化可逆原电池电解池2021/7/29组成可逆电池的必要条件放电反应电极反应原电池＝充电反应阴极阳极电解池电极反应＝例如有电池Zn(s)

3、ZnSO4

4、

5、HCl

6、AgCl(s

7、)

8、Ag(s)2021/7/29Zn(s)-2e-Zn2+(aq)2H+(aq)+2e-H2(g)Zn(s)+2H+(aq)＝Zn2+(aq)+H2(g)Cu(s)-2e-Cu2+(aq)Cu(s)＋2H＋(aq)＝Cu2＋(aq)＋H2(g)放电反应充电反应电极反应电极反应2H+(aq)+2e-H2(g)负极正极阴极阳极原电池电解池组成可逆电池的必要条件2021/7/29Zn(s)-2e-Zn2+(aq)Cu2+(aq)+2e-Cu(s)Zn(s)+Cu2+(aq)＝Zn2+(aq)+Cu(s)Cu(s)-2e-Cu2+(aq)Cu(s)＋Zn2＋(aq)＝Cu2＋

9、(aq)＋Zn(s)放电反应充电反应电极反应电极反应Zn2+(aq)+2e-Zn(s)负极正极阴极阳极原电池电解池组成可逆电池的必要条件2021/7/29三、可逆电极的类型及电极反应（1）金属与其阳离子组成的电极（2）氢电极（3）氧电极（4）卤素电极（5）汞齐电极1.第一类电极2021/7/29第一类电极及其反应电极电极反应Mz+(a+)

10、M(s)Mz+(a+)+ze-→M(s)（1）金属与其阳离子组成的电极2021/7/29H+(a+)

11、H2(p),Pt2H+(a+)+2e-→H2(p)OH-(a-)

12、H2(p),Pt2H2O+2e-→H2(p)+2OH-(a-)H

13、+(a+)

14、O2(p),PtO2(p)+4H+(a+)+4e-→2H2OOH-(a-)

15、O2(p),PtO2(p)+2H2O+4e-→4OH-(a-)（2）氢电极（3）氧电极电极电极反应2021/7/29Na+(a+)

16、Na(Hg)(a)Na+(a+)+nHg+e-→Na(Hg)n(a)Cl-(a-)

17、Cl2(p),PtCl2(p)+2e-→2Cl-(a-)电极电极反应（4）卤素电极（5）汞齐电极2021/7/29（1）金属-难溶盐及其阴离子组成的电极（2）金属-氧化物电极2.第二类电极第二类电极及其反应2021/7/29第二类电极及其反应电极电极反应Cl-(a-)

18、

19、AgCl(s)

20、Ag(s)AgCl(s)+e-→Ag(s)+Cl-(a-)Cl-(a-)

21、Hg2Cl2(s)

22、Hg(l)Hg2Cl2(s)+2e-→2Hg(l)+2Cl-(a-)（1）金属-难溶盐及其阴离子组成的电极2021/7/29电极电极反应OH-(a-)

23、Ag2O(s)

24、Ag(s)Ag2O(s)+H2O+2e-→2Ag(s)+2OH-(a-)H+(a+)

25、Ag2O(s)

26、Ag(s)Ag2O(s)+2H+(a+)+2e-→2Ag(s)+H2O（2）金属-氧化物电极2021/7/29第三类电极及其反应Fe3+(a1),Fe2+(a2)

27、PtFe3+(a1)+e-→F

28、e2+(a2)Cu2+(a1),Cu+(a2)

29、PtCu2+(a1)+e-→Cu+(a2)Sn4+(a1),Sn2+(a2)

30、PtSn4+(a1)+2e-→Sn2+(a2)电极电极反应氧化-还原电极3.第三类电极2021/7/29三、可逆电极的类型：（1）金属与其阳离子组成的电极（2）氢电极（3）氧电极（4）卤素电极（5）汞齐电极1.第一类电极（1）金属-难溶盐及其阴离子组成的电极（2）金属-氧化物电极2.第二类电极氧化-还原电极3.第三类电极2021/7/299.2电动势的测定一、对消法测电动势的原理二、对消法测电动势的实验装置三、标准电池五、电动