电化学-可逆电池--原电池-电解池概要复习课程.ppt

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1、电化学-可逆电池--原电池-电解池概要+1.可逆电池Daniell电池示意图总的电池反应为Cu2++Zn→Zn2++CuCu2++2e-→CuZn→Zn2++2e-1).原电池1.可逆电池1).原电池电池表示式电池图示：Zn∣ZnSO4(aq,1mol·kg-1)∣CuSO4(aq,1mol·kg-1)∣Cu①发生氧化反应的负极(阳极)写在左边，发生还原反应的正极(阴极)写在右边；②按实际顺序依次排列出各相组成(溶液标明浓度或活度，气体标明压力)及相态。1).原电池电池表示式Zn∣ZnSO4(aq,1mol

2、·kg-1)∣CuSO4(aq,1mol·kg-1)∣Cu③实垂线“∣”表示相与相间的界面；包括电极与溶液、溶液与溶液、两种不同浓度的同种溶液等之间的界面；④双垂线“‖”表示盐桥，表示溶液与溶液之间是通过盐桥连接例：Ag∣Ag+(aq,aAg+)‖Cl-(aq,aCl-)∣AgCl(s)∣AgAg∣AgCl(s)∣Cl-(aCl-=1)∣Cl2(g,P=50kPa)∣PtPt∣H2(g,100kPa)∣HCl{a(HCl)=0.8)}∣Cl2(g,100kPa)∣Pt2021/7/301.可逆电池2).原电

3、池电动势原电池的电动势，可用来计算电池内发生化学反应的热力学数据。原电池电动势是在通过电池的电流I→0时,两电极间的电势差但要求电池必须是可逆电池可逆电池：电池中进行的任何反应和过程均可逆的电池1.可逆电池2)可逆电池必须满足几个条件：①电极反应必须是可逆的，电极必须是可逆电极。当电流方向改变时，电极反应立即逆向进行；电流停止，反应也立即停止。②要求通过电池的电流应无限小，即电极反应在无限接近电化学平衡的条件下进行。③在电池中所进行的其他过程也必须是可逆的满足上述三个条件的电池就是可逆电池，构成可逆电池的电

4、极就是可逆电极。放电反应：负极：正极：放电，原电池充电反应：电解池，充电阴极：阳极：电池反应可逆1.可逆电池虽然其电极反应可逆，通过电池的电流也可无限小；但ZnSO4溶液和CuSO4溶液的接界处(多孔隔板处)，会发生溶液间的离子扩散，这种扩散是一种不可逆过程；因此整个电池就是一个不可逆电池。丹尼尔电池要成为可逆电池，就必须消除溶液间的不可逆热扩散，需要用盐桥代替多孔板来连接两个溶液间的电路丹尼尔电池是不可逆电池，放电充电为不可逆电池又如：单液电池电池图示？2.韦斯顿标准电池—高度可逆电池电池图示？2.韦斯顿

5、标准电池电极反应：(–)Cd(汞齐)+SO42-+8/3H2O(l)→CdSO4·8/3H2O(s)+2e-(+)Hg2SO4(s)+2e-→2Hg(l)+SO42-净反应：Cd(汞齐)+Hg2SO4(s)+8/3H2O(l)→2Hg(l)+CdSO4·8/3H2O(s)优点：电动势稳定，随温度改变很小。可作标准电池3.电池电动势的测定电池电动势的测定必须在电流无限接近于0的条件下进行波根多夫对消法：§7.6原电池热力学1.由可逆电池电动势计算rGm恒T恒P恒T、恒P可逆过程△T,PG＝W’R，系统对外作

6、最大可逆非体积功，等于G的减少值；电池在恒温恒压可逆条件下放电时，可逆非体积功就是可逆电功W’R；2021/7/30电化学与热力学的联系桥梁公式:E：可逆电池电动势2.由电动势的温度系数计算电池反应的rSm为原电池电动势的温度系数，V·K-13.由电动势和温度系数计算电池反应的rHmΔrHm＝QR？4.计算原电池可逆放电时的反应热，Qr=0，电池不吸热也不放热，Qr>0，电池从环境吸热，Qr<0，电池向环境放热等温可逆过程：原电池可逆放电时的反应热明确：尽管反应在恒温、恒压条件下，电池可逆放电时的反应热

7、QR不等于电池反应的摩尔反应焓变ΔrHm，Qr≠rHmΔrHm≠QR，因为此时非体积功W’R＝-zFE≠04.原电池可逆放电时的反应热电池反应与一般反应的区别仅仅是过程不同2)普通容器中恒压反应例题：求298K时，下列电池的温度系数，并计算可逆放电的热效应：Pt

8、H2(100kPa)

9、H2SO4(0.01mol·L–1)

10、O2(100kPa)

11、Pt已知E=1.228V，水的fHθm=2.861×105J·mol–1。解：阳极H2(100kPa)2H+(a)+2e-阴极1/2O2(100kPa)+2H+

12、(a)+2e-H2O(溶液)H2O(纯水)电池反应H2(100kPa)+1/2O2(100kPa)H2O(纯水)rHm=rHm=fHθm(H2O)=2.861×105J·mol–1可见rHmQp原电池热力学电动势的温度系数，V·K-12021/7/305.能斯特方程阳极H2(p1)→2H+(aH+)+2e-阴极Cl2(p2)+2e-→2Cl–(aCl-)净反应：H2(p1)+Cl2(p2)→2H