1、1內(nèi)容小結內(nèi)容小結離子獨立定律離子獨立定律 ,m,mm 2.2.電解質離子的平均活度和平均活度因子電解質離子的平均活度和平均活度因子 vvvaaaa - obba3.3.離子強度離子強度 BBBzbI2def211. 1. 摩爾電導率與濃度的關系摩爾電導率與濃度的關系強電解質強電解質cA mm4.德拜德拜-休克爾公式休克爾公式IzAz lg2n負極在左：負極在左：氧化反應氧化反應；正極在右：；正極在右：還原反應還原反應；n用用“ ”“ ”“ ”“ ”“ ”“ ”表示表示3 3種相界面；種相界面；n標明物質狀態(tài)、活度、壓力；標明物質狀態(tài)、活度、壓力；n氣體物質應有不活潑物質作載體（電極）；氣體物

2、質應有不活潑物質作載體（電極）；n符號的排列順序要真實反映電池中各種物質的符號的排列順序要真實反映電池中各種物質的接觸順序；接觸順序；n根據(jù)上述規(guī)則寫出的電池，若電池電勢小于零，根據(jù)上述規(guī)則寫出的電池，若電池電勢小于零，說明實際電池情況與書寫表達相反。說明實際電池情況與書寫表達相反。3例例1 非金屬氣體也可構成電池，但需借助惰性非金屬氣體也可構成電池，但需借助惰性電極來傳導電子電極來傳導電子 (Pt )(Cl | )a(Cl )a(H | )(H|Pt )222112pp eHH22 2陽極陽極 CleCl22 2陰極陰極_ ClHClH22 22電池反應電池反應4 陰極陰極() 1/2O2+

3、2H+ +2e H2O_電池反應電池反應 1/2O2 + H2 H2O 要求掌握：要求掌握：由電池的圖示表示寫出電極反應及由電池的圖示表示寫出電極反應及 電池反應電池反應 (Pt )(O )a(H )(H Pt )2212pp例例2H2O2電池電池陽極陽極() H2 2H+2e5 將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置稱為電池，如果化學將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置稱為電池，如果化學能轉變?yōu)殡娔苁且詿崃W可逆的方式進行的，則該電能轉變?yōu)殡娔苁且詿崃W可逆的方式進行的，則該電池輸出最大電功。池輸出最大電功?？赡骐姵乇仨殱M足以下條件：可逆電池必須滿足以下條件：*電極可逆：電極可逆：1) 電極反應可逆電極反應可逆(通以

4、反向電流時，電極通以反向電流時，電極 反應逆向進行反應逆向進行)； 2) 操作條件可逆操作條件可逆(通過的電流無限小，電通過的電流無限小，電 極反應在接近平衡條件下完成。極反應在接近平衡條件下完成。*在電池中進行的其它過程也必須可逆在電池中進行的其它過程也必須可逆(液體接界處離液體接界處離 子的擴散可逆子的擴散可逆) 。 6例例3 ( Cu | )aq(SOH | Zn )42當當E(外外)=E(電池電池) dE時電池放電時電池放電 陽極陽極()： Zn Zn2+ +e-陰極陰極()： 2H+2e- H2電池反應電池反應：Zn + 2H Zn2+ + H2當當E(外外)=E(電池電池) dE時

5、電池被充電時電池被充電陰極陰極()： 2H+2e- H2 陽極陽極()： Cu Cu2+ +e-電池反應電池反應：Cu + 2H Cu2+ + H2總反應不可逆所以電池為不可逆電池總反應不可逆所以電池為不可逆電池7例例4 ( Cu | )aq(CuSO )aq(ZnSO | Zn )44充電時：充電時：CuZnCuZn22 放電時：放電時： 22CuZnCuZn電池反應可逆，但離子的遷移不可逆電池反應可逆，但離子的遷移不可逆充電時：充電時： Cu2+ 向向ZnSO4溶液中擴散溶液中擴散 放電時：放電時： Zn2+向向CuSO4溶液中擴散溶液中擴散 充放電時離子的遷移是不可逆的，因而是充放電時離

6、子的遷移是不可逆的，因而是不不可逆電池可逆電池，可以借助于，可以借助于鹽橋鹽橋消除液體接界電勢消除液體接界電勢 ( Cu | )aq(CuSO )aq(ZnSO | Zn )44 8(1)構造構造(2)圖示及電池反應圖示及電池反應圖示圖示: w(Cd)=12.5%(汞齊汞齊)|CdSO48/3H2O(s) |CdSO4飽和溶液飽和溶液| Hg2SO4(s) |Hg(3)特點及用途特點及用途 是一個是一個高度可逆高度可逆電池電池,它的主要于它的主要于電動勢電動勢 測量測量 。 電動勢穩(wěn)定電動勢穩(wěn)定,隨溫度改變很小，溫度隨溫度改變很小，溫度每升高每升高1，E減小減小510-5V2.韋斯頓標準電池韋

7、斯頓標準電池 陽極：陽極： Cd(汞齊汞齊)+SO42-+8/3H2O(l) CdSO4.8/3H2O(s) + 2e-陰極：陰極： Hg2SO4(s) +2e-2Hg(l)+SO42-電池反應電池反應: Cd(汞齊汞齊)+ Hg2SO4(s) + 8/3H2O(l) 2Hg(l)+ CdSO4.8/3H2O(s) 9n )1(EUca 使使X )2(EUac 使使nXEcaacE accExEn工作電池工作電池待測電池待測電池標準電池標準電池3.電池電動勢的測定電池電動勢的測定 電動勢的測定電動勢的測定必須在必須在電流無限電流無限接近于零接近于零的條件的條件下進行下進行。107-6 7-6

8、原電池熱力學原電池熱力學Thermodynamics of Cells11,WGpT BBB, pTGFEz RGFErgfe rzFEGmr （7 . 6. 3） rGm與化學計量式的寫法有關；但與化學計量式的寫法有關；但E E與計量式的寫法無關。與計量式的寫法無關。12 pTE / 稱為原電池電動勢的溫度系數(shù)，它表示稱為原電池電動勢的溫度系數(shù)，它表示恒壓下電動勢隨溫度的變化率恒壓下電動勢隨溫度的變化率由由 （7 . 6. 3） 可得：可得：pmrpTGzFTE 1rzFEGmr 13（7 . 6.4 ）（7 . 6. 5 ）pmrpmrTEzFSTG pTEzFS mrprrTEzFTzF

9、ESTGH mrrzFEGmr 14 the reaction heat in the process of reaversible discharge pTEzFTSTQ /mrmr, zFEQGHSTQmpmrmrmrr,m , 0, 0/ rpQTE 0, 0/ rpQTE 0, 0/ rpQTE 若若，電池不吸熱也不放熱，電池不吸熱也不放熱若若，電池從環(huán)境吸熱，電池從環(huán)境吸熱若若，電池向環(huán)境放熱，電池向環(huán)境放熱（7 . 6. 6 ） 上式表明電池反應的可逆熱不等于該反應的恒壓反上式表明電池反應的可逆熱不等于該反應的恒壓反應熱，其差值是電池反應所做的非體積功即電功應熱，其差值是電池反應所

10、做的非體積功即電功15反應物反應物產(chǎn)物產(chǎn)物1) 可逆原電池可逆原電池2) 電池外恒壓反應電池外恒壓反應過程過程(1): H=ZFEQr過程過程(2)： H=Qp過程過程(1)、(2) H 相等相等 (因因H是狀態(tài)函數(shù)是狀態(tài)函數(shù)) 但但 Qr Qp (因因Q與過程有關與過程有關)zFEQGHSTQmpmrmrmrr,m ,16fergaaaaRTGGFERGomrmrln RGFErgfe BBfergBazFRTEaaaazFRTEE lnlnoFERGor,zFEGpT The Nernst Equation（7 . 6 . 8 ）17fergaaaazFRTEEFERGoln 產(chǎn)物活度增大

11、，電池電勢減?。划a(chǎn)物活度增大，電池電勢減?。划a(chǎn)物活度減小，電池電勢增大；產(chǎn)物活度減小，電池電勢增大；平衡時：平衡時：0 0mr EG， oeqFERGolnlnKzFRTaaaazFRTEferg fergaaaaRTzFEGFERGoomrln （7 . 6. 9 ）18B0BB BBomrmrBln aRTGG BBBazFRTEE lno 22CuZnoln2aaFRTEEZn(s) +Cu2+ Zn2+ + Cu(s)ooln KzFRTE 197-7 7-7 電極電勢和液體接電極電勢和液體接界電勢界電勢Electrode potential and liquid junction p

12、otential20 ( Cu | )aq(CuSO )aq(ZnSO | Zn | Cu )444321 接觸接觸 陽極陽極 液接液接 陰極陰極4321 E32 E 原電池的電動勢原電池的電動勢E E 是在電流趨于零時，構成是在電流趨于零時，構成原電池各相界面的電勢差的代數(shù)和。原電池各相界面的電勢差的代數(shù)和。 ( Cu | )aq(CuSO )aq(ZnSO | Zn | Cu )4421)(He)(H221Hpa MPa1 . 0oH2 pp1H aPtH aq)(H2 0Pt,H |HE 2）（定義任意溫度下定義任意溫度下 22標準電極電勢標準電極電勢oE電極電勢電極電勢E標標準準氫氫電

13、電極極 ) 指定電極指定電極(+標標準準氫氫電電極極 ) 指定電極指定電極(標準狀態(tài)標準狀態(tài))(+23 e2)1(H2)(H2ap Cue2)(Cu2Cu2 aCu)1(H2)(Cu)(H2Cu22 aap Cu | )1(Cu 1) (| ),(H |222 CuHaaHpgPt Cu | Culn2Cu | Cu222 EaaFRTECuCu ）（ ppaaaFRTEEHCuCuH/ln2222 24 標準電極電勢表（標準電極電勢表（p329p329）（1 1）電極符號：）電極符號：“離子離子中性態(tài)中性態(tài)”（2 2）電極反應：）電極反應：氧化態(tài)氧化態(tài)zeze- -還原態(tài)還原態(tài)（3 3）電極

14、電勢的數(shù)值：）電極電勢的數(shù)值： 在氫電極之前在氫電極之前E0，G0，電池反應逆向進行；，電池反應逆向進行； 在氫電極之后在氫電極之后E0，G0，電池反應正向進行。，電池反應正向進行。RzeORO （與標準氫電極組成電池時）（與標準氫電極組成電池時）ROORROORaazFRTEaazFRTEE lnln25（a）-（b）（c）s)( Cu| )(Cu )(Zn | s)(Zn 22Cu2Zn2 aa s)( Cu| )(Cu 2Cu2 a 標準氫電極標準氫電極)(Zn | s)(Zn 2Zn2 a 標準氫電極標準氫電極26Cu)1(H2)(Cu)(HH22 aaqp Zn)1(H2)(Zn)(

15、HH22 aaqp （b）（c）Cu)(Zn)(CuZn22 aqaq（c）（b）s)( Cu| )(Cu 2Cu2 a 標準氫電極標準氫電極)(Zn | s)(Zn 2Zn2 a 標準氫電極標準氫電極s)( Cu| )(Cu)(Zn | s)(Zn 22Cu2Zn2 aa 27)()()(mrmrmrcGbGaG )()()(czFEbzFEazFE )()()(cEbEaE 負負極極正正極極電電池池反反應應EEE 負極負極正極正極電池反應電池反應oooEEE 28 2222CuZnoZn2oCu2oln2 1ln2)( 1ln2)Cu( aaFRTEaFRTZnZnEaFRTCuE)()Cu(22ZnZnECuEEEE Cu)(Zn)(CuZn22 aqaqs)( Cu| )(Cu)(Zn | s)(Zn 22Cu2Zn2 aa 29例例 寫出下述電池的電極和電池反應式，并計算寫出下述電池的電極和電池反應式，并計算298K時電池的電時電池的電動勢。設動勢。設 氫氣可看作理想氣體。氫氣可看作理想氣體。)( Cu | )10. 0(Cu 1)0 . 0 (| )19.91(H |222saaHkPapPtCuH 解：解： e2)01. 0(H2)19.91(HH2akPaCu(s)2)10. 0(Cu2Cu2 eaCu(s)aq(H2