1、課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列2物理化學(xué)第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列3251 電極極化 極化和超電勢(shì) 電能 化學(xué)能比如 電解飽和NaCl, E = 3.5 V ( E可逆 = 2.17 V )電解電池原電池外加電壓，數(shù)值 E可逆第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列4第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用例如: () Pt，H2 | H2O | O2，Pt (+)在負(fù)極上的

2、電極反應(yīng)： H22H+ + 2e 在正極上的電極反應(yīng)： O2 + H2O + 2e 2OH可逆電極的電動(dòng)勢(shì)分別為由此可得出如下結(jié)論：理論分解電壓是由負(fù)離子和正離子的可逆電極電勢(shì)決定的。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，外加的電壓要比理論分解電壓高得多。如電解酸和堿的水溶液時(shí)實(shí)際的分解電壓都接近1.7 V. 9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列5第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用酸電壓V堿電壓VH2SO41.67NaOH1.69HNO21.69NH4OH1.74H3PO41.71KOH1.67由于電流通過(guò)電極時(shí)，電極電勢(shì)偏離可逆電極電勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)為極化現(xiàn)象。此時(shí)的電極電勢(shì)稱(chēng)為不可逆

3、電極電勢(shì)，以表示 。水在相關(guān)鹽溶液中電解所需外壓9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列6第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用電解液組成約為：NaOH，100 gdm3；NaCl，190 gdm3。根據(jù)這個(gè)組成，pH14，若 ，并已知 ， ，則有 陽(yáng)極 Cl2 + e = Cl 陽(yáng)極可逆電極電勢(shì) 陰極 H2 = H+ + e 陰極可逆電極電勢(shì) 9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列7第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用在陽(yáng)極上進(jìn)行氧化反應(yīng)：Cl eCl2 ，陽(yáng)極電勢(shì)為在陰極上進(jìn)行還原反應(yīng) H+ + e H2；陰極電勢(shì)為不可逆電極電勢(shì)與可逆電

4、極電勢(shì)之差稱(chēng)為超電勢(shì)，以符號(hào) 表示 9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列8原因 (1) 體系中電阻引起的部分電壓降 (2) 電解時(shí)電極上不可逆電極過(guò)程 陽(yáng)極實(shí)際更正一些； 陰極實(shí)際更負(fù)一些定義超電勢(shì) 陽(yáng) = 陽(yáng),不可逆 陽(yáng),可逆 陰 = 陰,可逆 陰,不可逆V外加 = E可逆 + IR + 陽(yáng) + 陰第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列9產(chǎn)生超電勢(shì)的原因 (1) 濃差超電勢(shì) 可 = 0 - (RT/F) ln (1/C) 不 = 0 - (RT/F) ln (1/Cs) 濃差 = 不 - 可 =

5、 (RT/F) ln (C/Cs) 當(dāng) Cs 0 超電勢(shì)第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列10產(chǎn)生超電勢(shì)的原因 (2) 電阻超電勢(shì) 電極表面或電極溶液界面形成高電阻的物質(zhì)膜， 產(chǎn)生電位降 (3) 活化超電勢(shì) 克服控速步驟的高活化能一般來(lái)說(shuō)，析出金屬的超電勢(shì)較小，而析出 氣體 (如 H2、O2) 超電勢(shì)較大第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列11 氫超電勢(shì)理論 氫氣析出反應(yīng)的機(jī)理 (1) H3O+ 擴(kuò)散到電極表面 (2) M + H3O+ + e - M-H +

6、H2O (3)-i M-H + M-H 2M + H2 -ii M-H + H3O+ + e - M + H2 + H2O (4) H2 表面脫附第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列12遲緩放電理論 步驟(2) 為控速步驟 Hs+ + e - Hs r = kH+s = A exp(-Ea/RT) H+s Ea = Ea0 - F r = A H+sexp-(Ea0- F)/RT n = It/F dn/dt = I/F r = (1/A) dn/dt = (1/A) (I/F) = i / F i = r F = F AH+

7、exp-(Ea0- F)/RT = i0 exp(F/RT) ln i = ln i0 + (F/RT) = a + b ln i第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列13(三) 超電勢(shì)的測(cè)量方法及其應(yīng)用 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列14第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用H2，O2和Cl2在不同金屬上的活化超電勢(shì)H2 的O2的Cl2的電極（1 mol.dm3 HCl）電流密度/(A.cm-2 )0.001 0.01 0.1 1 (1 mol.dm3 KOH）電

8、流密度/(A.cm-2)0.01 0.1 1 (NaCl飽和溶液)電流密度/(A.cm-2)0.01 0.1 1.0Ag0.440.660.70-0.710.941.06-Al0.440.710.740.78-Au0.170.250.320.421.051.531.63-石墨0.470.760.991.030.961.122.20-0.250.5Cd0.911.261.251.250.961.211.21-Cr-0.670.770.660.730.77-Cu0.600.750.820.84-Fe0.400.530.620.770.480.560.63-Hg1.041.151.211.24-Ni

9、0.330.420.510.590.750.911.04-Pb0.670.971.211.280.971.021.04-Pt0.090.390.500.441.321.501.550.0060.0260.08Pt黑0.010.030.050.070.660.891.14-W0.270.350.470.54-9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列15第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用不同金屬電極b相差不大,主要差別是a9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列16超電勢(shì)的應(yīng)用 金屬的析出與氫超電勢(shì)0.1 m ZnSO4，Cu陰極電解，pH

10、=7，析出 H2 ? Zn ? 2H+ + 2e = H2 Zn2+ + 2e = Zn 析出Zn (如果不存在超電勢(shì)，析出H2)第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列17第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用食鹽電解工業(yè)中陰極上如何不析出氫而析出更活潑的金屬鈉?利用氫在汞上的超電勢(shì)較高，用汞作陰極進(jìn)行電解，因此在陰極上才有可能形成汞齊而不析出氫氣。在此電解法中，Na+離子在汞陰極(含0.2%的鈉汞齊)上的放電電勢(shì)是-1.83V，而H+離子的理論放電電勢(shì)為-0.84V，由于氫在汞上的超電勢(shì)為1.35V，故氫的實(shí)際放電電勢(shì)為-2.2V，因

11、此H+離子放電要比Na+離子放電困難得多。Na+離子放電后形成的鈉汞齊是金屬鈉溶解在汞中所成的液態(tài)合金，后者在電解槽里生成后流到解汞室同水作用就生成燒堿和氫氣，即 2Na(Hg) + 2H2O 2NaOH + H2 + 2Hg9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列18252 電化學(xué)測(cè)量 循環(huán)伏安法循環(huán)伏安法是當(dāng)電位掃描到某一電位值時(shí)，給予一個(gè)反向掃描電位，同時(shí)觀測(cè)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的方法 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列19第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用K3Fe(CN)6的循環(huán)伏安圖Ox +

12、 ne Red9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列20第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用K3Fe(CN)6的循環(huán)伏安圖Ox + ne Red25時(shí) 9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列21可以根據(jù)循環(huán)伏安法得到的峰形狀、峰電流大小和峰電位的關(guān)系得到電極反應(yīng)的信息，其中一個(gè)重要的信息是判斷電極反應(yīng)的可逆性 可逆反應(yīng)判斷的兩個(gè)重要依據(jù) 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列22 計(jì)時(shí)電流和計(jì)時(shí)電位法 1. 計(jì)時(shí)電流法 使電化學(xué)測(cè)定體系的電位從平衡電位階躍到任意的電位E時(shí)

13、，觀測(cè)反應(yīng)體系的電流隨時(shí)間的變化 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列23電極表面的反應(yīng)遵循其一維擴(kuò)散方程 柯泰爾(Cottrell)方程，在已知濃度的情況下可用于求擴(kuò)散系數(shù)第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用Ox + ne Red9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列242. 計(jì)時(shí)電位法 給電化學(xué)測(cè)量體系一個(gè)恒電流,觀測(cè)反應(yīng)體系的電壓隨時(shí)間的變化第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用Ox + ne Red9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列25隨著反應(yīng)的進(jìn)行，此時(shí)反應(yīng)粒子

14、作線性半無(wú)限擴(kuò)散 桑德(Sand)方程，在測(cè)得時(shí)間后，可求出擴(kuò)散系數(shù)D0 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用=09/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列26(三) 交流阻抗法施加一個(gè)小振幅的交流(正弦波)電壓(或電流)信號(hào)，使電極電位在平衡位附近微擾，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后測(cè)量其響應(yīng)電流(或電壓)信號(hào)的振幅和相，依此計(jì)算出電極的復(fù)阻抗。 根據(jù)設(shè)想的等效電路，通過(guò)阻抗譜的分析和參數(shù)擬合，求出電極反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù) 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用其中為 溶液電阻、 為雙電層電容、 為法拉第電阻、 是 的電阻成分(極化電阻)、 是 的電容部分、 為電荷移動(dòng)電阻、 為Warburg

15、阻抗。當(dāng)考慮正弦電流通過(guò)時(shí)，總的電壓降為： 若9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列27第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用例如，對(duì)于如下的氧化還原反應(yīng)：式中與式比較得:9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列28第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用法拉第阻抗與頻率關(guān)系圖 當(dāng)給予體系一個(gè)較小振幅的正弦波電極反應(yīng)由界面的電荷遷移和物質(zhì)的擴(kuò)散等過(guò)程組成，通過(guò)界面的阻抗測(cè)定，可以知道電極反應(yīng)的方式、擴(kuò)散系數(shù)，交流電流密度以及電子數(shù)等有關(guān)反應(yīng)的參數(shù)9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列29253 應(yīng)用電化學(xué) 電解 電

16、化學(xué)反應(yīng) ( 電能 化學(xué)能 ) 對(duì)象: 無(wú)機(jī)物(金屬,氣體)有機(jī)物 優(yōu)點(diǎn): 多步反應(yīng)一步進(jìn)行，條件溫和 無(wú)需氧化劑和還原劑, 無(wú)污染 可控制反應(yīng)方向，具有專(zhuān)一性第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列30第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用電壓效率=電流效率=電能效率=9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列31第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用已試驗(yàn)成功用電解法生產(chǎn)氧化亞銅，其工藝條件如下：電解液: 15% NaCl + 13 gL-1 NaOH溶液，陽(yáng)極為電解銅，陰極為紫銅，電流密度為5 Adm-2，電解

17、液溫度為70 C。外加電壓為1.5 V，通入電解槽的電流強(qiáng)度為95 A，電解7 h，得到1.66 kg氧化亞銅。(1)試寫(xiě)出陽(yáng)極和陰極反應(yīng)；(2)計(jì)算電流效率；(3)計(jì)算制得1 kg氧化亞銅需幾度電？(4)計(jì)算電能效率。解： (1) 陽(yáng)極反應(yīng)：2Cu + H2O Cu2O + 2H+ + 2e; 陰極反應(yīng)：2H+ +2eH2 (2) 計(jì)算電流效率。根據(jù)法拉第定律式，在陽(yáng)極上析出的Cu2O量(Cu2O的摩爾質(zhì)量為143.08 gmol-1):(3) 生產(chǎn)1 kg Cu2O需耗電:(4)9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列32 金屬的電沉積 1. 金屬離子和氫離子

18、共存時(shí)的電沉積 電沉積是還原反應(yīng), 所以還原電極電勢(shì)越正越易反應(yīng) (1) 金屬離子的可逆電勢(shì)比氫的可逆電勢(shì)要正得多，且金屬離子超電勢(shì)很低，則在陰極上只發(fā)生金屬離子的沉積，而無(wú)氫析出 (2) 金屬的可逆電勢(shì)很負(fù)，氫的可逆電勢(shì)很正而且氫在這些金屬上的超電勢(shì)不大，而金屬離子放電超電勢(shì)較大，故電解時(shí)只發(fā)生氫的析出，而無(wú)金屬沉積 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列33 (3) 金屬的可逆電勢(shì)雖然比氫的可逆電勢(shì)正得多，但由于其極化很大，在一定電流密度下，陰極電勢(shì)比氫析出的可逆電勢(shì)為負(fù)，因此氫亦同時(shí)析出 (4) 金屬的可逆電勢(shì)很負(fù)，金屬離子

19、放電的超電勢(shì)不大，但氫的超電勢(shì)很高。由于金屬析出的超電勢(shì)不大，因此在較大電流密度時(shí)，金屬析出比氫析出的比例大 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列342. 幾種金屬離子共存時(shí)的電沉積 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用 (1) 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)近乎相等而超電勢(shì)都很小 ，兩種離子活度只有很小的差別就可以同時(shí)沉積出 (2) 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)不同，但兩種金屬離子的放電超電勢(shì)之差足以補(bǔ)償兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)之差 (3) 可逆電極電勢(shì)之差和超電勢(shì)之差都由離子活度之差予以補(bǔ)償9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列3

20、5第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用 金屬在硫酸鹽的放電電勢(shì)/V在絡(luò)合氰化物中的放電電勢(shì)V銅 0.341.0鎘0.400.9鋅0.761.2Ag(CN) + e Ag + 2CNAg+ + e AgAg(CN) Ag+ + 2CN9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列36(三) 金屬的腐蝕和防腐金屬表面與介質(zhì)直接起化學(xué)作用而引起的腐蝕叫化學(xué)腐蝕 金屬的表面同外面的介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)作用而有電流產(chǎn)生的稱(chēng)為電化學(xué)腐蝕第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用正極: Fe Fe2+ + 2e負(fù)極: O2 + 4H+ + 4e 2H2O4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(

21、OH)3 9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列37第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用發(fā)生金屬的電化學(xué)腐蝕必須具備三個(gè)條件：(1)金屬表面上的不同區(qū)域或不同金屬在腐蝕介質(zhì)中 存在 著電極電勢(shì)差；(2) 具有電極電勢(shì)差的兩電極處于短路狀態(tài)；(3) 金屬兩極都處于電解質(zhì)溶液中。 9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列38防腐 1. 金屬鍍層 用電鍍或化學(xué)鍍方法在金屬的表面鍍一層別的金屬或合金作為保護(hù)層 2. 陽(yáng)極保護(hù) 用陽(yáng)極極化的方法使金屬鈍化并用微弱的電流維持鈍化狀態(tài)，使金屬得到保護(hù) 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022

22、課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列39 3. 陰極保護(hù) 用犧牲陽(yáng)極方法將金屬陰極極化，使金屬的電極電位向負(fù)方向移動(dòng)，從而減少金屬的電化學(xué)腐蝕速度 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列40 4. 緩蝕劑 在腐蝕性介質(zhì)中添加緩蝕劑如一些有機(jī)表面活性物質(zhì)可以降低金屬的腐蝕速率 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列41(四) 化學(xué)電源 1. 化學(xué)電源中使用的一些術(shù)語(yǔ)及其計(jì)算方法 (1) 一次電池 (2) 二次電池 (3) 開(kāi)路電壓 (4) 工作電壓 (5

23、) 放電 (6)充電 (7) 放電倍率 (8) 電池容量 (9) 能量密度 (10) 比功率 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列42計(jì)算鉛酸蓄電池的理論電容量和理論比能量。制作一個(gè)54 Ah的鉛酸蓄電池，若用230 g鉛，問(wèn)鉛的利用率為多少?(己知電池電動(dòng)勢(shì)為2.04 V) 解：電池反應(yīng)為 Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 207.2 + 239.2 + 298.09 = 642.6因此，根據(jù)法拉第定律，理論電容量制做一個(gè)54 Ah的電池，理論上需純鉛9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)

24、及其應(yīng)用-考研試題資料系列432. 常用電池簡(jiǎn)介 (1) 鋅錳干電池 () Zn | NH4Cl | MnO2 | C (+) 電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V。放電時(shí)的反應(yīng)是 負(fù)極： Zn + H2O ZnO+ 2H+ + 2e 正極： 2MnO2 + 2H+ + 2e 2MnOOH 電池反應(yīng)： Zn + 2MnO2 + H2O ZnO + 2MnOOH 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列44 (2) 鉛蓄電池 () Pb| H2SO4 | PbO2 (+) 電池的電動(dòng)勢(shì)為2.0 V。放電時(shí)的反應(yīng)是 負(fù)極反應(yīng)：Pb + H2SO4

25、PbSO4 + 2H+ + 2e 正極反應(yīng)：PbO2 + 2H+ + H2SO4 + 2e PbSO4 + 2H2O 電池反應(yīng)：Pb + PbO2 + 2 H2SO4 2PbSO4 + 2H2O充電時(shí)的反應(yīng)是 負(fù)極反應(yīng)：PbSO4 + 2H+ + 2e Pb + H2SO4 正極反應(yīng)：PbSO4 + 2H2O PbO2 + 2H+ + H2SO4 + 2e 電池反應(yīng)： 2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 2H2SO4第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列45 (3) 銀鋅電池 () Zn | KOH (40%) |

26、 Ag2O (+) 電池的電動(dòng)勢(shì)為1.8 V。放電時(shí)的反應(yīng)是 負(fù)極反應(yīng)：Zn + 2OH Zn(OH)2 + 2e 正極反應(yīng)：Ag2O + H2O + 2e 2Ag + 2OH 電池反應(yīng)：Ag2O + Zn + H2O 2Ag + Zn(OH)2 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列46 (4) 鎳氫電池 () MH KOH NiOOH (+) 電池的電動(dòng)勢(shì)為1.32 V。放電時(shí)的反應(yīng)是 負(fù)極反應(yīng)：MH + OH M + H2O + e 正極反應(yīng)：NiOOH + H2O + e Ni(OH)2 + OH 電池反應(yīng)：MH + Ni

27、OOH Ni(OH)2 + M 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用鎳氫電池與鉛酸蓄電池、鎳鎘電池相比具有下例優(yōu)勢(shì)： (1) 充放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液的濃度不發(fā)生變化。 (2) 無(wú)枝晶生成，防止了電池內(nèi)短路。 (3) 采用貯氫合金無(wú)鎘污染，而且具有更高的容量。9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列47 (5) 鋰離子電池 利用鋰離子在正負(fù)極嵌入化合物中的嵌入和脫嵌 正極：LiCoO2 Li1-xCoO2 + xLi+ + xe 負(fù)極：6C + xLi+ + xe LixC6 總反應(yīng)：6C + LiCoO2 Li1-xCoO2 + LixC6工作電壓高(3.6 V)；比

28、能量高；循環(huán)壽命長(zhǎng)；安全性好，無(wú)公害，無(wú)記憶效應(yīng)；自放電??；工作溫度范圍較寬。鋰離子電池于1990年商品化以來(lái)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列48 (6) 燃料電池 燃料燃燒過(guò)程的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能 氫氧燃料電池 正極： H2 2H+ + 2e- 負(fù)極： 1/2O2 + 2H+ + 2e- H2O 總反應(yīng)： H2 + 1/2O2 H2O甲醇燃料電池 正極： CH3OH + H2O CO2 + 6H+ + 6e- 負(fù)極： 6H+ + 3/2O2+ 6e- 3H2O 總反應(yīng)： CH3OH + 3/2O2 CO2

29、 + 2H2O第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列49254 電化學(xué)中的若干現(xiàn)代研究課題 表面電化學(xué) 應(yīng)用各種表面科學(xué)研究手段，如光譜和掃描探針等技術(shù)從分子和原子水平上現(xiàn)場(chǎng)研究電極界面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)如 氫在多晶和單晶Pt上的吸附研究 表明對(duì)氫的吸附是結(jié)構(gòu)敏感 第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列50第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用多晶Pt電極的伏安圖 Pt(111)和Pt(100)的陽(yáng)極伏安圖9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列51第

30、二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用Pt(111)和(100)面的氧還原的陰極極化曲線 首次觀察到的銀電解液界面的SERS譜 電解液0.1moldm3KCl和0.05 moldm3吡啶：(a)液體吡啶； (b) 0.05 moldm3吡啶溶液； (c)(h) ：Ag電極在以下電勢(shì)下相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)甘汞電極，(c) 0.0V；(d) -0.2V; (e) 0.4V; (f) 0.6V; (g) 0.8V; (h) 1.0V9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列52第二十五章 電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用各種電極上吸附吡啶分子的SERS圖譜 9/22/2022課件-第25章電化學(xué)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用-考研試題資料系列53現(xiàn)場(chǎng)研究表面電化學(xué)的非傳統(tǒng)技術(shù)主要有：表面增強(qiáng)拉曼光譜、表面紅外光譜、表面等離子共振譜、電反射光譜、電子自旋譜、電化學(xué)質(zhì)譜、二次諧波發(fā)生、擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)、石英微天平、掃描隧道