1、2020/8/1，物理化學電子教案第9章，2020/8/1，第9章可逆電池的電動勢及其應(yīng)用，2020/8/1，主要內(nèi)容，可逆電池和可逆電極，第9章可逆電池的電動勢及其應(yīng)用電極電位和電池的電動勢，電動勢測量的應(yīng)用，2020/8/1，9.1可逆電池和可逆電極，可逆可逆電極的類型和電極反應(yīng)，2020/8/1，可逆電池和不可逆電池，構(gòu)成可逆電池的兩個條件： (1)電池e稍大于e，電池放出的化學能轉(zhuǎn)化為電能。 e之外稍大于電池的e時，電池變成電解單元，電能轉(zhuǎn)換成化學能。 也就是說，化學反應(yīng)的可逆，(2)可逆電池在工作時，無論是充電還是放電，通過的電流都必須充分微小，電池在接近平衡的狀態(tài)下工作。 作為電解

2、單元消耗的能量最小，作為一次電池放出的能量最多。 充滿一次電池釋放出的能量，正好能恢復系統(tǒng)和環(huán)境。 也就是說，能量的移動是可逆的。 滿足條件(1)、(2)的電池稱為可逆電池。 2020/8/1、可逆電池和不可逆電池、網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)：電解電池、陰極：陽極、一次電池、Zn (s )|AgCl (s ) (-) m (s )-ze-=mz ()、Mz () M(s) Mz () ze-=M(s )。 屬于第1種的電極除了金屬電極之外，還有氫電極、氧電極、鹵素電極、水銀排列電極等。 2020/8/1，可逆電極的類型和電極反應(yīng)，氫電極：() OH-(a-)|H2(p )，pt2h2o2e-h2(p )2oh-

3、() pt2h (a )2e-h2(p ) (-) pt，H2(p) | H (a ) H2(p)- 2e- 2H (a )。 2H2O- 4e- O2(p) 4H (a )，2020/8/1，可逆電極的類型和電極反應(yīng)，oh-(a-) o2(p )|oh-(a-)4oh-(a-)-4 e-o2(p )2h2o，() Cl- (a-)|Cl2(p )。 na (a ) na (a ) nhge-na (Hg ) n (a )，(-)na(hg)(a )第二種電極，cl-(a-)|AgCl (s ) ag (s ) AgCl (s ) e-ag (s ) cl-(a-)，(-) (oh-) 2oh

4、-(a-)、(-) ag2OAG () h (a )|ag2o2h (a )2e-2 ag (s ) h2o、(-) ag2o (s ) ag (s ) Fe2(a2)|pt Fe3(a1) e-Fe2(a2)、(-) pt -fe2為什么標準電池具有穩(wěn)定的電位值，2020/8/1，關(guān)于消除法測量電動勢的原理，2020/8/1，標準電池結(jié)構(gòu)圖，2020/8/1，標準電池結(jié)構(gòu)圖，電池反應(yīng)： (-)CD網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)： Hg2so4(s ) CD (Hg ) (a )8/32020/8/1，問題是，為什么在恒定溫度下，含Cd的質(zhì)量分數(shù)在0.050.14之間，標準電池的電動勢一定？ 由Hg-Cd相圖可知，

5、在室溫下鎘汞齊中的鎘質(zhì)量分數(shù)在0.050.14之間時，系統(tǒng)處于溶解物與固溶體的兩相平衡區(qū)域，鎘汞齊的活性度是一定的。 標準電池的電動勢僅與鎘汞齊的活性度有關(guān)，因此也有一定值。 2020/8/1，標準電池的電動勢和溫度的關(guān)系，et/v=1. 01845-4.0510-5 (t/k-293.15 )-9.510-7 (t /，2020/8/1，9.3可逆電池的寫法和電動勢的取法，可逆電池的書面表示法，可逆電池電動勢的2.“|”表示不同的物質(zhì)相界面(有時為“、”號碼)，存在電位差。 “”表示半透膜。 4 .要標明溫度，不標明的是298.15 K。 電極的狀態(tài)，氣體必須標明壓力和附著的惰性金屬，電解質(zhì)

6、溶液必須標明活性度。 5 .電池的電動勢等于從右側(cè)正極的還原電極電位減去左側(cè)負極的還原電極電位，3.“|”表示鹽橋，降低到可以忽略液接電位的程度。 2020/8/1，可逆電池的書面表示法，注意：書寫電極和電池反應(yīng)時要遵守物量和電量的平衡。 (-)、()、總電池反應(yīng)：2020/8/1、可逆電池的書面表示法、(1)、(2)、2020/8/1、可逆電池電動勢的采樣非自發(fā)電池： DrGm0、E0、Cu (s )|Cu2|Zn2| Zn (s ) Zn (s ) Cu2d RGM 0、 Zn2 2e- () 2H 2e-H2(p )、Zn (s )|znso4| h2(p )、Pt驗證： (-) Ag(

7、s) Ag e- () AgCl(s) e-Ag(s) Cl-、ag (s )| HCl RGM和K$與電池反應(yīng)的關(guān)系從e和其溫度系數(shù)求出rHm和rSm，2020/8/1，(1) Nernst方程式，(-)h2(p1)2h(ah)2e-()的網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)： h2(p1) cl2(p2)2h (ah )2cl-(ACL-) (1)2HCl (a ) (2)，和但是，在2020/8/1、(1) Nernst方程式中，電池的總反應(yīng)為通式：關(guān)于純固體或純液體，在其活性度為1關(guān)于氣體的情況下，記住f為逸度。 上式稱為電池反應(yīng)的能量猝滅方程式。2020/8/1、(2)與所要求的狀態(tài)不同，處于標準狀態(tài)，處于平衡

8、狀態(tài)，僅將兩者數(shù)值性地結(jié)合。 如果在電池反應(yīng)中參加各反應(yīng)的物質(zhì)處于標準狀態(tài)，則根據(jù)2020/8/1、(3) E和與電池反應(yīng)的關(guān)系例如h2()cl2()2h(a)2cl-(a (4)e求出rHm和rSm，根據(jù)第一方法：2020/8/1、(4)e求出rHm和rSm 根據(jù)吉布斯亥姆霍茲公式，代入上式，求出例如218k時，可知以下的電池的溫度系數(shù)，Pt，h2(p $ )|h2so4(0. 01 mol.kg-1|o2(p $ )，Pt，該電池的電動勢e=。求出2020/8/1、(4)e、rHm和rSm，解： (1)電極和電池反應(yīng)的原因是，通過基于根據(jù)各殘奧計代入的值，得到2020/8/1、(4)的該電

9、池反應(yīng)的值為=100 j (b )=-100 j (c ) 100 j 可逆電池這表示電池的反應(yīng)： () (A )不能進行(b )反應(yīng)，能夠進行平衡(c )反應(yīng)，但不能確定與電池的書面式正相反的(d )反應(yīng)方向，為2020/8/1、問題5 .某電池的反應(yīng)為3360 Hg2cl2(s ) 2cl-(a=1)3360e0.268v，已知的rSm是(a )-61.76 JK-1摩爾-1(b )-30.88 JK-1摩爾-1(c ) 62.028 JK-1摩爾-1(d )6.反應(yīng)2 Hg (l ) o2(g 電池反應(yīng)達到平衡時，電池的e必然是： () (a)e=e$(b)e的反應(yīng)A(s) 2BD(aq

10、)=AD2(aq) B2(g )在電池中可逆地進行，一個單位的反應(yīng)完成后，系統(tǒng)進行電力功150 kJ、發(fā)熱80 kJ，該反應(yīng)的摩爾等(a )-80kj mol-1 (b )-230kj mol-1 (c )-232.5 kj mol-1 (d )-277.5 kj mol-1，2000電池以可逆方式向外部進行電功率的熱效應(yīng)QR為： () (a ) qrh (b ) qrz ft (e/t ) p 2在2 298 K的情況下，如果電池可逆地放電，則無法確定(A) Q 0 (B) Q 0 (C) Q=0 (D )，2020/8/1， 9.5電動勢的產(chǎn)生機理，電極和所有金屬片，例如鐵插入水中，極性大的水分子與構(gòu)成晶格的鐵離子吸引，與水發(fā)生作用，一部分鐵離子和金屬中的其他鐵離子的結(jié)合力減弱，也可以離開金屬進入接近表面的水層。 金屬因失去鐵離子而帶有負電荷，溶液因有鐵離子而帶有正電荷。 這兩個相反的電荷互相吸引，大部分鐵離子聚集在鐵片附近。 溶解和沉積速度相等時，取得了動態(tài)平衡。 由此，在金屬與溶液之間會因電荷不均等而產(chǎn)生電位差。 2020/8/1、電極與電解質(zhì)溶液的界面電位差的