《物理化学》课程教学资源（讲稿）第七章 可逆电池电动势及其应用

物理化学 第七章可逆电池电动势及其应用

物 理 化 学 第七章 可逆电池电动势及其应用

热化学反应和电化学反应的区别 热化学反应 电化学反应 (1)反应质点必须接触反应质点彼此分开 (2)电子转移路径短, 电子转移路径长,且是有 且电子无规则运动序运动 (3)活化能来自于分子活化能来自于电能,反应 碰撞,反应速率取速率取决于电势 决于温度 (4)释放能量的形式: 释放能量的形式: 热,无非体积功 电能(有用功

热化学反应和电化学反应的区别 热化学反应 电化学反应 （1）反应质点必须接触 反应质点彼此分开 （2）电子转移路径短， 电子转移路径长，且是有 且电子无规则运动 序运动 （3）活化能来自于分子 活化能来自于电能，反应 碰撞，反应速率取 速率取决于电势 决于温度。 （4）释放能量的形式： 释放能量的形式： 热，无非体积功 电能(有用功)

电化学与化学热力学的联系 电池的电功 n FE 等温等压下 <-△G nEF<-△G 对可逆电池等号成立 nFE=-△G zEF=-△,Gn

电化学与化学热力学的联系 电池的电功 we = nFE 等温等压下 e r r w G nEF G £ -D £ -D 对可逆电池等号成立 r r m nFE G zEF G = -D = -D

§1可逆电池和不可逆电池 可逆电池的条件: 原电池 电解池 (1)电化学反应可逆充、放电时,电池(极)反应 必须正好相反。 (2)能量可逆工作时|→0,电池(极)反应处于电化 学平衡。 (3)电池中无其它不可逆过程。 严格说来,只有单液电池才可能成为可逆电池

原电池 电解池 §1 可逆电池和不可逆电池 可逆电池的条件： (1)电化学反应可逆充、放电时,电池(极)反应 必须正好相反。 (2) 能量可逆工作时 I→0，电池(极)反应处于电化 学平衡。 (3) 电池中无其它不可逆过程。 严格说来，只有单液电池才可能成为可逆电池

电化学反应可逆 (1)mn 中。c C 对电池(1) 放电时: 充电时: (-)Zn→Zn2++2e (-)Zn2++2e→Zm (+)Cu2++2e→Cu (+)Cu→Cu2+2e Zn+Cu2+→Zn2++CuCu+Zn2+→Cu2++Zn 电池(1)具备可逆电池条件

1.电化学反应可逆 充电时: (-) Zn2+ + 2e- →Zn (+) Cu→Cu2+ + 2e￾Cu + Zn2+ →Cu2+ + Zn 对电池（1） Zn2+ Cu2+ Zn Cu E外 (1) 放电时: (-) Zn →Zn2+ + 2e- (+) Cu2+ + 2e- →Cu Zn + Cu2+ →Zn2+ + Cu 电池（1）具备可逆电池条件

E 外 (2) u HSO 对电池(2) 放电: 充电: Zn+2H+→Zn2++H2Cu+2H+→Cu2++H2 电池(2)不具备可逆电池条件

H2SO4 (2) Zn Cu E外 放电: Zn + 2H+ →Zn2+ + H2 充电: Cu + 2H+ → Cu2+ + H2 对电池（2） 电池（2）不具备可逆电池条件

2.能量可逆要求: 通过电池的电流无限小,I>0 3.无其它不可逆过程 严格的说,可逆电池中不应有任何不可逆过程。 所以凡具有两个不同电解质溶液接界的电池因存 在扩散(不可逆过程),严格的说均为不可逆电 池

2. 能量可逆要求： 通过电池的电流无限小，I® 0。 严格的说，可逆电池中不应有任何不可逆过程。 所以凡具有两个不同电解质溶液接界的电池因存 在扩散（不可逆过程），严格的说均为不可逆电 池。 3. 无其它不可逆过程

电池的书写表示方法的原则 1.发生氧化作用的电极写在左边,为负极 发生还原作用的电极写在右边,为正极。 2.各相排列顺序按电流流动方向排列。 3.“|”表示相界面,有电势差存在 69 表示盐桥,消除液接电势 5.“}”表示半透膜。 6.应注明物相(固、液、气),溶液要注明浓度或 活度。应注明温度、压力,不注明就是29815K和 标准压力。 7.气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性辅 助电极(如铂电极

电池的书写表示方法的原则 1. 发生氧化作用的电极写在左边，为负极； 发生还原作用的电极写在右边，为正极。 2. 各相排列顺序按电流流动方向排列。 4.“||”表示盐桥，消除液接电势。 5.“┆”表示半透膜。 6. 应注明物相（固、液、气），溶液要注明浓度或 活度。应注明温度、压力，不注明就是298.15 K和 标准压力。 7. 气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性辅 助电极（如铂电极）。 3.“|”表示相界面，有电势差存在

电池的书写表示方法示例 原电池(-)zn(s)-2e→Zn2(aq) (+)Cu(aq)+2e→>Cu(s) 净反应:Zn(S)+Cu2(aq)→Cu(s)+Zn2(aq) 电池的表示 -) Zn(s)Zn(aq Cu t(aq) Cu(s)(+ 严格的说,应为 -)Cu lZn(s 2"(aq Cu?"(aq)Cu(s)(+

净反应： 2+ 2+ Zn(s) +Cu (aq) ® + Cu(s) Zn ( ) aq 原电池 - 2 2+ - ( )Zn(s) 2e Zn ( ) ( )Cu (aq) 2e Cu(s) aq + - - ® + + ® 电池的书写表示方法示例 电池的表示 2+ 2+ -) Zn(s) Zn (aq) Cu (aq) Cu s( ) (+ 严格的说，应为 2+ 2+ -) Cu¢ Zn(s) Zn (aq) Cu (aq) Cu s( ) (+

电池的书写表示方法示例 原电池(-)H2(g)-2e→2H(aq) (+)C2(g)+2e→>2Cl/(ag) 净反应:H2(g)+Cl2(g)→>2H(ag)+2Cl(aq) 电池的表示 -)Pt, H2(g) HCl(aq)C12(8),Pt(+

原电池 - 2 - 2 ( ) ( ) 2 2 ( ) ( ) ( ) 2 2 ( ) H g e H aq Cl g e Cl aq + - - - ® + + ® 净反应： H2 2 (g) Cl (g) 2H (aq) 2Cl ( ) aq + - + ® + 电池的书写表示方法示例 电池的表示 2 2 -) Pt,H (g) HCl(aq) Cl g( ), Pt (+