吉林大学：《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第八章 电化学（10/13）

2)电解池： 电解池：充电过程，电能一→化学能 例：Zn++Cu 一→ Zn+Cu+不能发生 若在可逆电池：电解，能发生 (-)Zn++2e一→Zm 还原，阴极 (+)Cu-→Cu++2e 氧化，阳极 总反应：Zn++Cu一→Zn+Cu+

1 2）电解池： 电解池：充电过程，电能—→化学能 例：Zn++ + Cu —→ Zn + Cu++ 不能发生 若在可逆电池：电解，能发生 （－）Zn++ + 2e —→ Zn 还原，阴极 （＋）Cu —→ Cu++ + 2e 氧化，阳极 总反应：Zn++ + Cu —→ Zn + Cu++

Zn ZnSO4 CuSOa 2

2

说明：a)电解池： 负极(-)：还原反应 阳极（+)：氧化反应 3.电池的表示 1)“|”或“，”表示不同相的接界， “‖”表示盐桥 例：Zn(s)|H2SO4(I)|Cu(s) Zn (s)ZnCl (1)AgCI (s),Ag (s) Zn (s)ZnSO (1)II CuSO (1)Cu (s) 3

3 负极（-）：还原反应 阳极（+）：氧化反应 说明：a）电解池： 3. 电池的表示 1）“∣”或“，”表示不同相的接界， “‖”表示盐桥 例： Zn（s）∣H2 SO4（l）∣Cu（s） Zn（s）∣ZnCl2（l）∣AgCl（s）, Ag（s） Zn（s）∣ZnSO4（l）‖CuSO4（l）∣Cu（s）

2)写原电池时，一般左边（一)极， 右边（十)极 3)标出体系T,P,m及物态， 298K,P,m=m°，可略 4)气体电极，因气体不能直接作为电极， 必须惰性金属如Pt,惰性电极不参加 反应，可略 (Pt),H2(g,P)HSO(m)O2(g,P2),(Pt)

4 2）写原电池时，一般左边（－）极， 右边（＋）极 3）标出体系 T，P，m 及物态， 298K，P θ，m=mθ，可略 4）气体电极，因气体不能直接作为电极， 必须惰性金属如 Pt，惰性电极不参加 反应，可略 (Pt), H2 (g，P1 ) ∣HSO4 (m) ∣O2 (g，P2 ), (Pt)

二.电化学反应的△G1,p和可逆电池电动势 1.电化学反应△Gm,P 等T,P,可逆条件下：-△GT,=W可' W可'=nFE n; 电极反应中得失电子数 E:电池的电动势 -A GT,P=nFE 表示可逆电池的化学势来源于化学能 在T,P,可逆：-△，G,=nFE E：标准电池的电动势 5

5 二.电化学反应的Δ rGT，P和可逆电池电动势 1. 电化学反应Δ rGT，P 等 T，P，可逆条件下：-Δ rGT，P =W 可 ' W 可 '=nFE n：电极反应中得失电子数 E：电池的电动势 -Δ rGT，P = nFE 表示可逆电池的化学势来源于化学能 在 T，P θ，可逆：-Δ rG θ T，P = nFEθ E θ：标准电池的电动势

2.可逆电池的电动势E 1)电动势（电位差）E: 例：Zu,Cu电池 由Zu,Cu棒构成两电极，放在电解液中， 用盐桥连接两电解液，将两电极连接，产 生电动势，这是电子流动产生电流引起的 电动势E:与T,P,电解液浓度m等有关 2)可逆电池电动势 E,E°：电化学的重要参数 6

6 例：Zu，Cu 电池 由 Zu，Cu 棒构成两电极，放在电解液中， 用盐桥连接两电解液，将两电极连接，产 生电动势，这是电子流动产生电流引起的 2. 可逆电池的电动势 E 1）电动势（电位差）E： 电动势 E：与 T,P,电解液浓度 m 等有关 2）可逆电池电动势 E，E θ：电化学的重要参数

-△，G,=nFE,-△G°，=nFE 由热力学量求出电化学量，显然此式为热 力学和电化学的桥梁 例：Zn+Cu+ Zn++Cu 298K,P:△G°，p=-212.19K/mol E=-A.GT.r/nF-1.10J/C-1.10V 三、可逆电池和不可逆电池 电池反应：若以可逆过程实现为可逆电 池，用热力学讨论 7

7 -Δ rGT，P = nFE，-Δ rG θ T，P = nFEθ 由热力学量求出电化学量，显然此式为热 力学和电化学的桥梁 例：Zn+ Cu++ —→ Zn++ + Cu 298K，P θ ：Δ rG θ T，P = - 212.19KJ/mol E θ= -Δ rG θ T，P /nF=1.10J/C=1.10V 三、可逆电池和不可逆电池 电池反应：若以可逆过程实现为可逆电 池，用热力学讨论

若以不可逆过程实现，为不可逆电池，用 动力学速率理论，过渡态理论讨论 1.可逆电池必须满足两个条件： 1)电池中发生的化学反应必须是可逆 正反两方向进行，即充放电反应互为可逆 放电电池：原电池，外加电动势电池电动势 电池充放电后，化学反应体系复原 8

8 若以不可逆过程实现，为不可逆电池，用 动力学速率理论，过渡态理论讨论 1. 可逆电池必须满足两个条件： 1）电池中发生的化学反应必须是可逆 正反两方向进行，即充放电反应互为可逆 放电电池：原电池，外加电动势电池电动势 电池充放电后，化学反应体系复原

例1.Daniell电池：两部分之间用盐桥连接 原电池： (一)Zn→Zn++2e阳极，氧化 (十)Cu++2eCu阴极，还原 总反应：Zn+Cu+→Zn++Cu ZnSO 电解池： (-）Zn++2e→Zn 还原，阴极 (+)Cu →Cu++2e 氧化， 阳极 总反应：Zn++Cu一→Zn+Cu+ 电池充放电后，反应体系复原 9

9 电池充放电后，反应体系复原

例2.Zn,Cu棒插入HSO4中构成的电池 原电池（放电）反应： (-)Zn→Zn++2e阳极，氧化 (+)2H++2e→H,↑阴极，还原 总反应：Zn+2H→Zn++H, 电解池（充电）反应： (-)2H+2e→H,↑阴极，还原 (+)Cu→Cu++2e阳极，氧化 总反应：2H+Cu→Cu艹+H,↑ H,SO

10 例 2. Zn, Cu 棒插入 H2 SO4中构成的电池 原电池（放电）反应： （－）Zn → Zn++ + 2e 阳极，氧化 （＋）2H＋ + 2e → H2↑ 阴极，还原 总反应：Zn + 2H+ → Zn++ + H2↑ 电解池（充电）反应： （－）2H+ + 2e → H2↑ 阴极，还原 (＋）Cu → Cu++ + 2e 阳极，氧化 总反应：2H+ + Cu → Cu++ + H2↑