《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第九章 可逆电池的电动势及其应用

第九章可逆电池的电动势及其应用E/V(A)02R1.5Fe3+EW1.0Fe203(B)BHA0.5腐蚀区(D)(b)ES.C0Fe2+H0-1-0.5(C)-1.0(a)FeH2-1.5Ex02486101214pH2025/4/4物理化学(B)II

物理化学(B)II 1 2025/4/4 第九章

第九章可逆电池的电动势及其应用S9.1可逆电池和可逆电极S 9. 2 电动势的测定S9.3可逆电池的书写方法及电动势的取号S9.4可逆电池的热力学S9.5电动势产生的机理S9.6电极电势和电池的电动势S 9.7 电动势测定的应用S9.8 内电位、外电位和电化学势2025/4/4物理化学(B)I

物理化学(B)II 2 2025/4/4 第九章 可逆电池的电动势及其应用 §9.1 可逆电池和可逆电极 §9.2 电动势的测定 §9.3 可逆电池的书写方法及电动势的取号 §9.4 可逆电池的热力学 §9.5 电动势产生的机理 §9.6 电极电势和电池的电动势 §9.7 电动势测定的应用 §9.8 内电位、外电位和电化学势

$ 9.1可逆电池和可逆电极可逆电池可逆电极和电极反应2025/4/4物理化学(B)II

物理化学(B)II 3 2025/4/4 §9.1 可逆电池和可逆电极 可逆电池 可逆电极和电极反应

电化学与热力学的联系热力学ArG--nEr电化学?=W=-nEF(△,G)T,p,Rf,max重要公式nEF=-zEF(A,Gm)T,p,R&S2025/4/4物理化学(B)II

物理化学(B)II 4 2025/4/4 重要公式: r , , f,max ( )  = = − G W nEF T p R r m , , ( )T p R nEF G zEF   = − = − 电化学与热力学的联系

如何把化学反应转变成电能？1.该化学反应是氧化还原反应，或包含有氧化还原的过程2.有适当的装置，使化学反应分别通过在电极上的反应来完成3.有两个电极和与电极建立电化学平衡的相应电解质4.有其他附属设备，组成一个完整的电路52025/4/4物理化学(B)I

物理化学(B)II 5 2025/4/4 如何把化学反应转变成电能？ 1. 该化学反应是氧化还原反应，或包含有氧化 还原的过程 2. 有适当的装置，使化学反应分别通过在电极 上的反应来完成 3. 有两个电极和与电极建立电化学平衡的相应 电解质 4. 有其他附属设备，组成一个完整的电路

常见电池的类型Pt --Pt单液电池PtH+OAgCl+AgA2025/4/4物理化学(B)II

物理化学(B)II 6 2025/4/4 常见电池的类型 单液电池 H2 Pt+ H Pt Pt AgCl+Ag

常见电池的类型双液电池Zn用素烧瓷分开ZnSO4(aq)CuSO (aq)素瓷烧杯2025/4/4物理化学(B)II

物理化学(B)II 7 2025/4/4 常见电池的类型 双液电池 用素烧瓷分开 Zn Cu − + CuSO (aq) 4 ZnSO (aq) 4 素瓷烧杯

常见电池的类型双液电池Cu用盐桥分开盐桥ZnSO4(aq)CuSO4 (aq)82025/4/4物理化学(B)II

物理化学(B)II 8 2025/4/4 常见电池的类型 双液电池 用盐桥分开 ZnSO (aq) 4 CuSO (aq) 4 Zn Cu − + 盐桥

组成可逆电池的必要条件原电池一电解池0.8101Znso.ZnsOCuSo.CuSO4能量变化可逆化学反应可逆.2025/4/4物理化学(B)II

物理化学(B)II 9 2025/4/4 化学反应可逆 原电池 电解池 组成可逆电池的必要条件 能量变化可逆

组成可逆电池的必要条件1.电池在放电时所进行的反应与充电时的反应必须互为可逆反应例如：：其中E外为一可调节的外加电动势+当E>E外放电时：E外CuZnZn-2e → Zn2+负极(Zn极)正极（Cn极 Cu2++2e→Cu放电反应Zn+Cu2+ →Zn2+ +CuZnSO4CuSO4当E<E外充电时：负极(Zn极) Zn2+ +2e → Zn可见电池的充放电Cu-2e→Cu2+正极(Cn极)反应互为逆反应。因此它可能是可逆电池Zn?+ +Cu → Zn+Cu?+充电反应102025/4/4物理化学(B)II

物理化学(B)II 10 2025/4/4 _ Zn Cu + E外 ZnSO4 CuSO4 1.电池在放电时所进行的反应与充电时的反应必须互为可逆反应 例如：其中E外为一可调节的外加电动势 当E＞E外放电时: 负极(Zn极) 2 Zn e Zn 2 + − → 正极(Cn极 ) 2 Cu e Cu 2 + + → 放电反应 2 2 Zn Cu Zn Cu + + + → + 当E＜E外充电时: 负极(Zn极) 正极(Cn极) 2 Zn e Zn 2 + + → 2 Cu e Cu 2 + − → 2 2 Zn Cu Zn Cu + + 充电反应 + → + 可见电池的充放电 反应互为逆反应。因此 它可能是可逆电池 组成可逆电池的必要条件