第六章：原电池和电解池(物理化学).ppt

《第六章：原电池和电解池(物理化学).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、物理化学第六章原电池和电解池学习要求：重点掌握电池反应和电极反应的能斯特方程，会利用能斯特方程计算电池电动势和电极电势。第六章电化学§6.1原电池和电解池基本概念§6.2可逆电池§6.3可逆电池热力学§6.4电极电势和液体接界电势§6.5电极分类及电极电势的计算§6.7电动势的测定及其应用§6.2可逆电池利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置.Cu2++Zn==Cu+Zn2+,rGm=-212.55kJ·mol-1电池反应:Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)构成条件：1、能设计成电池的反应，如氧

2、化还原反应。2、有适当的装置——电池：单液电池或双液电池（盐桥连接）3、电极理论上讲,任何一个氧化还原反应都能组成原电池.每个原电池都是由两个半电池构成,对应两个电对。原电池电极反应Ox+ne-RedRed-ne-表示氧化型和还原型相互转化的关系式(或分别在两个半电池中发生的反应).半电池反应(或电极反应):式中n为电极反应转移的电子数.Ox组成可逆电池的必要条件1、化学反应可逆2、能量变化可逆原电池电解池二、可逆电池电极反应可逆、速度无限缓慢。3.其他过程可逆1.左边为负极，起氧化作用；右边为正极，起还原作用。2.“

3、

4、”表示相界面，有电势差存在。3.“

5、

6、”表示盐桥，使液接电势降到可以忽略不计。4.要注明温度，不注明就是298.15K；要注明物态，气体要注明压力；溶液要注明浓度。5.气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性电极，通常是铂电极。三、电池的书写方式：纯液体、固体和气体写在靠惰性电极一边,用“,”分开.Zn(s)┃ZnSO4(a)┇┇CuSO4(a)┃Cu(s)正极:Cl2(g)+2e-→2Cl-(aq);负极:Fe2+(aq)-e-→Fe3+(aq).解:例题:将反应2Fe2+(1.0mol·L-1)+Cl2(100kPa)

7、→2Fe3+(0.10mol·L-1)+2Cl-(2.0mol·L-1)设计成原电池,并写出电池符号.1）、根据化学反应设计电池

8、

9、Cl2(100kPa)Cl-(2.0mol·L-1),

10、Pt(+)Fe3+(0.10mol·L-1)Fe2+,(-)Pt

11、1）、根据化学反应设计电池Zn(s)+H2SO4(aq)→H2(p)+ZnSO4(aq)Zn(s)

12、ZnSO4(aq）

13、

14、H2SO4(aq）,H2(p)

15、Pt(-)Zn(s)-2e-→Zn2+(+)2H++2e-→H2(p)净反应：Zn(s)+2H+→Zn2++H2(p)2）

16、、根据电池表示式写出化学反应写出下列电池表示式所对应的化学反应Pt,H2(g)

17、H+(a）

18、O2(g),Pt电池反应：H2(p)+1/2O2(p)H2O(l)解：(-)H2(p)H+(a）+2e-(+)1/2O2(p)+H+(a+2e-H2O(l)正极:Cl2(g)+2e-→2Cl-(aq);负极:Fe2+(aq)-e-→Fe3+(aq).解:2Fe2++Cl2→2Fe3++2Cl-2）根据电池书写化学方式和电极反应

19、

20、Cl2(100kPa)

21、Cl-(2.0mol·L-1)，Pt(+)Fe3+(0.10mol·L-1)Fe2

22、+，Pt桥梁公式:§6.3可逆电池热力学二、可逆电池的热力学函数(E/T)p称为电池电动势的温度系数，可由实验测定后，求出电池反应的熵变。二、可逆电池的热力学函数在等温条件下温度一定时，电池反应的可逆热效应为电池工作时从环境吸热电池工作时向环境放热电池工作时不与环境交换热量电化学中Ew:工作电池Ex:待测电池Es:标准电池6.7电池电动势的测定——对消法1.对消法测电动势的实验装置工作电源电位计检流计标准电池待测电池2.韦斯顿标准电池电极反应：(+)Hg2SO4(s)+2e-→2Hg(l)+SO42-(-)Cd(Hg)+

23、SO42-+8/3H2O（l）→CdSO4.8/3H2O+2e-电池反应：Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2O→CdSO4·8/3H2O(s)+2Hg(l)ET/V=1.01845–4.0510-5(T/K–293.15)–9.510-7(T/K–293.15)2+110-8(T/K–293.15)3通常要把标准电池恒温、恒湿存放，使电动势稳定。优点：电动势稳定，随温度改变小。第四节电极电势和电池电动势1.电极电势()的产生:M活泼Mn+稀溶解>沉积M不活泼沉积>溶解Mn+浓MMn+(aq)+ne-

24、双电层双电层间的电势差,实际上就是氧化还原电对的平衡电势,称之为电极反应的电势,简称为电极电势(E,本书用“”表示.)电极电势电动势的值E=ξ接触+ξ-+ξ扩散+ξ+ξ接触ξ-ξ扩散ξ+3.液体接界电势:扩散电势Ej2.接触电势Ec1.电极电势差4）盐桥只能降低液接电势，但不能完全消除，