物理化学 第十一章 可逆电池电动势及其应用
物 理 化 学 第十一章 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：热 释放能量的形式：电能（有 无非体积功 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：热 释放能量的形式：电能(有 无非体积功 用功)
电化学与化学热力学的联系 电池的电功 w。=nFE 等温等压下 w。≤-△G nEF≤-△G 对可逆电池等号成立 nFE=-△，G zEF=-△，Gm
电化学与化学热力学的联系 电池的电功 w nFE e = 等温等压下 e r r w G nEF G − − 对可逆电池等号成立 r r m nFE G zEF G = − = −
§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I一→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
1.电化学反应可逆 E外 2an✉92c Zn2+ Cu2+ 对电池(1) 放电时： 充电时： ()Zn→Zn2++2e ()Zn2++2e→Zn (+)Cu2++2e→Cu (+)Cu→Cu2++2e Zn+Cu2+→Zn2++Cu Cu+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+ + 2eCu + 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
(2) Cu H2S04 对电池(2) 放电： 充电： Zn+2Ht→Zn2++H2 Cu+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。 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298.15K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*(ag) (+)Cu2*(aq)+2e>Cu(s) 净反应：Zn(s)+Cu2+(aq)→Cu(s)+Zn2+(ag) 电池的表示 -）Zn(s)Zn2+(aq)lCu2+(ag)lCu(s)(中 严格的说，应为 )CuZn(s)Zn2(aq)Cu2(ag)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 (-)H,(g)-2e→2H*(ag) (+)Cl(g)+2e→2C1(ag) 净反应：H2(g)+Cl2(g)→2H+(aq)+2C1(ag) 电池的表示 -)Pt,H2(g)HCI(aq)Cl(g),Pt (
原电池 - 2 - 2 ( ) ( ) 2 2 ( ) ( ) ( ) 2 2 ( ) H g e H aq Cl g e Cl aq + − − − → + + → 净反应： H (g) Cl (g) 2 ( ) 2 ( ) 2 2 H aq Cl aq + − + → + 电池的书写表示方法示例 电池的表示 2 2 −) Pt,H ( ) HCl( ) ( ), (+ g aq Cl g Pt