第三章电化学基础本章从氧化还原反应出发，简要介绍原电池的组成和符号、半反应式和电池反应式以及电极电势的产生和测量等概念；着重讨论浓度对电极电势的影响以及电极电势的应用；！介绍电解产物的规律及电解的应用；1介绍电化学腐蚀原理、影响因素及防护原理福112026年1月14日3时53分
2026年1月14 日3时53分 1 第三章 电化学基础 ▪ 本章从氧化还原反应出发，简要介绍原电池的组 成和符号、半反应式和电池反应式以及电极电势 的产生和测量等概念； ▪ 着重讨论浓度对电极电势的影响以及电极电势的 应用； ▪ 介绍电解产物的规律及电解的应用； ▪ 介绍电化学腐蚀原理、影响因素及防护原理
第一节原电池和电极电势氧化还原反应的能量变化Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq)+Cu(s)100AH/ kJ.mol-164.77-153.89se /J·K-1.mol-1 41.63-99.6033.15-112.10所以AH.- -153.89- 64.77= -218.66(kJ·mol-1)As.= (33.15-112.10) - (41.63-99.60)恋1= -20.98 (JK-1·mol-1)△G.= -218.66-298.15 × (-20.98) × 10-3= -212.40(kJ·mol-l)计算结果说明了什么？11112026年1月1427拉日3时53分
2026年1月14 日3时53分 2 第一节 原电池和电极电势 一、氧化还原反应的能量变化 Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s) Δf Hm / kJ·mol-1 0 64.77 -153.89 0 Sm / J·K-1·mol-1 41.63 -99.60 -112.10 33.15 所以 ΔHm = -153.89- 64.77= -218.66(kJ·mol-1 ) ΔSm = (33.15-112.10）-（ 41.63-99.60） = -20.98（J·K-1·mol-1） ΔGm = -218.66－298.15×(-20.98)×10-3 = -212.40(kJ·mol-1 ) 计算结果说明了什么？
等温等压可逆条件下，反应在原电池中进行时-△G=-W"=-W-OE=nFE 即 △G=-nFE若反应在标准条件下进行，同理有17OAG--nFEI1F称式中，n为电池反应过程转移电子的物质的量；为法拉第常数，其值为96485C/mol。l可见，若将前述反应在原电池中可逆地做电功，能量利用率为212.40/218.66=97%电池电动势为-212.40×103/(-2×96485)=1.10(V)前式将热力学与原电池参数联系起来，极为重要2026年1月143日3时53分
2026年1月14 日3时53分 3 等温等压可逆条件下，反应在原电池中进行时 -ΔG=-W’=-We =QE=nFE 即 ΔG=-nFE 若反应在标准条件下进行，同理有 ΔG =-nFE 式中，n为电池反应过程转移电子的物质的量； F称 为法拉第常数，其值为96485C/mol。 可见，若将前述反应在原电池中可逆地做电功，能 量利用率为 212.40 /218.66=97% 电池电动势为- 212.40×103 /(-2×96485)=1.10(V) 前式将热力学与原电池参数联系起来，极为重要。
二、原电池的组成和电极反应11、原电池的组成1.101电子电子+金属锌金属铜伏特计电极电极5%琼脂秘麺CTK盐桥-Cu241MCuSO1MZASOCu2++2e-VCU+ Zn2++2eZn-还原阴极氧化阳极2026年1月144日3时53分
2026年1月14 日3时53分 4 二、原电池的组成和电极反应 1、原电池的组成
2、原电池的电极反应式和电池表示式前述电池两个电极上发生的反应为：锌电极（负极）：Zn一→Zn2++2e（氧化：「阳极）铜电极（正极）：Cu2++2e—→Cu（还原；阴极）电池反应为： Zn(s)+ Cu2+(aq)= Zn2+(aq) + Cu(s)同屌元素的氧化态物质和还原态物质构成氧化还原电对，如Zn2+/Zn、Cu2+/Cu。原电池装置可用符号表示，原电池符号也称为原申池表示式。例如上述电池可表示为：(一)Zn I ZnSO4(ci)ICuSO4(c2) | Cu(+)1152026年1月14日3时53分
2026年1月14 日3时53分 5 2、原电池的电极反应式和电池表示式 前述电池两个电极上发生的反应为： 锌电极（负极）：Zn→Zn2++2e （氧化；阳极） 铜电极（正极）：Cu2++2e→Cu （还原；阴极） 电池反应为：Zn(s)+ Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s) 同一元素的氧化态物质和还原态物质构成氧化还原 电对，如Zn2+ /Zn、Cu2+ /Cu。 原电池装置可用符号表示，原电池符号也称为原电 池表示式。例如上述电池可表示为： (―)Zn∣ZnSO4 (c1 )‖CuSO4 (c2 )∣Cu(+)
吉祥1原电池表示式书写方法：11（1）负极写在左边，正极写在右边，物质排列顺序应是真实的接触顺序：（2）用“」”表示气体或固体与液体的相界面，用“I"表示盐桥；（3）气体与固体、固体与固体的相界面以及同种元素不同价态的离子之间都用“，”分隔。如11()Ag,AgBr Br(ci)ICl(c2) /Cl2，Pt(+)1花票无) Pt, H(p)|H(c)IFe+(c2), Fe2+(c)| P(+)梦11111111111-62026年1月14A1M日3时53分
2026年1月14 日3时53分 6 原电池表示式书写方法： （1）负极写在左边，正极写在右边，物质排列顺序 应是真实的接触顺序； （2）用“∣”表示气体或固体与液体的相界面，用 “‖”表示盐桥； （3）气体与固体、固体与固体的相界面以及同种元 素不同价态的离子之间都用“ ， ”分隔。如 （－）Ag，AgBr│Br- (c1 )‖Cl- (c2 ) │Cl2，Pt(＋) （－）Pt，H2 (p) │H+ (c1 )‖Fe3+(c2 )，Fe2+(c3 )│Pt(＋)
1111111111111111111111I111111111111离子-电子法配平半电池反应照1T111E11111111111I11/1111111111111/11111111福/1111111111-11111111福1I1111111一一社I1111111111-11111111福111I11/1111111111111111111I1111111111-72026年1月141111中日3时53分
▪ 离子-电子法配平半电池反应 2026年1月14 日3时53分 7
可逆电极的类型3、T111第一类电极: Znl/Zn2+: Zn2++2e=Zn;金属-金属离子电极：1I Zn→2e=Zn2+Cu|Cu2+: Cu2++2e=Cu111ICu→2e=Cu2+气体-离子电极：C1-Cl2,Pt: Cl+2e=2C1-一一2C1-—2e=Cl11社Pt,O2|OH-: O2+2H20+4e=40H1福40H-4e=0,+2H,011E11111111182026年1月141日3时53分
2026年1月14 日3时53分 8 3、可逆电极的类型 第一类电极 金属-金属离子电极：Zn|Zn2+：Zn2++2e=Zn； Zn－2e=Zn2+ Cu|Cu2+：Cu2++2e=Cu Cu－2e=Cu2+ 气体-离子电极：Cl- |Cl2 ,Pt：Cl2+2e=2Cl－ 2Cl－－2e=Cl2 Pt,O2 |OH－：O2+2H2O+4e=4OH－ 4OH－－4e=O2+2H2O
三、日电极电势I1、电极电势的产生+X1+E1十1Mn+Mn+沉积大于溶解溶解大于沉积1电极带正电电极带负电S11影响电极电势的主要因素为：电极本性、离子浓度和温度福福原申池的电动势为：E=+—-11爱1111/11192026年1月141日3时53分
2026年1月14 日3时53分 9 n+ M - - - - + + + + + + + + - - - - - - - - 三、电极电势 1、电极电势的产生 溶解大于沉积 电极带负电 M n+ + + + + + + + + - - - - - - - - 沉积大于溶解 电极带正电 影响电极电势的主要因素为： 电极本性、离子浓度和温度。 原电池的电动势为： E=φ+－φ－
111111第二类电极11金属-难溶盐电极：Ag,AgCl(s) ICI-:1AgCl(s)+e=Ag(s)+Cl111111.Hg,Hg2Cl2(s) ICI- :111Hg2Cl2(s)+2e=2Hg(s)+2C1-11111金属-难溶氧化物电极：11111111H+,H,O JSb,O3(s) ,Sb:Sb203(s)+6H++6e=2Sb+3H20氧化还原电极：Fe3+,Fe2+|Pt：Fe3++e=Fe2+PtSn4+, Sn2+: Sn4++2e=Sn2+1111.111111102026年1月14M11日3时53分
2026年1月14 日3时53分 10 第二类电极 金属-难溶盐电极：Ag,AgCl(s) |Cl－： AgCl(s)+e=Ag(s)+Cl－ Hg,Hg2Cl2 (s) |Cl－： Hg2Cl2 (s)+2e=2Hg(s)+2Cl－ 金属-难溶氧化物电极: H+ ,H2O |Sb2O3 (s) ,Sb： Sb2O3 (s)+6H++6e=2Sb+3H2O 氧化还原电极： Fe3+,Fe2+|Pt：Fe3++e=Fe2+ Pt|Sn4+ ，Sn2+：Sn4++2e=Sn2+