電化學(xué)5.5可逆電池.ppt

制作：陳紀(jì)岳 第五節(jié) 可逆電池 藥學(xué)院物理化學(xué)教研室 返回 一化學(xué)反應(yīng)與原電池 化學(xué)反應(yīng) 自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，有電子轉(zhuǎn)移，能量釋放， G 如 Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu Zn CuSO4 原電池 設(shè)置反應(yīng)裝置，由導(dǎo)線轉(zhuǎn)移電子，以電功釋放能量，即化 學(xué)能 電能的裝置。能量以電功形式可被利用。 Cu CuSO4 Zn ZnSO4 如直接在燒杯中進(jìn)行，能量釋放很難利用。 原電池可按放電和充電時是否可逆分為可逆電池和不可逆電池。 藥學(xué)院物理化學(xué)教研室 返回 二 . 可逆電池 1. 可逆電池的 2個條件 在放電和充電時 (1) 化學(xué)反應(yīng)可逆 如 CuZn 電池（有鹽橋） 放電 負(fù)極 Zn 2e Zn2+(a1) 正極 Cu2+ (a2) + 2e Cu 充電 陰極 Zn2+(a1) +2e Zn 陽極 Cu2e Cu2+(a2) 化學(xué)反應(yīng)可逆。 電解反應(yīng) Zn2+(a1) + Cu Zn + Cu2+(a2) 電池反應(yīng) Zn + Cu2+(a2) Zn2+(a1) + Cu 藥學(xué)院物理化學(xué)教研室 返回 二 . 可逆電池 又如 放電 負(fù)極 Zn 2e Zn2+(a1) 正極 Cu2+ (a2) + 2e Cu 充電 陰極 2H+(a1) +2e H2(p) 陽極 Cu 2e Cu2+ (a2) 化學(xué)反應(yīng)不可逆。 電解反應(yīng) 2H+(a1) + Cu H2(p) + Cu2+(a2) 電池反應(yīng) Zn + Cu2+(a2) Zn2+(a1) + Cu Cu Zn HCl (2) 能量轉(zhuǎn)變可逆 充放電時電流無限小，始終保持平衡狀態(tài)。 實(shí)際使用的電池都是不可逆電池。 1. 可逆電池的 2個條件 在放電和充電時 (1) 化學(xué)反應(yīng)可逆 藥學(xué)院物理化學(xué)教研室 返回 二 . 可逆電池 2. 可逆電池在熱力學(xué)中重要意義 等溫等壓可逆條件下 rGm=W r= QE = zFE 此式將熱力學(xué)與電化學(xué)聯(lián)系起來 藥學(xué)院物理化學(xué)教研室 返回 三 . 電池書寫方式 電池表達(dá)式要求 1物質(zhì)狀態(tài)：氣態(tài)指明壓力，溶液指明濃度或活度， 純固態(tài)可省略 2界面：相界面“ ”，鹽橋“ ” 3順序：負(fù) 正 (左 右 ) 4依附電極（如 Pt）：氣體，或溶液中物質(zhì)不能獨(dú)立做電 極時使用。 藥學(xué)院物理化學(xué)教研室 返回 四將化學(xué)反應(yīng)組成電池 兩個基本技能 電池 寫反應(yīng)式（較易） 反應(yīng)式 電池 步驟 1確定氧化物質(zhì)和還原物質(zhì) 2寫電極反應(yīng) 氧化（ e）：負(fù)極 還原（ +e）：正極 寫電池反應(yīng)，核對電荷平衡，物料平衡。 3寫出電池表達(dá)式 幾個較難掌握的電極反應(yīng) 藥學(xué)院物理化學(xué)教研室 返回 四將化學(xué)反應(yīng)組成電池 幾個較難掌握的電極反應(yīng) 1. 金屬難溶鹽 Ag AgCl 作負(fù)極 (-e)： e +e 作正級 (+e)： Ag + Cle AgCl AgCl + e Ag + Cl 藥學(xué)院物理化學(xué)教研室 返回 四將化學(xué)反應(yīng)組成電池 2. 金屬氧化物 Hg HgO 作負(fù)極 (-e)： H+ Hg + H2O2e HgO + 2H+ O來自 H2O OH Hg + 2OH2e HgO + H2O O來自 OH 作正級 (+e)： H+ HgO+ 2H+ + 2e Hg +H2O O與 H+結(jié)合 OH HgO + H2O +2e Hg + 2OH O與 H2O結(jié)合 類似電極有 Ag-AgX ( X： Cl， Br， I， CN ， Ac， SCN) Ag-Ag2O Hg-Hg2Cl2， HgSO4， HgO Pb-PbCl2， PbI2， PbSO4， PbO2 Sb-Sb2O3 e +e 藥學(xué)院物理化學(xué)教研室 返回 四將化學(xué)反應(yīng)組成電池 3. O2 H2O 作負(fù)極 (-e)： 作正級 (+e)： +e e H+ H2O 2 1e2OH 22 OH OHO21e2OH2 22 H+ OHe2H2O21 22 OH OH2e2OHO 2 1 22 藥學(xué)院物理化學(xué)教研室 返回 四將化學(xué)反應(yīng)組成電池 例題：由反應(yīng)式 電池 例 1 Zn + Cu2+(a2) Zn2+(a1) + Cu Zn Zn2+(a1) Cu2+(a2)Cu 隔膜，有液接電位 Zn Zn2+(a1) Cu2+(a2)Cu 鹽橋，消除液接電位 例 2 AgCl Ag+ + Cl 添加消去部分 AgCl Ag+ + Cl +e e Ag + + Ag 正 負(fù) Age Ag (a1) 電池： AgAg+(a1) Cl(a2)AgCl-Ag AgCl + e Ag + Cl(a2) 藥學(xué)院物理化學(xué)教研室 返回 四將化學(xué)反應(yīng)組成電池 例 3 H2 + HgO Hg + H2O 設(shè)在酸性溶液中 H2 + HgO Hg + H2O +2H+ +2H+ 正 負(fù) H22e 2H+ 電池： PtH2(p)H+(a1)HgO-Hg 單液電池 HgO +2H+ +2e Hg + H2O e +e 例 4 Sn2+(a1) + 2Ag+(a2) Sn4+(a3) +2Ag 電池： Pt Sn2+(a1), Sn4+(a3) Ag+(a2)Ag e +e 藥學(xué)院物理化學(xué)教研室 返回 四將化學(xué)反應(yīng)組成電池 OH O21H 222 設(shè)在酸性溶液中 +2H+ +2H+ 正 負(fù) H22e 2H+ 電池： PtH2(p)H+(a1)O2(p)Pt e +e 例 5 OHO21H 222 OHe2H2O21 22 . 制作：陳紀(jì)岳 請轉(zhuǎn)下一節(jié) 返回