09第九章可逆电池的电动势及其应用教案分析.ppt

（二）电动势的测定 （三）可逆电池的热力学 （三）可逆电池的热力学 （五）电极电势和电池电动势 （五）电极电势和电池电动势 （六）电动势测定的应用 解： ⑴电池表达式为 ⑵ （3）设计的电池 负极 正极 例6 已知298K时下述电池的电动势为1.362V， 又知H2O(g)的 ，该温度下，水的饱和蒸气压为3167Pa，求在298K时氧气的逸度等于多少，才能使Au2O3与Au呈平衡？ * 第九章 可逆电池的电动势及其应用 一、基本概念和公式 （一）可逆电池与不可逆电池 1. 可逆电池的条件 （1）电极上的化学反应可向正反两个方向进行 （2）可逆电池在放电或充电时所通过的电流必须十分微小（无限小）。 作为原电池（EE外）的放电反应是作为电解池（ EE外）的充电反应的逆反应。 （3） 电池中没有不可逆的液体接界存在。 2. 可逆电极 金属-难溶盐及其阴离子组成的电极 氧化-还原电极 ⑴第一类电极 ⑵第二类电极 ⑶第三类电极 金属与其阳离子组成的电极 汞齐电极 气体电极 氢电极 氧电极 卤素电极 金属-氧化物电极 （一）可逆电池与不可逆电池 （二）电动势的测定 1. 对消法测定电动势的原理 测量电动势的仪器：电位差计 （二）电动势的测定 2.标准电池 电池反应： (-) Cd(Hg)→Cd2++Hg(l)+2e- (+)Hg2SO4(s)+2e-→2Hg(l)+SO42- 净反应： Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2O →CdSO4·8/3H2O(s)+Hg(l) 1. Nernst 方程 （三）可逆电池的热力学 2、 从E 求K 3、从E和 求DrHm和DrSm 4、电动势E与温度的关系 若 与温度无关 （四）电动势产生的机理 （四）电动势产生的机理 （1）电极与电解质溶液界面电势差 1.产生原因 （2）接触电势 （3）液体接界电势 2.双电层结构 在金属与溶液的界面上，溶液中的反离子只有一部分紧密地排在固体表面附近，相距约一、二个离子厚度称为紧密层(contact double layer)； 另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，称为扩散层(diffused double layer)。紧密层和扩散层构成了双电层 3. 液体接界电势的消除 (1) 盐桥法 双联电池不仅可以完全消除Ej，而且可以保留单液电池的优点，在E的表达式中不出现单独离子的活度和活度系数，可以精确求算电动势。 (2) 双联电池 总反应为： 盐桥可以使液接电势减小到可以忽略不计的程度。最常用的盐桥有KCl，KNO3，NH4NO3溶液等。 （四）电动势产生的机理 （五）电极电势和电池电动势 （五）电极电势和电池电动势 1、标准氢电极 根据IUPAC的建议，将标准氢电极作为负极，待测电极为正极，因为 ，所测电动势即为待测电极的氢标还原电极电势，习惯上还称电极电势。 （五）电极电势和电池电动势 2、电极电势的能斯特公式 3、二级标准电极——甘汞电极 （五）电极电势和电池电动势 氢电极使用不方便，用有确定电极电势的甘汞电极作二级标准电极。 电极反应为： 4、电池电动势的计算 5、浓差电池(Concentration Cell) (1) 单液浓差电池 (2)双液浓差电池（电解质相同而活度不同） 6、液体接界电势Ej 测定液接电势，可计算离子迁移数。 （4） 判断氧化还原的方向 （2） 求离子迁移数 （1） 求热力学函数的变化值 （3） 测定未知的?$ (Ox|Red)值 （6） 求 (不稳定)等 （7） 测溶液的pH （8） ?(Ox|Red) pH图、水的电势 pH图、铁的 电势 pH图 （5） 测平均活度系数 二、 计算题 例1 25℃及1Pθ下，将一可逆电池短路，使有96500库仑的电量通过电池，此时放出的热量恰为该电池可逆操作时所吸入的热量的43倍。在25℃及1Pθ下，该电池的电动势的温度系数是0.00014V?K-1，试求此电池在25℃及1Pθ下的Qr、 、 、 、E？ 解1：可逆电池短路，相当于化学反应直接进行 问：Zn和CuSO4溶液的置换反应，若在25℃，1Pθ进行设计可逆电池，做出电功200kJ, 放热6kJ,计算此反应的 解：Wf=-200 kJ, Qr=-6 kJ 三问： 对下列电池，Pt∣ H2(P1) ∣H2SO4(m) ∣H2(P2) ∣ Pt 假氢气遵从状态方程式 ， 式中?＝0.0148L?mol-1,且与温度压力无关，当氢气