大学化学3化学平衡和电化学课程.ppt

多相反应中平衡常数的书写 有气体参加的反应 其他的两相反应 1.浓度对化学平衡的影响 增加反应物的浓度或减少生成物的浓度，平衡向正反应方向移动。 反之，如果减少反应物的浓度或增加生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动。 2.压力对化学平衡的影响 3．温度对化学平衡的影响 升高温度，平衡将向吸热的方向移动 溶液中的离子平衡 酸碱平衡 沉淀－溶解平衡 配位平衡 溶度积 Solubility Product 溶度积规则 沉淀的转化?? 例如：锅炉中的水垢CaSO4，常常要转化成CaCO3 沉淀的溶解 （1）配合物的组成 讨 论 配位体 3）中心离子的配位数 电镀工业方面 生物医学方面 氧化还原电化学 主要内容 概述 原电池 电极电势及测量 电极电势的应用 电解及应用 电化学 主要研究电能和化学能之间的相互转化以及转化过程中的现象的科学。 概述 电化学反应： （1） 利用自发氧化还原反应产生电流（原电池），反应△G＜0，体系对外做功。 （2）利用电能促使非自发氧化还原反应发生（电解），反应△G＞0，环境对体系做功。 原电池（Electrochemical cell） 任何自发进行的氧化还原(oxidation-reduction)反应，只要设计适当，都可以设计成原电池用以产生电流。 原电池的结构与工作原理 Zn(s)+Cu 2+ (aq)=Zn2+(aq)+Cu(s) 原电池的组成 半电池 阳极 Zn(s)→Zn2+(aq)+2e- (Oxidation) 阴极 Cu2+(aq)+2e-→Cu(s) (Reduction) 总反应： Zn(s)+ Cu2+(aq) →Zn2+(aq)+ Cu(s) 电极 金属或吸附气体的惰性金属浸入该元素离子溶液中 例如：Zn|Zn2+和Pt,H2|H+ 金属－难溶盐（氧化物） 例如:Ag|AgCl,Cl-和Sb|Sb2O3，H+ 惰性电极做极板，溶液中的物质参加电极反应 例如:Pt|Fe3+，Fe2+ 原电池的符号表示 如铜-锌原电池 : Zn∣ZnSO4(c1)┊┊CuSO4(c2)∣Cu 双电层理论 能斯特（德） 双电层的电势差－－电极电势 电极电势的测量 通常选择标准氢电极作为比较的标准，规定标准氢电极电势为零。 电极电势的测量 标准氢电极制备、使用不便，常用饱和甘汞电极来代替 （二级标准）。 电极电势的测量 将标准态的待测电极与标准氢电极组成原电池，测定原电池的电动势E，即可确定电极的标准电极电势 。 说明 适用于标准态溶液，不适用高温及非水体系 附录表Ⅵ中，还原态还原能力自上而下减小，氧化态氧化能力自上而下增加； E与△G的关系 在等温等压下， △G =原电池可做的最大功Wmax. 电极电势的应用 判断正负极，计算E； 判断反应方向和限度； 化学电源的分类 原电池（一次电池） 蓄电池（二次电池） 燃料电池 原电池 （1）普通锌锰电池 碱性锌锰电池 锌银电池 锂电池 蓄电池 铅蓄电池的放电过程： 负极：Pb (s) +SO42- (aq) === PbSO4 (s) +2e- 正极：PbO2 (s) +SO42- (aq) +4H+ (aq) +2e - ==PbSO4 (s) + 2H2O (l) 电池总反应： Pb (s) + PbO2 (s) +2SO42- (aq) +4H+ (aq) === 2PbSO4 (s) +2H2O (l) (2) 镉镍电池（碱性） 电池符号：Cd │ KOH (20%) │NiO(OH) │C 电极反应： 正极：Cd (s) + 2OH- (aq) ≒ Cd (OH)2 (s) +2e- 负极：2NiO(OH) (s) + 2H2O (l) +2e- ≒ 2Ni (OH)2 (s) + 2OH- (aq) 电池反应： Cd (s) + 2NiO(OH) (s) + 2H2O (l) ≒ 2Ni (OH)2 (s) + Cd (OH)2 (s) (3) 氢镍电池 电池符号： Ti-Ni (La-Ni)│ H2 │ KOH │NiO(OH) │C 电极反应： 正极：NiO（OH） (s) + H2O (l) + e- == Ni(OH)2 (s) +OH- (aq) 负极：H2 (g) + 2OH- (aq) == 2H2O (l) + 2e- 电池反应： H2 (g) + 2NiO(OH) (s) == 2Ni(OH)2 (s) (4) 锂离子电池（摇椅电池） 正极：LiCoO2、 LiNiO2或LiMn2O4 负极：锂－碳层