平衡和电化学.ppt

电极电势的应用 判断反应方向和限度； 选择氧化剂、还原剂。 * . * * 电势E – pH 图 等温等浓度下，以电对的电极电势 E 为纵坐标，溶液的pH值为横坐标的图 O2 + 4H+ + 4e 2H2O E? = 1.229V * 2H2O + 2e H2 + 2OH– E? = – 0.828V * * 化学电源 作为实用电池，应具备条件： ? 能量转换速率快，电流大 ?自放电小 ?电动势大，电池容量大，电池工作范围宽 ?安全、无毒、易得 * 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 * 3.1.原电池 （1）普通锌锰电池 负极： 锌片（锌皮） 正极： MnO2、碳棒 电解质：NH4Cl 、ZnCl2 、淀粉 电极反应 负极：Zn (s) = Zn2+ (aq) + 2e- 正极：MnO2 (s) + 2 NH4+ (aq) +2e- → Mn2O3 (s) + 2NH3 (g) + H2O (l) 电池符号 Zn│ZnCl2、NH4Cl│MnO2，C * 电池反应： Zn (s)+ MnO2 (s)+ 2H2O (l) → ZnO (s) + 2Mn(OH)2 (s) 碱性锌锰电池 锌板－－锌粉 电解液由中性－－碱性 电池 标准电动势/V 开路电势/V 容量/A?h 放电时间/min 碱性电池 1.52 1.55 6.93 1200 普通电池 1.62 1.58 0.89 154 适用于电动玩具、录放机、照相机等。 * 电子手表、液晶显示的计算器或助听器等 电池体积很小，有“钮扣”电池之称。 电极反应： 负极：Zn (s) + 2OH? (aq) ? Zn(OH)2 (s) + 2e? 正极：Ag2O (s) + H2O (l) + 2e? ? 2Ag (s) + 2OH? (aq) 电池反应： Zn (s) + Ag2O (s) + H2O (l) ? Zn(OH)2 (s) + 2Ag (s) 也可以制作大电流的电池，具有质量轻、体积小等优点。用于宇航、火箭、潜艇等方面。 锌银电池 * 锂电池 非水电解质电池 负极——片状金属Li 正极——MnO2 、Ag2CrO4、聚氟化碳、过渡金属硫化物等 电池反应： 负极 Li = Li+ (aq) + e- 正极 MnO2 (s) + Li+ (aq) + e- = LiMnO2 (s) 电池反应 Li (s) + MnO2 (s) = LiMnO2 (s) 优点：电池电压高（2.8~3.7V） 能量密度大 放电电压平稳 工作温度范围宽（－40℃ ~＋50℃） * 3.2 蓄电池 (1) 铅蓄电池 * 铅蓄电池： 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) * 铅蓄电池的性能和用途： 优点：铅酸蓄电池的电动势2.044V，可逆性好，稳定，放电电流大，价廉， 缺点：防震性差、易溢出酸液。 用途：常用作汽车的启动电源，坑道、矿山和潜艇的动力电源。 * (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) 优点：电池电动势1.326V，内阻小，电压平稳，反复充放电次数多，可在低温下工作，用于电子手表、计算器、矿灯、飞机、火箭等。 缺点：污染环境 * (4) 锂离子电池（摇椅电池） 正极：LiCoO2、 LiNiO2或LiMn2O4 负极：锂－碳层间化合物 电解质：溶解性锂盐LiPF6 、 LiAsF6等的有机溶液 优点：工作电压高(3.6V)、体积小、质量轻(氢