电化学5.5可逆电池.ppt

第五节 可逆电池,一．化学反应与原电池,化学反应,自发进行的氧化还原反应，有电子转移，能量释放，G 如 Zn + Cu2+  Zn2+ + Cu,原电池,设置反应装置，由导线转移电子，以电功释放能量，即化学能电能的装置能量以电功形式可被利用如直接在烧杯中进行，能量释放很难利用原电池可按放电和充电时是否可逆分为可逆电池和不可逆电池二. 可逆电池,1. 可逆电池的2个条件,在放电和充电时,(1) 化学反应可逆,如Cu–Zn 电池（有盐桥）,放电,负极 Zn – 2e  Zn2+(a1) 正极 Cu2+ (a2) + 2e  Cu,充电,阴极 Zn2+(a1) +2e  Zn 阳极 Cu–2e  Cu2+(a2),化学反应可逆二. 可逆电池,又如,放电,负极 Zn – 2e  Zn2+(a1) 正极 Cu2+ (a2) + 2e  Cu,充电,阴极 2H+(a1) +2e  H2(p) 阳极 Cu –2e  Cu2+ (a2),化学反应不可逆2) 能量转变可逆 充放电时电流无限小，始终保持平衡状态 实际使用的电池都是不可逆电池二. 可逆电池,2. 可逆电池在热力学中重要意义,等温等压可逆条件下 –rGm=W r’= QE = zFE 此式将热力学与电化学联系起来,三. 电池书写方式,电池表达式要求,1．物质状态：气态－指明压力，溶液－指明浓度或活度，纯固态可省略 2．界面：相界面“ ”，盐桥“  ” 3．顺序：负正 (左右) 4．依附电极（如Pt）：气体，或溶液中物质不能独立做电极时使用。

四．将化学反应组成电池,电池写反应式（较易） 反应式电池,步骤,1．确定氧化物质和还原物质 2．写电极反应 氧化（–e）：负极 还原（+e）：正极 写电池反应，核对电荷平衡，物料平衡 3．写出电池表达式,几个较难掌握的电极反应,四．将化学反应组成电池,几个较难掌握的电极反应,1. 金属－难溶盐 Ag  AgCl,作负极(-e)：,作正级(+e)：,Ag + Cl––e  AgCl,AgCl + e  Ag + Cl–,四．将化学反应组成电池,2. 金属－氧化物 Hg HgO,,作负极(-e)：,H+ Hg + H2O–2e  HgO + 2H+ O来自H2O OH– Hg + 2OH––2e  HgO + H2O O来自OH–,作正级(+e)：,H+ HgO+ 2H+ + 2e  Hg +H2O O与H+结合 OH– HgO + H2O +2e  Hg + 2OH– O与H2O结合,类似电极有,Ag-AgX ( X：Cl–，Br–，I–，CN –，Ac–，SCN–) Ag-Ag2O Hg-Hg2Cl2，HgSO4，HgO Pb-PbCl2，PbI2，PbSO4，PbO2 Sb-Sb2O3,四．将化学反应组成电池,3. O2 H2O,作负极(-e)：,作正级(+e)：,H+,OH–,H+,OH–,四．将化学反应组成电池,例题：由反应式电池,例1 Zn + Cu2+(a2)  Zn2+(a1) + Cu,Zn Zn2+(a1) Cu2+(a2)Cu 隔膜，有液接电位 Zn Zn2+(a1) Cu2+(a2)Cu 盐桥，消除液接电位,例2 AgCl  Ag+ + Cl–,添加消去部分 AgCl  Ag+ + Cl–,Ag +,+ Ag,正,负,Ag–e  Ag＋(a1),电池：AgAg+(a1) Cl–(a2)AgCl-Ag,AgCl + e  Ag + Cl–(a2),四．将化学反应组成电池,例3 H2 + HgO  Hg + H2O,设在酸性溶液中,H2 + HgO  Hg + H2O,正,负,H2–2e  2H+,电池：PtH2(p)H+(a1)HgO-Hg 单液电池,HgO +2H+ +2e  Hg + H2O,例4 Sn2+(a1) + 2Ag+(a2)  Sn4+(a3) +2Ag,电池：Pt Sn2+(a1), Sn4+(a3)  Ag+(a2)Ag,四．将化学反应组成电池,设在酸性溶液中,正,负,H2–2e  2H+,电池：PtH2(p)H+(a1)O2(p)Pt,例5,请转下一节,。