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1、Nernst 方程方程由电动势由电动势E及其温度系数求反应及其温度系数求反应 的的 和和9.4 可逆电池的热力学可逆电池的热力学从从标准电动势标准电动势E 求反应的平衡常数求反应的平衡常数 1课程章节设某电池反应设某电池反应等温方程等温方程可逆电池中可逆电池中 Nernst 方程方程电池反应中，纯固体或纯液体电池反应中，纯固体或纯液体理想气体理想气体实际气体实际气体提示：提示： 一、Nernst 方程方程2课程章节负极负极,氧化氧化正极正极,还原还原净反应净反应Nernst 方程为方程为例：例：3课程章节二、二、从从E 求电池反应平衡常数求电池反应平衡常数K4课程章节而而rGm 、rGm 、K
2、与反应式的写法有关。与反应式的写法有关。同一电池同一电池注意：注意： 电池电动势电池电动势E ，E在指定状态下在指定状态下(电极、溶液浓电极、溶液浓度度)有确定的值，与电池反应式的写法无关，有确定的值，与电池反应式的写法无关，5课程章节三、求电池反应的三、求电池反应的rHm 、rSm及热效应及热效应Qr,m电池电动势的温度系数电池电动势的温度系数6课程章节对于等温化学反应对于等温化学反应电池反应热效应：电池反应热效应：电池反应不吸热也不放热电池反应不吸热也不放热反应从环境吸热反应从环境吸热反应向环境放热反应向环境放热7课程章节电池反应热效应电池反应热效应焓变，焓变，非电池非电池反应热效应反应热
3、效应电能电能 = 化学能化学能 + 可逆电池放热可逆电池放热8课程章节例例 25C 时电池时电池电池反应电池反应求求rGm 、rSm、 rHm及热效应及热效应Q？如果电池短路（只反应不作电功）仍求上述各量？如果电池短路（只反应不作电功）仍求上述各量？9课程章节电池可逆放电时电池可逆放电时rGm、rSm、rHm 数值同上数值同上解：由题给反应知解：由题给反应知 z =1如果电池短路，如果电池短路，10课程章节 一定一定T, p下，若反应在烧杯中进行，发生单位反下，若反应在烧杯中进行，发生单位反应时系统向环境放热应时系统向环境放热126.7kJmol-1 ，但同样量的反，但同样量的反应在原电池中恒
4、温恒压下可逆进行时只放热应在原电池中恒温恒压下可逆进行时只放热17.1 kJmol-1,少放出的部分能量少放出的部分能量109.6kJ是系统对环境所是系统对环境所作的电功。作的电功。11课程章节4. 298 K时时,下述电池的电动势为下述电池的电动势为1.228 V：已知已知H2O(1)的标准摩尔生成焓为的标准摩尔生成焓为 。试求：。试求：（1）该电池的温度系数；该电池的温度系数；（2）该电池在该电池在273 K时的电动势。设反应焓在该温时的电动势。设反应焓在该温度区间内为常数。度区间内为常数。12课程章节6. 在在298K时时, 电池电池Hg(l)Hg2Cl2(s)HCl(a)Cl2(p)
5、Pt(s)的电动势的电动势为为1.092 V，温度系数为，温度系数为9.42710-4VK-1。（1）写出有写出有2个电子得失的电极反应和电池的净反个电子得失的电极反应和电池的净反应；应；（2）计算与该电池反应相应的计算与该电池反应相应的rGm，rSm，rHm及可逆热效应及可逆热效应QR。若只有。若只有1个电子得失，则这些值个电子得失，则这些值又等于多少？又等于多少？（3）计算在相同的温度和压力下，与计算在相同的温度和压力下，与2个电子得失个电子得失的电池净反应相同的热化学方程式的热效应。的电池净反应相同的热化学方程式的热效应。13课程章节8. 分别写出下列电池的的电极反应、电池反应，列出分别
6、写出下列电池的的电极反应、电池反应，列出电动势电动势E的计算公式，并计算电池的标准电动势的计算公式，并计算电池的标准电动势E。设活度因子均为设活度因子均为1，气体为理想气体。所需的标准电，气体为理想气体。所需的标准电极电势从电极电势表中查阅。极电势从电极电势表中查阅。（1） ； （2） ；（3） ；（4）PtSn4+ (aSn4+) ，Sn2+(aSn2+) Tl3+ (aTl3+) ，Tl+ (aTl+) Pt；（5） 。14课程章节15课程章节16课程章节当当 0时，则时，则Qr0，表示原电池在恒温下，表示原电池在恒温下可逆放电时与环境无热的交换，化学能全部可逆放电时与环境无热的交换，化学
7、能全部电能。电能。当当 0时，则时，则电池放热电池放热。化学能电能，一。化学能电能，一部分化学能部分化学能电能，另一部分化学能以热的形式放出；电能，另一部分化学能以热的形式放出；当当 0时，则时，则电池吸热电池吸热。化学能电能，电。化学能电能，电池反应中，电池从环境吸热，与化学能一起池反应中，电池从环境吸热，与化学能一起电能；电能；17课程章节 从从可可逆逆电电池池的的温温度度系系数数是是正正或或负负，可可以以判判断断电电池池在在工作时是吸热还是放热。工作时是吸热还是放热。应应该该指指出出，可可逆逆电电池池中中的的反反应应热热效效应应QR。与与一一般般化化学学反反应应的的反反应应热热rHm不不
8、同同。QR = rHm + zFE 可可以以看看出出：若若电电动动势势随随温温度度升升高高而而增增大大，QR0，电电池池等等温温可可逆逆工工作作时时，从从环环境境吸吸热热，因因此此-rHmzFE，即即反反应应热热比比电电能能小小，这这表表明明除除反反应应热热全全部部转转变变为为电电能能外外，电电池池在在等等温温可可逆逆工工作作时时从从环环境境吸吸收收的的可可逆逆热热也也变变为为电电能能。若若电电动动势势随随温温度度升升高高而而减减小小，QRzFE。这这表表明明反反应应热热除除一一部部分分转转化化为为电电能能外外，另另一一部部分分传传给给环环境境。若若电电动动势势不不随随温温度度而而变变，则则QR=0，这这表表明明电电池池可可逆逆工工作作时时与与环环境境没没有有热热量量交交换换，因因此此，-rHm=zFE，即即反反应应热热全全部部转转变变为为电电能。能。18课程章节
