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1、第五节第五节 原电池原电池一、可逆电池与不可逆电池一、可逆电池与不可逆电池1. 1. 可逆电池的可逆电池的3 3个条件个条件 如电动势为如电动势为E的铜锌电池，将一的铜锌电池，将一外加电动势外加电动势E与之相联。与之相联。当当E E，电池将放电，电池将放电 (1) (1) 化学反应可逆，即电池充、放电反应互为逆反应化学反应可逆，即电池充、放电反应互为逆反应 可逆电池的概念十分重要，因为只有可逆电池才能进可逆电池的概念十分重要，因为只有可逆电池才能进行严格的热力学处理。行严格的热力学处理。负负极极 ZnSO4溶液溶液ZnCue-e-素烧瓷素烧瓷 铜铜- -锌电池示意图锌电池示意图E正正极极CuS
2、O4溶液溶液负极反应负极反应 Zn Zn2+ + 2e 正极反应正极反应 Cu2+ + 2e Cu电池反应电池反应 Zn + CuSO4 Cu + ZnSO4阴阴极极 ZnSO4溶液溶液ZnCue-e-素烧瓷素烧瓷 铜铜- -锌电池示意图锌电池示意图E阳阳极极CuSO4溶液溶液当当E E E，电池将放电，电池将放电E2. 2. 不可逆电池不可逆电池 当当E 0，表示化学能全部转化为电能之外，电池，表示化学能全部转化为电能之外，电池在恒温可逆在恒温可逆 工作时，从环境吸收的可逆热也变为电能；工作时，从环境吸收的可逆热也变为电能；Qr0，表示，表示化学能除了一部分转化为电能外，另一部分传化学能除了
3、一部分转化为电能外，另一部分传 给了环境给了环境 Qr=0，表示化学能全部转化为电能，表示化学能全部转化为电能二、可逆电池的热力学函数二、可逆电池的热力学函数举例：举例：298 K时，电池时，电池PtH2（p ）H2SO4（0.01mol kg-1）O2（p ）Pt 的电动势的电动势E1.228V，( E / T)p= -8.49 10-4V K-1。试写出该电池的电池反应，并求算该温度下电池反应。试写出该电池的电池反应，并求算该温度下电池反应的的 rGm、 rHm、 rSm及可逆放电时的热效应及可逆放电时的热效应Qr。解：解：正极反应正极反应 O2（p ）+ 2H+（ ）+ 2e H2O（l
4、） 电池反应电池反应 H2（p ）+ O2（p ） H2O（l）H2（p ） 2H+（ ）+ 2e 负极反应负极反应 第八节第八节 浓差电池浓差电池一、化学电池一、化学电池Zn（s）| Zn2+（a1）Fe3+（a2），），Fe2+（a3）| Pt 凡是电池中物质的总变化涉及的是一凡是电池中物质的总变化涉及的是一化学反应化学反应，称，称之为化学电池。之为化学电池。 1. 无液接的化学电池无液接的化学电池2. 用盐桥消除液接界的化学电池用盐桥消除液接界的化学电池Zn（s）+ 2Fe3+（a2） Zn2+（a1）+ Fe2+（a3）Pt|H2（p ）|HCl（a=1）|Cl2（p ）|Pt电池反应
5、：电池反应：H2（p ）+ Cl2（p ） HCl（a=1）电池反应：电池反应：二、浓差电池二、浓差电池 凡是电池中物质变化的净作用仅仅是由凡是电池中物质变化的净作用仅仅是由高浓度向低浓高浓度向低浓度的扩散度的扩散，则称之为浓差电池。，则称之为浓差电池。 组组成成电电池池的的两两个个电电极极液液种种类类或或活活度度相相同同，而而两两个个电电极极的的活活度度或或逸逸度度不不同同（如如汞汞齐齐电电极极、气气体体电电极极）而而组组成成的的电电池池，称称为为单单液液浓浓差差电电池池；电电极极相相同同，电电极极反反应应相相同同，只是电极只是电极液的浓度（或活度）不同，称为液的浓度（或活度）不同，称为双液
6、浓差电池双液浓差电池。浓差电池的标准电动势浓差电池的标准电动势E =0二、浓差电池二、浓差电池（一）单液浓差电池（一）单液浓差电池PtH2（p1）HCl（m）H2（p2）Pt例如，气体电极组成的浓差电池：例如，气体电极组成的浓差电池：电极反应电极反应 负极反应负极反应 H2（p1） 2H+（m）+ 2e 正极反应正极反应 2H （m）+ 2e H2（p2）总变化总变化H2（p1） H2（p2）二、浓差电池二、浓差电池（二）双液浓差电池（二）双液浓差电池例如，硝酸银浓差电池例如，硝酸银浓差电池:Ag（s）AgNO3（a1）AgNO3（a2）Ag（s）总变化总变化电极反应电极反应负极反应负极反应
7、Ag（s） Ag+（a1）+ e 正极反应正极反应 Ag+（a2）+ e Ag（s）Ag+（a2） Ag+（a1）二、浓差电池二、浓差电池（三）双联浓差电池（三）双联浓差电池 两个相同的电池串接在一起，构成双联浓差电池，可两个相同的电池串接在一起，构成双联浓差电池，可消除液接电势。例如：消除液接电势。例如：Pt H2（p ） HCl（a1） AgCl（s） Ag（s）Ag（s） AgCl（s） HCl（a2） H2（p ） Pt左电池反应左电池反应 H2（p ）+ AgCl（s） Ag（s） + HCl（a1）右电池反应右电池反应Ag（s） + HCl（a2） H2（p ）+ AgCl（s）总反应总反应HCl（a2） HCl（a1）
