物理化学章可逆原电池幻灯片.ppt-淘文阁

资源描述

《物理化学章可逆原电池幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理化学章可逆原电池幻灯片.ppt（84页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、物理化学章可逆原电池2023/1/10物理化学第1页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学第2页，共84页，编辑于2022年，星期日Zn-+CuZnSO4CuSO4多多孔孔隔隔膜膜铜锌电池示意图铜锌电池示意图Zn(-)(-)极反应为极反应为:ZnZn2+(m1)+2e-Cu(+)(+)极反应为极反应为:Cu2+(m2)+2e-Cu电池反应为电池反应为:Zn+Cu2+(m2)Cu+Zn2+(m1)Zn(阴阴)极反应为极反应为:Zn2+(m1)+2e-ZnCu(阳阳)极反应为极反应为:CuCu2+(m2)+2e-电池反应为电池反应为:Cu+Zn2+(m1)Zn+Cu2+(m

2、2)充充电电放放电电第3页，共84页，编辑于2022年，星期日金属铜和锌片同时插入硫酸水溶液所组成的电池金属铜和锌片同时插入硫酸水溶液所组成的电池Cu片片Zn片片多孔隔膜硫酸水溶液硫酸水溶液放电过程放电过程(原电池原电池)Zn(-)极极:Zn-2e-Zn2+Cu(+)极极:2H+2e-H2电池反应电池反应:Zn+2H+Zn2+H2充电过程充电过程(电解池电解池)Zn(阴阴)极极:2H+2e-H2Cu(阳阳)极极:Cu-2e-Cu2+电池反应电池反应:Cu+2H+Cu2+H2不符合条件不符合条件(1)，不是可逆电池；，不是可逆电池；充电电池寿命：不符合条件充电电池寿命：不符合条件(2)，也不是可

3、逆电池，也不是可逆电池第4页，共84页，编辑于2022年，星期日二、原电池的表示法（原电池符号）原电池原电池（两个）电极（两个）电极金属类导体金属类导体|电解质（溶液）电解质（溶液）或或电解质（溶液）电解质（溶液）|金属类导体金属类导体金属类导体金属类导体|电解质电解质(溶液溶液)+电解质电解质(溶液溶液)|金属类导体金属类导体负极负极正极正极规定：规定：产生电势差的相界面以产生电势差的相界面以“|”表示；表示；负极在左边，正极在右边，电解质在中间；负极在左边，正极在右边，电解质在中间；注明物质的存在形态、温度、压强、活度；注明物质的存在形态、温度、压强、活度；第5页，共84页，编辑于

5、分别写出左边电极电极(负极负极)所进行的所进行的氧化反应氧化反应和右边电极和右边电极(正极正极)所进行的所进行的还原反应，然后相加还原反应，然后相加即得原电池反应。即得原电池反应。例例写出下列原电池的电池反应：写出下列原电池的电池反应：-)PtFe3+(a1),Fe2+(a2)|Ag+(a3)|Ag(+解：负极解：负极:Fe2+(a2)Fe3+(a1)+e-正极正极:Ag+(a3)+e-Ag(s)电池反应电池反应:Fe2+(a2)+Ag+(a3)=Fe3+(a1)+Ag(s)第7页，共84页，编辑于2022年，星期日如何根据化学反应设计原电池？如何根据化学反应设计原电池？先找出化学反应被氧化的

6、物质作为原电池的负先找出化学反应被氧化的物质作为原电池的负极，被还原的物质作为原电池的正极，然后按上极，被还原的物质作为原电池的正极，然后按上述惯例写出原电池符号。述惯例写出原电池符号。例例将下列化学反应设计成原电池：将下列化学反应设计成原电池：AgCl(s)+I-(a1)=Cl-(a2)+AgI(s)解：负极：解：负极：Ag(s)+I-(a1)AgI(s)+e-正极正极:AgCl(s)+e-Cl-(a2)+Ag(s)电池反应电池反应:AgCl(s)+I-(a1)=Cl-(a2)+AgI(s)原电池符号：原电池符号：)Ag(s),AgI(s)|I-(a1)Cl-(a2)|AgCl(s),Ag(

7、s)(+第8页，共84页，编辑于2022年，星期日1.1.电极与电解质溶液界面间电势差的产生电极与电解质溶液界面间电势差的产生相间电势差（金属相间电势差（金属-溶液溶液）1 1+金金属属导导体体三、可逆原电池的电动势可逆原电池的电动势形成双电层形成双电层+金金属属导导体体相间电势差（金属相间电势差（金属-溶液溶液）2 2+第9页，共84页，编辑于2022年，星期日带电离子在两相间的转移带电离子在两相间的转移界面处：界面处：锌片一侧富集电子锌片一侧富集电子(负电荷负电荷)溶液一侧富集溶液一侧富集Zn2+(正电荷正电荷)固固/液界面发生特性吸附液界面发生特性吸附形成形成扩散扩散双电层双电层

8、偶极分子的定向排列偶极分子的定向排列第10页，共84页，编辑于2022年，星期日+金属1金属2相间电势差（金属相间电势差（金属金属金属接触电势）接触电势）2.2.接触电势差接触电势差电子逸出功电子逸出功(e e)不同，逸出电子的数量不同不同，逸出电子的数量不同当两金属相间不再出现电子的净转移时，其间当两金属相间不再出现电子的净转移时，其间建立了双电层，该双电层的电势差就是接触电势建立了双电层，该双电层的电势差就是接触电势差，用差，用接触接触表示。表示。接触接触 e,1e,1-e,2e,2第11页，共84页，编辑于2022年，星期日3.3.液体接界电势差液体接界电势差相间电势差（相间电势差

9、（液体接界电势）液体接界电势）液体接界处液体接界处负离子过剩负离子过剩正离子过剩正离子过剩(左左)(右右)+m(左左)0，若，若E 0，则认为原电池正、，则认为原电池正、负极设计反了。负极设计反了。第13页，共84页，编辑于2022年，星期日四、原电池电动势的测定原电池电动势的测定 1.1.可逆电池电动势的测定可逆电池电动势的测定补偿法补偿法 I00，因为，因为E=IR+IR内内，R内内0，则：则：若标准氢电极为正极，则若标准氢电极为正极，则E=-E待测，待测，E待测待测0；标准氢电极：标准氢电极：Pt,1/2H2(g,p)|H+(aH+1)电电极反应为：极反应为：H+(aH+=1)+e-

10、1/2H2(g,p)第32页，共84页，编辑于2022年，星期日橡皮塞橡皮塞饱和饱和KClKCl晶体晶体素瓷素瓷素瓷素瓷Hg2Cl2Hg饱和甘汞电极示意图饱和甘汞电极示意图Pt甘汞电极常作为甘汞电极常作为参比电极参比电极。KCl浓度浓度不同，甘汞电极的电极电势也不同。不同，甘汞电极的电极电势也不同。cKCl=0.1moldm-3时时:E甘汞甘汞=0.3337-710-5(t-25)cKCl=1.0moldm-3时时:E甘汞甘汞=0.2810-2.410-4(t-25)cKCl达到饱和浓度时达到饱和浓度时:E甘汞甘汞=0.2412-7.610-4(t-25)氢标难制作、难控制氢标难制作、难控制选

11、择二级标准选择二级标准参比电极参比电极第33页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学四、可逆电极电势与浓度的关系四、可逆电极电势与浓度的关系第34页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学电极反应的电极反应的Nernst公式公式第35页，共84页，编辑于2022年，星期日E电极电极称为标准电极电势，其值与物质的本性称为标准电极电势，其值与物质的本性及温度有关。但氢电极的标准电极电势例外，及温度有关。但氢电极的标准电极电势例外，在任何温度下氢电极的标准电极电势均为零。在任何温度下氢电极的标准电极电势均为零。如氢电极：如氢电极：H+(aH+)|H2

12、(g,pH2),Pt电极反应电极反应：H+(aH+)+e-0.5H2(g,pH2)第36页，共84页，编辑于2022年，星期日五、标准电极电势顺序表五、标准电极电势顺序表电极反应中各反应物均处于标准状态下电极反应中各反应物均处于标准状态下的电极电势，将此时的电极的电极电势，将此时的电极(标准电极标准电极)与标与标准氢电极构成电池，则准氢电极构成电池，则E=E=E待测电极待测电极只要只要，就有，就有氧电极氧电极：OH-(aOH-)|O2(g,pO2),Pt4OH-(aOH-)O2(g,pO2)+2H2O+4e-第37页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学作用：作用：在

13、在标准状态标准状态下，确定构成电池的两电极何下，确定构成电池的两电极何者为正，何者为负；者为正，何者为负；E=E+-E-0在在标准状态标准状态下，确定溶液中离子的反应顺下，确定溶液中离子的反应顺序；序；在在298.15K下测得下测得E电极电极，并依大小顺序排列得并依大小顺序排列得“标准电极电势顺序表标准电极电势顺序表9-1(a)、(b)、(c)”正极发生还原反应：正极发生还原反应：氧化态氧化态(a氧氧)+ze-还原态还原态(a还还)第38页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学电极电势愈负，失电子的趋势愈大；电极电势电极电势愈负，失电子的趋势愈大；电极电势愈正，则得电子

14、的趋势愈大。愈正，则得电子的趋势愈大。反应正向进行，有反应正向进行，有即：即：，且，且值越正，反应趋势越大；值越正，反应趋势越大；在正极上是电极电势越正的离子优先还原；在正极上是电极电势越正的离子优先还原；负极发生还原反应，是下反应的逆反应：负极发生还原反应，是下反应的逆反应：氧化态氧化态(a氧氧)+ze-还原态还原态(a还还)反应逆向进行，有反应逆向进行，有即：即：，且，且值越负，反应趋势越大；值越负，反应趋势越大；在负极上是电极电势越负的物质优先氧化；在负极上是电极电势越负的物质优先氧化；第39页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学注意：注意：上述讨论是分别针

15、对正、负极，但不能上述讨论是分别针对正、负极，但不能认为认为的电极不能作正极，而的电极不能作正极，而的电极不能作负极。因为电极反应不能独立存的电极不能作负极。因为电极反应不能独立存在，必须通过电池完成，只要下式成立即可。在，必须通过电池完成，只要下式成立即可。计算计算 E，rGm和和K；例例求反应求反应 Zn+Cd2+=Zn2+Cd 在在298.15K时时的平的平衡常数衡常数K。解：将反应设计为电池反应，先确定正、负极：解：将反应设计为电池反应，先确定正、负极：第40页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学正极：正极：Cd2+(aCd2+)+2e-=CdE(Cd2

16、+/Cd)-)负极：负极：Zn2+(aZn2+)+2e-=ZnE(Zn2+/Zn)电池反应：电池反应：Zn+Cd2+(aCd2+)=Zn2+(aZn2+)+Cd E=E(Cd2+/Cd)-E(Zn2+/Zn)=0.3602V查表得：查表得：E(Zn2+/Zn)=-0.7628V E(Cd2+/Cd)=-0.4026VE(Zn2+/Zn)第41页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学例例计计算下列算下列电电池在池在298.15K时时的的电动势电动势，求出，求出负负极极的的标标准准电电极极电势值电势值。Cu,Cu(OH)2(s)|OH-(aOH-=0.1)|Cu2+(aCu

17、2+2+=0.1)|Cu解：按题给电池符号写出电极反应：解：按题给电池符号写出电极反应：正极正极：Cu2+(aCu2+2+=0.1)+2e-Cu 负极：负极：Cu+2OH-(aOH-=0.1)Cu(OH)2(s)+2e-电池：电池：Cu2+(aCu2+2+=0.1)+2OH-(aOH-=0.1)=Cu(OH)2(s)第42页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学查表得查表得 Ksp=2.210-20，且且298.15K时时第43页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学第44页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学六、电动势

18、测定的应用六、电动势测定的应用前面：前面：由由 E 和和求求rGm、rHm、rSm和和Qr；判断电池反应的方向；判断电池反应的方向；求电解质的活度和活度系数；求电解质的活度和活度系数；1.1.确定标准电极电势及离子平均活度系数确定标准电极电势及离子平均活度系数设电池：设电池：Pt,H2(g,p)|HCl(m)|AgCl(s),Ag第45页，共84页，编辑于2022年，星期日电池反应为：电池反应为：0.5H2(g,p)+AgCl(s)H+(a+)+Cl-(a-)+Ag(s)pH2p，AgCl及及Ag均为纯物质，因此：均为纯物质，因此：对于对于1-1价型电解质，价型电解质，a+a-=(a)2,m

19、=m,故故第46页，共84页，编辑于2022年，星期日在在298.15298.15K时，上式可改写成：时，上式可改写成：电解质浓度很稀时，将电解质浓度很稀时，将D-H公式代入得：公式代入得：整理得：整理得：第47页，共84页，编辑于2022年，星期日2.2.难溶盐活难溶盐活(溶溶)度积的测定度积的测定AgCl溶解达到平衡时：溶解达到平衡时：设计下列原电池：设计下列原电池：-)Ag(s)Ag+(aAg+)Cl-(aCl-)AgCl(s),Ag(s)(+负极负极Ag(s)Ag+(aAg+)+e正极正极AgCl(s)+eAg(s)+Cl-(aCl-)电池反应电池反应AgCl(s)=Ag+(aAg+)

20、+Cl-(aCl-)AgCl(s)=Ag+(aAg+)+Cl-(aCl-)第48页，共84页，编辑于2022年，星期日反应达到平衡时，反应达到平衡时，aAg+aCl-Ksp，rGm=-zEF=0=0，即：即：E=0=0，所以：，所以：3.3.溶液溶液pH值的测定值的测定pH值定义为：值定义为：pHlgaH+，电极对，电极对H+可逆可逆，氢电极测氢电极测pH值值 Pt,H2(g,p)|待测液待测液|KCl(a)|Hg2Cl2(s),Hg(l)E=E甘甘EH+/H2第49页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学故：故：E=E甘甘+(2.303RT/F)pH298.15K，

21、E=E甘甘,298.15K+0.05916pH 醌氢醌电极测醌氢醌电极测pH值值 C6H4O2C6H4(OH)2=C6H4O2+C6H4(OH)2醌氢醌醌氢醌(QH2Q)醌醌(Q)氢醌氢醌(QH2)OOOHHO电极反应：电极反应：Q(a醌醌)+2H+(aH+)+2e-QH2(a氢醌氢醌)第50页，共84页，编辑于2022年，星期日298.15K下，与饱和甘汞构成电池下，与饱和甘汞构成电池(P473)：E0.45820.05916pH E0时，时，pH7.7，适于中、酸性溶液适于中、酸性溶液：pH(0.4582E)0.05916E7.7，当当pH8.5时，时，醌氢醌电极失效，故醌氢醌电极失效，

22、故适于弱碱性溶液：适于弱碱性溶液：pH(0.4582+E)0.05916醌与氢醌等量，且难溶，稀溶液，则醌与氢醌等量，且难溶，稀溶液，则a醌醌=a氢醌氢醌第51页，共84页，编辑于2022年，星期日玻璃电极玻璃电极氢离子选择电极氢离子选择电极定温下，定温下，和和为定值，所以：为定值，所以：E=E甘甘-a+bpH第52页，共84页，编辑于2022年，星期日离子在溶液中的存在形态，离子在溶液中的存在形态，电势滴定，等等。电势滴定，等等。4.4.电势滴定电势滴定与电导滴定类似，测定的是电势而已。与电导滴定类似，测定的是电势而已。第53页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化

23、学4 4 浓差电池和液体接界电势浓差电池和液体接界电势原原电电池池化学电池化学电池浓差电池浓差电池有迁移电池：有扩散电势有迁移电池：有扩散电势无迁移电池：无扩散电势无迁移电池：无扩散电势无迁移电池：无扩散电势无迁移电池：无扩散电势有迁移电池有迁移电池未加盐桥的双液电池未加盐桥的双液电池无迁移电池无迁移电池有迁移电池：有扩散电势有迁移电池：有扩散电势单液电池单液电池加盐桥的双液电池加盐桥的双液电池化学电池化学电池化学反应，浓差电池化学反应，浓差电池浓度变化浓度变化第54页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学一、电极浓差电池一、电极浓差电池单液浓差电池单液浓差电池两

24、电极的材料相同，只是其中两电极的材料相同，只是其中作用物的活度不同，两电极共用同一电解质溶作用物的活度不同，两电极共用同一电解质溶液所构成的电池。液所构成的电池。Pt,H2(g,p1)|H+(a)|H2(g,p2),Pt正极：正极：2H+(a)+2e-H2(g,p2)负极：负极：H2(g,p1)2H+(a)+2e-电池电池：H2(g,p1)=H2(g,p2)1.气体浓差气体浓差第55页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学Pt,Cl2(g,p1)|Cl-(a)|Cl2(g,p2),Pt正极：正极：Cl2(g,p2)+2e-2Cl-(a)负极：负极：2Cl-(a)Cl2(

25、g,p1)+2e-电池电池：Cl2(g,p2)=Cl2(g,p1)对阳离子可逆和对阴离子可逆的电动势计对阳离子可逆和对阴离子可逆的电动势计算表达有差异。算表达有差异。第56页，共84页，编辑于2022年，星期日2.2.汞齐浓差电池汞齐浓差电池-）Hg-Zn(a1)|Zn2+(aZn2+)|Zn(a2)-Hg(+负极负极Zn(a1)Zn2+(aZn2+)+2e-正极正极Zn2+(aZn2+)+2e-Zn(a2)电池反应电池反应Zn(a1)=Zn(a2)E=E右,还原E左,还原显然：显然：a1a2，E 0第57页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学特点特点：（1）一定温度

26、下，原电池的电动势与电解质）一定温度下，原电池的电动势与电解质溶液的浓度无关，仅依赖于电极材料物溶液的浓度无关，仅依赖于电极材料物质的浓度或压强；质的浓度或压强；（2）只有一种电解质溶液，无液接电势；）只有一种电解质溶液，无液接电势；（3）电池反应的方向总是某种物质从高浓度）电池反应的方向总是某种物质从高浓度向低高浓度转移。向低高浓度转移。第58页，共84页，编辑于2022年，星期日二、电解质浓差电池与液体接界电势二、电解质浓差电池与液体接界电势电极材料和组成均相同（或纯物质）电极材料和组成均相同（或纯物质），只是电解质溶液的浓度不同只是电解质溶液的浓度不同双液浓差。双液浓差。-)Ag(

27、s)|AgNO3(a1)|AgNO3(a2)|Ag(s)(+负极负极Ag(s)e-Ag+(a1)正极正极Ag+(a2)+e-Ag(s)电池反应电池反应AgNO3(a2)=AgNO3(a1)显然：显然：a2a1，E 0a2=a1，E=01.消除液接电势的双液浓差电池消除液接电势的双液浓差电池第59页，共84页，编辑于2022年，星期日Hg(l),Hg2Cl2(s)|KCl(a1)|KCl(a2)|Hg2Cl2(s),Hg(l)显然：显然：a1a2，E 0a1=a2，E=0正极正极Hg2Cl2(s)+2+2e-2Hg(l)+2KCl (a2)负极负极 2Hg(l)+2KCl (a1)Hg2Cl2(

28、s)+2+2e-电池电池 2KCl (a1)=2KCl (a2)第60页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学Ag,AgCl(s)|HCl(a1)|H2(p1),Pt-Pt,H2(p1)|HCl(a2)|AgCl(s),Ag正极正极Ag+HCl(a1)AgCl(s)+0.5H2(p1)负极负极 AgCl(s)+0.5H2(p1)Ag+HCl(a2)电池电池 HCl(a1)=HCl(a2)第61页，共84页，编辑于2022年，星期日设设：Ag+的迁移数为的迁移数为t+，NO3-的迁移数为的迁移数为t-，当电池可逆地输出当电池可逆地输出1mol元电荷的电量时，有：元电荷的电

29、量时，有：正极：正极：Ag+(a+,2)+e-Ag消耗消耗1molAg+负极：负极：AgAg+(a+,1)+e-产生产生1molAg+-)Ag(s)|AgNO3(a1)|AgNO3(a2)|Ag(s)(+阳离子反应电池阳离子反应电池2.未消除液接电势的双液浓差电池未消除液接电势的双液浓差电池第62页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学而在液体接界面上将有而在液体接界面上将有1 1mol离子通过：离子通过：t+molAg+通过界面自左通过界面自左(a1)向右向右(a2)迁移迁移t-molNO3-通过界面通过界面自右自右(a2)向左向左(a1)迁迁正极区：迁移增加正极区：

30、迁移增加t+molAg+，减少，减少t-molNO3-负极区：迁移增加负极区：迁移增加t-molNO3-，减少减少t+molAg+t+Ag+(a+,1)+t-NO3-(a-,2)=t+Ag+(a+,2)+t-NO3-(a-,1)纯电池反应：纯电池反应：Ag+(a+,2)=Ag+(a+,1)电池总反应：电池总反应：t-AgNO3(a2)=t-AgNO3(a1)第63页，共84页，编辑于2022年，星期日将将AgNO3的活度的活度(1-1价型价型)a=(a)2代入：代入：纯电池反应有纯电池反应有Ag+(a+,2)=Ag+(a+,1)，则：，则：第64页，共84页，编辑于2022年，星期日电解质为电

32、-pH图图一、元素电势图及其应用一、元素电势图及其应用多多种氧化态种氧化态不同氧化态构成的物质按照不同氧化态构成的物质按照氧化氧化数的大小数的大小从从高到低高到低排列排列标明标明相邻电对相邻电对的的标准标准电极电势电极电势元素电势图。元素电势图。介质的酸碱性影响电势大小介质的酸碱性影响电势大小酸性元素电势图，碱性元素电势图。酸性元素电势图，碱性元素电势图。判断反应，求算电势，了解元素的氧化判断反应，求算电势，了解元素的氧化/还原还原电池（电极）热力学的应用电池（电极）热力学的应用第67页，共84页，编辑于2022年，星期日二、电势一二、电势一pHpH图及其应用图及其应用电极电势电极电势氧化

33、氧化/还原能力；还原能力；电极电势电极电势氧化态氧化态/还原态的活度及还原态的活度及pH值值；确定氧化态确定氧化态/还原态的活度，作出电势与溶液还原态的活度，作出电势与溶液pH值的关系图值的关系图电势电势-pH图图确定不同氧化态存在的确定不同氧化态存在的电势电势 pH范围范围1.电势电势-pH图上曲线的类型图上曲线的类型设有如下电极反应：设有如下电极反应：第68页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学mM+hH+ze-nN+iH2O298K时：时：整理得：整理得：E与与pH呈呈线性关系线性关系第69页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学直线斜率

34、直线斜率k=-0.05916(h/z)(1)有有H+(或或OH-)而无而无e-参加的电极反应参加的电极反应z=0，则，则k，垂线，垂线(2)有有e-而无而无H+(或或OH-)参加的电极反应参加的电极反应h=0，则，则k=0，水平线，水平线(3)有有e-和和H+(或或OH-)共共(1)同参加的电极反应同参加的电极反应(2)k=-0.05916(h/z)p，说明氧元素以说明氧元素以O2存在存在即：水分解即：水分解;若若pO2p，说明氢元素以说明氢元素以H2存在存在即：水分解即：水分解;若若pH2p，说明氢元素以说明氢元素以H2O存存在，即：水稳定在，即：水稳定pH 电电势势aa2a-2第74页，共

35、84页，编辑于2022年，星期日abO2的热力学稳定区的热力学稳定区H2O的热力学稳定区的热力学稳定区H2的热力学稳定区的热力学稳定区pHE/V水的电势水的电势-pH图图平衡线的下方都是还原态物质的稳定区，平衡线的下方都是还原态物质的稳定区，平衡线上方为氧化态物质的稳定区。平衡线上方为氧化态物质的稳定区。线上任何一点则线上任何一点则表示氧化态及还表示氧化态及还原态物质平衡共原态物质平衡共存。两基线之间存。两基线之间的电势差为定值的电势差为定值:第75页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学3.Zn-H2O的电势的电势-pH图图可能存在的反应：可能存在的反应：(1)Zn2

36、+2e-Zn；(有有e-无无H+)(2)Zn2+2OH-Zn(OH)2；(有有OH-无无e-)(3)ZnO2=+2H+Zn(OH)2；(有有H+无无e-)(4)Zn(OH)2+2e-+2H+Zn+2H2O；有有H+(5)ZnO2=+2e-+4H+Zn+2H2O；有有e-第76页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学对反应对反应(2)有有，而，而则则或或对反应对反应(3)有有，若，若则则第77页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学对反应对反应(4)有有如何求如何求?反应反应(1)Zn2+2e-=Zn反应反应(2)Zn2+2OH-=Zn(OH)2

37、反应反应(w)OH-+H+=H2O(4)=(1)-(2)+2(w)第78页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学对反应对反应(5)有有(5)=(3)+(4)第79页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学bpH 电电势势a481216-2-1120(1)(2)(3)(4)(5)ZnZn2+Zn(OH)2ZnO2=第80页，共84页，编辑于2022年，星期日4.4.电势电势-pH图的绘制图的绘制绘制电势一绘制电势一pH的一般的一般图步骤图步骤(P484484)：(1)(1)确定此体系可能发生的各种反应；确定此体系可能发生的各种反应；(2)(2)查出参

38、加每一反应的各物质的热力学数据，查出参加每一反应的各物质的热力学数据，计算反应的计算反应的rGm、K、E电极电极；(3)(3)写出各反应的写出各反应的E电极电极与与pH的关系式；的关系式；(4)(4)指定温度、其它离子活度、气体压强等，指定温度、其它离子活度、气体压强等，简化简化E电极电极与与pH的关系式；的关系式；(5)(5)依简化关系式求出对应的依简化关系式求出对应的E电极电极和和pH数据作图数据作图第81页，共84页，编辑于2022年，星期日对有对有e-参与的反应的平衡线：参与的反应的平衡线：线上氧化态稳定区，线下还原态稳定区线上氧化态稳定区，线下还原态稳定区对无对无e-参与的反应的平衡

39、线：参与的反应的平衡线：线左酸性态稳定区，线左酸性态稳定区，线右碱性态稳定区。线右碱性态稳定区。电势电势-pH图的应用见教材图的应用见教材P486487第82页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学第第6节节化学电源简介化学电源简介6.16.1 化学电源的定义和组成化学电源的定义和组成6.4 6.4 化学电源的选择和应用化学电源的选择和应用6.3 6.3 化学电源的性能化学电源的性能6.2 6.2 化学电源的分类化学电源的分类第83页，共84页，编辑于2022年，星期日2023/1/10物理化学第第7 7节节固体电解质简介固体电解质简介7.1 7.1 概述概述7.2 7.2 固体电解质的分类和导电机理固体电解质的分类和导电机理7.3 7.3 固体电解质的分类和导电机理固体电解质的分类和导电机理第84页，共84页，编辑于2022年，星期日

展开阅读全文