1、作业：1（1）（3）（5）（7）（9），3，6；A. 12.1 12.2 阅读：A. 11.4 12.1,第九章 电化学平衡 Chapter 9 Electrochemical Equilibrium,引言：1. 本章讨论有电功时的化学平衡，即电池中的化学反应 如何平衡。所以本章研究对象：电池。,2. 一个反应作电功与否是反应的不同途径。,Zn(s),Cu2+,例如： 反应 ZnCu2+ Zn2+Cu,在烧杯中进行,在电池中进行,Zn和Cu2直接进行电子转移，W 0,W 0,注：不同途径的功和热不同，而状态函数变相同。,2e-,3. 只有氧化还原反应或含有氧化还原步骤的非氧化还原反应才可能在电
2、池中发生。,92 可逆电池及可逆电极的一般知识,一、电池的习惯表示方法：,规定： 阳极在左，阴极在右 物质必须注明状态 “|”相界面， “|”盐桥,例2.,Pt|H2|HCl(aq)|AgCl|Ag,H2,Pt,HCl(aq),AgCl+Ag,二、电极反应和电池反应,电极： half-cell,(1) 是指电池放电时，电极上及整个电池中宏观上发生的总变化；(2) 因为可逆，所以这些变化是在呈平衡的条件下完成的，需要的时间无限长。,(Electrode reaction and cell reaction),例2. Pt|H2|HCl(aq)|AgCl|Ag,1/2H2 H+ +e-,AgCl
3、+e- Ag+Cl-,AgCl+1/2H2 Ag+H+Cl-,电池放电量为1mol e,AgCl+1/2H2 Ag+HCl,or,思考：写电极反应和电池反应的注意事项是什么？,三、可逆电池的条件,可逆：双复原,具体要保证：,1. 内部条件：电池充、放电过程中，一切物质变化完全互逆。,(2) 不存在液体接界,保证系统复原,2. 外部条件：I0。即保证环境复原,四、可逆电极的分类 （自学）,93 可逆电池电动势的测量 (Measurement of e.m.f for reversible cell),e.m.f - electromotive force,E的符号：E是电池的性质，代表电池作电功
4、的本领，可用电位差计测量，本无符号可言。但公式-rGmzFE中， rGm有符号，所以，为使公式成立必须人为地为E规定一套符号，如下：,rGm 0;,rGm 0，不自发，E0; (表明表示的电池 与实际情况不符),rGm 0，平衡，E0; (无作功本领),94 可逆电池电动势的计算(Calculation of e.m.f),一、由电池反应的化学能计算E：,E：Standard e.m.f.，参与电池反应的所有物质均处于自己标准状态时的E， Ef(T)，可由rGm计算。,二、由参与电池反应的物质的状态(活度)计算E,E是电池的性质，所以由制作电池的材料状态决定,某巨大电池内发生1mol ，电池放
5、z mol e电量，则,Nernsts Equation,意义：各物质的状态决定E。(z影响E吗？),例 Pt|H2 (p1) |OH-|O2(p2)|Pt,anode: H2 + 2OH- 2H2O +2e-,cathode: 1/2O2 + H2O +2e- 2OH-,cell: H2 1/2O2 H2O,其中E的意义：当p1p2p且溶液中的水近似为纯水时的E。,三、由电极电势计算E,为更深入讨论E，应把注意力集中到电池中的相界面上：,阳电解质阴,(代数和),但电位差阳和阴均不可直接测量。所以，对必须用对于某个参考值的相对值，这个相对值叫做电池的电极电势。通常用标准氢电极作参比电极 (Re
6、ference electrode),1. 标准氢电极 (Standard hydrogen electrode),H+ (a=1) | H2(理想气体, p)| Pt,作阴极时反应： H+ (a=1) + e- 1/2H2 (a=1),标准氢电极的利弊：,利：与 相比，任意电极的值可解决。,弊：不可制备；使用不便；结果不稳定,规定,2. 甘汞电极 (Calomel electrode),在实验中用得最多的参比电极。,KCl(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg,反应： Hg2Cl2 + 2e- 2Hg + 2Cl-,容易制备，使用方便， 值稳定可靠（已成商品）,KCl(aq)：饱和甘汞电极(用得最多),KCl(aq)：1mol.dm-3,KCl(aq)：0.1mol.dm-3,分三类,
