电化学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第七章电化学(1)利用化学反应来产生电能:将能够自发进行化学反应放在原电池装置中使化学能转化为电能；原电池（§7.5~~~§7.9）§7.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律电解池阴极:2H++2e－H2阳极：不论是原电池还是电解池，其共同特点是，当外电路接通时：电极与溶液界面上有电子得失反应发生；溶液内部有离子做定向迁移运动。极板与溶液界面上进行化学反应电极反应两个电极反应之和为总化学反应：原电池电池反应；电解池电解反应2.电解质溶液和法拉第定律电解过程法拉第定律同时适合用于原电池放电过程电极反应通式可写为§7.2离子迁移数离子迁移数:离子B所运载电流占总电流分数（以t表示,其量纲为1）由阳离子、阴离子分别传递电流：离子运动速度与电场强度相关。2.离子迁移数测定方法例7.2.1：用两个银电极电解AgNO3水溶液。在电解前，溶液中每1kg水含43.50mmolAgNO3。试验后，银库仑计中0.723mmolAg沉积。由分析得知，电解后阳极区有23.14g水和1.390mmolAgNO3。试计算t(Ag+)及t(NO3-)。此题还有另一个解法，即对阳极区进行物料衡算，(2)界面移动法电解质溶液：相距为1m,面积为1m2两个平行板电极之间充满电介质溶液时电导。2.电导测定例7.3.1：25℃时在一电导池中盛以c为0.02moldm3KCl溶液，测得其电阻为82.4。若在同一电导池中盛以c为0.025moldm3K2SO4溶液，测得其电阻为326.0。已知25℃时0.02moldm3KCl溶液电导率为0.2768Sm–1。试求：(1)电导池系数Kcell；(2)0.0025moldm3K2SO4溶液电导率和摩尔电导率。3.摩尔电导率与浓度关系4.离子独立运动定律和离子摩尔电导率对于弱电解质，其(弱)可由强电解质(强)来求5.电导测定应用§7.4电解质溶液活度、活度因子及德拜-休克尔极限公式因a+，a-无法直接测定，只能测定平均离子活度a。离子活度因子定义例7.4.1试利用教材表7.4.1数据计算25℃时0.1molkg–1H2SO4水溶液中b，a，及a。2.离子强度(1)离子氛(2)德拜–休克尔极限公式原电池是利用电极上氧化还原反应自发将化学能转化为电能装置。比如：反应电池可逆包含三方面含义：化学可逆性即物质可逆。要求两个电极在充电时均可严格按放电时电极反应式逆向进行。(2)热力学可逆性即能量可逆。要求电池在无限靠近平衡状态下工作。要满足能量可逆要求，电池必须在电流趋于无限小，即I0状态下工作。以实际电池为例：(1)丹聂尔电池即Cu-Zn电池阳极：ZnZn2++2e-阴极：Cu2++2e-Cu电池反应：Zn+Cu2+Zn2++Cu丹聂尔电池电极反应含有可逆性，在I0且不考虑液体接界处扩散过程不可逆性时，可作为可逆电池处理。不是任何电池都含有化学可逆性，比如将Zn、Cu直接放入H2SO4中，(2)韦斯顿(Weston)标准电池2.电池电动势测定电池电动势测定必须在电流无限靠近于零条件下进行。§7.6原电池热力学2.由计算rSm4.Qr,m计算反应物5.能斯特(Nernst)方程电池反应到达平衡时，E=0，§7.7电极电势和液体接界电势按Nernst方程：阳极：H22H++2e-阴极：Zn2++2e-ZnH2+Zn2+Zn+2H+教材表7.7.1中列出了25℃水溶液中电极标准电极电势，2.原电池电动势计算(2)(3)液体接界电势为两种不一样溶液界面上存在电势差。它是由溶液中离子扩散速度不一样引发。减小方法：加盐桥（盐桥液中电解质阴、阳离子迁移数应靠近）。§7.8电极种类碱性标准电极电势是怎样求出？将碱性氢电极与酸性标准氢电极组成电池：Pt|H2(g)|H+OH–,H2O|H2(g)|Pt(3)氧电极结构：将镀有铂黑铂片浸入含有H+或OH-溶液中，并不停通O2(g)就组成了酸性或碱性氧电极。推导：在金属上覆盖一层该金属难溶盐，然后将它浸入含有与该难溶盐含有相同负离子易溶盐溶液中而组成。最惯用有银-氯化银电极和甘汞电极。电极表示：Cl–|Hg2Cl2(s)|Hg电极反应：电极反应可认为分两步进行：Hg2Cl2(s)Hg22++2Cl–(1)Hg22++2e–2Hg(2)Hg2Cl2(s)+2e–2Hg+2Cl–(3)优点：锑-氧化锑电极为固体电极，应用起来很方便。3.氧化还原电极如：Fe3+,Fe2+Pt,Fe3++e–Fe2+Co3+,Co2+Pt,Co3++e–Co2+1.氧化还原反应2.中和反应(反应前后价态无改变)3.沉淀反应(反应前后价态无改变)例：电池反应：H+(a2)H+(a1)G<0反应标准上都可设计成原电池，但并不是全