电化学习题课[1]PPT文档格式.ppt

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根据解离平衡时弱电解质的摩尔电导率不等于离子的摩尔电导率之和,只有在无限稀释时才相等.电池与电解池中电极符号的表示电池:

发生失电子反应的极-阳极（负极）发生得电子反应的极-阴极（正极）电解池:

与外加电源的负极相连的电极上发生得电子反应,该电解池的电极为阴极（负极）与外加电源的正极相连的电极上发生失电子反应,该电解池的电极为阳极（正极）电极反应的书写和标准电势例:

铜电极电极反应:

（按还原方向）标准电极电势:

def书写时,电极符号总是从溶液到电极,电极反应写还原方向.讨论题:

1电池

（1）CuCu+Cu+Cu2+Pt电池

（2）CuCu2+Cu+Cu2+Pt电池反应均可写成Cu+Cu2+=2Cu+问两个反应的和有何关系两个反应的相同,但得失电子数不同,所以不同.同一电池反应可设计成不同的电池.由于两电池的电极不同,所以两电池的标准电池电动势不同,同时电极反应的得失电子数也不同.但是因电池反应是相同的,所以尽管两电池的不同,n也不同,但电池反应的是相同的,因此反应的也相同.2.将下面的化学反应设计成电池;

求此电池反应的及若反应写成电池反应的和的值与前者是否相同?

解:

设计电池为时对反应

（2）相同,和与电极上发生反应的物质的量无关,而的值与电池反应方程式的写法有关.3.下列浓差电池

（1）Sn（l）SnCl2（l）Sn-Bixsn=0.89

（2）Sn（l）SnCl2（l）Sn-Bixsn=0.50其电动势是否相同其标准电动势是否相同电池反应的标准平衡常数是否相同二个反应的是否相同是否相同不同相同相同不同不同4.电池TlTlCl（s）NaCl（aq）AgCl（s）AgE（298K）=0.779V;

问

（1）当温度升高时,电池反应的将变大变小

（2）把阳极改为Tl-Hg（汞齐）,当温度升高时,电池反应的将怎样变化?

解1:

因为因为解2:

用汞齐代替纯Tl,结果同前.平衡常数随温度的增加而降低.5已知求:

电极电势不是容量性质,不象那样具有简单的加和性.但电极电势和相应的电极反应的有定量关系.因此可以通过已知电极的的加和来求未知电极反应的电极电势.值得注意:

电极电势实质上并不是电极双电层的电势差,而是相应电极与标准氢电极组成的电池的电动势.6.将下列化学反应设计成电池

（1）AgCl（s）+I-1=AgI（s）+Cl-1AgAgCl（s）+I-1=AgI+Cl-1Ag失电子得电子左极Ag（s）+I-1AgI+e右极AgCl（s）+eAg+Cl-1总反应AgCl（s）+I-1=AgI（s）+Cl-1

（2）Ni（s）+H2O=NiO（s）+H2（g）Ni（s）NiO（s）OH-H2（g）Pt左极Ni+2OH-NiO+H2O+2e右极2H2O+2e2OH-+H2总反应Ni（s）+H2O=NiO（s）+H2（g）Ag,AgI（s）I-Cl-AgCl（s）,Ag,8.写出下列电池在通过1摩尔电子电量时的电极反应和电池反应及电池电动势的能斯特公式PtH2（P0）HCl（m1）AgCl-AgAg-AgClHCl（m2）H2（P0）Pt解:

该电池实际上是由两个电解质溶液不同的同种电池的反向串联而成,按图示顺序,两个电池反应分别为左电池阳极:

左电池阴极:

右电池阳极:

右电池阴极:

串联电池总反应:

其中电池Pb-Hg（x）Pb（NO3）2（aq）Pb-Hg（x）x,x是Pb在汞齐中的量分数,xPb=0.0165,xPb=0.000625.假设上述组成的铅汞齐可看作理想液体混合物.求:

1）298K下该电池的电动势2）在298K,101325Pa下可逆放电1摩尔电荷电量,求电池反应的及与环境交换的热量.3）温度,压力同上,使电池在两极短路下放电,求电池反应的及与环境交换的热量.计算题:

例3解:

电池总反应理想液体混合物的=12）可逆放电1摩尔电荷电量1）3）状态函数变化同前因为电池在两极间短路,相当于未做非体积功,实际过程反应在等温等压下进行利用理想液体混合物的性质例4已知电池的电池电动势,计算在298K时的分解压.所需其它热力学数据查表.解:

由已知电池反应:

查各物质的标准生成焓和标准熵的值分解反应例题5:

电池电动势（298K）为0.6960V,已知

（1）写出电极反应和电池反应;

（2）计算298K时上述电池反应的平衡常数及（3）计算298K时,m=0.5mol/kg的H2SO4水溶液的离子平均活度因子及离子平均活度和H2SO4的活度.解:

（1）

（2）（3）例题6:

时,某电解液中含已知H2（g）在Ag,Ni,Fe,Cd上的析出超电势分别为0.20,0.24,0.18,0.30V.问

（1）当外加电压从小逐渐增大时,在电极上将发生什么变化?

（2）当阴极刚刚析出氢气时,电解液中各金属离子的活度分别为多少?

（1）阴极上发生还原反应,金属析出顺序依电势从高到低.根据能斯特方程MZ+Ze=M各金属和氢气的析出电势:

随外加电压的增加,阴极电势逐渐减小,金属或氢气按析出电势由高到低分步析出.所以顺序为Ag,Ni,H2,然后才可能是Cd,FeAg首先析出.因为随着Ag的析出,阴极表面已镀银,氢气必须以在Ag上的析出电势参加比较,这样比较不难发现,Ni的电势高于氢气在银上的析出电势,所以Ni先于氢气析出.同理,再比较Cd的析出电势和氢气在Ni上的析出电势,断定氢气先析出.H2在Ag（s）,Ni（s）,Cd,Fe上的析出电势:

0.7224V-0.2796V-0.4175V-0.4326VAgNiH2在Ni上Cd假如氢气的析出实质上是电解水,则随氢气的析出,溶液的pH值保持不变,那么Cd,Fe在实际上就不可能有机会析出.

（2）当氢气刚析出时,Cd,Fe未析出,活度不变.作业:

要自某溶液中析出Zn,直至溶液中Zn2+浓度不超过,同时析出过程中H2不会有逸出,问溶液的pH值至少为若干?

（已知,并认为与溶液中电解质浓度无关）解:

如H2不逸出,则近似认为已知在298K,7mol/kgHCl溶液中的在溶液上HCl（g）的平衡分压为46.4Pa,又知

（1）写出电池反应,求反应的

（2）计算298K时下列反应的.（3）在298K下使HCl气体在密闭容器中解离,平衡时总压为,此时1cm3HCl中含H2多少cm3