电化学

Zn(s) | H 2SO 4 (a ) | Cu(s)
放电时： 放电时：
负极反应 正极反应
Zn(s) → Zn + 2e
+ −
2+
−
2H + 2e → H 2 (g)
+ 放 电 2+
电池反应
Zn(s) + 2H → Zn + H 2 (g)
Cu(s) → Cu
+ −
2+
充电时： 充电时：
阳极反应 阴极反应
阳极反应 阴极反应
2Ag(s) + 2Cl → 2AgCl(s) + 2e
−
−
2H + + 2e − → H 2 (g)
电池反应
2Ag(s) + 2HCl(a) 充电 2AgCl(s)+ H 2 (g) →
反应可逆，能量可逆，故上述电池为可逆电池。 反应可逆，能量可逆，故上述电池为可逆电池。 例题2 例题2 如电池
+ 2e
−
2H + 2e → H 2 (g)
电池反应
Cu(s) + 2H + 充电→ Cu 2+ + H 2 (g)
电极反应不可逆，故不是可逆电池。 电极反应不可逆，故不是可逆电池。
再如丹尼尔电池
Zn(s) | Zn (a1 ) || Cu (a2 ) | Cu(s)
由于电池放电充电时， 由于电池放电充电时，两液体接触处存在离子的扩 散过程，故严格讲丹尼尔电池是不可逆电池。 散过程，故严格讲丹尼尔电池是不可逆电池。
可逆电池电动势及其应用
Gibbs自由能判据：∆GT , p 自由能判据： 自由能判据 若反应在电池中进行，则 若反应在电池中进行，
≤ Wf
Wf = W电功＝ − zEF
∴
∆GT , p ≤ − zEF
∆ r Gm ≤ − nEF = − zEF
按电池反应完成单位反应时Gibbs自由能变化： 自由能变化： 若ξ=1mol，按电池反应时转移电荷物质的量 按电池反应完成单位反应时转移电荷物质的量
∆ r Gm ≤ − zEF
——热力学与电化学联系的桥梁 热力学与电化学联系的桥梁
§7-5 可逆电池和可逆电极
一、可逆电池的条件 a.电池充、放电时化学反应可逆（物质可逆） a.电池充、放电时化学反应可逆（物质可逆） 电池充 b.电池充、放电时电流无限小（能量可逆） b.电池充、放电时电流无限小（能量可逆） 电池充
2+
2+
例题1 例题1
Pt | H 2 ( pϑ ) | HCl(a ) | AgCl(s) | Ag(s) 如电池
负极反应
放电时： 放电时：
H 2 → 2H + + 2e −
2AgCl(s) + 2e − → 2Ag(s) + 2Cl −
正极反应
电池反应 充电时： 充电时：
H 2 (g) + 2AgCl(s) 放电→ 2Ag(s) + 2HCl(a )