可逆电池的电动势及其应用解析
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第九章 可逆电池的电动势及其应用
Ag / Ag
⑴ 写出电极反应和电池反应式（指出电极发生什 么反应） ⑵ 求出298K时电池电动势E
⑶
⑷
求298K时可逆热Qr
求298K时 AgBr / Br
⑸
求298K0.1mHBr的活度系数
解：
1 H 2 (0.01 p ) H (0.1m) e 2 AgBr(s) e Ag(s) Br (0.1m)
（四）电动势产生的机理
3. 液体接界电势的消除 (1) 盐桥法 盐桥可以使液接电势减小到可以忽略不计的程 度。最常用的盐桥有KCl，KNO3，NH4NO3溶液等。 (2) 双联电池
Na( Hg)(a) | NaCl(m) | AgCl(s) Ag(s)
Ag(s) AgCl(s) | NaCl(m' ) | Na( Hg)(a)
Ag (a2 ) Ag (a1 )
6、液体接界电势Ej
RT a2 E ln F a1
RT a RT m E j (t t ) ln (t t ) ln F a ' F m' RT m 测定液接电势，可 (2t 1) ln 计算离子迁移数。 F m'
E 0.003355 T p
E QR TDS nFT 96500 J T p
⑷
为解决 AgBr / Br 的数值可设计如下电池
Ag | Ag (a 1) | Br (a 1) | AgBr Ag RT E ln K SP AgBr / Br Ag / Ag nF
（三）可逆电池的热力学 1. Nernst 方程
2、 从E 求K
⑴ 写出电极反应和电池反应式（指出电极发生什 么反应） ⑵ 求出298K时电池电动势E
⑶
⑷
求298K时可逆热Qr
求298K时 AgBr / Br
⑸
求298K0.1mHBr的活度系数
解：
1 H 2 (0.01 p ) H (0.1m) e 2 AgBr(s) e Ag(s) Br (0.1m)
（四）电动势产生的机理
3. 液体接界电势的消除 (1) 盐桥法 盐桥可以使液接电势减小到可以忽略不计的程 度。最常用的盐桥有KCl，KNO3，NH4NO3溶液等。 (2) 双联电池
Na( Hg)(a) | NaCl(m) | AgCl(s) Ag(s)
Ag(s) AgCl(s) | NaCl(m' ) | Na( Hg)(a)
Ag (a2 ) Ag (a1 )
6、液体接界电势Ej
RT a2 E ln F a1
RT a RT m E j (t t ) ln (t t ) ln F a ' F m' RT m 测定液接电势，可 (2t 1) ln 计算离子迁移数。 F m'
E 0.003355 T p
E QR TDS nFT 96500 J T p
⑷
为解决 AgBr / Br 的数值可设计如下电池
Ag | Ag (a 1) | Br (a 1) | AgBr Ag RT E ln K SP AgBr / Br Ag / Ag nF
（三）可逆电池的热力学 1. Nernst 方程
2、 从E 求K
可逆电池电动势及其应课件
) Pt , H2 ( P)HCl (0.06m) || HCl (0.001m)Cl2 (0.05P) , Pt (+
精选ppt
) Pt , H2 ( P)HCl (0.06m) || HCl (0.001m)Cl2 (0.05P) , Pt (+
精选ppt
四、构成可逆电极的条件
1）反应（物质）可逆； 2）电极上正、逆反应速度相当（正、逆
反应难易程度相当），从实用角度看 ，充、放电过程难易相当。
精选ppt
例如电池： Pt，H2 HCl（m）AgCl Ag （单液电池）
为热力学上严格的可逆电池:
1）H+、H2 在 Pt 上的氧化、还原反应的 难易程度相当；
精选ppt
若采用盐桥法可消除 液接电势，近似地当 作可逆电池。
但严格地说：双液电 池肯定有液接电势， 热力学不可逆。
所以说丹尼尔电池不是可逆电池。
前面介绍的几个电池中Leabharlann 只有铅蓄电池在 i 0 时为可逆电池。
精选ppt
例：单液的可逆电池
放电： Pt ） ½ H2 e H+ Ag +）AgCl + e Ag + Cl
总反应：Pb + PbO2+ 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
充电：阴）Pb：PbSO4 + 2e Pb + SO42
阳）PbO2：PbSO4 + 2H2O PbO2 + SO42 + 4H+ + 2e
总反应：2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2+ 2H2SO4
电极反应、总反应完全化学可逆。
例如：
精选ppt
) Pt , H2 ( P)HCl (0.06m) || HCl (0.001m)Cl2 (0.05P) , Pt (+
精选ppt
四、构成可逆电极的条件
1）反应（物质）可逆； 2）电极上正、逆反应速度相当（正、逆
反应难易程度相当），从实用角度看 ，充、放电过程难易相当。
精选ppt
例如电池： Pt，H2 HCl（m）AgCl Ag （单液电池）
为热力学上严格的可逆电池:
1）H+、H2 在 Pt 上的氧化、还原反应的 难易程度相当；
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若采用盐桥法可消除 液接电势，近似地当 作可逆电池。
但严格地说：双液电 池肯定有液接电势， 热力学不可逆。
所以说丹尼尔电池不是可逆电池。
前面介绍的几个电池中Leabharlann 只有铅蓄电池在 i 0 时为可逆电池。
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例：单液的可逆电池
放电： Pt ） ½ H2 e H+ Ag +）AgCl + e Ag + Cl
总反应：Pb + PbO2+ 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
充电：阴）Pb：PbSO4 + 2e Pb + SO42
阳）PbO2：PbSO4 + 2H2O PbO2 + SO42 + 4H+ + 2e
总反应：2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2+ 2H2SO4
电极反应、总反应完全化学可逆。
例如：
第九章 可逆电池电动势及其应用讲解
物理化学电子教案
第三类电极
惰性金属|某种离子的不同氧化态溶液构成.
Pt(s) | Fe 3 (a1 ), Fe 2 (a2 ) Pt(s) | Sn4 (a1 ), Sn2 (a2 )
Fe 3 (a1 ) e Fe 2 (a2 )
Sn4 (a1 ) 2e Sn2 (a2 )
2PbSO 4(s) 2H2O(l)
第七章 电化学
物理化学电子教案
② 对电解池: 电解池中, 与外电源正极相连 的电极为阳极, 负极相连的电极为阴极.
电极反应: 如铅酸电池充电过程.
阳极: PbSO 4(s) 2H2O(l) PbO 2(s) SO42 (m) 4H (2m) 2e
第七章 电化学
Hale Waihona Puke 物理化学电子教案1.标准氢电极
如图, 把镀有铂黑的铂片插入 aH+ = 1的溶液中, 并用 1pθ下干燥 的氢气流不断拍击铂片, 就构成标 准氢电极.
电极符号: (Pt)H2( pθ ) | H (aH 1)
电极反应:
1 2
H
2
(
p
θ
)
H
(a H
1) e
电极规电定势,就指是定相温对度标下准: 氢Hθ电/H2极 而0.0得000到, 的其.它电极的
Zn(s)|ZnSO4(m1)|CuSO4(m2)| Cu(s)
其二, 若电池工作时(有电流通过), 必然电池 因内阻而使环境留下热量.
第七章 电化学
物理化学电子教案
5. 可逆电极
第一类电极
金属+该金属离子的溶液构成 (包括气体电极, 汞齐电极), 用 M|Mz+表示.
可逆电池的电动势及其应用
1 1 Zn (s) → Zn 2+ + e − 2 2
正极（Ag＋AgC1 极, 阴极） ： AgCl (s) + e − → Ag (s) + Cl− 总反应为
1 1 Zn (s ) + AgC1(s ) → Zn 2 + C1− + Ag(s ) 2 2
( 8–1 )
(2) 若E外＞E，且E外－E＝δE，电池内的反应恰(s) + Cl− → AgCl (s) + e − 阳极（Ag+AgC1 极） ： 总反应为
1 2+ 1 Zn + Ag ( s ) + C1− → Zn ( s ) + AgC1( s ) 2 2
( 8–2 )
1 1 Zn 2+ + e − → Zn ( s ) 2 2
由于以上两个总反应互为逆反应，且在充放电时电流均很小，所以为一可逆电池。 又如，丹尼尔电池 正极：Cu电极（电解液：CuSO4） 负极：Zn电极（电解液：ZnSO4） 作为原电池 E＞E外（电池放电）
△GT, p＜－nFE′。
研究可逆电池十分重要，因为从热力学来看，可逆电池所作的最大有用功是化学能转 变为电能的最高极限，这就为我们改善电池性能提供了一个理伦依据，另一方面在研究可 逆电池电动势的同时，也为解决热力学问题提供了电化学的手段和方法。 例如，某一电化学装置 电极：Zn (s) 和 Ag (s)＋AgCl (s)
6
陕西师范大学物理化学精品课程
图 8.2 韦斯顿标准电池简图 电极反应为 负极（Cd极） ：Cd（汞齐）→ Cd2+＋2e正极（Hg极） ：Hg2SO4(s)＋2e- → 2Hg(l)＋SO42− 电池反应
正极（Ag＋AgC1 极, 阴极） ： AgCl (s) + e − → Ag (s) + Cl− 总反应为
1 1 Zn (s ) + AgC1(s ) → Zn 2 + C1− + Ag(s ) 2 2
( 8–1 )
(2) 若E外＞E，且E外－E＝δE，电池内的反应恰(s) + Cl− → AgCl (s) + e − 阳极（Ag+AgC1 极） ： 总反应为
1 2+ 1 Zn + Ag ( s ) + C1− → Zn ( s ) + AgC1( s ) 2 2
( 8–2 )
1 1 Zn 2+ + e − → Zn ( s ) 2 2
由于以上两个总反应互为逆反应，且在充放电时电流均很小，所以为一可逆电池。 又如，丹尼尔电池 正极：Cu电极（电解液：CuSO4） 负极：Zn电极（电解液：ZnSO4） 作为原电池 E＞E外（电池放电）
△GT, p＜－nFE′。
研究可逆电池十分重要，因为从热力学来看，可逆电池所作的最大有用功是化学能转 变为电能的最高极限，这就为我们改善电池性能提供了一个理伦依据，另一方面在研究可 逆电池电动势的同时，也为解决热力学问题提供了电化学的手段和方法。 例如，某一电化学装置 电极：Zn (s) 和 Ag (s)＋AgCl (s)
6
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图 8.2 韦斯顿标准电池简图 电极反应为 负极（Cd极） ：Cd（汞齐）→ Cd2+＋2e正极（Hg极） ：Hg2SO4(s)＋2e- → 2Hg(l)＋SO42− 电池反应
可逆电池电动势及应用
可逆电池电动势及应用可逆电池是指在一定条件下，电池的氧化还原反应既可以正向进行，也可以逆向进行，进而可以通过外加电势来实现电能的存储和释放。
可逆电池的电动势是指在电池没有电流通过时，测得的产生的电动势。
可逆电池的电动势主要是由电极反应引起的。
在可逆电池中，每一个电极都有自己的电对，可以分别写出其电对的反应方程式。
例如，在可逆电池中，如果正极是铜，负极是锌，则其电对可以写作：Cu2+ + 2e- -> Cu （正极反应）Zn -> Zn2+ + 2e- （负极反应）在可逆电池中，正极与负极之间既可以发生正极反应，也可以发生负极反应。
当外加电势为正极时，正极反应发生；当外加电势为负极时，负极反应发生。
当外加电势为零时，正负极反应同时发生，而且它们的速率相等。
因此，在可逆电池中，电化学动力学状态迅速达到平衡状态，电池的电动势不会因为正负极反应到达平衡而发生变化。
应用方面，可逆电池具有以下几个方面的重要应用。
1. 电能存储和释放：可逆电池是一种可充放电电池，可以通过外加电势电化学反应的正向和逆向来在化学能和电能之间进行转换。
电池在充电状态下将电能转化为化学能，而在放电状态下将化学能转化为电能。
可逆电池被广泛应用于手机、笔记本电脑、电动车等各种移动设备中，能够实现电能的高效存储和释放。
2. 电源备份：可逆电池的典型例子是蓄电池，它们能够储存电能并在需要时释放出来。
蓄电池被应用于各种场合，如UPS电源、太阳能和风能储能系统、汽车启动电池等。
蓄电池的高可逆性和长寿命使得它们成为电力系统的备用电源，确保供电的稳定性和可靠性。
3. 温度控制：可逆电池也被应用于温度控制的设备中，如恒温器和温度计。
可逆电池在恒温器中起到稳定温度的作用，通过测量温度引起的电动势差，来调整继电器的工作状态，从而实现恒定的温度控制。
4. 电化学分析：可逆电池的电动势在电化学分析中也具有重要的应用价值。
通过测量可逆电池的电动势变化，可以对溶液中的阳离子或阴离子进行定量分析。
09章_可逆电池的电动势及其应用解析
⑵第二类电极
金属-难溶盐及其阴离子组成的电极 金属-氧化物电极
⑶第三类电极
氧化-还原电极
14
2020/10/9
物理化学(B)II
第一类电极的电极反应
电极
电极反应（还原）
Mz (a )ㅣM(s)
H (a )ㅣH (p)ㅣPt
2
OH (a )ㅣH (p)ㅣPt
2
H (a )ㅣO (p)ㅣPt
2
OH (a )ㅣO (p)ㅣPt
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Cl (p) 2e 2Cl (a )
2
Na+ (a ) nHg(l) e Na(Hg)(a)
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第二类电极的电极反应
电极
电极反应（还原）
Cl (a )ㅣAgCl(s)ㅣAg(s)
AgCl(s) e Ag(s) Cl (a )
Cl
(a
)ㅣHg
2
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物理化学(B)II
组成可逆电池的必要条件
原电池 电解池
化学反应可逆
能量变化可逆
9
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物理化学(B)II
组成可逆电池的必要条件
1.电池在放电时所进行的反应与充电时的反应必须互为可逆反应
例如：其中E外为一可调节的外加电动势 当E＞E外放电时: 负极(Zn极) Zn 2e Zn2
只有同时满足上述两个条件的电池才是 可逆电池。
12
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物理化学(B)II
组成可逆电池的必要条件
Zn(s)|ZnSO4||HCl|AgCl(s) | Ag(s)
作原电池 () Zn(s) Zn2 2e
() 2AgCl(s) 2e 2Ag(s) 2Cl 净反应 Zn(s) 2AgCl(s) 2Ag(s) 2Cl Zn2
金属-难溶盐及其阴离子组成的电极 金属-氧化物电极
⑶第三类电极
氧化-还原电极
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第一类电极的电极反应
电极
电极反应（还原）
Mz (a )ㅣM(s)
H (a )ㅣH (p)ㅣPt
2
OH (a )ㅣH (p)ㅣPt
2
H (a )ㅣO (p)ㅣPt
2
OH (a )ㅣO (p)ㅣPt
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Cl (p) 2e 2Cl (a )
2
Na+ (a ) nHg(l) e Na(Hg)(a)
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第二类电极的电极反应
电极
电极反应（还原）
Cl (a )ㅣAgCl(s)ㅣAg(s)
AgCl(s) e Ag(s) Cl (a )
Cl
(a
)ㅣHg
2
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组成可逆电池的必要条件
原电池 电解池
化学反应可逆
能量变化可逆
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组成可逆电池的必要条件
1.电池在放电时所进行的反应与充电时的反应必须互为可逆反应
例如：其中E外为一可调节的外加电动势 当E＞E外放电时: 负极(Zn极) Zn 2e Zn2
只有同时满足上述两个条件的电池才是 可逆电池。
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组成可逆电池的必要条件
Zn(s)|ZnSO4||HCl|AgCl(s) | Ag(s)
作原电池 () Zn(s) Zn2 2e
() 2AgCl(s) 2e 2Ag(s) 2Cl 净反应 Zn(s) 2AgCl(s) 2Ag(s) 2Cl Zn2
可逆电池的电动势及其应用
9-1
z+
电极符号（负极） M(s)|Mz+(aq) Zn(s)|Zn2+(aq) Cu(s)|Cu2+(aq) Cd(Hg)(a)|Cd2+(a+) Na(Hg)(a)|Na+(a+) (Pt)H2(p)|H+(a+) (Pt)H2(p)|OH-(a-) (Pt)O2(p)|OH-(a-) (Pt)O2(p)|H+(a+) (Pt)Cl2(p)|Cl-(a-)
E x = Es ⋅
AH AC
二、标准电池 韦斯顿标准电池
特点：稳定、温度系数小、重现性好、高度可逆
负极：镉汞齐（含镉 5-14%） Cg(Hg)(12.5%) – 2e- → Cd2+(a+) + Hg(l) 正极：Hg(l)与 Hg2SO4(s)的糊状体 Hg2SO4(s) + 2e- → 2Hg(l) + SO 4 (a-) 电池反应：Cd(Hg)(12.5%)+Hg2SO4(s)+8/3H2O = CdSO4⋅8/3H2O(s)+2Hg(l) 注意： （1）正负极不要接反 （2）切勿倒置 (-)Cd(Hg)(12.5%)| CdSO4⋅8/3H2O(s) | CdSO4(a) | CdSO4⋅8/3H2O(s) | Hg2SO4(s)+ Hg(l) (+)
第九章 可逆电池的电动势及其应用
9.1 可逆电池和可逆电极
一、可逆电池 必须满足两个必要条件： （1）该化学反应可逆，即当 E > E 外时，电池放电；当 E < E 外时，电池充电 （2）能量的转移可逆（I → 0） Cu – Zn 电池 E > E 外时放电，为原电池 (-) Zn – 2e- → Zn2+ (+) Cu2+ + 2e- → Cu 电池反应：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu E < E 外时充电，为电解池 (-) Zn2+ + 2e- → Zn (+) Cu – 2e- → Cu2+ 电池反应：Zn2+ + Cu = Zn + Cu2+ 说明：充放电时，电极反应和电池反应互为可逆反应，并且当 I → 0 时能量的转变也是可逆的。 Zn-Cu H2SO4 溶液电池 E > E 外时放电，为原电池 (-) Zn – 2e- → Zn2+ (+) 2H+ + 2e- → H2(p) 电池反应+ + H2(p) E < E 外时充电，为电解池 (-) 2H+ + 2e- → H2(p) (+) Cu – 2e- → Cu2+ 电池反应：Cu + 2H+ = H2(p) + Cu2+ 说明：不互为可逆反应 注意： （1）并不是所有反应可逆的电池都是可逆电池（如 E 外>>E） （2）丹尼尔电池实际上并不是可逆电池（因为存在离子的扩散） ，可插入盐桥处理；严格地说，凡是具有两 个不同电解质溶液接界的电池都是热力学不可逆的。 二、可逆电极 1．第一类电极 电极反应（氧化反应） 金属 电极 汞齐 电极 气体 电极 M(s)–ze →M (aq) Zn(s)–2e-→Zn2+(aq) Cu(s)–2e-→Cu2+(aq) Cd(Hg)(a)–2e-→Cd2+(a+)+Hg(l) Na(Hg)(a)–e-→Na+(a+)+Hg(l) H2(p)–2e-→2H+(a+) H2(p)+2OH-(a-)-2e-→2H2O(l) 4OH-(a-)–4e-→2H2O+O2(p) 2H2O–4e-→4H+(a+)+O2(p) Cl2(p)–2e-→2Cl-(a-) 2. 第二类电极 金属难溶盐 金属难熔氧化物 Ag(s)+Cl-(a-)–e-→AgCl(s) 2Hg(l)+2Cl-(a-)–2e-→Hg2Cl2(s) 2Ag(s)+H2O-2e-→Ag2O(s)+2H+(a+) 2Ag(s)+2OH-(a-)-2e-→Ag2O(s)+H2O Hg(l)+H2O-2e-→HgO(s)+2H+(a+) Hg(l)+2OH-(a-)-2e-→HgO(s)+H2O
z+
电极符号（负极） M(s)|Mz+(aq) Zn(s)|Zn2+(aq) Cu(s)|Cu2+(aq) Cd(Hg)(a)|Cd2+(a+) Na(Hg)(a)|Na+(a+) (Pt)H2(p)|H+(a+) (Pt)H2(p)|OH-(a-) (Pt)O2(p)|OH-(a-) (Pt)O2(p)|H+(a+) (Pt)Cl2(p)|Cl-(a-)
E x = Es ⋅
AH AC
二、标准电池 韦斯顿标准电池
特点：稳定、温度系数小、重现性好、高度可逆
负极：镉汞齐（含镉 5-14%） Cg(Hg)(12.5%) – 2e- → Cd2+(a+) + Hg(l) 正极：Hg(l)与 Hg2SO4(s)的糊状体 Hg2SO4(s) + 2e- → 2Hg(l) + SO 4 (a-) 电池反应：Cd(Hg)(12.5%)+Hg2SO4(s)+8/3H2O = CdSO4⋅8/3H2O(s)+2Hg(l) 注意： （1）正负极不要接反 （2）切勿倒置 (-)Cd(Hg)(12.5%)| CdSO4⋅8/3H2O(s) | CdSO4(a) | CdSO4⋅8/3H2O(s) | Hg2SO4(s)+ Hg(l) (+)
第九章 可逆电池的电动势及其应用
9.1 可逆电池和可逆电极
一、可逆电池 必须满足两个必要条件： （1）该化学反应可逆，即当 E > E 外时，电池放电；当 E < E 外时，电池充电 （2）能量的转移可逆（I → 0） Cu – Zn 电池 E > E 外时放电，为原电池 (-) Zn – 2e- → Zn2+ (+) Cu2+ + 2e- → Cu 电池反应：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu E < E 外时充电，为电解池 (-) Zn2+ + 2e- → Zn (+) Cu – 2e- → Cu2+ 电池反应：Zn2+ + Cu = Zn + Cu2+ 说明：充放电时，电极反应和电池反应互为可逆反应，并且当 I → 0 时能量的转变也是可逆的。 Zn-Cu H2SO4 溶液电池 E > E 外时放电，为原电池 (-) Zn – 2e- → Zn2+ (+) 2H+ + 2e- → H2(p) 电池反应+ + H2(p) E < E 外时充电，为电解池 (-) 2H+ + 2e- → H2(p) (+) Cu – 2e- → Cu2+ 电池反应：Cu + 2H+ = H2(p) + Cu2+ 说明：不互为可逆反应 注意： （1）并不是所有反应可逆的电池都是可逆电池（如 E 外>>E） （2）丹尼尔电池实际上并不是可逆电池（因为存在离子的扩散） ，可插入盐桥处理；严格地说，凡是具有两 个不同电解质溶液接界的电池都是热力学不可逆的。 二、可逆电极 1．第一类电极 电极反应（氧化反应） 金属 电极 汞齐 电极 气体 电极 M(s)–ze →M (aq) Zn(s)–2e-→Zn2+(aq) Cu(s)–2e-→Cu2+(aq) Cd(Hg)(a)–2e-→Cd2+(a+)+Hg(l) Na(Hg)(a)–e-→Na+(a+)+Hg(l) H2(p)–2e-→2H+(a+) H2(p)+2OH-(a-)-2e-→2H2O(l) 4OH-(a-)–4e-→2H2O+O2(p) 2H2O–4e-→4H+(a+)+O2(p) Cl2(p)–2e-→2Cl-(a-) 2. 第二类电极 金属难溶盐 金属难熔氧化物 Ag(s)+Cl-(a-)–e-→AgCl(s) 2Hg(l)+2Cl-(a-)–2e-→Hg2Cl2(s) 2Ag(s)+H2O-2e-→Ag2O(s)+2H+(a+) 2Ag(s)+2OH-(a-)-2e-→Ag2O(s)+H2O Hg(l)+H2O-2e-→HgO(s)+2H+(a+) Hg(l)+2OH-(a-)-2e-→HgO(s)+H2O
第9章可逆电池的电动势及其应用解读
阳极 （Ag＋AgCl(s)）： Ag (s) + Cl - → AgCl (s) + e 总反应： ½Zn2++ Ag(s)+Cl - → ½ Zn(s)+AgCl(s) ----- (2) 充放电时电流都很小，两个总反应正好相反，上述电池为可逆电池。 若充电时施以较大的外加电压，有较大的电流通过，虽然电池反应仍 可按（2）式进行，但能量是不可逆的，∴ 仍旧为不可逆电池。
氢电极
卤素电极 汞齐电极
Pt, H2 (g) | H + (aq)
Pt, Cl2 (g) | Cl Na+ (a+) | Na (Hg) (a) 正极 a—Na(Hg) 活度
（2）第二类电极
难溶氧化物电极：由金属表面覆盖一薄层该金属氧化物，插入含 H+ 或 OH- 的溶液中构成的电极。
OH- (a -) | Hg (l) ＋ HgO (s)
Cd(Hg)│CdSO4 ·8/3H2O (s)│CdSO4 (饱和)│CdSO4 ·8/ 3H2O(s)│Hg2SO4+ Hg (l)
特点：电池反应可逆，电动势稳定，随温度（ CdSO4· 8/ 3H2O(s)的溶解 度）变化波动小。 20℃ E ＝1. 01845 V 25℃ E ＝1. 01832 V
（2）由 电动势E 及其温度系数 (∂E / ∂T)p 求 r Hm 及 r Sm 吉布斯－亥姆霍兹公式： [ ∂ ( G /T ) / ∂ T ] P = - H / T 2 将 rGm = - zEF 代入 rHm＝ - zEF ＋ zET (∂E / ∂T)p rHm＝ rGm ＋ T rSm 常温下 QR=T rSm = zTF (∂E / ∂T)p
可逆电池的电动势及其应用new
例2. Pt(s)|H2(pH2) |NaOH(m) |O2(pO2) | Pt(s)
（—）H2(pH2) + 2OH-(m) - 2e- → 2H2O(l) （+） H2O(l) + 1/2O2 (pO2 ) + 2e- → 2OH- (m) Cell: H2(pH2) + 1/2O2 (pO2 ) → H2O(l)
E ＝ φ + － φ- ＝ φ 右 － φ左
（2） 对于一电池体现式，按规则（1）计算出E，若E >0, 则表白该体现式真实代表一种电池；若E <0, 则表
白该体现式并不真实地代表一种电池，要正确体现电 池，需将体现式中左右两极互换位置。
为何？
二. 电池体现式与化学反应式“互译”
1. 由电池体现式写出电极和电池反应
2. 由电池反应设计成电池
抓住三个环节（三点原则）：
（1）拟定电解质溶液 （2）拟定电极 （3）复核反应
2. 由电池反应设计成电池
例1. H2(pH2) + 1/2O2 (pO2 ) → H2O(l) 例2. Ag(s) + 1/2Hg2Cl2 (s) → AgCl(s) +Hg(l) 例3. Fe2+(a(Fe2+)) +Ag+ (a(Ag+)) → Fe3+(a(Fe3+)) +Ag (s) 例4. AgCl (s) → Ag+ (a(Ag+)) + Cl- (a(Cl- ))
例1. H2(pH2) + 1/2O2 (pO2 ) → H2O(l)
（—） Pt(s)|H2(pH2) | H+ ( a (H+))
（—）H2(pH2) + 2OH-(m) - 2e- → 2H2O(l) （+） H2O(l) + 1/2O2 (pO2 ) + 2e- → 2OH- (m) Cell: H2(pH2) + 1/2O2 (pO2 ) → H2O(l)
E ＝ φ + － φ- ＝ φ 右 － φ左
（2） 对于一电池体现式，按规则（1）计算出E，若E >0, 则表白该体现式真实代表一种电池；若E <0, 则表
白该体现式并不真实地代表一种电池，要正确体现电 池，需将体现式中左右两极互换位置。
为何？
二. 电池体现式与化学反应式“互译”
1. 由电池体现式写出电极和电池反应
2. 由电池反应设计成电池
抓住三个环节（三点原则）：
（1）拟定电解质溶液 （2）拟定电极 （3）复核反应
2. 由电池反应设计成电池
例1. H2(pH2) + 1/2O2 (pO2 ) → H2O(l) 例2. Ag(s) + 1/2Hg2Cl2 (s) → AgCl(s) +Hg(l) 例3. Fe2+(a(Fe2+)) +Ag+ (a(Ag+)) → Fe3+(a(Fe3+)) +Ag (s) 例4. AgCl (s) → Ag+ (a(Ag+)) + Cl- (a(Cl- ))
例1. H2(pH2) + 1/2O2 (pO2 ) → H2O(l)
（—） Pt(s)|H2(pH2) | H+ ( a (H+))
可逆电池的电动势及其应用精PPT课件
电学性质
r Hm、 r Sm 、 rGm etc
反应的热力学性质
可
电极反应可逆
逆
电
池
能量转换可逆
电池可在接近平衡状态下工作
第一类电极
可
逆
电
极
第二类电极
类
型
第三类电极
金属电极 气体电极
标准氢电极
金属－难溶盐电极 金属－难溶氧化物电极
甘汞电极
氧化－还原电极
醌氢醌电极
P580图（a）
电解池
原电池
I= EN R AC
待测电池
标准电池
工作电源
检流计
电位计
标准电池结构图
电池反应： (－) Cd(Hg)→Cd2++Hg(l)+2e(+)Hg2SO4(s)+2e-→2Hg(l)+SO42 净反应： Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2O
→CdSO4·8/3H2O(s)+Hg(l
标准电池电动势与温度的关系
金属－难溶氧化物电极：
构成： 含 H+ 或 OH－ 溶液 ┃ 金属难溶氧化物
┃ 金属
示例：
OH－ (a) ┃ HgO (s) ┃ Hg (l)
反应： HgO (s) + 2H2O + 2e
Hg (l) + 2OH－ (a)
氧化－还原电极： 构成： 氧化态 (a1 ) 、 还原态 (a2 ) ┃ 惰性电极
＝ － zFE ＋
zFT
E ( T )P
－ ΔrHm
＋
z
F
T
E ( T )P
电功 ＝ 恒压化学反应热 ＋ 可逆热(可逆放电过程)
r Hm、 r Sm 、 rGm etc
反应的热力学性质
可
电极反应可逆
逆
电
池
能量转换可逆
电池可在接近平衡状态下工作
第一类电极
可
逆
电
极
第二类电极
类
型
第三类电极
金属电极 气体电极
标准氢电极
金属－难溶盐电极 金属－难溶氧化物电极
甘汞电极
氧化－还原电极
醌氢醌电极
P580图（a）
电解池
原电池
I= EN R AC
待测电池
标准电池
工作电源
检流计
电位计
标准电池结构图
电池反应： (－) Cd(Hg)→Cd2++Hg(l)+2e(+)Hg2SO4(s)+2e-→2Hg(l)+SO42 净反应： Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2O
→CdSO4·8/3H2O(s)+Hg(l
标准电池电动势与温度的关系
金属－难溶氧化物电极：
构成： 含 H+ 或 OH－ 溶液 ┃ 金属难溶氧化物
┃ 金属
示例：
OH－ (a) ┃ HgO (s) ┃ Hg (l)
反应： HgO (s) + 2H2O + 2e
Hg (l) + 2OH－ (a)
氧化－还原电极： 构成： 氧化态 (a1 ) 、 还原态 (a2 ) ┃ 惰性电极
＝ － zFE ＋
zFT
E ( T )P
－ ΔrHm
＋
z
F
T
E ( T )P
电功 ＝ 恒压化学反应热 ＋ 可逆热(可逆放电过程)
第九章：可逆电池的电动势及其应用
将自发过程分解成两个部分，一个部分让 其发生氧化反应；一部分让其发生还原反应。
再分别找出相应的电极来实现此反应。 左阳右阴，即可构成电池。
例1:将下列化学反应设计成电池
Zn(s) + Cu2+(a2) Zn2+(a1) + Cu(s)
Zn(s) Zn2+(a1) + 2e-
氧化反应
Cu2+(a2) + 2e- Cu(s)
–e 2. 金属－氧化物 Hg HgO 作负极(-e)： H+ OH–
+e
Hg + H2O HgO + 2H+ +2eHg + 2OH– HgO + H2O +2e-
O来自H2O O来自OH–
作正极(+e)： H+ OH– HgO+ 2H+ + 2e Hg +H2O HgO + H2O +2e Hg + 2OH– O与H+结合 O与H2O结合
第一类电极：这类电极一般是将某金属或吸附了某种气体的
惰性金属置于含有该元素离子的溶液中构成的。包括金属电极、 汞齐电极和气体电极（氢电极、氧电极、卤素电极）。 例如：Zn(s)插在ZnSO4溶液中， 作负极 Zn(s)|ZnSO4(aq)； 氧化反应Zn(s) 作正极 ZnSO4(aq)| Zn(s) Zn(s)
Zn 2+ +2e -; 还原反应 Zn 2+ +2e -
气体电极要借助于铂或其它惰性物质起导电作用将气体冲击铂片， 铂片浸入含该气体所对应的离子的溶液中。 钠汞齐电极 Na +(a+) | Na(Hg)(a) Na+ (a+) + Hg(l)＋ eNa(Hg)(a)
再分别找出相应的电极来实现此反应。 左阳右阴，即可构成电池。
例1:将下列化学反应设计成电池
Zn(s) + Cu2+(a2) Zn2+(a1) + Cu(s)
Zn(s) Zn2+(a1) + 2e-
氧化反应
Cu2+(a2) + 2e- Cu(s)
–e 2. 金属－氧化物 Hg HgO 作负极(-e)： H+ OH–
+e
Hg + H2O HgO + 2H+ +2eHg + 2OH– HgO + H2O +2e-
O来自H2O O来自OH–
作正极(+e)： H+ OH– HgO+ 2H+ + 2e Hg +H2O HgO + H2O +2e Hg + 2OH– O与H+结合 O与H2O结合
第一类电极：这类电极一般是将某金属或吸附了某种气体的
惰性金属置于含有该元素离子的溶液中构成的。包括金属电极、 汞齐电极和气体电极（氢电极、氧电极、卤素电极）。 例如：Zn(s)插在ZnSO4溶液中， 作负极 Zn(s)|ZnSO4(aq)； 氧化反应Zn(s) 作正极 ZnSO4(aq)| Zn(s) Zn(s)
Zn 2+ +2e -; 还原反应 Zn 2+ +2e -
气体电极要借助于铂或其它惰性物质起导电作用将气体冲击铂片， 铂片浸入含该气体所对应的离子的溶液中。 钠汞齐电极 Na +(a+) | Na(Hg)(a) Na+ (a+) + Hg(l)＋ eNa(Hg)(a)
可逆电池的电动势及其应用
要发展方向。
钠离子电池
钠离子电池具有资源丰富、成本 低廉等优势，其研发和应用逐渐 受到关注，有望成为大规模储能
领域的重要选择。
电池生产成本的降低
规模经济
随着电池产量的增加和技术的成 熟，电池生产成本逐渐降低，使 得电动汽车等产品更具市场竞争
力。
材料优化
通过改进材料制备工艺和选用低成 本材料，可以降低电池生产成本， 提高经济效益。
金属或氧化物组成。
负极
电池中发生氧化反应的 电极，通常由低电势的
金属或还原物组成。
电解液
连接正负极的介质，具 有离子导电性，能够传
递电荷。
隔膜
防止正负极直接接触， 避免短路，同时允许离
子通过。
电池的工作过程
充电过程
在外加电压的作用下，正极上的 电子通过外部电路流向负极，同 时电解液中的正离子向正极移动 ，负离子向负极移动。
绝对温度（K）
气体常数（8.314 J/(mol·K)）
R
InQ T
电动势的计算公式
I
电流（A）
R
外电路电阻（Ω）
S
电极反应的电子当量（mol）
影响电动势的因素
温度
温度对电动势的影响较大，随着温度的升高，电动势通常 会降低。
浓度
反应物和生成物的浓度也会影响电动势，浓度变化会影响 电极电位，从而影响电动势。
可逆电池的电动势及其应用
目录
CONTENTS
• 可逆电池的电动势 • 可逆电池的工作原理 • 可逆电池的应用 • 可逆电池的发展趋势与挑战 • 可逆电池与其他能源的比较
01
CHAPTER
可逆电池的电动势
电动势的定义
01
02
钠离子电池
钠离子电池具有资源丰富、成本 低廉等优势，其研发和应用逐渐 受到关注，有望成为大规模储能
领域的重要选择。
电池生产成本的降低
规模经济
随着电池产量的增加和技术的成 熟，电池生产成本逐渐降低，使 得电动汽车等产品更具市场竞争
力。
材料优化
通过改进材料制备工艺和选用低成 本材料，可以降低电池生产成本， 提高经济效益。
金属或氧化物组成。
负极
电池中发生氧化反应的 电极，通常由低电势的
金属或还原物组成。
电解液
连接正负极的介质，具 有离子导电性，能够传
递电荷。
隔膜
防止正负极直接接触， 避免短路，同时允许离
子通过。
电池的工作过程
充电过程
在外加电压的作用下，正极上的 电子通过外部电路流向负极，同 时电解液中的正离子向正极移动 ，负离子向负极移动。
绝对温度（K）
气体常数（8.314 J/(mol·K)）
R
InQ T
电动势的计算公式
I
电流（A）
R
外电路电阻（Ω）
S
电极反应的电子当量（mol）
影响电动势的因素
温度
温度对电动势的影响较大，随着温度的升高，电动势通常 会降低。
浓度
反应物和生成物的浓度也会影响电动势，浓度变化会影响 电极电位，从而影响电动势。
可逆电池的电动势及其应用
目录
CONTENTS
• 可逆电池的电动势 • 可逆电池的工作原理 • 可逆电池的应用 • 可逆电池的发展趋势与挑战 • 可逆电池与其他能源的比较
01
CHAPTER
可逆电池的电动势
电动势的定义
01
02
可逆电池的电动势及其应用PPT课件
电池符号与电池反应互译
1、根据电池符号写出电池反应
Pt|H2(pH2)|H2SO4(a)|Hg2SO4(s)|Hg(l)
负极：H2(g)2H++2e
氧化反应(阳极)
正极：Hg2SO4(s)+2e
2Hg(l)+ SO
2 4
还原反应(阴极)
电池反应：
H2(g)+ Hg2SO4(s) 2Hg(l)+ H2SO4(a)
最后，用此电池写出对应的电池反应，与原反应对 比，以判定构成的电池是否正确。
负极： Ag Ag+ + e 正极： AgI(s) + e Ag + I 电池反应： AgI(s) Ag+ + I 与原反应相反，电池的正负极安排反了，应为
Ag| AgI(s) | I(a2) || Ag+ (a1)|Ag
() Zn(s) Zn2 2e
() 2AgCl(s) 2e 2Ag(s) 2Cl
净反应 Zn(s) 2AgCl(s) Zn2 2Cl 2Ag(s)
作电解池 阴极： Zn2 2e Zn(s) 阳极： 2Ag(s) 2Cl 2AgCl(s) 2e
净反应 Zn 2 2Cl 2Ag(s) Zn(s) 2AgCl(s)
体
两
相固
相
溶
共
单
体
存
与镉汞齐的活度有关，
单
A
F
G
所以也有定值。
0 0.2 0.4
0.6 0.8 1.0
Hg
w(Cd)
Cd
§3 可逆电池的书写方法及电动势的取号
可逆电池的书写方法
1、左边为负极，起氧化作用，是阳极； 右边为正极，起还原作用，是阴极。
电化学之可逆电池的电动势及其应用讲解
8
（一）可逆电池与不可逆电池
4.电池符号与电池反应的互译 （1）电池符号的写法 （2）不同类型电池的设计
9
（二）电动势产生的机理
（二）电动势产生的机理 1.产生原因
() Cu' | Zn | ZnSO4 (a1) | CuSO4 | Cu()
接触 -
扩散
+
E = - + 扩散 + +
17
（四）可逆电池的热力学
（四）可逆电池的热力学
1、从E和
(
E T
)
p
求DrHm和DrSm
Dr Gm zEF
判据；最大有效功
D
r Sm
zF
E T
p
温度系数：单位V/K
QR D r Hm
TD D
r Sm zFT rGm T D
E T p r Sm zEF
电化学II. 可逆电池电动势及其应用
II.可逆电池电动势及其应用
一、基本概念和公式 （一）可逆电池与不可逆电池
1. 可逆电池的条件 （1）电极上的化学反应可向正反两个方向进行
作为原电池（E>E外）的放电反应是作为电解池 （E<E外）的充电反应的逆反应。 （2）可逆电池在放电或充电时所通过的电流 必须无限小。 （3）电池中没有不可逆的液体接界存在。
2
Na+ (a ) nHg(l) e Na(Hg)(a)
5
（一）可逆电池与不可逆电池来自⑵第二类电极金属-难溶盐及其阴离子组成的电极 金属-氧化物电极
6
（一）可逆电池与不可逆电池
电极
电极反应（还原）
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甘汞电极非常稳定，实验测定电极电势时常用做参比电极。
（4）微溶氧化物电极：
是将金属表面覆盖一薄层该金属的氧化物，浸在含有 H+或 OH-的溶液中而构成。 符号： M(s)｜MxOy(s)(金属氧化物)｜OH—(a) [OR H+(a)]电极 如：汞-氧化汞电极：Hg(l)｜HgO(s)｜OH—(a) 电极反应为： HgO(s) + H2O + 2e Hg(l) + 2OH—(a)
符号：Mz+(a)｜M(s) 电极反应：Mz+ (a) +ze M 如：Zn2+(a)｜Zn(s) ; Ag+(a)｜Ag(s)
对于与水有强烈作用的金属，如 Na、K 等，必须将其制成汞齐才能在水中成为稳定的电 极，且电极上必须写明金属在汞齐中的活度。 （2）气体电极（氢电极、氧电极、卤素电极）:
Ⅱ、如果所给反应中有关元素的氧化态在反应前后无变化，一般先根据产物及反应物的种类确
气体电极是将被单质气体冲击着的铂片浸入在由单质气体离子组成的溶液(a)中而构成。 标准氢电极是把镀有铂黑的铂片浸入在 aH+=1 的溶液中，并以 p 的干燥氢气不断冲击到铂电 极上构成。 电极结构：H+(aH+=1)｜H2(p )｜Pt 电极反应为：H+(a) +e 1 H2(p）
2 IUPAC 规定其电位作为电极电位的相对标准为 0，即 E ( H+/H2)=0 V。 又如：Cl—(a) ｜Cl2(p) ｜Pt ； OH—(a) ｜ O2(p)｜Pt
①在纸面上阳极（负极）写在左边，阴极（正极）写在右边； ②按电极反应式顺序从左到右排列各相的物质、组成及相态； ③用单垂线“｜”表示相与相间的界面； ④用双垂线“”表示已用盐桥消除了液体接界电势的两液体接界。 3、盐桥
液体接界电势（扩散电势）是由于离子扩散速度不同而产生的，扩散是热力学不可逆过程，因 此液体接界电势的存在能使电池的可逆性遭到破坏，应尽可能消除电池中的液体接界电势。
发生氧化反应的电极称为阳极，失电子，如： Zns Zn2(aq) 2e 氧化，失电子 发生还原反应的电极称为阴极，得电子，如： Cu2 aq 2e Cu(s)还原，得电子
物理学上根据电源的两电极电势的高低： 电势高的电极称为正极； 电势低的电极称为负极。
2、原电池中的电极反应、电池反应及电池图式
（2）从化学反应设计成电池
分两种情况讨论：
Ⅰ、若所给的反应中有关元素的氧化态在反应前后有变化，设计分三步进行：
第一步，找出反应中发生氧化和还原的元素（或化合物）；
第二步，写出电极表示式，将发生氧化作用的元素所对应的电极作负极，写在左边，发生
还原作用的元素对应的电极作正极，写在右边；
第三步，核对所写电池反应与所给化学反应是否一致。
有两个相界面的电极
（3）微溶盐电极：
将金属表面覆盖一薄层该金属的一种微溶盐，浸入含有该微溶盐负离子的溶液中而构成的，
它对微溶盐的负离子可逆。
符号：M(s)｜M 微溶盐(s)｜微溶盐负离子 如：甘汞电极：Hg(l)｜Hg2Cl2(s)｜Cl—(a) 电极反应：Hg2Cl2(s)+2e 2Hg(l)+2Cl—(a)
氧化还原电极
（5）氧化还原电极：
是将一片惰性金属插入含有二种不同价态的同种离子溶液中构成，惰性金属电极片只起传导
电流作用，不参与电极反应。
符号：Mz+(a)｜Mz+′(a)｜Pt 或 Xz-(a)｜Xz-′(a)｜Pt
如：Fe3+(a)｜Fe2+(a′)｜Pt 电极
电极反应：Fe3+(a) + e →Fe2+(a′)
书写电极反应和电池反应的要求： ✓ 必须满足物质的量平衡和电量平衡； ✓ 离子或电解质溶液应标明活度； ✓ 气体应标明压力； ✓ 纯液体或纯固体应标明相态。
电池图式：用一简单的符号来表示一个实际的电池装置的图式。如 Cu-Zn 电池的电池图式表示 为：
Zn(s)｜ZnSO4(1mol·kg-1)｜CuSO4(1mol·kg-1)｜Cu(s) 在原电池电池图式中规定：
第七章 可逆电池的电动势及其应用
§7.1 电化学中的基本概念和电解定律
7.1.1 电化学中的基本概念 1、导体的分类 （1）第一类导体：又称电子导体，如金属、石墨等
第一类导体的特点是： A. 自由电子做定向移动而导电 B. 导电过程中导体本身不发生变化 C. 温度升高，电阻也升高 D. 导电总量全部由电子承担 （2）第二类导体：又称离子导体，如电解质溶液、熔融电解质等 第二类导体的特点是： A. 正、负离子做反向移动而导电 B. 导电过程中有化学反应发生 C. 温度升高，电阻下降 D. 导电总量分别由正、负离子分担 *固体电解质，如 AgBr2、PbI2 等，也属于离子导体，但它导电的机理比较复杂，导电能力不 高，本章以讨论电解质水溶液为主。 2、电池的阴、阳极及正、负极的规定 电化学中规定：
为降低或消除双液电池的液接电势，在两电解质溶液间设置的浓度高且正、负离子迁移数相近 的电解质溶液”桥”，称盐桥。
盐桥使两电解质溶液不直接接触、不能与电极物质发生反应、又使电路沟通。一般用冻状琼脂 固定饱和的 KCl、KNO3 或 NH4NO3 溶液装在 U 型管中倒置在双液电池中。盐桥不能完全消除液接 电势，只能减少到可忽略程度。 4、电极的类型 只有一个相界面的电极 （1）金属电极：金属电极是将金属浸在含有该种金属离子的溶液中所构成。
应的电池反应。
如：Pt|H2(p )|HCl(a)|AgCl(s)|Ag(s)
阳极（负极）： 1 H2(p ) H+(aH+) + e（氧化、失电子） 2
阴极（正极）：AgCl(sFra bibliotek+ e Ag(s)+Cl－(aCl-) （还原、得电子）
电池反应： 1 H2(p ) + AgCl(s) Ag(s)+ H+(aH+) +Cl—(aCl-) 2
如：MnO4—(a)｜MnO42—(a′)｜Pt 电极
电极反应：MnO4—(a) + e → MnO42— (a′)
这种电极的还原态和氧化态物质的活度可以改变。
5、电池表示式与电池反应互译
（1）由电池表示式写出对应的电池化学反应
可分别写出左侧电极发生的氧化反应，右侧电极发生的还原反应，然后将两者相加即得所对
（4）微溶氧化物电极：
是将金属表面覆盖一薄层该金属的氧化物，浸在含有 H+或 OH-的溶液中而构成。 符号： M(s)｜MxOy(s)(金属氧化物)｜OH—(a) [OR H+(a)]电极 如：汞-氧化汞电极：Hg(l)｜HgO(s)｜OH—(a) 电极反应为： HgO(s) + H2O + 2e Hg(l) + 2OH—(a)
符号：Mz+(a)｜M(s) 电极反应：Mz+ (a) +ze M 如：Zn2+(a)｜Zn(s) ; Ag+(a)｜Ag(s)
对于与水有强烈作用的金属，如 Na、K 等，必须将其制成汞齐才能在水中成为稳定的电 极，且电极上必须写明金属在汞齐中的活度。 （2）气体电极（氢电极、氧电极、卤素电极）:
Ⅱ、如果所给反应中有关元素的氧化态在反应前后无变化，一般先根据产物及反应物的种类确
气体电极是将被单质气体冲击着的铂片浸入在由单质气体离子组成的溶液(a)中而构成。 标准氢电极是把镀有铂黑的铂片浸入在 aH+=1 的溶液中，并以 p 的干燥氢气不断冲击到铂电 极上构成。 电极结构：H+(aH+=1)｜H2(p )｜Pt 电极反应为：H+(a) +e 1 H2(p）
2 IUPAC 规定其电位作为电极电位的相对标准为 0，即 E ( H+/H2)=0 V。 又如：Cl—(a) ｜Cl2(p) ｜Pt ； OH—(a) ｜ O2(p)｜Pt
①在纸面上阳极（负极）写在左边，阴极（正极）写在右边； ②按电极反应式顺序从左到右排列各相的物质、组成及相态； ③用单垂线“｜”表示相与相间的界面； ④用双垂线“”表示已用盐桥消除了液体接界电势的两液体接界。 3、盐桥
液体接界电势（扩散电势）是由于离子扩散速度不同而产生的，扩散是热力学不可逆过程，因 此液体接界电势的存在能使电池的可逆性遭到破坏，应尽可能消除电池中的液体接界电势。
发生氧化反应的电极称为阳极，失电子，如： Zns Zn2(aq) 2e 氧化，失电子 发生还原反应的电极称为阴极，得电子，如： Cu2 aq 2e Cu(s)还原，得电子
物理学上根据电源的两电极电势的高低： 电势高的电极称为正极； 电势低的电极称为负极。
2、原电池中的电极反应、电池反应及电池图式
（2）从化学反应设计成电池
分两种情况讨论：
Ⅰ、若所给的反应中有关元素的氧化态在反应前后有变化，设计分三步进行：
第一步，找出反应中发生氧化和还原的元素（或化合物）；
第二步，写出电极表示式，将发生氧化作用的元素所对应的电极作负极，写在左边，发生
还原作用的元素对应的电极作正极，写在右边；
第三步，核对所写电池反应与所给化学反应是否一致。
有两个相界面的电极
（3）微溶盐电极：
将金属表面覆盖一薄层该金属的一种微溶盐，浸入含有该微溶盐负离子的溶液中而构成的，
它对微溶盐的负离子可逆。
符号：M(s)｜M 微溶盐(s)｜微溶盐负离子 如：甘汞电极：Hg(l)｜Hg2Cl2(s)｜Cl—(a) 电极反应：Hg2Cl2(s)+2e 2Hg(l)+2Cl—(a)
氧化还原电极
（5）氧化还原电极：
是将一片惰性金属插入含有二种不同价态的同种离子溶液中构成，惰性金属电极片只起传导
电流作用，不参与电极反应。
符号：Mz+(a)｜Mz+′(a)｜Pt 或 Xz-(a)｜Xz-′(a)｜Pt
如：Fe3+(a)｜Fe2+(a′)｜Pt 电极
电极反应：Fe3+(a) + e →Fe2+(a′)
书写电极反应和电池反应的要求： ✓ 必须满足物质的量平衡和电量平衡； ✓ 离子或电解质溶液应标明活度； ✓ 气体应标明压力； ✓ 纯液体或纯固体应标明相态。
电池图式：用一简单的符号来表示一个实际的电池装置的图式。如 Cu-Zn 电池的电池图式表示 为：
Zn(s)｜ZnSO4(1mol·kg-1)｜CuSO4(1mol·kg-1)｜Cu(s) 在原电池电池图式中规定：
第七章 可逆电池的电动势及其应用
§7.1 电化学中的基本概念和电解定律
7.1.1 电化学中的基本概念 1、导体的分类 （1）第一类导体：又称电子导体，如金属、石墨等
第一类导体的特点是： A. 自由电子做定向移动而导电 B. 导电过程中导体本身不发生变化 C. 温度升高，电阻也升高 D. 导电总量全部由电子承担 （2）第二类导体：又称离子导体，如电解质溶液、熔融电解质等 第二类导体的特点是： A. 正、负离子做反向移动而导电 B. 导电过程中有化学反应发生 C. 温度升高，电阻下降 D. 导电总量分别由正、负离子分担 *固体电解质，如 AgBr2、PbI2 等，也属于离子导体，但它导电的机理比较复杂，导电能力不 高，本章以讨论电解质水溶液为主。 2、电池的阴、阳极及正、负极的规定 电化学中规定：
为降低或消除双液电池的液接电势，在两电解质溶液间设置的浓度高且正、负离子迁移数相近 的电解质溶液”桥”，称盐桥。
盐桥使两电解质溶液不直接接触、不能与电极物质发生反应、又使电路沟通。一般用冻状琼脂 固定饱和的 KCl、KNO3 或 NH4NO3 溶液装在 U 型管中倒置在双液电池中。盐桥不能完全消除液接 电势，只能减少到可忽略程度。 4、电极的类型 只有一个相界面的电极 （1）金属电极：金属电极是将金属浸在含有该种金属离子的溶液中所构成。
应的电池反应。
如：Pt|H2(p )|HCl(a)|AgCl(s)|Ag(s)
阳极（负极）： 1 H2(p ) H+(aH+) + e（氧化、失电子） 2
阴极（正极）：AgCl(sFra bibliotek+ e Ag(s)+Cl－(aCl-) （还原、得电子）
电池反应： 1 H2(p ) + AgCl(s) Ag(s)+ H+(aH+) +Cl—(aCl-) 2
如：MnO4—(a)｜MnO42—(a′)｜Pt 电极
电极反应：MnO4—(a) + e → MnO42— (a′)
这种电极的还原态和氧化态物质的活度可以改变。
5、电池表示式与电池反应互译
（1）由电池表示式写出对应的电池化学反应
可分别写出左侧电极发生的氧化反应，右侧电极发生的还原反应，然后将两者相加即得所对