物理化学下册知识点及公式复习集

第七章 电化学

1.正负、阴阳极规定及离子迁移方向

正负极：电势高的为正极，电势低的为负极

阴阳极：发生氧化反应的为阳极，发生还原反应的为阴极 离子迁移方向：阴离子迁向阳极,阳离子迁向阴极 原电池：正极-阴极 负极-阳极 电解池：正极-阳极 负极-阴极 2.

ξzF Q =

F -- 法拉第常数; F = Le = 96485.309 C/mol,计算取 96500 C/mol

zF

Q n B

B

=∆=

νξ

3.

1

G R =

单位：Ω-1或 S

1 l R A ρ

κρ

== 单位： S ∙m -1

c m /κΛ=

A l K cell =

4. 科尔劳施（Kohlrausch ）根据实验结果得出结论：在很稀的溶液中，强电解质的摩尔电导

率与其浓度的平方根成直线关系，即

c ΛΛA m m -=∞

5. 离子独立运动定律

在无限稀释溶液中，每种离子独立移动，不受其它离子影响，电解质的无限稀释摩尔电导率可认为是两种离子无限稀释摩尔电导率之和。

⑴ （无限稀释）电解质溶液的 ∧m ∞ 是阳、阴离子对 ∧m ∞ 的贡献之和，即为离子极限摩尔电导率的加和值。若电解质为 Cv+Av- ，在无限稀释溶液中全部电离：

-

-++-++→z z v v C v C v A C v+，v-分别表示阳、阴离子的化学计量数。

∞

-

-∞++∞Λ+Λ=Λ,,m m m v v

(2)稀释溶液中，具有相同离子的不同电解质，该相同离子的 ∧m ∞

都相同。 (3)在无限对于强电解质，比如 NaCl

c A m m -Λ=Λ∞①由∧

m ~ c ½

的直线外推

② 若已知∧m ∞

(Na+)、∧m

∞

(Cl-)，则∧m ∞

(NaCl)=∧m ∞ (Na +)+ ∧m ∞

(Cl-)

对于弱电解质，

)()(-

∞+∞∞Λ+Λ=ΛAc H m

m m ①

)]()()()()()([)

()()(-

∞+∞-

∞+∞-∞+∞∞∞∞∞Λ-Λ-Λ+Λ+Λ+Λ=Λ-Λ+Λ=ΛCl Na Ac Na Cl H NaCl NaAc HCl m

m m

m m m m m m m ②

6. 电导测定的应用

(1)计算弱电解质的解离度及解离常数

(2)计算难溶盐的溶解度

a.难溶盐饱和溶液的浓度极稀，可认为

m m

ΛΛ∞

≈

b.计算难溶盐电导率时水的电导率不能忽略，即

κκκ=（难溶盐）（溶液）-（水）

运用摩尔电导率的公式就可以求得难溶盐饱和溶液的浓度c 。

7.

-+-+±==νννa a a a

O

/b

b a ±±±=γ

(

)

ν

νν/1-+-

+±=b b b b b ++=νb b --=ν

8.2

B

B 21z b I ∑=

9. 在298.15 K 水溶液中： A= 0.509 (mol -1.kg)1/2

10.电极反应与电池反应

要求同学们能根据电池的构成，熟练的写出两电极反应与电池反应；另一方面能将简单的化学反应设计成电池。

在原电池图式表示式中要注意几点： ⑴负极写在左边，正极写在右边；

⑵实垂线“|”表示不同相的界面，虚垂线“┊”表示两半电池中的溶液有接界，双虚垂线 “ ” 表示盐桥；

⑶要标示各相的相态( l, s, g )。气体电极要标明其压力，溶液中的组分要标明其浓度或活度；

⑷气体不能直接作为电极，必须依附于惰性电极（如 Pt ） H 2、O 2、Cl 2电极, 也包括Br 2(l), I 2(s)电极。 11.可逆电池

1) 电极反应是可逆的 2) I 趋于0，电势差无限小

3) 无其它不可逆过程 (如液接不可逆扩散等) 12.原电池热力学

r r m ,T p G

G zFE

ξ∂∆∆=()=-∂

p O O

m

r T E zF S ⎪

⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=∆

①测定一系列不同温度下的电动势，作 E~T 曲线，曲线上各点的斜率即为各温度下的 (∂E/∂T)p

r m p E H zFE zFT T ∂⎛⎫

∆=-+ ⎪∂⎝⎭ r m r m r m H G T S ∆=∆+∆

r m r m p E Q T S zFT T ∂⎛⎫

=∆= ⎪

∂⎝⎭,

O O K zF RT

E ln =

∴

I

z

Az -+±-=γlg 平均离子活度系数公式:

②

1

2122

211,,,T T E E T E E T E T p --≈

⎪⎭⎫

⎝⎛∂∂⇒

化学反应的Δr G m 等热力学性质随计量方程式的写法不同，但电池的电动势与化学方程式的写法无关。

13.电池的能斯特方程

B

v

B B O

a zF RT E E ∏-=ln

此式称为能斯特方程，是原电池的基本方程。它表明了一定温度下且各物质为任意指定

状态下，可逆电池的电动势与参与反应的各组分活度之间的关系式。

有了能斯特方程，若已知各组分的活度，便可求得电池在任意状态下的电动势，使用该式时要注意以下几点：

⑴ 要写出电池反应，以确定进行 1 mol 化学反应在两电极上得失电子的摩尔数 z ；确定反应物(vB < 0 ,在分母上)与产物(vB > 0, 在分子上)

⑵ 溶液中的组分用活度a(a+, a-, a ±, a ，情况不同，使用不同活度)，气体用分压 p/p θ，纯液、固体不出现

⑶ 25℃下，能斯特方程可写为在方程式中(或 a=1)

∏-

=B

v

B O B

a z E E lg 05916.0

14.电极电势的计算

电极的标准电极电势我们可查表，但如果构成电极的各种物质不处于标准态，即电极处于任意状态，其电极电势又如何计算呢？

∏-=电极

电极

电极B v B

O B a zF RT E

E ln

⑴ 不论电极在实际电池中充当正极还是负极，须按电极上的还原反应使用上式计算单个电极的电极电势。

⑵ 同样，溶液中组分用活度，气体物质用压力，纯固液物质不出现。 ⑶ 要注意写出参与电极反应但本身未发生氧化、还原的物质的活度，

⑷ 25℃时亦可写为B

v

B B O a z E E ∏-

=lg 05916.0)()(电极电极

15.电极的种类 （1）. 第一类电极

特点：电极与它的离子溶液相接触，参与反应的物质存在于两个相中，电极有一个相界面。 金属电极和卤素电极：均较简单，如