整反应→两个半反应一→图式表示 ←一(电极反应)一 ■Cr2022-+6fFe2++14H+=2Cr3++6fe3+7H20 (+)Cr2072-+14H++6e=2Cr3++7H20 (-)Fe2+-e=Fe3+ (-)Pt]Fe2+,Fe3+Cr3+,Cr2O-Pt (+ ■(-)()2lI-(c1)lFe2+(c2),Fe3+(c3)lc(+) +)Fe3++e=Fe2+ -)2I=I2+2e 总反应:2Fe3++2I-=2Fe2++I2
整反应→两个半反应→图式表示 ←(电极反应) ← ◼ Cr2O7 2-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O (+) Cr2O7 2- +14H++6e = 2Cr3+ +7H2O (-) Fe2+-e = Fe3+ (-)Pt|Fe2+ , Fe3+‖ Cr3+ , Cr2O7 2- | Pt (+) ◼ (-) (C) I2|I- (c1 ) ‖ Fe2+ (c2 ), Fe3+ (c3 ) | C (+) +) Fe3+ + e =Fe2+ -) 2I-=I2+ 2e 总反应:2Fe3+ + 2I- =2Fe2+ + I2
二、反应△G与电池电动势关系 Zn+Cu2+(aq)-Zn2+(aq)+Cu 标态下,△rG9=△fG°Zn2+-△fGcu2+ 298K时=-147.06-65.249=-212.31kJ.mo1 ■电功(非体积功)Wmax=一△G. 说明:前面热力学指出,可逆、平衡时△G=O。那 是无其它功时,而有其它功时,体系自由能的减 少等于所做最大功,我们就是依据这一点计算的。 所以计算的电功、电动势均为可逆状态时的值
二、反应ΔrG 与电池电动势关系 Zn+ Cu2+(aq)←→Zn2+(aq)+ Cu 标态下,ΔrGø= ΔfGø Zn2+- ΔfGø Cu2+ 298K时 =-147.06-65.249=-212.31kJ.mol-1 ◼ 电功(非体积功)Wmax=-ΔG. 说明:前面热力学指出,可逆、平衡时ΔG=0。那 是无其它功时,而有其它功时,体系自由能的减 少等于所做最大功,我们就是依据这一点计算的。 所以计算的电功、电动势均为可逆状态时的值
1.Nernst方程 电功W=IVt=电量电压 =n×6.023×1023×1.602×10-19×E =n X96485 XE=nFE -△rG=nFE 标态下反应:一△rG0=nFE △rG=△rGo+RT·lnQ E=E0-RT/nF .InQ E=E0-0.0592/nlgQ
-ΔrG =nFE 电功W=I·V·t=电量•电压 =n× 6.023 ×1023 ×1.602 ×10-19 ×E =n ×96485 ×E=nFE 标态下反应:-ΔrG ø =nFE ø ΔrG = ΔrG ø+RT ·lnQ E = E ø-RT/nF ·lnQ E = E ø-0.0592/n ·lgQ 1.Nernst方程
2.反应平衡常数与电池标准电动势的关系 △rGg=-nFEo 同时,△rGg=-RT·lnKo nFEO nE InK Ig K= RT 0.0592 Zn+Cu2+(aq)Zn2+(aq)+Cu 标态下,△rG°=-212.31kJ.mol 此反应组成电池,E0=212.3/2×96.5=1.10伏 298K时平衡常数,lgK=2×1.10/0.0592=37.16
ΔrG ø = - nFE ø 同时, ΔrG ø = -RT·lnK ø lnK ø = 2.反应平衡常数与电池标准电动势的关系 0.0592 lg o o o nE K RT nFE = Zn+ Cu2+(aq)←→Zn2+(aq)+ Cu 标态下,ΔrGø=-212.31kJ.mol 此反应组成电池,E 0 =212.3/(2 ×96.5 )=1.10伏 298K时平衡常数, lgKo= 2 ×1.10/0.0592=37.16