088 (四)电池表示式与电池反应的互译 首先,要考察是什么物质发生了氧化还原反应,其次 是依据反应前后的反应物与产物以及它们得失电子等 数量关系进行设计。 所谓互译,是指对于给定的化学反应能设计成电池, 对于给定的电池表达式,要能够准确写出其化学反应 式。 )由电池写反应式 例: (Pt),H,(g)NaOH(m)O,(g),(Pt) 以上电池为碱性溶液中的气体电极组成的单液电池
089 根据电极的特点写出电极反应如下: 左、负极、阳极、氧化:H2(g)+2OH→2HOL)+2© 右、正极、阴极、还原:O,(g)+H,OL)+2e →20H(m) 两极反应相加后为总反应:H,(g)+O,(g)一H,OL) 若反应液不是NaOH而是H,SO,则电池为另一种写法: (Pt),H,(g,P)HSO(m)O2(g,P2),(Pt) 阳极:H,(P1)→2H+2e 阴极:号O,①2)十2H+2e一H,OL) 总反应为:H,P)十O,P2)→H,OL) 从上例可见:同一化学反应,当被安排在由不同的介质组成 的电池中进行时,其反应的中间物是不同的,碱性中借助OH 完成反应,酸性中借助完成反应
090 2)由化学反应设计电池 是根据一定的氧化还原反应设计电池, 反应前后物质的价态有变化。 例:Zn+Cd+→Zn++Cd Zn-2e→Zn十,失去电子,氧化反应, 必为阳极、负极; Cd++2eCd,得电子还原,必为 阴极、正极。 同时,溶液中应该有相应离子,电池如下: ZnZn'(a)‖Cd'(a)|Cd
091 还有一些反应不发生氧化还原作用,反应前后价态无变化: 例:Ag+CI-AgC1(s) 先由反应所涉及的物质设计出一个电极,该电极必有氧化还原 反应: Ag,AgC1|CI,此电极上发生氧化还原反应: Ag+CI→AgCl(s)+e 氧化、阳极、负极 根据总反应,用总反应减去阳极反应,可得阴极反应: Ag+CI →AgCl(s) -)Ag+CI→ AgCl(s)+e Ag ++eAg得电子,还原、阴极, 电极为Ag|Ag 该电池为:Ag,AgC1(s)CI(m)‖Ag'(m,)Ag
092 §8.9可逆电池热力学 实验上可测电池电动势E,由E可得△Gm,△Hm,ASm 先推导E与a、T的关系: (1)电动势与溶液活度a的关系一Nernst方程 ①推导: 电池:H(P)HCl(a)|Cl2P2),电动势E (一)阳极:HP) →H(at)te (+)阴极:C1,P2)十e →CI(ar) 总反应:HP1)+C12P2) -H(an+)+Cl(acr) 进行电池反应时,电池对外做功W=FE,若电池 工作条件为等T,P,可逆,则有: -A Gm -W'=nFE