课堂要求：
关于答疑
关于答疑
秋季化学实验班
第
第14
14讲
讲课堂问题收集
回顾
回顾
铜
铜-
-锌原电池
锌原电池
稀H2SO4
Cu
Zn
回顾
回顾
铜
铜-
-锌原电池
锌原电池
稀H2SO4
Cu
Zn
e-
e-
e-
H+
H+
H+
H+
SO4
2-
SO4
2-
为何电子会发生定向流动？
为何电子会发生定向流动？
电化学进阶（上）
电化学进阶（上）
第
第14
14讲
讲
电极电势与电池电动势
电极电势与电池电动势
第
第1
1节
节
一、电池与电极
一、电池与电极
电池：
电池：将化学能转
化为电能的装置。
一、电池与电极
一、电池与电极
电池的构成：
电池的构成：
一、电池与电极
一、电池与电极
电池的构成：
电池的构成：
1.
正极（Cu）
2.
负极（Zn）
3.
电解质溶液（内电路）
4.
导线（外电路）
5.
用电器
6.
（盐桥）
一、电池与电极
一、电池与电极
电池符号：
电池符号：用于描述电池组成的符号。
一、电池与电极
一、电池与电极
电池符号：
电池符号：用于描述电池组成的符号。
1.
负极在左侧，正极在右侧，两端加（-）、（+）。
一、电池与电极
一、电池与电极
电池符号：
电池符号：用于描述电池组成的符号。
1.
负极在左侧，正极在右侧，两端加（-）、（+）。
2.
电极中氧化态在中间，还原态在两边。
一、电池与电极
一、电池与电极
电池符号：
电池符号：用于描述电池组成的符号。
1.
负极在左侧，正极在右侧，两端加（-）、（+）。
2.
电极中氧化态在中间，还原态在两边。
3.
用“|”代表不同物相的相界面，用“||”代表盐桥。
一、电池与电极
一、电池与电极
电池符号：
电池符号：用于描述电池组成的符号。
1.
负极在左侧，正极在右侧，两端加（-）、（+）。
2.
电极中氧化态在中间，还原态在两边。
3.
用“|”代表不同物相的相界面，用“||”代表盐桥。
4.
组成电池的各个物质均需用(s)、(l)、(g)、(aq)标注物态。
一、电池与电极
一、电池与电极
电池符号：
电池符号：用于描述电池组成的符号。
1.
负极在左侧，正极在右侧，两端加（-）、（+）。
2.
电极中氧化态在中间，还原态在两边。
3.
用“|”代表不同物相的相界面，用“||”代表盐桥。
4.
组成电池的各个物质均需用(s)、(l)、(g)、(aq)标注物态。
5.
晶体、同素异形体等需标明晶型或具体物种。
一、电池与电极
一、电池与电极
电池符号：
电池符号：用于描述电池组成的符号。
1.
负极在左侧，正极在右侧，两端加（-）、（+）。
2.
电极中氧化态在中间，还原态在两边。
3.
用“|”代表不同物相的相界面，用“||”代表盐桥。
4.
组成电池的各个物质均需用(s)、(l)、(g)、(aq)标注物态。
5.
晶体、同素异形体等需标明晶型或具体物种。
6.
气体需标明压强，溶液需标明浓度。
一、电池与电极
一、电池与电极
电池符号：
电池符号：用于描述电池组成的符号。
•
(-)Zn(s)|Zn2+(aq, 1.0 mol·L-1)||Cu2+(aq, 1.0 mol·L-1)|Cu(s)(+)
•
(-)Zn(s)|Zn2+(aq, 1.0 mol·L-1)||H+(aq, 1.0 mol·L-1)|H2(g, 101.325 kPa)|Pt(s)(+)
•
(-)Cu(s)|Cu2+(aq, 1.0 mol·L-1)||Fe3+(aq, 1.0 mol·L-1), Fe2+(aq, 1.0 mol·L-1)|C(石墨)(+)
一、电池与电极
一、电池与电极
电极
电极：
：装置中用作导电介质，输入或导出电流的两端。
一、电池与电极
一、电池与电极
电极
电极：
：装置中用作导电介质，输入或导出电流的两端。
电极材料：
电极材料：组成电极的导电材料。
一、电池与电极
一、电池与电极
电极
电极：
：装置中用作导电介质，输入或导出电流的两端。
电极材料：
电极材料：组成电极的导电材料。
电极反应：
电极反应：在电极表面发生的得失电子的反应。
一、电池与电极
一、电池与电极
电极
电极：
：装置中用作导电介质，输入或导出电流的两端。
电极材料：
电极材料：组成电极的导电材料。
电极反应：
电极反应：在电极表面发生的得失电子的反应。
注意：
注意：电极材料不一定参加电极反应。
一、电池与电极
一、电池与电极
电极反应：
电极反应：
一、电池与电极
一、电池与电极
电极反应：
电极反应：
•
正极：
Cu2+ + 2e−= Cu
•
负极：
Zn −2e−= Zn2+
一、电池与电极
一、电池与电极
电极反应：
电极反应：
•
正极：
Cu2+ + 2e−= Cu
•
负极：
Zn −2e−= Zn2+
电极反应即为氧化还原半反应
电极反应即为氧化还原半反应
一、电池与电极
一、电池与电极
电对：
电对：电极表面发生电子得失，直接参与到电极反应的某一物
质不同价态下的两种存在形式。通常先写氧化态，再写还原态。
一、电池与电极
一、电池与电极
电对：
电对：电极表面发生电子得失，直接参与到电极反应的某一物
质不同价态下的两种存在形式。通常先写氧化态，再写还原态。
如：铜锌原电池中
如：铜锌原电池中：
：Cu2+/Cu；Zn2+/Zn
一、电池与电极
一、电池与电极
电对：
电对：电极表面发生电子得失，直接参与到电极反应的某一物
质不同价态下的两种存在形式。通常先写氧化态，再写还原态。
如：铜锌原电池中
如：铜锌原电池中：
：Cu2+/Cu；Zn2+/Zn
对一般的氧化还原反应：
对一般的氧化还原反应：
𝐎𝐱𝟏+ 𝐑𝐞𝐝𝟐⇌𝐎𝐱𝟐+ 𝐑𝐞𝐝𝟏
电对1：Ox1/Red1
电对2：Ox2/Red2
一、电池与电极
一、电池与电极
电对：
电对：电极表面发生电子得失，直接参与到电极反应的某一物
质不同价态下的两种存在形式。通常先写氧化态，再写还原态。
如：铜锌原电池中
如：铜锌原电池中：
：Cu2+/Cu；Zn2+/Zn
对一般的氧化还原反应：
对一般的氧化还原反应：
𝐎𝐱𝟏+ 𝐑𝐞𝐝𝟐⇌𝐎𝐱𝟐+ 𝐑𝐞𝐝𝟏
正极电对：Ox1/Red1
负极电对：Ox2/Red2
一、电池与电极
一、电池与电极
电对：
电对：电极表面发生电子得失，直接参与到电极反应的某一物
质不同价态下的两种存在形式。通常先写氧化态，再写还原态。
如：铜锌原电池中
如：铜锌原电池中：
：Cu2+/Cu；Zn2+/Zn
对一般的氧化还原反应：
对一般的氧化还原反应：
𝐎𝐱𝟏+ 𝐑𝐞𝐝𝟐⇌𝐎𝐱𝟐+ 𝐑𝐞𝐝𝟏
正极电对：Ox1/Red1
负极电对：Ox2/Red2
正、负极电对得失电子差异产生驱动力
正、负极电对得失电子差异产生驱动力
为何电对得失电子强弱不同？
为何电对得失电子强弱不同？
二、双电层模型（了解）
二、双电层模型（了解）
Cu
二、双电层模型（了解）
二、双电层模型（了解）
Cu
二、双电层模型（了解）
二、双电层模型（了解）
Cu
Cu2+
e-
二、双电层模型（了解）
二、双电层模型（了解）
Cu
Cu2+
e-
其他离子
二、双电层模型（了解）
二、双电层模型（了解）
Cu
Cu2+
e-
其他离子
固液界面
紧密层
扩散层
二、双电层模型（了解）
二、双电层模型（了解）
电极
电极材料不同，形成双电层的倾向不同。
材料不同，形成双电层的倾向不同。
Cu
Cu2+
e-
其他离子
固液界面
紧密层
扩散层
如何度量电对得失电子能力的强弱？
如何度量电对得失电子能力的强弱？
三
三、电极电势与电池电动势
、电极电势与电池电动势
电极电势（
电极电势（φ
φ）：
）：某一电极上电对得失电子能力的强弱的度量。
电池电动势（
电池电动势（E
E）：
）：电池的正负电极之间的电势差。
三
三、电极电势与电池电动势
、电极电势与电池电动势
电极电势（
电极电势（φ
φ）：
）：某一电极上电对得失电子能力的强弱的度量。
电池电动势（
电池电动势（E
E）：
）：电池的正负电极之间的电势差。
𝑬= 𝝋+ −𝝋−
三
三、电极电势与电池电动势
、电极电势与电池电动势
电极电势（
电极电势（φ
φ）：
）：某一电极上电对得失电子能力的强弱的度量。
电池电动势（
电池电动势（E
E）：
）：电池的正负电极之间的电势差。
𝑬= 𝝋+ −𝝋−
标准电极电势（
标准电极电势（𝝋𝝋⊖⊖）：
）：电极反应中涉及到的气态物质分压为
100 kPa，溶液中各物质浓度为1 mol·L-1时的电极电势。
三
三、电极电势与电池电动势
、电极电势与电池电动势
电极电势（
电极电势（φ
φ）：
）：某一电极上电对得失电子能力的强弱的度量。
电池电动势（
电池电动势（E
E）：
）：电池的正负电极之间的电势差。
𝑬= 𝝋+ −𝝋−
标准电极电势（
标准电极电势（𝝋𝝋⊖⊖）：
）：电极反应中涉及到的气态物质分压为
100 kPa，溶液中各物质浓度为1 mol·L-1时的电极电势。
电极电势越高，氧化性越强，倾向发生还原反应，做正极；
电极电势越高，氧化性越强，倾向发生还原反应，做正极；
电极电势
电极电势越低，还原性越
越低，还原性越强，倾向
强，倾向发生氧化反应
发生氧化反应，
，做负极；
做负极；
三
三、电极电势与电池电动势
、电极电势与电池电动势
电极电势（
电极电势（φ
φ）：
）：某一电极上电对得失电子能力的强弱的度量。
电池电动势（
电池电动势（E
E）：
）：电池的正负电极之间的电势差。
𝑬= 𝝋+ −𝝋−
标准电极电势（
标准电极电势（𝝋𝝋⊖⊖）：
）：电极反应中涉及到的气态物质分压为
100 kPa，溶液中各物质浓度为1 mol·L-1时的电极电势。
电极电势越高，氧化性越强，倾向发生还原反应，做正极；
电极电势越高，氧化性越强，倾向发生还原反应，做正极；
电极电势
电极电势越低，还原性越
越低，还原性越强，倾向
强，倾向发生氧化反应
发生氧化反应，
，做负极；
做负极；
电极电势、电池电动势均为强度量
电极电势、电池电动势均为强度量
三
三、电极电势与电池电动势
、电极电势与电池电动势
标准氢电极：
标准氢电极：处于氢气压力为100 kPa，氢离子浓度为1 mol·L-1，
氢气在铂黑电极表面被氧化，生成氢离子或氢离子还原为氢气
时的电极电势为0 V，即：𝜑
H+ H2
⊖
= 0 V。
例题一
例题一
现用标准氢电极（电解质为硫酸）测量铜锌原电池两电极的电极
电势，试写出新组成的两个原电池的电池符号。
(-)Zn(s)|Zn2+(aq, 1.0 mol·L-1)||H+(aq, 1.0 mol·L-1)|H2(g, 101.325 kPa)|Pt(s)(+)
(-)Cu(s)|Cu2+(aq, 1.0 mol·L-1)||H+(aq, 1.0 mol·L-1)|H2(g, 101.325 kPa)|Pt(s)(+)
判断：正确选A，错误选B。
例题一
例题一
现用标准氢电极（电解质为硫酸）测量铜锌原电池两电极的电极
电势，试写出新组成的两个原电池的电池符号。
(-)Zn(s)|Zn2+(aq, 1.0 mol·L-1)||H+(aq, 1.0 mol·L-1)|H2(g, 101.325 kPa)|Pt(s)(+)
(-)Pt(s)|H2(g, 101.325 kPa)|H+(aq, 1.0 mol·L-1)||Cu2+(aq, 1.0 mol·L-1)|Cu(s) (+)
例题二
例题二
下列电极中处于标准状态的是（
）
A. 石墨电极浸入含1 mol·L-1 Cr2O7
2-及1 mol·L-1 Cr3+的溶液当中。
B. 铂电极在标准压力的氢气氛围下浸入1 mol·L-1的硫酸中。
C. 石墨电极在标准压力的氮气氛围下浸入pH = 0的硝酸中。
D. 铜锌原电池中的铜电极浸入1 mol·L-1硫酸铜和1 mol·L-1硫酸锌
1:1混合液中。
例题二
例题二
下列电极中处于标准状态的是（C
C ）
A. 石墨电极浸入含1 mol·L-1 Cr2O7
2-及1 mol·L-1 Cr3+的溶液当中。
B. 铂电极在标准压力的氢气氛围下浸入1 mol·L-1的硫酸中。
C. 石墨电极在标准压力的氮气氛围下浸入pH = 0的硝酸中。
D. 铜锌原电池中的铜电极浸入1 mol·L-1硫酸铜和1 mol·L-1硫酸锌
1:1混合液中。
标准电极电势和氧化还原平衡
标准电极电势和氧化还原平衡
第
第2
2节
节
一、标准电极电势的应用
一、标准电极电势的应用
元素电势图：
元素电势图：用以表示和比较各物质的氧化还原性。
1. 分为酸性溶液、碱性溶液。
2. 高价在左侧，低价在右侧。
3. 线上数值为所连电对的标准电极电势。
一、标准电极电势的应用
一、标准电极电势的应用
元素电势图：
元素电势图：用以表示和比较各物质的氧化还原性。
1. 判断溶液酸碱性及相应酸、碱的强弱；
一、标准电极电势的应用
一、标准电极电势的应用
元素电势图：
元素电势图：用以表示和比较各物质的氧化还原性。
1. 判断溶液酸碱性及相应酸、碱的强弱；
2. 判断元素某一价态的氧化还原性强弱；
一、标准电极电势的应用
一、标准电极电势的应用
元素电势图：
元素电势图：用以表示和比较各物质的氧化还原性。
1. 判断溶液酸碱性及相应酸、碱的强弱；
2. 判断元素某一价态的氧化还原性强弱；
3. 判断元素在某一价态的稳定性；
一、标准电极电势的应用
一、标准电极电势的应用
元素电势图：
元素电势图：用以表示和比较各物质的氧化还原性。
1. 判断溶液酸碱性及相应酸、碱的强弱；
2. 判断元素某一价态的氧化还原性强弱；
3. 判断元素在某一价态的稳定性；
4. 判断元素不同价态之间的反应性。
例题三
例题三
镅（Am）是一种用途广泛的锕系元素。241Am的放射性强度是镭
的3倍，在我国各地商场里常常可见到241Am骨密度测定仪，检测
人体是否缺钙；用Am制作的烟雾检测元件已广泛用于我国各地建
筑物的火警报警器（制作火警报警器的1片Am我国批发价仅10元
左右）。镅在酸性水溶液里的氧化态和标准电极电势如下。试判
断金属镅溶于稀盐酸溶液后将以+
+
价（填数字）
（填数字）存在。简述
理由。已知：𝜑
H+ H2
⊖
= 0 V；𝜑
Cl2 Cl−
⊖
= 1.36 V；𝜑
O2 H2O
⊖
= 1.23 V。
例题三
例题三
镅在酸性水溶液里的氧化态和标准电极电势如下。已知：𝜑
H+ H2
⊖
=
0 V；𝜑
Cl2 Cl−
⊖
= 1.36 V；𝜑
O2 H2O
⊖
= 1.23 V。
1.
𝜑
Am2+ Am
⊖
< 0，且𝜑
Am3+ Am2+
⊖
< 0，故Am可与稀盐酸反应生成Am3+；
2.
𝜑
AmO2
+ Am4+
⊖
< 𝜑
Am4+ Am3+
⊖
，故Am4+会歧化为AmO2
+。
3.
𝜑
AmO2
+ Am3+
⊖
> 𝜑
Cl2 Cl−
⊖
> 𝜑
O2 H2O
⊖
，故AmO2
+可将水氧化为O2，或将Cl-氧
化为Cl2。AmO2
2+同理。
4.
𝜑
Am4+ Am3+
⊖
> 𝜑
Am3+ Am2+
⊖
，故Am3+可稳定存在。
二、电动势与氧化还原平衡
二、电动势与氧化还原平衡
𝑬𝑬⊖⊖与
与𝚫𝚫𝐫𝐫𝑮𝑮𝐦𝐦⊖⊖：
：恒温恒压下，体系的Gibbs自由能降低等于体系
所做最大其他功，即电池所做的最大电功：
𝚫𝚫𝐫𝐫𝑮𝑮𝐦𝐦⊖⊖= =−−𝒏𝑭𝒏𝑭𝑬𝑬⊖⊖
二、电动势与氧化还原平衡
二、电动势与氧化还原平衡
其中
其中：
1. n为反应的转移电子数，量纲为1。
2. F为法拉第常数，即1 mol电子所带电荷量。数值为96485 C·mol-1
或9.65×105 C·mol-1。
𝑬𝑬⊖⊖与
与𝚫𝚫𝐫𝐫𝑮𝑮𝐦𝐦⊖⊖：
：恒温恒压下，体系的Gibbs自由能降低等于体系
所做最大其他功，即电池所做的最大电功：
𝚫𝚫𝐫𝐫𝑮𝑮𝐦𝐦⊖⊖= =−−𝒏𝑭𝒏𝑭𝑬𝑬⊖⊖
二、电动势与氧化还原平衡
二、电动势与氧化还原平衡
𝑬𝑬⊖⊖与
与𝑲𝑲⊖⊖：
：通过𝚫𝚫𝐫𝐫𝑮𝑮𝐦𝐦⊖⊖相互联系：
二、电动势与氧化还原平衡
二、电动势与氧化还原平衡
𝑬𝑬⊖⊖与
与𝑲𝑲⊖⊖：
：通过𝚫𝚫𝐫𝐫𝑮𝑮𝐦𝐦⊖⊖相互联系：
𝚫𝚫𝐫𝐫𝑮𝑮𝐦𝐦⊖⊖= =−−𝒏𝑭𝒏𝑭𝑬𝑬⊖⊖
𝚫𝚫𝐫𝐫𝑮𝑮𝐦𝐦⊖⊖= =−−𝑹𝑻𝑹𝑻𝐥𝐧𝐥𝐧𝑲𝑲⊖⊖
𝑬𝑬⊖⊖= =𝑹𝑻𝑹𝑻
𝒏𝑭𝒏𝑭𝐥𝐧𝐥𝐧𝑲𝑲⊖⊖
二、电动势与氧化还原平衡
二、电动势与氧化还原平衡
反应
反应进行程度的判断
进行程度的判断：
：
𝑬𝑬⊖⊖= =𝑹𝑻𝑹𝑻
𝒏𝑭𝒏𝑭𝐥𝐧𝐥𝐧𝑲𝑲⊖⊖
𝑬𝑬⊖⊖
𝑲𝑲⊖⊖
𝚫𝚫𝐫𝐫𝑮𝑮𝐦𝐦⊖⊖
𝚫
𝐫𝑮𝐦⊖
= −𝒏𝑭𝑬⊖
𝚫𝐫𝑮𝐦⊖= −𝑹𝑻𝐥𝐧𝑲⊖
化学化学反应反应
进行进行程度程度
二、电动势与氧化还原平衡
二、电动势与氧化还原平衡
反应
反应进行程度的判断
进行程度的判断：
：
反应倾向性
𝐾𝐾⊖⊖
Δ Δr r𝐺𝐺m m⊖⊖/ /kJ kJ∙∙mol mol−−1 1
𝐸𝐸⊖⊖/ /V V
正向反应彻底进行
反应可逆程度大
逆向反应彻底进行
二、电动势与氧化还原平衡
二、电动势与氧化还原平衡
反应
反应进行程度的判断
进行程度的判断：
：
反应倾向性
𝐾𝐾⊖⊖
Δ Δr r𝐺𝐺m m⊖⊖/ /kJ kJ∙∙mol mol−−1 1
𝐸𝐸⊖⊖/ /V V
正向反应彻底进行> 10
> 107
7
<
< -
-40
40
> 0.20
> 0.20
反应可逆程度大10
10-
-7
7~ 10
~ 107
7
-
-40 ~ 40
40 ~ 40
-
-0.20 ~ 0.20
0.20 ~ 0.20
逆向反应彻底进行< 10
< 10-
-7
7
> 40
> 40
<
< -
-0.20
0.20
例题四
例题四
298.15K下，氢气与氧气反应生成水的反应2H2 g + O2 g = 2H2O l
的𝐸⊖= 1.229 V，求该反应的Δr𝐺m
⊖和𝐾⊖。
判断：正确选A，错误选B。
Δr𝐺m
⊖= −474.3 kJ ∙mol−1
𝐾⊖= 1.265 × 1083
例题四
例题四
298.15K下，氢气与氧气反应生成水的反应2H2 g + O2 g = 2H2O l
的𝐸⊖= 1.229 V，求该反应的Δr𝐺m
⊖和𝐾⊖。
解：Δr𝐺m
⊖= −𝑛𝐹𝐸⊖
= −4 × 96485 C ∙mol−1 × 1.229 V × 10−3 kJ ∙J−1
= −474.3 kJ ∙mol−1
例题四
例题四
298.15K下，氢气与氧气反应生成水的反应2H2 g + O2 g = 2H2O l
的𝐸⊖= 1.229 V，求该反应的Δr𝐺m
⊖和𝐾⊖。
解：Δr𝐺m
⊖= −𝑛𝐹𝐸⊖
= −4 × 96485 C ∙mol−1 × 1.229 V × 10−3 kJ ∙J−1
= −474.3 kJ ∙mol−1
𝐾⊖= exp 𝑛𝐹𝐸⊖
𝑅𝑇
= exp
4 × 96485 C ∙mol−1 × 1.229 V
8.314 J ∙mol−1 ∙K−1 × 298.15 K
= 1.265 × 1083
例题五
例题五
已知298.15 K 、1.013×105 Pa 时，电池Pt|H2(1.013×105 Pa)| 稀
NaOH(aq)|Ag2O|Ag 的电动势为1.17 V ，且已知Δf𝐺m
⊖H2O, l =
−237.2 kJ ∙mol−1，R = 8.314 J·mol-1·K-1，F = 96485 C·mol-1。试问：
（1）写出电池反应方程式。
（2）计算298.15 K时，Ag2O的分解压强为
Pa（保留1位小数）。
例题五
例题五
（1）写出电池反应方程式。
H2 g + Ag2O s = 2Ag s + H2O l
例题五
例题五
（2）计算298.15 K时，Ag2O的分解压强。
（1）写出电池反应方程式。
H2 g + Ag2O s = 2Ag s + H2O l
例题五
例题五
（2）计算298.15 K时，Ag2O的分解压强。
解：反应H2 g + Ag2O s = 2Ag s + H2O l 的Δr𝐺m
⊖为：
Δr𝐺m
⊖= −𝑛𝐹𝐸⊖
= −2 × 96485 C ∙mol−1 × 1.17 V × 10−3 kJ ∙J−1
= −225.8 kJ ∙mol−1
（1）写出电池反应方程式。
H2 g + Ag2O s = 2Ag s + H2O l
例题五
例题五
（2）计算298.15 K时，Ag2O的分解压强。
解：反应H2 g + Ag2O s = 2Ag s + H2O l 的Δr𝐺m
⊖为：
Δr𝐺m
⊖= −𝑛𝐹𝐸⊖
= −2 × 96485 C ∙mol−1 × 1.17 V × 10−3 kJ ∙J−1
= −225.8 kJ ∙mol−1
Δf𝐺m
⊖Ag2O, s = Δf𝐺m
⊖H2O, l −Δr𝐺m
⊖
= −237.2 kJ ∙mol−1 −−225.8 kJ ∙mol−1
= −11.4 kJ ∙mol−1
（1）写出电池反应方程式。
H2 g + Ag2O s = 2Ag s + H2O l
例题五
例题五
（2）计算298.15 K时，Ag2O的分解压强。
𝐾⊖= exp −Δr𝐺m
⊖
𝑅𝑇
= exp −−Δf𝐺m
⊖Ag2O, s
𝑅𝑇
= exp
−11.4 kJ ∙mol−1
8.314 × 10−3 kJ ∙mol−1 ∙K−1 × 298.15 K
= 1.01 × 10−2
则反应：Ag2O s = 2Ag s +
1
2 O2 g 的𝐾⊖为：
例题五
例题五
（2）计算298.15 K时，Ag2O的分解压强。
𝐾⊖= exp −Δr𝐺m
⊖
𝑅𝑇
= exp −−Δf𝐺m
⊖Ag2O, s
𝑅𝑇
= exp
−11.4 kJ ∙mol−1
8.314 × 10−3 kJ ∙mol−1 ∙K−1 × 298.15 K
= 1.01 × 10−2
则反应：Ag2O s = 2Ag s +
1
2 O2 g 的𝐾⊖为：
𝐾⊖=
𝑝O2
𝑝⊖
1
2
= 1.01 × 10−2
𝑝分解= 𝑝O2 = 1.01 × 10−2 2 × 1.013 × 105 Pa = 10.3 Pa
三、电极电势的间接计算
三、电极电势的间接计算
电极电势：
电极电势：电极电势为强度量，不具有加和性。
三、电极电势的间接计算
三、电极电势的间接计算
电极电势：
电极电势：电极电势为强度量，不具有加和性。
Δ𝐺m
⊖= −𝑛𝐹𝜑⊖
Δ𝐺m,3
⊖= Δ𝐺m,2
⊖−Δ𝐺m,1
⊖
三、电极电势的间接计算
三、电极电势的间接计算
电极电势：
电极电势：电极电势为强度量，不具有加和性。
Δ𝐺m
⊖= −𝑛𝐹𝜑⊖
Δ𝐺m,3
⊖= Δ𝐺m,2
⊖−Δ𝐺m,1
⊖
Δ𝐺m,3
⊖= −𝑛2𝐹𝜑2
⊖−−𝑛1𝐹𝜑1
⊖= −𝑛3𝐹𝜑3
⊖
则：𝝋𝟑
⊖= 𝒏𝟐𝝋𝟐
⊖−𝒏𝟏𝝋𝟏
⊖
𝒏𝟑
三、电极电势的间接计算
三、电极电势的间接计算
电池电动势：
电池电动势：电池电动势也为强度量，不具有加和性。
三、电极电势的间接计算
三、电极电势的间接计算
电池电动势：
电池电动势：电池电动势也为强度量，不具有加和性。
Δr𝐺m
⊖= Δ𝐺m,+
⊖−Δ𝐺m,−
⊖
Δr𝐺m
⊖= −𝑛𝐹𝐸⊖
Δ𝐺m,+
⊖
= −𝑛𝐹𝜑+
⊖；Δ𝐺m,−
⊖
= −𝑛𝐹𝜑−⊖
三、电极电势的间接计算
三、电极电势的间接计算
电池电动势：
电池电动势：电池电动势也为强度量，不具有加和性。
Δr𝐺m
⊖= Δ𝐺m,+
⊖−Δ𝐺m,−
⊖
Δr𝐺m
⊖= −𝑛𝐹𝐸⊖
Δ𝐺m,+
⊖
= −𝑛𝐹𝜑+
⊖；Δ𝐺m,−
⊖
= −𝑛𝐹𝜑−⊖
−𝑛𝐹𝐸⊖= −𝑛𝐹𝜑+
⊖−−𝑛𝐹𝜑−⊖
三、电极电势的间接计算
三、电极电势的间接计算
电池电动势：
电池电动势：电池电动势也为强度量，不具有加和性。
Δr𝐺m
⊖= Δ𝐺m,+
⊖−Δ𝐺m,−
⊖
Δr𝐺m
⊖= −𝑛𝐹𝐸⊖
Δ𝐺m,+
⊖
= −𝑛𝐹𝜑+
⊖；Δ𝐺m,−
⊖
= −𝑛𝐹𝜑−⊖
−𝑛𝐹𝐸⊖= −𝑛𝐹𝜑+
⊖−−𝑛𝐹𝜑−⊖
即：𝑬⊖= 𝝋+
⊖−𝝋−⊖
三、电极电势的间接计算
三、电极电势的间接计算
电池电动势：
电池电动势：电池电动势也为强度量，不具有加和性。
𝑬𝟏
⊖= 𝝋𝟏
⊖−𝝋𝟐
⊖
𝑬𝟐
⊖= 𝝋𝟐
⊖−𝝋𝟑
⊖
𝑬𝟑
⊖= 𝝋𝟏
⊖−𝝋𝟑
⊖
三、电极电势的间接计算
三、电极电势的间接计算
电池电动势：
电池电动势：电池电动势也为强度量，不具有加和性。
𝑬𝟏
⊖= 𝝋𝟏
⊖−𝝋𝟐
⊖
则：𝑬𝟑
⊖= 𝑬𝟏
⊖+ 𝑬𝟐
⊖
𝑬𝟐
⊖= 𝝋𝟐
⊖−𝝋𝟑
⊖
𝑬𝟑
⊖= 𝝋𝟏
⊖−𝝋𝟑
⊖
例题六
例题六
已知298.15 K时反应Cu2+ + e−= Cu+，𝜑⊖= 0.15 V；Cu+ + e−=
Cu，𝜑⊖= 0.52 V。计算2Cu+ = Cu + Cu2+的𝐾⊖和𝐸⊖。
判断：正确选A，错误选B。
𝐸⊖= 0.37 V
𝐾⊖= 1.8 × 106
例题六
例题六
已知298.15 K时反应Cu2+ + e−= Cu+，𝜑⊖= 0.15 V；Cu+ + e−=
Cu，𝜑⊖= 0.52 V。计算2Cu+ = Cu + Cu2+的𝐾⊖和𝐸⊖。
解：
𝐸⊖= 𝜑⊖
Cu+ Cu −𝜑⊖
Cu2+ Cu+ = 0.52 V −0.15 V = 0.37 V
𝐾⊖= exp 𝑛𝐹𝐸⊖
𝑅𝑇
= exp
1 × 96485 C ∙mol−1 × 0.37 V
8.314 J ∙mol−1 ∙K−1 × 298.15 K
= 1.8 × 106
例题七
例题七
根据氯的元素电势图，计算酸性条件下ClO4
-/Cl2的标准电极电势。
判断：正确选A，错误选B。
𝜑⊖
ClO4
−Cl2 = 1.39 V
例题七
例题七
根据氯的元素电势图，计算酸性条件下ClO4
-/Cl2的标准电极电势。
解：
𝜑⊖
ClO4
−Cl2 = 2 × 𝜑⊖
ClO4
−ClO3
−+ 5 × 𝜑⊖
ClO3
−Cl2
7
= 2 × 1.19 V + 5 × 1.47 V
7
= 1.39 V
例题八
例题八
最近我国有人报道，将0.1 mol·L-1的硫化钠溶液装进一只掏空洗净
的鸡蛋壳里，将蛋壳开口朝上，部分浸入盛有0.1 mol·L-1的氯化铜
溶液的烧杯中，在静置一周的过程中，蛋壳外表面逐渐出现金属
铜，同时烧杯中的溶液渐渐褪色，并变得混浊。
1. 设此装置中发生的是铜离子和硫离子直接相遇的反应，已知
𝜑⊖
Cu2+ Cu = 0.345 V，𝜑⊖
S S2−= −0.476 V，计算25℃
下硫离子和铜离子反应得到铜的反应平衡常数，写出平衡常数
表达式。（判断：A、正确，B、错误：𝐾⊖= 5.71 × 1027）
2. 金属铜和浑浊现象均出现在蛋壳外，这意味着什么？
3. 该报道未提及硫离子与铜离子相遇时溶液的pH，现设pH = 6，
写出反应的离子方程式。
4. 请对此实验结果作一简短评论。
例题八
例题八
1. 设此装置中发生的是铜离子和硫离子直接相遇的反应，已知
𝜑⊖
Cu2+ Cu = 0.345 V，𝜑⊖
S S2−= −0.476 V，计算25℃
下硫离子和铜离子反应得到铜的反应平衡常数，写出平衡常数
表达式。
解：反应为：Cu2+ + S2−= Cu + S
𝐸⊖= 𝜑⊖
Cu2+ Cu −𝜑⊖
S S2−= 0.345 V −−0.476 V = 0.821 V
𝐾⊖= exp 𝑛𝐹𝐸⊖
𝑅𝑇
= exp
2 × 96485 C ∙mol−1 × 0.821 V
8.314 J ∙mol−1 ∙K−1 × 298.15 K
= 5.71 × 1027
例题八
例题八
2. 金属铜和浑浊现象均出现在蛋壳外，这意味着什么？
硫离子可从蛋壳内通过蛋壳上的微孔向蛋壳外扩散，二铜离子不
能通过蛋壳微孔向蛋壳内扩散。
例题八
例题八
2. 金属铜和浑浊现象均出现在蛋壳外，这意味着什么？
硫离子可从蛋壳内通过蛋壳上的微孔向蛋壳外扩散，二铜离子不
能通过蛋壳微孔向蛋壳内扩散。
3. 该报道未提及硫离子与铜离子相遇时溶液的pH，现设pH = 6，
写出反应的离子方程式。
Cu2+ + H2S = 2H+ + Cu + S
例题八
例题八
2. 金属铜和浑浊现象均出现在蛋壳外，这意味着什么？
硫离子可从蛋壳内通过蛋壳上的微孔向蛋壳外扩散，二铜离子不
能通过蛋壳微孔向蛋壳内扩散。
3. 该报道未提及硫离子与铜离子相遇时溶液的pH，现设pH = 6，
写出反应的离子方程式。
Cu2+ + H2S = 2H+ + Cu + S
4. 请对此实验结果作一简短评论。
该实验通过简单地方法证明了鸡蛋壳的微孔具有离子选择透过性。
常见标准电极和常见电池
常见标准电极和常见电池
第
第3
3节
节
一
一、常见标准电极
、常见标准电极
饱和甘汞电极（
饱和甘汞电极（SCE
SCE）：
）：
• 甘汞：Hg2Cl2（s）
• 𝜑
Hg2Cl2 Hg
⊖
= 0.244 V
• 电解液：饱和KCl
一
一、常见标准电极
、常见标准电极
饱和甘汞电极（
饱和甘汞电极（SCE
SCE）：
）：
• 甘汞：Hg2Cl2（s）
• 𝜑
Hg2Cl2 Hg
⊖
= 0.244 V
• 电解液：饱和KCl
一
一、常见标准电极
、常见标准电极
饱和甘汞电极（
饱和甘汞电极（SCE
SCE）：
）：
• 甘汞：Hg2Cl2（s）
• 𝜑
Hg2Cl2 Hg
⊖
= 0.244 V
标准甘汞电极：
标准甘汞电极：
• 电解液：饱和KCl
• 𝜑
Hg2Cl2 Hg
⊖
= 0.283 V
• 电解液：1 mol·L-1 KCl
例题九
例题九
写出甘汞电极的电极反应。
例题九
例题九
写出甘汞电极的电极反应。
Hg2Cl2 + 2e−= 2Hg + 2Cl−
二、常见电池
二、常见电池
锌锰干电池：
锌锰干电池：
二、常见电池
二、常见电池
锌锰干电池：
锌锰干电池：
•
•酸性锌锰干电池：
酸性锌锰干电池：
正极：MnO2 + NH4
+ + e−= MnO OH + NH3
负极：Zn + 2NH3 −e−= Zn NH3 2
2+
电池反应：2MnO2 + Zn + 2NH4
+ = 2MnO OH + Zn NH3 2
2+
二、常见电池
二、常见电池
锌锰干电池：
锌锰干电池：
•
•酸性锌锰干电池：
酸性锌锰干电池：
正极：MnO2 + NH4
+ + e−= MnO OH + NH3
负极：Zn + 2NH3 −e−= Zn NH3 2
2+
电池反应：2MnO2 + Zn + 2NH4
+ = 2MnO OH + Zn NH3 2
2+
•
•碱性锌锰干电池：
碱性锌锰干电池：
正极：MnO2 + H2O + e−= MnO OH + OH−
负极：Zn + 2OH−−2e−= Zn OH 2
电池反应：2MnO2 + Zn + 2H2O = 2MnO OH + Zn OH 2
二、常见电池
二、常见电池
银锌电池：
银锌电池：重量轻、体积小，放电电流大的高能电池
重量轻、体积小，放电电流大的高能电池。
。
正极：Ag2O + H2O + 2e−= 2Ag + 2OH−
负极：Zn + 2OH−−2e−= Zn OH 2
电池反应：Ag2O + H2O + Zn = 2Ag + Zn OH 2
二、常见电池
二、常见电池
可充电电池
可充电电池
•
•铅蓄电池：
铅蓄电池：
二、常见电池
二、常见电池
可充电电池
可充电电池
•
•铅蓄电池：
铅蓄电池：
负极（放电）：Pb + SO4
2−−2e−= PbSO4
正极（放电）：PbO2 + 4H+ + SO4
2−+ 2e−= PbSO4 + 2H2O
总反应（放电
放电）：PbO2 + Pb + 2SO4
2−+ 4H+ = 2PbSO4 + 2H2O
总反应（充电
充电）：2PbSO4 + 2H2O = PbO2 + Pb + 2SO4
2−+ 4H+
二、常见电池
二、常见电池
可充电电池
可充电电池
•
•锂离子电池：
锂离子电池：
负极（放电）：LixC6 −xe−= 6C + xLi+
正极（放电）：Li1−xCoO2 + xe−+ xLi+ = LiCoO2
总反应（放电
放电）：LixC6 + Li1−xCoO2 = 6C + LiCoO2
总反应（充电
充电）：6C + LiCoO2 = LixC6 + Li1−xCoO2
二、常见电池
二、常见电池
燃料电池
燃料电池
二、常见电池
二、常见电池
燃料电池
燃料电池
•
•氢氧燃料电池
氢氧燃料电池：
负极：2H2 −4e−+ 4OH−= 4H2O
正极：O2 + 4e−+ 2H2O = 4OH−
总反应：2H2 + O2 = 2H2O
•
•甲烷
甲烷燃料电池
燃料电池
负极：CH4 −8e−+ 10OH−= CO3
2−+ 7H2O
正极：2O2 + 8e−+ 4H2O = 8OH−
总反应：CH4 + 2O2 + 2OH−= CO3
2−+ 3H2O
课堂总结
课堂总结
电化学进阶
原电池
电极与电池
电极电势与电动势
双电层模型
氧化还原与电极电势
元素电势图
氧化还原平衡与电化学
电极电势的间接计算
电池电动势的间接计算
常见电极与电池
甘汞电极
锌锰干电池
锂离子电池
燃料电池
课后练习
课后练习
1.
1.练习任务
练习任务：练习册
练习册1
1、
、9
9、
、11
11+整理笔记。
2.
2. 提交
提交方式
方式：手机app→打开学习中心的任务列表→找到本讲课程
→“随堂测”（具体可联系专属老师）。
3.
3. 目的
目的：熟练掌握标准电极电势、电池电动势的求算
标准电极电势、电池电动势的求算和元素电势
图的使用。了解常见电极和电池的工作原理。
4.
4.考试占比
考试占比：电化学是各级竞赛必考内容之一，且可以与多种题
型相互结合。同时，从电极电势的角度讨论元素性质是元素化
学模块学习的重要基本功。全国初赛中约占8%
8%，全国决赛中占
比约10%
10%。
练习不多，认真完成哟~
