6.7可逆电池热力学.pptVIP免费

–+第七节可逆电池热力学一、电池反应的能斯特方程(rGm)T,p=-zEF当参加电池反应的组分均处于标准状态时，上式为FzEGOOmr将上面两式代入化学反应等温方程式dahHgaaaaRTGGDAGmrmrlnO在恒温、恒压下吉布斯函数的增量等于可逆的非体积功——电功可得到可逆电池的基本关系式——能斯特方程dahHgaaaazFRTEEDAGOln该式表示在恒定温度下，电池电动势与参加反应的各组分活度间的定量关系。一、电池反应的能斯特方程举例：试计算在298K时，电池Pt｜H2（100kPa）｜HCl（0.1molkg-1）｜AgCl（s）｜Ag（s）的电动势E。已知该温度下,电池的标准电动势E为0.2224V。解：负极反应H2（p）H+（）+eHaAgCl（s）+eAg（s）+Cl（）正极反应Cla电池反应H2(p)+AgCl(s)H+()+Cl()+Ag(s)HaClaAgCl1/2HAgClHO2appaaalnzFRTEE]/[$aAg=aAgCl=1，1OH2p/pz＝1)aaln(FRTEEClHO310336.6ln96500298314.82224.0一、电池反应的能斯特方程)ln(ClHOaaFRTEE对HCl：22ClH)(mγaaa查表可得：298K时，0.1molkg-1HCl的=0.79632210336.6)796.01.0()(γmClHaaV3524.0二、可逆电池的热力学函数由Gibbs-Helmholtz公式mrmrΔSTp)(G将(rGm)T,p=-zEF代入上式，得pTEzFSmrΔ(E/T)p称为电池电动势的温度系数，可由实验测定后，求出电池反应的熵变。二、可逆电池的热力学函数在等温条件下mrmrmrΔΔΔSTHGpTEzFTzEFH)(mrΔ温度一定时，电池反应的可逆热效应为pTEzFTQ)(r0pTE)(电池工作时从环境吸热0pTE)(电池工作时向环境放热0pTE)(电池工作时不与环境交换热量二、可逆电池的热力学函数电池反应的焓变与其可逆热Qr之间的关系rmrQzFEHΔ电池反应的焓变由两部分组成：电池所作的电功和电池工作时的可逆反应热。Qr>0，表示化学能全部转化为电能之外，电池在恒温可逆工作时，从环境吸收的可逆热也变为电能；Qr<0，表示化学能除了一部分转化为电能外，另一部分传给了环境Qr=0，表示化学能全部转化为电能13mrmrmrmolkJ8.28510)9.163(2980.237ΔΔΔSTGH1mrmolkJ8.48)9.163(298ΔSTQr二、可逆电池的热力学函数举例：298K时，电池Pt｜H2（p）｜H2SO4（0.01molkg-1）｜O2（p）｜Pt的电动势E＝1.228V，(E/T)p=-...