可逆电池测验
可逆电池及其电动势的测定
§7.5 可逆电池及其电动势的测定▲原电池的图示表示法 (-)极（阳极）：Zn-2e → Zn2＋（氧化反应） (+)极（阴极）：Cu2＋+2e → Cu（还原反应） 电池反应： Zn + Cu2＋ → Zn2＋+ Cu 电池符号：Zn|ZnSO4(b)┊CuSO4(b)∣Cu Zn|ZnSO4 ┊ ┊ CuSO4∣Cu ▲原电池图示表示规则 ① 左边为负极（阳极），起氧化作用； 右边为正极（阴极），起还原作用。
②“|”表示相与相之间的界面，若为两个液相接界时，用“┆”表示 ③“||”或 “┆┆”表示盐桥（降低液接电势）。
④注明温度，不注明即298.15 K；注明物态，气体要注明压力； 溶液要注明浓度。
⑤ 气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性电极，通常是铂电极。
§7.5 可逆电池及其电动势的测定 1、 可逆电池 可逆电池满足的条件： （1）化学可逆性：电极及电池中的化学反应必须可逆, 即充放电反应互为可逆 （2）热力学可逆性：即能量可逆 电池在接近平衡状态下工作，即I→0的状态下工作 （3）实际可逆性：电池工作时，无其他不可逆过程（如扩散） 存在1、 可逆电池 可逆电池1、 可逆电池可逆电池 （负极）（正极）1 H 2 ( p ) + AgCl ( s ) 2放电 充电Ag(s) + H + ( b ) + Cl − ( b )1、 可逆电池 Zn, Cu棒插入H2SO4中构成的电池 Zn|H2SO4 |Cu 不可逆电池 原电池（放电）反应： （－）Zn → Zn2+ + 2e 阳极，氧化 （＋）2H＋ + 2e → H2↑ 阴极，还原 总反应：Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑ 电解池（充电）反应： (－) 2H+ + 2e → H2↑ 阴极，还原 (＋) Cu → Cu2+ + 2e 阳极，氧化 总反应：2H+ + Cu → Cu2++ H2↑充电和放电时的电池反应不同——不可逆电池2、韦斯顿标准电池 正极：汞和硫酸亚汞的糊状物， 负极：含镉（Cd）12.5％的镉汞齐， 两极之间盛以CdSO4的饱和溶液负极（阳极）： Cd (汞齐)＝ Cd 2＋+ 2eCd 2＋+SO42-+ 8/3H2O(l) →CdSO4 · 8/3H2O(s) Cd+SO42-+8/3H2O(l) →CdSO4 · 8/3H2O(s) + 2e正极（阴极）:Hg2SO4(s) +2e-→2Hg(l)+SO42电极反应可逆，没有液接电势 在I→0时是高度可逆的电池电池反应: Cd (汞齐)+ Hg2SO4(s) + 8/3H2O(l) → 2Hg(l)+ CdSO4· 8/3H2O(s) Cd(汞齐)|CdSO4·8/3H2O(s) |CdSO4饱和溶液|Hg2SO4(s) |Hg(l) 优点：电动势稳定，随温度改变很小 用途：配合电位计测定原电池的电动势 20℃时ES,20 = 1.0186V, ES = 1.0186/V – 4.06×10-5(T/℃-20)– 9.5×10-7(T/℃ -20)23、电池电动势的测定 必须在电流→零的条件下测量，常采用对消法。
可逆电池的电动势测定及其应用相关知识
要 求 能 量 复 原 ， 即 要 求 外 加 电 流 I → 0
因 为 电 池 总 是 有 内 阻 ， 内 阻 消 耗 电 能 功 — → 热 ， 导 致 不 可 逆
组成可逆电池的必要条件 ❖ 电池在充放电过程中能量的转变也是可
I R i为 内 阻 损 耗 的 电 动 势 ， 当 I → 0 时 ， I R i → 0 , 测 得 V 才 是 电 动 势 E
对消法测定电动势的原理图
E=(R0+Ri)I U=R0I 当R0→∞时，有 ：R0+Ri→R0 E≈U
需 工 作 电 源 ， 使 其 电 流 与 待 测 电 池 的 电 流 对 消 ， I→ 0 ， 测 得 的 端 电 压 为 电 动 势
总反应： 2A gZ (s n2 ) CZ l n (2sA ) gC
例 2 . Z n , C u 棒 插 入 H 2 S O 4 中 构 成 的 电 池
原 电 池 （ 放 电 ） 反 应 ：
（ － ） Z n → Z n + + + 2 e 阳 极 ， 氧 化 （ ＋ ） 2 H ＋ + 2 e→ H 2 ↑ 阴 极 ， 还 原
充 电 和 放 电 时 的 电 池 反 应 不 同 — — 该 电 池 为 不 可 逆
实 际 上 这 个 装 置 在 外 电 路 断 开 时 ， Z n 会 不 断 地 被 H 2 S O 4 溶 解 放 出 H 2 凡 是 外 电 路 断 开 后 仍 有 反 应 进 行 的 电 池 都 不 是 可 逆 电 池
H+(a+)|Ag2O(s)|Ag(s) Ag2O+2H+(a+)+2e →2Ag(s)+H2O 难溶盐电极是将金属表面覆盖一层该金属的难溶性盐，然后再浸
可逆电池的电动势测定及其应用相关知识
① H2( )+Cl2( )→2H+(a+)+2Cl-(a-)
② 1/2H2( p )$+1/2Cl2( )p→$ H+(a+)+Cl-(a-)
I R i为 内 阻 损 耗 的 电 动 势 ， 当 I → 0 时 ， I R i → 0 , 测 得 V 才 是 电 动 势 E
第八章电化学基础第五节 可逆电池及其电动势的测定
一、可逆电池 ●原电池 利用电极氧化还原反应将化学能转换为电能的装置
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（一）电池图式的书写
●规定 负极在左，正极在右；按接触次序依次书写；用实垂
线“|”表示相与相之间的界面；气体须有辅助电极(一般用Pt)；两液 相接界，用单虚垂线“¦”表示，加入盐桥用双虚垂线“¦¦”表示；如 有必要，需注明各物的聚集状态及压力(气体)和浓度(溶液)
——构成原电池的电极通常分为三（五）类
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6Байду номын сангаас
三、电池电动势的测定
——结合实验自学
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1.充、放电反应必须可逆（物质可逆）。例， Daniell电池
放电时
充电时
负（阳）极： Zn-2e=Zn2+-
正（阳）极： Cu-2e=Cu2+
正（阴）极： Cu2++ 2e=Cu 负（阴）极： Zn2++2e=Zn
电池反应： Zn+Cu2+=Cu+Zn2+ 电池反应：Zn2++Cu=Cu2++Zn
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2.反应在无限接近电化学平衡条件下进行（无电流通过，能量可 逆）。原电池电动势E与外接电池电动势E（外）必须相差无限小： E-E（外）=dE0。此时，E（外）减低无限小量，发生放电反应， 产生无限小的电流通过外电池；将E（外）增加无限小量，发生充 电反应。这样，才能保证充放电过程的电流无限小。原因：电路中 有电阻，电流产生必然生成热。有热生成必定是不可逆过程。此外， 电流产生还可能产生极化。极化也不可逆
3.电池中其它过程必须可逆
可逆电池及其电动势的测定解读
§7.7 电极电势和液体接界电势
• • • 7.1电池电动势的构成 7.2电极电势 7.3电极电势与电池电动势的关系
E E右 E左 E E右 E左
§7.5 可逆电池及其电动势的测定
• • 5.1 可逆电池 5.2 韦斯顿标准电池
(1) 构成 (2) 电极反应和电池反应
8 8 Cd (汞齐) Hg 2 SO4 ( s) H 2O(l ) 2 Hg (l ) CdSO4 H 2O( s) 3 3
(3) 特点 电动势稳定，25℃时E=1.0184V， 温度每升高1 ℃ ，电动势约减小 5×10-5V
4 p
1
1
r
m
p
mol 1
r Hm r Gm T r Sm 31.57kJ mol
1
Qr ,m T r Sm 4.365kJ mol 1
§7.6 原电池热力学
• 6.5 能斯特方程
r Gm r Gm RT ln J p
（1）化学反应的等温方程
（4）电极反应的能斯特方程
B RT （电极） E (电极） E ln a （电极） B (电极） zF B (电极）
（5）标准电极电势表 ★ 电极符号表示法---- “离子中性态”
★ 电极反应均为还原反应----
氧化态+ne
还原态 还原电极电势的高低是该电极氧化态物质获得电子能力大小的量度
• 6.4 计算原电池可逆放电时的反应热 Qr T S Qr ,m zFT E T p
问：Qr,m 与Qp有何区别? 答： Qp是无非体积功时反 应的恒压热效应，而Qr,m 是反应在原电池装置中可 逆放电（做非体积功）时 的热效应，它们的差值为 可逆电功
测定可逆电池电动势的方法
测定可逆电池电动势的方法嘿，咱今儿个就来聊聊测定可逆电池电动势的那些事儿！你说这可逆电池电动势，就好像是一个神秘的小宝藏，得用合适的方法才能把它给挖出来。
那都有啥方法呢？有一种常见的方法叫对消法。
这就好比是在一场拔河比赛中，我们要找到两边力量平衡的那个点。
通过一个能产生稳定电压的装置，和我们要测的可逆电池对着干，直到它们俩的力量相互抵消，这时候我们就能准确地知道这个电动势是多少啦！你想想，是不是挺有意思的？还有电位差计法呢！就好像是给这个电动势来个精准的“量身定制”。
电位差计就像是一把超级精确的尺子，能把电动势的大小给量得清清楚楚。
它能让我们更直观地了解这个神秘小宝藏的具体数值。
咱再说说盐桥法。
这就好像是给电池搭了一座小桥，让里面的离子能顺畅地流动，减少了阻碍，从而让我们能更好地测定电动势。
这桥搭得好呀，测定起来就更轻松啦！你可别小看这些方法，每一种都有它的独特之处呢！就像我们每个人都有自己的拿手好戏一样。
它们能帮助我们揭开可逆电池电动势的神秘面纱，让我们对电的世界有更深入的了解。
在实际操作中，那可得小心谨慎，就跟走钢丝似的，一点差错都不能有。
稍有不慎，可能测出来的结果就不靠谱啦！所以呀，一定要认真对待，就像对待宝贝一样。
测定可逆电池电动势的方法就像是打开电世界大门的钥匙，有了它们，我们才能在这个充满奥秘的领域里畅游。
我们能更好地理解电池的工作原理，说不定还能发明出更厉害的电池呢！那时候，我们的生活可就变得更加便捷和精彩啦！总之，这些方法各有千秋，我们要根据实际情况选择最合适的那个。
就像我们挑鞋子一样，得合脚才行呀！让我们一起好好利用这些方法，去探索可逆电池电动势的奇妙世界吧！。
可逆电池及其电动势的测定.
总反应：2Ag(s) ZnCl2 Zn(s) 2AgCl(s)
为什么在一定温度下，含Cd的质量百分数 在5～14%之间，标准电池的电动势有定值？
答：从Hg-Cd的相图可知，在室温
下，镉汞齐中镉含量在5～14%之
间时，体系处于熔化物和固溶体 两相平衡区，镉汞齐活度有定值。 而标准电池电动势只与镉汞齐的 活度有关，所以也有定值。
2002年我国已解决,科技奖.未全部普及前不讲.
电池反应： (-) Cd(Hg)→Cd2++Hg(l)+2e(+)Hg2SO4(s)+2e-→2Hg(l)+SO42-
净反应： Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2O →CdSO4· 8/3H2O(s)+Hg(l)
ET/V=1.01845-4.05×10-5(T/K-293.15) - 9.5×10-7(T/K-293.15)2 +1×10-8(T/K-293.15)3 我国在1975年提出的公式为： ET/V=E(293.15K)/V-{39.94(T/K-293.15) +0.929(T/K-293.15)2 - 0.009(T/K-293.15)3 +0.00006(T/K-293.15)4}×10-6
通常要把标准电池恒温、恒湿存放， 使电动势稳定。
§6.5.2 电动势的测定
对消法测电动势的原理 对消法测电动势的实验装置
AB为均匀的电阻,利用 工作电池EW提供一个 恒定的电流I, 那么电势 差V=IR与AH和AC的 长度成正比.
E X ( 待测) AC E S .C ( 标准) AH
标准电池 待测电池
rGm=-zEF
自发电池：
可逆电池的电动势
可逆电池测试一，单项选择（20分）1, 关于"电动势"的说法中正确的是(A) 电动势就是两个店基建的电势差(B) 电动势等于电池的开路电压(C) 电动势等于电池中所有界面电势差的代数和(D) 电动势是电池工作时两极之间的端点压2，若一电池的过程热为正值，则肯定（B）（A）（D）（C）3，对消法测电动势时，必须使用（A）甘汞电极（B）玻璃电极（C）标准电极（D）标准电池4, 有下列电池(1) Pt|H2（P1）|HCl（a）|Cl2（P2）|Pt(2) Pt|H2（P1）|H+（a1）||Ag+（a2）|Ag（s）(3) Ag（s）|Agl（s）|l-（a1）||Cl-（a2）|AgCl（s）|Ag（s）(4) Pb（s）|PbSO4（s）|SO42-（a1）||Cu2+（a2）|Cu（s）它们对应的一下反应中正确的是(A) H2（P1）+Cl2（P2）( 2HCl（a）(B) 2Ag（s）+2H+（a1）( H2（P）+2Ag+（a2）(C) AgCl（s）+I-（a1）( AgI（s）+Cl-（a2）(D) Pb（s）+Cu（a2）+SO42-（a1）( PbSO4（s）+Cu（s）5, 电池反应（1）1/2H2（P）+AgCl（s）=Ag（s）+HCl（m1）；E1（2）H2（P）+2AgCl（s）=Ag（s）+2HCl（m1）；E2下列关系正确的是:（A）E1=1/2E2 （B）E1>E2 （C）E1<E2 （D）E1=E26, 电极 Pt|Cl2（P）|Cl-（a）的电极反应为 1/2Cl2（P）+e-（Pt） ( Cl-（a），其电极反应的相界面有（A）1个（B）2 个（C） 3个（D）均相7, 电池的电动势不能用伏特计测量，因为(A) 伏特计测的结果不准确(B) 伏特计要并联在电路中，检流计要串联在此两者的要求不能同时满足(C) 适用伏特计是电池内有电流通过，测得的不是电动势(D) 用伏特计精确度达不到要求8, 下面的电极中标准电极电势最大（正）的是(A) Pt|H2（P）|H+（a）(B) Pt|H2（P）|OH-（a）(C) Zn（s）|Zn2+（a）(D) Cd（s）|Cd2+（a）9, 下面的电极种可作为参比电极的是（A）Pt|I2|I- （B）Ag|AgCl（s）|Cl-（C）Pt|Hg（l）|Hg2SO4（s）|SO42- （D）Cd（Hg）|CdSO4·H2O|CdSO410, 与反应 Pb2++SO42- ( PbSO4（s）对应的电池是(A) Pb（s）|PbO2（s）|PbSO4（s）|SO42-（a）|PbSO4（s）|Pb（s）(B) Pb（s）|PbSO4（s）|SO42-（a）|PbSO4|PbO2（s）|Pb（s）(C) Pb（s）|Pb2+（a1）||SO42-（a2）|PbSO4（s）|Pb（s）(D) Pb（s）|PbSO4（s）|SO42-（a1）||Pb2+（a2）|Pb（s）二，多项选择（27分）1, 一电池，温度系数为-8.54×10-4V·K-1，298.15K时,电动势E=1.230V,反应时,迁移的电子为2mol,由此得到的下列结果中正确的是.(A) 过程热为49.140kJ·mol-1 (B) 熵变为-165J·K-1·mol-1(C) 可作的最大功237.390kJ·mol-1 (D) 等压反应热效应为+49.140kJ·mol-1 (E) 焓变为-188.250 kJ·mol-12，下面属于第二类电极的是(A) Pt|O2（P）|H2O，OH-（a）(B) Zn|ZnCl（a）(C) Hg（l）|Hg2Cl2（s）|KCl（a）(D) Sb（s）|Sb2O3（s）|OH-（a）(E) Pt|Cu2+（a1）|Cu+（a2）3, 下列电极的名称和符号不相符的是(A)伏打电池：Zn(s)|HCl(m)|Cu(s)(B)单尼尔电池：Zn(s)|ZnSO4(a1)||CuSO4(a2)|Cu(C)韦斯顿电池Pt|Hg(l)|Hg2SO4(s)|CdSO4(饱和溶液)|CdSO4·8/3H2O(s)|Cd(Hg)(12.5%)(D)铅酸蓄电池：Pb|PbO2|H2SO4(20%)|Pb(E)碱性锌-空气电池：Zn(s)|KOH(30%)|O2(空气)|4, 可逆电池要满足能量可逆的条件是(A) 满足ΔrGm = -zEF(B) 电池放电的速度无限慢(C) 化学能完全转化为电能，没有其它功的损失(D) 电路中电阻无限大，因而电流很小(E) 电池内组趋近于零5, 下列电池反应与SO42-无关的是(A) Pt|Hg（l）|HgSO4（s）|Na2SO4（a1）||CuSO4（a2）|Cu（s）(B) Zn（s）|ZnSO4（0.01）||Cu(0.01)|Cu(s)(C) Zn(s)|H2SO4(a)|Cu(s)(D) Pb(s)|PbSO4(s)|H2SO4(a)|Zn(s)(E) Pb(s)|PbSO4(s)|H2SO4(a)|PbO2(s)|Pt6, 关于浓差电池的下列说法中正确的是(A) 任一浓差电池标准电动势均为零.(B) 浓差电池反应没有平衡常数(C) 浓差电池电动势与温度无关(D) 浓差电池中两极的化学反应相同(E) 浓差电池可能是自发性的,也可能是非自发性的7, 对铅酸电池的电极反应的反应物，下面说法中正确的是（A）负极为PbO2（s）（B）正极为Pb（s），SO42-（C）正极为PbSO4（s），H+，SO42- （D）负极为Pb（s），SO42-（E）正极 PbSO4（s），H2O8, 对电池中"盐桥"的要求,下面说法中不正确的是(A) 盐桥电解质与电极物质没有相同的离子(B) 盐桥电解质正、负离子的运动速度应很接近(C) 盐桥电解质不与电极物质发生反应(D) 盐桥电解质的浓度应尽可能大(E) 盐桥电解质溶液与电极溶液的接触面大9, 对可逆原电池反应，下列说法正确的是(A) ΔrSm>0，表明反应时吸热(B) QR>0，表明反应放出的化学能只有一部分转化为电能(C) >0，表明反应放出的化学能与电能从环境吸收的热均转化为电能。
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A. W>0，Q<0，∆G<0 ， ， C. W<0，Q>0，∆G=0 ， ， B. W>0，Q>0，∆G<0 ， ， D. W>0，Q<0，∆G=0 ， ，
5、某燃料电池的反应为： 、某燃料电池的反应为： 在400K时的 时的 分别为 -251.6kJ·mol-1 则该电池的电动势为： 和 -50J·K-1·mol-1，则该电池的电动势为： A
A. 1.2V B. 2.4V C. 1.4V D. 2.8V
6、对于 、
一式， 一式，正确理解是
A. 表示电池内各物都处于标准态 B. EӨ 与 KӨ 仅在数值上满足上述关系，两者物理意义并 仅在数值上满足上述关系， 不相同 C. 表示电池反应已达平衡 D. 表示电池内部各物都处于标准态且反应达平衡
• • • •
8、Zn(s)插在 ZnSO4(a=1)的溶液中，界面上的电势 、 的溶液中， 插在 的溶液中 差为 ，从电极电势表中查得 Ө 从电极电势表中查得φ 则
A.εӨ＝-0.763V B. εӨ>-0.763V C.εӨ<-0.763V D. 无法比较
9、298K 时，在列电池 、 溶液时， 右边溶液中加入 0.01mol 的 KOH 溶液时，则电 池的电动势将
1、用对消法测定电池 Ag，AgCl(s)｜Cl-(a1)||Ag+(a2)｜ 、 ， ｜ ｜ Ag 的电动势，下列哪一项是不能采用的？D 的电动势，下列哪一项是不能采用的？
A. 标准电池 C. 直流检流计 B. 电势计 D. 饱和 KCl 盐桥。 盐桥。
2、一个电池反应确定的电池，E 值的正或负可以用来 、一个电池反应确定的电池， 说明： 说明： C
DCBCA BDDAD DC 13、1) 错，∆S 指体系，而不是指 ∆S总。2) 短 路时，E＝0，但⊿rGm≠nFE ，故 ⊿rGm≠0 • 14、：〔(1) 电极电势相同。(2) 电极电势是强度 量，与得失电子数多少无关。(3) （电极）〕 • 15：〔(2) -71.8kg·mol-1，38.6J·K-1·mol-1，60.3kJ·mol-1、(3) 2.15×10-3〕
A. 降低 升高 不变 无法判断 降低B. 升高C. 不变D.
10、298K 时，电池 、 的总电动势约为
A. 0.118V B. -0.059V C. 0.0295V D. -0.0295V
11、测定溶液的 pH 值的最常用的指示电极为玻璃电 、 极，它是
A. 第一类电极 C. 氧化还原电极 B. 第二类电极 D. 氢离子选择电极
12、已知 298K 时，φӨ(Ag+/Ag)=0.799V，下列电池的 、 ， φӨ为0.627V， ， 则 Ag2SO4 的活度积为 A. 3.8×10-17 B. 1.2×10-4 C. 1.52×10-6 D. 2.98×10-3 × × × ×
13、下列说法对吗？为什么？ 、下列说法对吗？为什么？ (1)若 若 ，则 ∆S< 0，因此该电池反应不能 ， 自发进行。 自发进行。 错 (2) 电池短路时，E＝0，则 电池短路时， ＝ ， 。 14、对一个指定的电极： 、对一个指定的电极： (1)当它作为一个电池的阳极和另一个电池的阴极时， 当它作为一个电池的阳极和另一个电池的阴极时， 当它作为一个电池的阳极和另一个电池的阴极时 电极电势是否不同？ 电极电势是否不同？ (2)当电极反应的写法不同时；电极电势是否相同？ 当电极反应的写法不同时； 当电极反应的写法不同时 电极电势是否相同？ (3)在一定的温度和压力下，φ(电极 和φӨ(电极 中何 在一定的温度和压力下， 电极 电极)和 电极 电极)中何 在一定的温度和压力下 者与电极反应物质的活度或分压无关？ 者与电极反应物质的活度或分压无关？
15、电池 Cu(s)｜CuAc2(0.1mol·kg-1) ︱AgAc-Ag(s) 、 ｜ 在 298K 时，电动势 E＝0.372V，当温度升至 308K ＝ ， 时，E＝0.374V, 已知 298K 时 (Ag+/Ag)＝0.800V， φ ＝ ＝ ， (Cu2+/Cu)＝0.340V ＝ (1)写出电极反应和电池反应； 写出电极反应和电池反应； 写出电极反应和电池反应 (2)298K 时，当电池有 2F 电量流过时的 为多少？ 为多少？ (3)计算 AgAc 的溶度积 Ksp。 计算
A. 电池是否可逆 C. 电池反应自发进行的方向
√ B.
电池反应是否达平衡 D. 电池反应的限度
3、下列电池中哪个的电动势与 Cl- 离子的活度无关？B 、 离子的活度无关？
A. Zn｜ZnCl2(aq)｜Cl2(g)|Pt ｜ ｜ B. Ag｜AgCl(s)｜KCl(aq｜Cl2(g)Pt ｜ ｜ ｜ C. Hg｜Hg2Cl2(s)｜KCl(aq||AgNO3(aq)｜Ag ｜ ｜ ｜ D. Pt｜H2(g)｜HCl(aq)｜Cl2(g)｜Pt ｜ ｜ ｜ ｜
4、25℃ 时，电池反应 、 ℃ 的电池电动势为 0.0193V，反应时所对应的 ， 为32.9J·K-1·mol-1，则电池电动势的温度系数
A. 1.70×10-4V·K-1 × C. 3.40×10-4V·K-1 × B. 1.16×10-6V·K-1 × D. 1.01×10-1V·K-1 ×