南京大学物理化学课件PPT

格式：ppt
大小：3.10 MB
文档页数：7

下载文档原格式

南大物化PPT10章化学动力学基础一

南大物化PPT10章化学动力学基础一
目录
• 化学动力学概述 • 化学反应速率 • 化学反应机理 • 化学反应速率方程 • 反应速率常数 • 温度对反应速率的影响
01
化学动力学概述
定义与分类
定义
化学动力学是研究化学反应速率以及反应速率受各种因素的影响的科学。
分类
根据反应特点，化学动力学可分为均相化学动力学和多相化学动力学；根据反应过程是否可逆，可分为可逆反应动力学和不可逆反应动力学。
01
升高温度通常会使反应速率增加，因为高温可以提供更多的活化能，使分子碰撞更加频繁和有力。
02
反应速率随温度升高而增加的程度在一定范围内与反应的活化能有关，活化能越高，温度对反应速率的影响越大。
阿累尼乌斯方程
阿累尼乌斯方程是用来描述温度对反应速率影响的数学模型，其形式为k(T)=Ae^(Ea/RT)，其中k(T)是温度T下的反应速率常数，A是频率因子，Ea是活化能，R是气体常数，T是绝对温度。
应用价值
化学动力学在化工、制药、环保等领域有广泛应用，为优化反应过程、提高产率和降低能耗提供理论支持。
02
化学反应速率
反应速率的概念
反应速率
表示化学反应的快慢，单位时间内反应物或生成物的浓度变化量。
反应速率常数
反应速率与反应物浓度的关系可以用反应速率常数来描述，它表示了在一定温度下，单位浓度下的反应速率。
代数法
通过代数方法求解速率方程，得到反应物的浓度随时间的变化情况。
微积分法
通过微积分方法求解速率方程，得到反应物的浓度随时间的变化情况。
数值解法
通过数值计算方法求解速率方程，得到反应物的浓度随时间的变化情况。

物理化学课件 (南京大学)动力学10—2

§10.4 具有简单级数的反应
1.一级反应（first order reaction）
反应速率只与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。
① 放射性元素的衰变反应；
反应类型：
②热分解反应：N2O5——N2O4 ＋ ½ O2
CH3COOCH3——CH4＋CO+H2
③某些分子的重排反应
④水溶液中的一些水解反应
速率与反应物浓度无关，这种反应称为零级反应。常见的零级反应有表面催化反应和酶催化反应，这时反应物总是过量的，反应速率决定于固体催化剂的有效表面活性位或酶的浓度。
A→P
r = k0
§10.4 具有简单级数的反应
（1）零级反应的速率方程
A P
t0 a
0
t=t a - x x
dx dt

k0
x
r k2[A][B] r k2[A]2
§10.4 具有简单级数的反应
（1）二级反应的速率方程
① A ＋ B ——P
t＝0 a b 0 t=t a-x b-x x
dx dt

k2 (a

x)(b

x)
当a b 时
dx dt

k2 (a

x)2
② 2A——P
t ＝0 a 0 t＝t a-2x x

k1dt
ln(a x) k1t 常数
§10.4 具有简单级数的反应
定积分式
cA dcA
cA ,0
cA
t
0 k1dt
k1t

ln
cA，0 cA
k1
=
1 t
ln cA,0 cA
或

南大物化PPT00章绪论-精选文档

随着计算机技术的飞速发展，
大大缩短了数据处理的时间，并可进行人工模拟
和自动记录，使许多以前只能做定性研究的课题
现在可进行定量监测。
上一内容
下一内容
回主目录
返回
2019/2/28
化学学科的发展趋势
(4) 从单一学科到交叉学科
化学学科与其他学科以及化学内部更进一步相互渗透、相互结合，形成了许多极具生命力的交叉科学，如生物化学、地球化学、天体化学、计算化学、金属有机化学、物理有机化学等。
(1)从宏观到微观
(2)从体相到表相
(3)从定性到定量
(4)从单一学科到交叉学科
(5)从研究平衡态到研究非平衡态

上一内容
下一内容
回主目录
返回
2019/2/28
化学学科的发展趋势
(1) 从宏观到微观单用宏观的研究方法是不够的，只有深入到微观，研究分子、原子层次的运动规
律，才能掌握化学变化的本质和结构与物性的关
上一内容
下一内容
回主目录
返回
2019/2/28
0.3 物理化学的建立与发展
十九世纪中叶形成：1887年俄国科学家W.Ostwald
（1853～1932）和荷兰科学家
J.H.van’t Hoff （1852～1911）
合办了第一本“物理化学杂志”
（德文）。
上一内容
下一内容
回主目录
返回
分别采用归纳法和演绎法，即从众多实验事实
概括到一般，再从一般推理到个别的思维过程。（2）综合应用微观与宏观的研究方法，主要有：热力学方法、统计力学方法和量子力学方法。
上一内容
下一内容
回主目录
返回

理学南京大学物理化学PPT课件

2021/7/1
第22页/共205页
第一定律的数学表达式 U = Q + W
对微小变化： dU =Q +W
因为热力学能是状态函数，数学上具有全微分性质，微小变化可用dU表示；Q和W不是状态函数，微小变化用表示，以示区别。
也可用U = Q - W表示，两种表达式完全等效，只是W的取号不同。用该式表示的W的取号为：环境对体系作功， W<0 ；体系对环境作功， W>0 。
2.等外压膨胀（pe保持不变）
We,2 pe (V2 V1)
体系所作的功如阴影面积所示。
pe 0
2021/7/1
第25页/共205页
功与过程
2021/7/1
第26页/共205页
功与过程
3.多次等外压膨胀
(1)克服外压为，体积从p '膨胀到； V1
V'
(2)克服外压为，体积从p "膨胀到； V '
2021/7/1
第6页/共205页
体系分类
根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类：
（1）敞开体系（open system）体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。
2021/7/1
第7页/共205页
体系分类
根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类：
（2）封闭体系（closed system）体系与环境之间无物质交换，但有能量交换。
第10页/共205页
体系的性质
用宏观可测性质来描述体系的热力学状态，故这些性质又称为热力学变量。可分为两类：
广度性质（extensive properties）又称为容量性质，它的数值与体系的物质的量成正比，如体积、质量、

南大物化PPT04章溶液

亨利定律（Henry’s Law）
1803年英国化学家Henry根据实验总结出另一条经验定律：在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解度（用物质的量分数x表示）与该气体的平衡分压p成正比。用公式表示为：
p kx x
或 x p / kx
式中 kx 称为亨利定律常数，其数值与温度、压力、溶剂和溶质的性质有关。若浓度的表示方法不同，
4.质量分数wB（mass fraction）
wB
mB m(总)
溶质B的质量与溶液总质量之比称为溶质B的质量分数，单位为1。
上一内容下一内容回主目录
返回
2024/1/24
4.3 偏摩尔量与化学势
•单组分体系的摩尔热力学函数值 •多组分体系的偏摩尔热力学函数值 •偏摩尔量的集合公式 •Gibbs-Duhem公式 •化学势的定义 •多组分体系中的基本公式 •化学势与压力的关系 •化学势与温度的关系
A ( nB )T ,V ,nc (cB)
( G nB
)T , p,nc (cB)
保持特征变量和除B以外其它组分不变，某热力学
函数随其物质的量 nB 的变化率称为化学势。
上一内容下一内容回主目录
返回
2024/1/24
化学势的定义
狭义定义：
B
G ( nB )T , p,nc (cB)
保持温度、压力和除B以外的其它组分不变，体系的 Gibbs自由能随 nB的变化率称为化学势，所以化学势就是偏摩尔Gibbs自由能。
U* m ,B
U nB
上一内容下一内容回主目录
返回
2024/1/24
单组分体系的摩尔热力学函数值
摩尔焓（molar enthalpy）

物理化学课件--南大傅献彩等第五版ppt_07-1[1]

解：先求Cu2+的迁移数，以 1 Cu 为基本粒子，已知： 2
2+
M ( 1 CuSO 4 ) = 79.75 g ⋅ mol−1 2 n(电) = 0.0405 g/107.88 g ⋅ mol−1 = 3.754 × 10−4 mol n(始)=1.1276 g/79.75 g ⋅ mol−1 = 1.4139 × 10−2 mol n(终) = 1.109 g/79.75 g ⋅ mol−1 = 1.3906 × 10−2 mol
无限稀薄摩尔电导率(molar conductivity at infinite dilution) ∞ m
Λ
7.3.5离子独立运动定律
电解质
Λ
2
∞ m -1
S ⋅ m ⋅ mol
0.014986 0.011503 0.014004 0.010598 0.01450 0.01101
Δ × 10 Λ -1 S ⋅ m ⋅ mol
正极、负极正极：电势高的极称为正极，电流从正极流向负极。负极：电势低的极称为负极，电子从负极流向正极。阴极、阳极
阴极(Cathode) ：发生还原作用的极称为阴极，在原电池中，阴极是正极；在电解池中，阴极是负极。阳极(Anode)：发生氧化作用的极称为阳极，在原电池中，阳极是负极；在电解池中，阳极是正极。
离子在电场中运动的速率用公式表示为：
dE v+ = u + dl
dE v− = u − dl
式中 dE dl 为电位梯度，比例系数u+和u-分别称为正、负离子的电迁移率(electric mobility)u，又称为离子淌度（ionic mobility），即相当于单位电位梯度时离子迁移的速率。它的单位是m2·s-1·V-1。电迁移率的数值与离子本性、电位梯度、溶剂性质、温度等因素有关，可以用界面移动法测量。

物理化学第五版南京大学傅献彩相平衡ppt课件

在相同温度下，过冷水的蒸气压大于冰的蒸气压，所以OD线在 OB线之上
p / Pa
C
水f
E
超临
A
界水
F
冰
P
610.62 D O
q
B
水蒸气
273.16
TC T / K
过冷水处于不稳定状态，一旦有凝聚中心出现，就立即全部变成冰。
两相平衡线上的任何一点都可能有三种情况。如OA线上的P点：
d ln p sub Hm
dT
RT 2
sub Hm 0 斜率为正。
OC线 dp H fus m
dT T V fus
E超
p / Pa
C
水f
A
临界
F
水
fus H 0, fusV 0
斜率为负。
冰
P
O
610.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2D
q
B
水蒸气
273.16
TC T / K
OD 是AO的延长线是过冷水和水蒸气
的介稳平衡线。
Φ(S 1) 2
根据化学势相等导出联系浓度变量的方程式数为
S(Φ 1)
§5.3 相律
根据自由度的定义
f (S 1) 2S( 1)
f S2
这是相律的一种表示形式
（1）若化学反应中有R个独立的化学平衡
（2）系统的强度性质还要满足R‘ 附加条件，例如浓度限制条件
§5.3 相律
则相律表示式为
水的相图是根据实验绘制的
水的相图
水的相图
p / Pa
C
水
A
f
610.62
冰
D B
P O
q
水蒸气

南大物理化学10第十章资料PPT课件

3.对于气相反应，由于压力比浓度易测定，也可用参与反应各物质的分压来代替浓度，用压力表示的速率
r’与用浓度表示的r的关系 r'rRTຫໍສະໝຸດ 上一内容下一内容回主目录
返回
2020/8/7
动力学曲线就是反应中各物质浓度随时间的变化曲
线。有了动力学曲线才能在t 时刻作切线，求出瞬时速
率。测定不同时刻各物质浓度的方法有：
上一内容下一内容回主目录
返回
2020/8/7
恒定温度下，大部分反应速率是反应体系中各物质浓度的函数，反应速率对浓度的这种依赖关系可以用函数关系式表示，这种函数关系式称为化学反应的速率方程（动力学方程）。一般情况下，只知道一个反应的化学计量方程是不能预言速率方程的，反应的速率方程只能由实验确定。
上一内容下一内容回主目录
返回
2020/8/7
反应体系中物质浓度测定
电导（率）法：乙酸乙酯皂化反应旋光法：蔗糖转化分光光度法：丙酮碘化
均利用了浓度与某些物理量之间的依赖关系，通过对该物理量的测定间接地反映出物质浓度。
上一内容下一内容回主目录
返回
2020/8/7
速率方程基元反应质量作用定律总包反应反应机理反应分子数反应级数反应的速率系数准级数反应
上一内容下一内容回主目录
返回
2020/8/7
设反应为： R P
t 0n R (0 ) n P (0 )
tt nR(t) np(t)
nR(t) nR(0)np(t) nP(0)
d dnB B
上一内容下一内容回主目录
返回
2020/8/7
对某化学反应的计量方程为：
0 BB B

物理化学课件 (南京大学)可逆电池8—1

第八章—可逆电池电动势及其应用
将化学能转变为电能的装置称为原电池或简称为电池。在等温等压下－ΔrG T,p＝－Wˊ
如果非体积功只有电功，则： ΔrG T,p＝－nzFE 当反应进度为ξ ＝1mol时，自由能变化为： ΔrG T,p＝－zFE
第八章—可逆电池电动势及其应用
通过电能与化学能之间的转换，使热力学与电化学联系起来了。
(－) Cd(Hg)→Cd2++Hg(l)+2e-
(＋)Hg2SO4(s)+2e-→2Hg(l)+SO42Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2O CdSO4· 2O(s)+可逆电池电动势的测定
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？
§8.1 可逆电池与可逆电极
第三类电极反应：
Fe3+(a1), Fe2+(a2)|Pt Fe3+(a1)+e- →Fe2+(a2)
Cu2+(a1), Cu+(a2)|Pt
Sn4+(a1), Sn2+(a2)|Pt
Cu2+(a1)+e- →Cu+(a2)
Sn4+(a1)+2e- →Sn2+(a2)
§8.2 可逆电池电动势的测定
§8.3 可逆电池的书写方法及电动势的取号
可逆电池的书面表示法可逆电池电动势的取号从化学反应式设计电池
可逆电池的书面表示法
1.左边为负极，起氧化作用；右边为正极，起还原作用。 2.“|”表示相界面，有电势差存在。 3.“||”表示盐桥，使液接电势降到可以忽略不计。 4.“┆”表示半透膜。 5.要注明温度，不注明就是298.15 K；要注明物态，气体要注明压力；溶液要注明浓度。 6.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。

南大物理化学课件--ch4 溶液

二、溶解现象及溶解度
以前人们认为溶解现象仅是一物理现象，
现在已认识到了溶液中各物质分子之间
的化学相互作用对溶液性质的影响；
对于稀溶液还建立了一系列定量的理论，
这些理论使我们有可能根据溶液的组成来预测溶液的某些性质。
可是对浓溶液来说，由于互相作用的
复杂性，尚未很好地解决此问题。
例如，关于物质在某一液体中的溶解

但随着醇中碳链的增长，非极性官能
团增大，它在水中的溶解度应随之减
小。

事实上， C10 以上的醇几乎不溶于水。
3）固态盐类通常是离子晶体，离子间的
引力很大，只有用强极性的溶剂方能
溶解，非极性溶剂不能溶解。

这也说明为什么一般无机盐在水中均有一定的溶解度，而在有机溶剂的溶解度则大大降低。

上述定性规则也有不少例外，故欲知物质在一液体中的溶解度，最可靠而直接的方法还是用实验方法来测定。
其摩尔分数就不成正比关系，即不遵守 Raoult 定律。
三、不挥发性溶质溶液
当溶质为不挥发性物质时，溶液的蒸气
压即为溶剂的蒸气压；
可通过测定溶液与纯溶剂的蒸气压之差
(PA*PA)，并根据 Raoult 定律求算此不挥发性溶质的摩尔分数，进而推得其分子量：
P PA
* A
P
* A
x1 M A m 1 MA n1 WA MA WA W1 M1

组分 i 的体积摩尔浓度：ci（mol / dm 3，
或 mol / m 3），组分 i 的摩尔数与溶液
的体积之比：
ci n i ( mol ) V( dm , 或m )
3 3
四、当量浓度

物理化学课件 (南京大学)动力学11-3

§11.5 快速反应的研究方法
快速反应通常是指反应的半衰期小于1秒的反应都叫快速反应。对于单分子反应，反应的速率常数的极限值可达到1012～1014ｓ－1，对于双分子反应，反应的速率常数的极限值可达1011mol.dm3.ｓ－1 ，酸碱中和反应的正向反应的速率常数值约为1.4×1011mol.dm3.ｓ－1。对于这些快速反应，用普通的实验方法就无法测量了，而必须采用特殊的实验方法。随着科学技术的发展，特别是时间分辨技术的提高，对快速反应动力学的研究已有不少的实验方法。如流动法，弛豫法等。
§11.7 催化反应动力学
催化剂就是能显著地改变化学反应的速率，而本身在反应前后其数量及化学性质都没有变化的物质称为催化剂。这种外来物质引起化学反应速率改变的作用称为催化作用。 1. 催化作用的基本原理均相催化（1）催化作用的分类复相催化酶催化
§11.7 催化反应动力学
（2）催化作用的基本特征 ①. 催化剂不能启动化学反应（不能改变化学反应的方向） ②. 催化剂不能改变化学反应的平衡常数 ③. 催化剂参与化学反应，改变了原来的反途径，降低了反应的活化能。这就是催化剂加快反应速率的原因所在。
§11.6 光化反应
光的波长与能量 UV
150 400
Vis
800
IR 红外
FIR
/nm
紫外一个光子的能量
可见光
远红外
e =hn =hc/
一摩尔光子的能量 Em =Lhn 一摩尔光量子能量称为一个“Einstein”。波长越短，能量越高。紫外、可见光能引发化学反应。由于吸收光量子而引起的化学反应称为光化学反应。
§11.7 催化反应动力学
新途径降低了活化能，如图所示，新途径中两步反应的活化能E１,E2与无催化剂参与的原途径活化能Ea比， E１< Ea , E2 < Ea。个别能量高的活化分子仍可按原途径进行反应。

南大版物理化学ppt课件

能，或简称表面自由能或表面能，用符号或
表示，单位为J·m-2。
上一内容下一内容回主目录
返回
2024/7/25
的另一物理意义——表面张力（surface tension）
1J·m-2=1 N·m ·m-2=1 N·m-1
由于分子在体相内部与界面上所处的环境是不同的，产生了净吸力。而净吸力会在界面各处产生一种张力。它垂直于表面的边界，指向液体方向并与表面相切。
例如，把边长为1cm的立方体1cm3逐渐分割成小立方体时，比表面增长情况列于下表：
边长l/m
1×10-2 1×10-3 1×10-5 1×10-7 1×10-9
立方体数
1 103 109 1015 1021
比表面Av/（m2/m3） 6 ×102 6 ×103 6 ×105 6 ×107 6 ×109
4.液-固界面
上一内容下一内容回主目录
返回
2024/7/25
表面和界面(surface and interface)
5.固-固界面
上一内容下一内容回主目录
返回
2024/7/25
比表面（specific surface area）
比表面通常用来表示物质分散的程度，有两种常用的表示方法：一种是单位质量的固体所具有的表面积；另一种是单位体积固体所具有的表面积。即：
弯曲表面下的附加压力
2.在凸面上：
研究以AB为弦长的一个球面
剖
上的环作为边界。由于环上每点
面
两边的表面张力都与液面相切，
图
大小相等，但不在同一平面上，
所以会产生一个向下的合力，好
象要把液面压平一样。
所有的点产生的总压力为ps，称为附加压力。凸面上受的总

物理化学课件 (南京大学)可逆电池8-3

§8.8 电动势测定应用
5. 测溶液pH(自学)
玻璃电极（Glass electrode ）左下图是玻璃电极的界面层结构示意图，右下图是商品化玻璃电极示意图。
氢电极、玻璃电极、醌氢醌电极
§8.8 电动势测定应用
将玻璃膜看作是只允许H+通过的半透膜，当玻璃膜内外溶液达平衡时，
玻璃＝玻璃－0.05915pH
电池反应 Cd ( a1) RT a 2 E E ln 2F a 1
E°＝0
RT a 2 E ln 2F a 1
E只与两个电极材料的活度有关，与电解质的浓度无关。
§8.7 电池电动势的计算
4. 双液浓差电池
① Ag︱AgNO3(a1)‖ AgNO3(a2) ︱Ag
② Pt, Cl2(P)│HCl(a1)‖HCl(a2)│Cl2(P), Pt
RT ln K zFE

K

a Ag .aCl a AgCl
a Ag .aCl K ap
zE F 1.76 1010 K ap exp RT
§8.8 电动势测定应用
B.求水的 K W 设计电池，使电池反应为： H2O
g h aG aH RT E E0 Ln a b zF a A aB
§8.7 电池电动势的计算
电池的分类：根据电池内物质所发生的反应可把电池分为：化学电池—电池中物质的变化为化学反应
电池
浓差电池—电池内物质的变化是由高浓度变为低浓度按照电池内所含电解质的种数可两电池分为：单液电池—电池中只含有一种电解质
→2HCl(a)
（2）
§8.7 电池电动势的计算
a HCl RT EE ln 2 F a H 2 .aCl 2 2

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

阴极上发生还原作用
2H aq 2e H2(g)
电极上的反应次序由离子的活泼性决定
18
在电解池中，
阳极上发生氧化作用
都用铜作电极
-
- 电源 +
e-
+
e-
Cu
Cu
Cu(s,电极) Cu2 aq 2e
阴极上发生还原作用
Cu2 aq 2e Cu(s)
2020/4/10
CuSO4
电解池
电极有时也可发生反应
⒊ 电化学分析
⒋ 生物电化学
6
•电化学装置中必然用导（电）体能导电的物质称为导体，通常分为两类：第一类导体又称电子导体，如金属、石墨等
第一类导体的特点是： A. 自由电子作定向移动而导电，导电总量全部由电子承担
B. 导电过程中导体本身不发生变化
C. 温度升高，电阻也升高（请应用物理学知识加以解释）
电解
电能
化学能
电池
2020/4/10
4
2020/4/10
5
2020/4/10
•电化学的用途
⒈电解精炼和冶炼有色金属和稀有金属电解法制备各种化工原料、金属复合材料和表面特种材料电镀法保护和精饰金属阳极钝化和氧化着色等
⒉ 电池汽车、宇宙飞船、照明、通讯、生
化和医学等方面都要用不同类型的化学电源。
Danill电池
Zn s Zn2(aq) 2e
在电极上发生反应的先后由其性质决定，以下又
是两个电解池实例
2020/4/10
16
2020/4/10
17
在电解池中，用惰性电极
-
- 电源 +
e-
+
e-
Pt
Pt
2020/4/10
Na 2SO4
电解池
阳极上发生氧化作用
2H2Ol O2(g) 4H 4e
第八章电解质溶液Ele来自trolyteSolution
电解
电能
化学能
电池
2020/4/10
1
2020/4/10
2
§8.1 电化学中的基本概念和电解定律 §8.2 离子的电迁移率和迁移数 §8.3 电解质溶液的电导 §8.4 电解质的平均活度和平均活度因子 §8.5 强电解质溶液理论简介
2020/4/10
23
如果在电解池中发生如下反应：
Mz ze M(s) 电子得失的计量系数为 z+，欲从阴极上沉积
出1 mol M(s)，即反应进度为1 mol 时，需通入的
电量为 Q
Q( 1) z+eL z+ F
若反应进度为时需通入的电量为
Q( ) z+ F
若通入任意电量Q时，阴极上沉积出金属B的物
根据法拉第定律，通电于若干串联电解池中，每
个电极上析出物质的物质的量相同，这时，所选取的
基本粒子的荷电绝对值必须相同。例如：
荷一价电
阴极
1 11
2 H2,
Cu, 2
Au 3
荷二价电
阴极
2
H2 ,
Cu,
Au 3
荷三价电
阴极
3 2 H2 , Au
阳极
1 4 O2 ,
1 2 Cl2
阳极
1 2
O2
,
Cl2
阳极
3
§8.1电化学中的基本概念和电解定律
•化学电池（Electrochemical cell）
电化学主要是研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学。
使电能和化学能相互转化的装置即化学电池
（including Galvannic Cell and Electrolytic
Cell）.
阴极上发生还原作用
Cu2 aq 2e Cu(s)
15
在原电池中（例）
阳离子迁向阴极
负
负载电阻
正
极 eZn
Cu 极e-
e-
阳 Zn2+ Cu2+ 阴
极 SO24-
SO24- 极
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
在阴极上发生还原的是
Cu2 aq 2e Cu(s)
阴离子迁向阳极在阳极上发生氧化的是
19
2020/4/10
20
Faraday电解定律
Faraday 归纳了大量实验结果，于
1833年总结出了电解定律 ⒈ 在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电荷量成正比。 ⒉ 通电于若干个电解池串联的线路中，当所取的基本粒子的荷电数相同时，在各个电极上发生反应的物质，其物质的量相同，析出物质的质量与其摩尔质量成正比。
极
电解质溶液
电解池
2020/4/10
阳离子迁向阴极，在阴极上发生还原作用
Cation Cathode
阴离子迁向阳极，在阳极上发生氧化作用
Anion Anode
13
2020/4/10
14
在电解池中（如：）
-
- 电源 +
e-
+
e-
阴
阳
极
极
CuCl2
电解池
2020/4/10
阳极上发生氧化作用
2Cl aq Cl2(g) 2e
10
2020/4/10
11
阴极、阳极
阴极：发生还原作用的极称为阴极。
(Cathode)
在原电池中，阴极是正极；在
电解池中，阴极是负极。
阳极：发生氧化作用的极称为阳极。
(Anode)
在原电池中，阳极是负极；在
电解池中，阳极是正极。
2020/4/10
12
在电解池中
-
- 电源 +
e-
+
e-
阴
阳
极
2020/4/10
21
人们把在数值上等于1 mol元电荷的电量称为 Faraday常数。
已知元电荷电量 e 为 1.60221019 C
F Le 6.0221023 mol1.602 21019 C
96 484.6 C mol1
96 500 C mol1
2020/4/10
22
2020/4/10
2020/4/10
7
2020/4/10
8
第二类导体又称离子导体，如电解质溶液、熔融电解质等第二类导体的特点是：
A. 正、负离子作反向移动而导电. 导电总量分别由正、负离子分担。
B. 导电过程中有化学反应发生（在哪里？）
C. 温度升高，电阻下降（原因—）
*固体电解质，如 AgBr、PbI2 等，也属于离子导体，但其导电的机理比较复杂，导电能力不高，
质的量 nB 和质量 mB 分别为：
2020/4/10
24
nB
Q z+ F
mB
Q z+ F
MB
这就是Faraday电解定律的数学表达式
根据电学上的计量关系
I dQ / dt
t
Q 0 Idt
若电流强度是稳定的，则
Q I t
2020/4/10
25
2020/4/10
26
•荷电粒子基本单元的选取
本章以讨论电解质水溶液为主。
思考：等离子体属于第几类导体？
2020/4/10
9
•电池必然含有电极——关于电极的规定正极、负极（positive pole & negative pole）
正极：电势高的极称为正极，电流从正极
流向负极。
负极：电势低的极称为负极，电子从负极
流向正极。
2020/4/10
3 4
O2