1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程.
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第一课时 电解原理 课前预习学案一、预习目标预习实验“电解池原理”,初步把握实验原理、目的要求、材料用具和方法步骤。
二、预习内容“电解池原理”实验 1.实验原理:2.材料用具实验仪器:小烧杯、玻璃棒、碳棒、导线、电流表、 电源、改进的塑料制电解槽; 实验药品:CuCl 2溶液、淀粉碘化钾试纸、NaOH 溶液、CuSO 4溶液、 片、 片。
3.实验步骤:⑴ ; ⑵ ; ⑶ 4.观察和记录: 三、提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中课内探究学案一、学习目标1.知道电解的基本原理,会判断一般电解反应产物;2.能说出电解、电解池及形成条件;3.正确使用实验器材,完成“电解池原理”实验操作。
学习重难点:知道电解的基本原理,会判断一般电解反应产物。
二、学习过程 (一)电解原理 1、试验探究如图所示:与电源正极相连的电极叫 极,与外电源正极相连的电极, 电子, 反应。
与外电源负极相连的电极, 电子, 反应。
定义: 把 转化为 的装置。
组成:两个电极、 电解质溶液、 直流电源 电极极:极: 电解池与电源负极相连的电极叫 极。
若烧杯中的液体为CuCl 2溶液,合上电源开关, 能否看到小灯泡发光? 。
给CuCl 2溶液通电时现象:阴极上 , 经检验该物质是 。
阳极上: , 经检验该物质是 。
两支电极上发生的反应为:阳极: 。
反应类型: 反应。
阴极: 。
反应类型: 反应。
总反应式: 。
过程分析:CuCl 2溶液能导电是因为存在 ,通电后这些自由移动的离子,在电场作用下作 移动,根据 相互吸引的原理,带负电的氯离子向 极移动,在阳极,氯离子失去电子被 为氯原子,并两两结合成氯分子,从阳极放出,带正电的铜离子向 极移动,在阴极铜离子获得电子被 成铜原子,覆盖在阴极上。
2、电解:使电流通过 溶液而在阴、阳两极引起 的过程。
所用电流一般为直流电还是交流电较好? !该过程中 能转化为 能! 这是一个物理过程还是一个化学过程? 过程!显然:电解质溶液的导电过程就是 的过程。
章节复习及练习讲评知识与能力:1.建立化学反应中能量变化的观点,了解吸热反应和放热反应,并会正确书写热化学方程式;2.学会利用题目中所提供的信息,对电解池、原电池等电解原理实际应用的电极材料和电极反应式判断和书写;3.解决好电子转移的关系来完成电解有关计算。
过程与方法:通过知识点的简单回顾,以及考点的归纳分析,进一步在练习上加深对知识点的认识,在讲评中强化一些概念和多增加一些注意点,以协助和补充对课本内容的理解和掌握。
然后通过抓主干去枝叶来拓展思维,在头脑这高层领域里对知识点的有新的认识。
情感态度与价值观:养成循序渐进的思维历程,在研究和探讨中激发起学习的兴趣。
课型:练习研讨课教学重难点:旨在让学生了解考点以及对练习的把握,如何能够将知识融会贯通,在解决问题的过程中能够积极开动脑筋。
课时安排:2课时教学过程:(第一课时)【考点归纳】本章教科书以“能量转化”为主线,首先学习了通过实验测定方法和理论方法来定量描述化学反应的热效应,然后学习了化学能与电能相互转化的两种具体形式:一是电能转化为化学能—电解;二是化学能转化为电能—电池。
(一起阅读P26--27)【考点一】化学反应的热效应1.建立化学反应中能量变化的观点,了解吸热反应和放热反应2.书写热化学方程式应注意的问题【考点二】电解原理极其应用1.电解池判断2.电极反应3.电解有关计算的方法规律【考点三】原电池工作原理极其应用1.原电池判断2.电极反应3.化学电源【题1】下列各项与反应热的大小无关的是(D)A.反应物的状态B.生成物的状态C.反应物的多少D.表示反应热的单位【解析】反应热指化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热。
反应热与反应物的物质的量成正比。
与物质状态有关,与表示反应热的单位无关。
【题3】已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是(A)A.2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-4b kJ•mol-1B.C2H2(g)+5/2O2(g)==2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-2b kJ•mol-1C.2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2b kJ•mol-1D.2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=b kJ•mol-1【解析】放热反应中ΔH <0,所以B、D错误。
电催化过程课件 (一)电催化过程课件是当前工业技术领域中必备的一种技能掌握方式。
其理念主要在于,利用电化学反应,促进物质交换和化学反应的进行,以提高某些技术的效率和可操作性。
以下为电催化过程课件的主要内容:1. 电化学基础知识电催化过程课件会先介绍电化学基础知识,比如电位、电流、电化学反应等基本概念。
并通过可视化、易懂的图表或模型,让学生对这些概念形成清晰的图像和概念。
2. 电化学工程电化学工程指的是实际生产中电化学方式的运用,电催化过程课件会深入讲解其技术原理及工程设计方案等。
对于工程应用场景,如选材、反应器设计、电极配置、电解液组成等,都会进行详细阐述。
3. 电极材料电催化过程课件还会对电极材料的特性、性能、优劣进行介绍。
电极材料的选用对电化学反应体系的效率、反应速率、安全性等因素有着至关重要的影响,因此电催化过程课件中对电极材料的介绍相当重要。
4. 电化学反应电化学反应是电催化过程的核心部分,课件会主要阐述电化学反应的机理、性质、特点和响应变量等方面。
此外,还会以电催化过程为例,分模块描述如何将电化学反应等化学知识运用到实际生产场景中。
5. 动力学参数电催化过程中的动力学参数,包括反应动力学常数、电极间电势差、电流密度等,是衡量电化学反应效率和速率的主要指标之一。
课件中通常会介绍动力学参数的计算方法、理论分析和实验测量方式等方面。
6. 应用实例最后,电催化过程课件会以实际应用实例的形式,将前面所学的理论知识与工程技术相结合。
通过分析和对比不同实例的工程流程和效果,让学生能够更深刻地理解电催化过程及其在实际生产中的应用价值和重要性。
总之,电催化过程课件涵盖了电化学基础、电极材料、电催化反应、动力学参数等方面的知识,涉及到工业应用和实际操作方案,在释放技术创新能力、提高生产效率等方面发挥着重要作用。
完整版电极反应式书写大全1.负极反应式的书写先判断负极材料,然后再分析其反应特点,并注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。
2.正极反应式的书写(1)首先判断在正极发生反应的物质①当负极材料与电解质溶液能自发的发生氧化反应时,在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒;②当负极材料与电解质溶液不能自发的发生氧化反应时,在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。
(2)然后再根据具体情况写出正极反应式,在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题,若参与反应要叠加在一起书写。
(3)甲烷燃料电池用铂作电极插入KOH溶液中,其正极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-;铜锌原电池(Zn-Cu-H2SO4)的正极反应式是2H++2e-=H2↑。
原电池中电极反应式的书写时注意的问题(1)如果题目给定的是图示装置,先分析正、负极,再根据正、负极反应规律写电极反应式。
(2)确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发生反应,若能反应,则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。
(3)在正极上,若是电解质溶液中的某种离子被还原,提供该离子的电解质无论电离难易如何,一律写离子符号(而在原电池反应中,要遵循离子方程式的书写规则,只有易溶的强电解质用离子符号表示)。
(4)如果题目给定的是总反应式,可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素化合价的变化情况),再选择一个简单变化情况写电极反应式,另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式,用总反应式减去已写出的电极反应式即得结果。
(5)需要特别指出,对于可逆电池的反应,需要看清楚"充电"、"放电"的方向,放电的过程应用原电池原理,充电的过程应用电解原理。
电解时两电极产物的判断与电极反应式的书写1.阳极产物的判断(1)活性金属电极(金属活动性顺序表中排在Ag之前),电极金属失电子,生成对应的金属阳离子,阴离子不放电。
原电池中电极反应式的书写电极反应式的书写一直以来都是学生学习的一大难点,如何正确书写原电池的电极反应式呢?现总结如下:在书写电极反应式之前,必须先了解原电池的类型,大致分为三种:(1)负极参与反应,而正极不参与反应,如常见的铜锌原电池;(2)负极、正极均参与反应,如可充电电池铅蓄电池在放电时的过程;(3)负极、正极均不参加反应,如燃料电池。
在书写时首先要判断属于何种类型的电池。
一般第一种原电池负极为较活泼金属,正极为较不活泼金属(注意结合电解质溶液)或石墨,负极和电解质溶液能发生自发的氧化还原反应。
例:铜锌原电池,应先书写自发的氧化还原反应,即总化学方程式电池反应:Zn+2H +=Zn 2++H 2↑;然后利用负极发生氧化反应,正极发生还原反应:负极:Zn-Ze -=Zn 2+ 正极:2H ++2e -=H 2↑再对于较复杂的镁铝氢氧化钠溶液组成的电池。
写出总离子方程式:2Al+2OH -+2H 2O=2AlO 2-+3H 2↑首先看负极部分:2Al-6e -→2AlO 2-,可看作Al-3e -=Al 3+; Al 3+再与OH -反应生成AlO 2-,即Al 3++4OH -=AlO 2-+2H 2O ,故综合可得负极反应式为:2Al-6e -+8OH -=2AlO 2-+4H 2O再由总式-负极反应式得出正极反应式:6H 2O+6e -=6OH -+3H 2↑[练习]书写Cu 、Fe 与浓HNO 3形成原电池的总反应及电极反应式。
答:总:Cu+4H ++2NO 3-=Cu 2++2NO 2↑+2H 2O负极:Cu-2e -=Cu 2+ 正极:4H ++2NO 3-+3e -=2NO 2↑+2H 2O对于第二种题型可充电电池一般题目会直接告诉总化学方程式,首先明确放电时是原电池,再利用负极发生氧化反应,正极发生还原反应,列出正、负极发生的反应物及产物,然后利用电荷守恒、原子守恒,补充与电解质有关的离子或者物质,写出负极和正极反应方程式。
原电池与电解池比较(1)原电池与电解池的区别原电池电解池本质化学能转化为电能电能转化为化学能装置判断无外加电源有外加电源电极判断负极:还原性较强的极或电子流出的极正极:还原性较弱的极或电子流入的极阳极:与直流电源正极相连的极阴极:与直流电源负极相连的极电极上的反应(1)负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应(2)正极:溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子(1)阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应(2)阴极本身不反应,溶液中的阳离子得到电子发生还原反应电子流向负极→外电路→正极电源负极→由导线→阴极→由溶液→阳极→电源正极电流方向正极→外电路→负极应用铅蓄电池电镀、精炼、冶金(1)同一原电池的正负极的电极反应得失电子数相等。
(2)同一电解池的阳极、阴极电极反应中得失电子数相等。
(3)串联电路中的各个电极反应得失电子数相等。
上述三种情况下,在写电极反应式时得失电子数相等;在计算电解产物的量时,应按得失电子数相等计算。
(2)可逆原电池的充电过程:可逆原电池的充电过程就是电解。
(3)电极名称:不管是原电池还是电解池,只要发生氧化反应的电极就是阳极,只要发生还原反应的就是阴极。
①原电池。
A.根据组成原电池两极的材料来判断电极。
两极材料为活泼性不同的金属时,则活泼性相对较强的一极为负极,另一极为正极。
由一种金属和另一种非金属(除氢外)作电极时,金属为负极,非金属为正极。
B.根据原电池内两极上发生的反应类型或现象来判定电极。
原电池的负极一般为金属,并且负极总是发生氧化反应:,故负极表现为渐渐溶解,质量减小。
由此可判定,凡在原电池工作过程中发生氧化反应或质量减少的一极为负极;凡发生还原反应或有物质析出的一极为正极。
注意:原电池的电极有两套称谓:负极又可称为阳极,正极又可称为阴极(不要把负极称为阴极;正极称为阳极)。
其中正负极一套称谓是对外电路而言,在物理中常用,阴阳极一套称谓是对内电路而言。
原电池也是作为电源向用电器提供电能的,所以一般都用外电路的电极名称,称为正负极而不称为阴阳极。
微专题五 电化学思维建模一、新型电源及电化学反应式书写1.电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)2.已知总方程式,书写电极反应式 (1)书写步骤①步骤一:写出电池总反应式,标出电子转移的方向和数目(n e -)。
②步骤二:找出正、负极,失电子的电极为负极;确定溶液的酸碱性。
③步骤三:写电极反应式。
负极反应:还原剂-n e -===氧化产物 正极反应:氧化剂+n e -===还原产物 (2)书写技巧若某电极反应式较难写时,可先写出较易的电极反应式,用总反应式减去较易写的电极反应式,即可得出较难写的电极反应式。
如:CH 3OCH 3(二甲醚)酸性燃料电池中: 总反应式:CH 3OCH 3+3O 2===2CO 2+3H 2O 正极:3O 2+12H ++12e -===6H 2O负极:CH 3OCH 3+3H 2O -12e -===2CO 2+12H +特别提醒 简单电极反应中转移的电子数,必须与总方程式中转移的电子数相同。
3.氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结负极⎩⎪⎨⎪⎧H 2-2e -===2H +酸作介质H 2-2e -+2OH -===2H 2O 碱作介质H 2-2e-+O 2-===H 2O熔融金属氧化物作介质H 2-2e-+CO 2-3===H 2O +CO 2熔融碳酸盐作介质正极⎩⎪⎨⎪⎧O 2+4e -+4H +===2H 2O酸作介质O 2+4e -+2H 2O===4OH -碱作介质O 2+4e-===2O 2-熔融金属氧化物作介质O 2+4e-+2CO 2===2CO 2-3熔融碳酸盐作介质二、串联电池的两大模型 1.常见串联装置图模型一外接电源与电解池的串联(如图)A、B为两个串联电解池,相同时间内,各电极得失电子数相等。
模型二原电池与电解池的串联(如图)图乙显然两图中,A均为原电池,B均为电解池。
2.“串联”类电池的解题流程【专题精炼】1.我国科学家发明的水溶液锂电池为电动汽车发展扫除了障碍,装置原理如图所示,其中固体薄膜只允许Li+通过。
步步高化学反应原理知识点1 电化学知识点归纳(贴在106页)(2)蓄电池:正连正(原电池作正极,电解时连接电源正极作阳极),阳极是正极的逆反应;负连负(原电池作负极,电解时连接电源负极作阴极),阴极是负极的逆反应。
2、电解顺序:⑴阳极(失电子的能力):活泼金属为阳极先失电子:①活泼性在银之前的金属(如:锌、铁、铜、银等);②惰性电极(Pt、C):S2- >I- >Br–>Cl- >OH- >含氧酸根⑵阴极(得电子的能力):Ag+> Cu2+ >Zn2+ >H+ >‖Al3+>Mg2+ >Na+ >Ca2+ >K+(后面的金属在水溶液中不能析出)3、燃料电池(1)氢氧燃料电池①电解质是KOH溶液(碱性):总反应方程式:2H2+O2===2H2O。
负极:2H2-4e-+4OH-===4H2O;正极:O2+2H2O+4e-===4OH-;②电解质是H2SO4溶液(酸性):总反应方程式:2H2+O2===2H2O。
负极:2H2-4e-===4H+;正极:O2+4H++4e-===2H2O;③电解质是NaCl溶液(中性电解质) 总反应方程式:2H2+O2===2H2O。
负极:2H2-4e-===4H+;正极:O2+2H2O+4e-===4OH-;(2) 甲烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入甲烷、电解液有三种)①电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3) :总反应方程式:CH4+2O2===CO2+2H2O。
负极:CH4-8e-+4CO2-3===5CO2+2H2O;正极:2O2+8e-+4CO2===4CO2-3;②酸性电解质(电解液为H2SO4溶液) 总反应方程式:CH4+2O2===CO2+2H2O。
负极:CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+;正极:2O2+8e-+8H+===4H2O;③碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH溶液) 总反应:CH4+2O2+2OH-===CO2-3+3H2O。
1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程。 (1)242CeeCe
解:属于简单离子电迁移反应,指电极/溶液界面的溶液一侧的氧化态物种4Ce借助于电极得到电子,生成还原态的物种2Ce而溶解于溶液中,而电极在经历氧化-还原后其物理化学性质和表面状态等并未发生变化, (2) OHeOHO44222
解:多孔气体扩散电极中的气体还原反应。气相中的气体2O溶解于溶液后,再扩散到电极表面,然后借助于气体扩散电极得到电子,气体扩散电极的使用提高了电极过程的电流效率。
(3) NieNi22
解:金属沉积反应。溶液中的金属离子2Ni从电极上得到电子还原为金属Ni,附着于电极表面,此时电极表面状态与沉积前相比发生了变化。 (4) OHsMnOOHOHesMnO)()(22 解:表面膜的转移反应。覆盖于电极表面的物种(电极一侧)经过氧化-还原形成另一种附着于电极表面的物种,它们可能是氧化物、氢氧化物、硫酸盐等。
(5)2)(22OHZneOHZn;242])([2)(OHZnOHOHZn 解:腐蚀反应:亦即金属的溶解反应,电极的重量不断减轻。即金属锌在碱性介质中发生溶解形成二羟基合二价锌络合物,所形成的二羟基合二价锌络合物又和羟基进一步形成四羟基合二价锌络合物。
4.根据电极反应neOxRed,已知:*Rc=*Oxc=1mmol·L—l,k=10-7cm·s-1,=
03,1n;(1)计算交换电流密度AIj/00(以2cmA表示);(2)试画出阳极电流和阴极电流在6002cmA范围内的Tafel曲线(Ilg)。T=298K,忽略物质传递的影响。 解:(1)*(1)*000/OXRjIAzFkcC =1×96500 C·mol-1×10-7 cm·s-1×(1 mmol·L—l)0.7×(1 mmol·L—l)0.3 =1×96500 C×10-7 cm-2·s-1×1×10-6=9.65×10-9 c ·cm-2·s-1 =9.65×10-9 A·cm-2=9.65×10-3μ A·cm-2 (1C=1A·s) 也可以等于9.6484×10-3μ A·cm-2 。 (2) 对于阴极: 000
RTRTlnln0.059120.05912 lglg0.1971(lg/)0.30.3iizFzFiiii=
(1)
对于阳极极:00RTRTlnln0.08446lg(/)iiiizFzF= (2) 电流/μ A·cm-2 100 200 300 400 500 600 lgi 2.000 2.301 2.477 2.602 2.699 2.778 阴极超电势/V -0.7914 -0.8508 -0.8855 -0.9101 -0.9292 -0.9448 阳极超电势/V -0.3391 0.3646 0.3794 0.3900 0.3982 0.4049
5.试推导高正超电势时~I关系式,并同Tafel方程比较。 解:
高超电势时,方程(1.43)右式两项中的一项可以忽略。当电极上发生阴极还原反应,且很大时(此时,电极电势非常负,阳极氧化反应是可以忽略的),
对于一定条件下在指定电极上发生的特定反应,0ln)/(izFRT和zFRT/
为一确定的值,即方程(1.47)可以简化为:ibalg。因此,在强极化的条件下,由Butler-Volmer方程可以推导出Tafel经验方程。Tafel经验方程中的a,b可以确定为:
6.根据文献提供的数据,Pt| )20()(136LmmolCNFe,)20()(146LmmolCNFe,)0.1(1LmmolNaCl在25℃时的AIj/00=20.2cmmA,这个体系的电子传递系数
为0.50,计算:(1) k的值;(2)溶液中两种络合物浓度都为11Lmol时,的交换电流密度0j;(3)电极面积为0.12cm,溶液中两种络合物浓度为4101Lmol时的电荷传递电阻。 解:(1) k的值: 0*(1)*2110.510.52331112.0196500(20)(20)2.0 =101.03610cm19650020ROXiAzFccmAcmkCmolmmolLmmolLmAcmsCmolmmolL
(2)**11OXRccmolL 0*(1)*030.50.52 1.036101965001199.974iOXRAjkzFccmAcm
(3) *(1)*01231410.5410.57272 1965000.11.03610(10)(10) 9.9974109.997410OXRizFAkccCmolcmcmsmolLmolLCcmAscm
708.314298.1525693.921965009.997410ctRTRzFi
7.根据文献J Am.Chem. Soc. ,77,6488(1955)报道,研究电极反应:)(22HgCdeHgCd,当40.0)(HgCdc1Lmol时,得到如下实验数据:
12/][LmmolCd 1.0 0.50 0.25 0.10
20/cmmAJ
30.0 17.3 10.1 0.94
试计算和k的值。 解:2*(1)**(1)*0()OXRCdHgCdjzFkcczFkcc 由标中数据可得: 1113010.4117.30.50.40.5
(1) 11117.30.50.40.510.10.250.40.25
(2)
11110.10.250.40.254.940.100.40.10
(3)
对方程(1)取对数:30ln(1)ln217.3 得:1-α=0.7942,α=0.2058 对方程(2)取对数:17.3ln(1)ln210.1 得:1-α=0.7764,α=0.2236 对方程(3)取对数:10.10ln(1)ln2.54.94 得:1-α=0.7805,α=0.2195 所以:α=(0.2058+0.2236+0.2195)/3=0.2163
2320*(1)*13110.216310.7837()321630.7837330.783733010296500(1.010)(0.4)3010 296500(1.010)(0.410)3010 =CdHgCdjAcmkzFccCmolmolLmolLAcmAsmolmolcmmolcmAc
1-416=0.15544=1..554410 2965009.68110mcmsmsAs
…………………………… 8. 对于一个旋转圆盘电极,应用稳态物质传递控制电极反应的处理,物质传递系数0m=
0.626/2/13/20D,式中,0D为扩散系数(1scm),为圆盘的角速度(1s)(f2,f为旋转频率1sr),是动力强度,水溶液中为0.010(cm21s)。使用0.30 cm2的圆盘
电极,在11Lmol42SOH中使0.0101Lmol 3Fe还原为2Fe。已知3Fe的0D为5.2×10-6 cm21s,计算因盘电极转速为101sr时的还原极限电流。 解:0m=0.626/2/13/20D 1/66212/311/221 =0.62(5.210)(210)0.010cmsrscms
=0.0252cm·s-1 *0-121333 =196500Asmol0.300.02520.0110 =7.295410dOXizFAmccmcmsmolcmA
9.现用70A·m-2的电流密度电解析出铜,假定溶液中Cu2+的活度为1,实验测得其Tafel曲线斜率为(0.06V)-1,交换电流密度j0为1A·m-2,试问电解析出铜时阴极电位应为多少?
解:010.06lg0.06lg0.06(lg)0.110770eqiiV
22,/RTln0.1107RT1 =0.34ln+0.1107V=0.4507V1CueqCuCuCuCuaVzFazF
析出-
- 5. 零电荷电势可用那些方法测定?零电荷电势说明什么现象? 解答:零电荷电势可以用实验方法测定,主要的方法有电毛细曲线法及微分电容曲线法(稀溶液中),除此之外,还可以通过测定气泡的临界接触角、固体的密度、润湿性等方法来确定。 零电荷电势是研究电极/溶液界面性质的一个基本参考点。在电化学中有可能把零电荷电势逐渐确定为基本的参考电位,把相对于零电荷电势的电极电势称为“合理电势”
(rational potential),用(Z)表示、“电极/溶液”界而的许多重要性质都与”合理电势”有关,主要有:(1)表面剩余电荷的符号和数量;(2)双电层中的电势分布情况;(3)各种无机离子和有机物种在界面上的吸附行为;(4)电极表面上的气泡附着情况和电极被溶液润湿情况等都与“合理电势”有关。例如我们考虑阳离子的吸附,若相对零电荷电位,其电位为负,则电极上易于发生吸附;若其电位相对零电荷电位为正,则有脱附的趋势。所以零电荷电位代表着特定的电极上,某种离子吸附与脱附的分界线。
14. 对于燃料电池:(-)(Pt),CH3OH | 11LmolH2SO4 | O2(Pt),(+) (1)试写出电极反应和电池反应,并计算标准电池电动势。 (2)试根据热力学知识推导其电池能量效率()/(HGid≥100%是可能的。 (3)试叙述改进该燃料电池性能的方法。 解:(1)负极反应: 32266CHOHHOeCOH
正极反应: 22661.53HeOHO 电池反应:32221.52CHOHOHOCO (2) 对可逆电池反应: 32221.52CHOHOHOCO 查热热力学数据: 3()fmGCHOH=-166.271kJmol;2(())fmGHOl=-237.1291kJmol;
2()fmGCO-394.359