热力学 电解质溶液 ( 离子学 ) mm 平衡 动态 c i UiUi F titi t i, I D-H 理论 D-H-O...
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热力学
电解质溶液( 离子学 )
m
m
平衡 动态
c
c
i
Ui
F
titi
i , I
D-H 理论 D-H-O
( 宏观 ) ( 微观 )
静电学统计力学
vi
Pb2+
PbSO4
-2e
e e
Pb2+
PbSO4
+2e
Pb PbO2
H2O
H+
SO4=SO4
=
H+
硫酸
11-10 11-10 化学能与电能化学能与电能
化学能转化为热能和电能的二个不同的途径
(1) 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l)
自发反应放热
（ 2 ） (-) 阳极 2H2 + 4OH- - 4e 4H2O
(+) 阴极 O2 + 2H2O + 4e 4OH-
2H2 + O2 2H2O自发反应输出电能
热机效率 = -W / -Q
对于卡诺循环 (Carnot cycle)=(T2-T2) / T2
H
ST
H
G
1电化学装置效率
热机效率(600 K - 300 K) / 600 K 100% = 50%
H2O(g) 的 rG = -229 KJ mol-1
rH = -242 KJ mol-1
氢氧燃料电池效率
(229 / 242 ) 100% = 94.6%
Hydrogen-Oxygen Fuel Cell
热机效率 = -W / -Q
H
ST
H
G
1电化学装置效率
Ostwald(1894 年 ) 首次指出电化学燃料电池须取代热机
化学能与电能化学能与电能
)'( WVPQWQU
电化学体系的可逆反应 , 恒压 ( 温 ) 下)'( RR WVPQU
RR QWVPU '
RRRr WSTWQH ''
STGHr
RPTr WG ',,
由化学热力学讨论转换的定量关系
膨胀功之外最大可逆,, WG PTr
可逆电池的最大电功
QEdQ
0
)( 库仑伏特EQ
FEznG PTr ,令反应进度 =1 mol 时
电化学热力学 桥
)(标准态oomr FEzG
zGmr FE (J mol-1)
非自发平衡自发
0
0
FEzGr
电化学热力学 桥
丹尼尔电池
(1836 年 )
CuaZnaCuZnZnCu
)1()1( 22
22
1)98.6421.147( molKJ119.212 molKJ
][][ 22 CuGZnGG of
of
or
)96500(2
21219(1
1
molC
molJ
VCJ 10.110.1 1
zF
GE
oro
为可逆电池标准电动势的极限值为可逆电池标准电动势的极限值
Pb2+
PbSO4
-2e
e e
Pb2+
PbSO4
+2e
Pb PbO2
H2O
H+
SO4=SO4
=
H+
硫酸
电池标志规则
电池标志规则
1. 从左至右书写 , 负极（阳极 : 氧化 ) 、正极 ( 阴极 :
还原 )
2. 用 | ， ， || 区分两相界面
3. 标明各相状态组成
4. 遵守物理和电量平衡
)(,|)(),(),(|)( 24424 PbPbOsPbSOaSOHsPbSOPb一
)(|)(),(|)(,)( 2 AgsAgClaHClPHPt o
