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文档简介

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,将上面两式代入化学反应等温方程式,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,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298 K时，电池PtH2（100kPa）HCl（0.1molkg-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：,一、电池反应的能斯特方程,对HCl：,查表可得：298 K时，0.1 molkg-1HCl的=0.796,二、可逆电池的热力学函数,由Gibbs-Helmholtz公式,将(rGm)T,p = -zEF代入上式，得,(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,温度一定时，电池反应的可逆热效应为,电池工作时从环境吸热,电池工作时向环境放热,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,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。,Qr0，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；,Qr0，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,二、可逆电池的热力学函数,举例：298 K时，电池PtH2（p）H2SO4（0.01molkg-1）O2（p）Pt 的电动势E1.228V，(E /T)p= -8.4910-4VK-1。试写出该电池的电池反应，并求算该温度下电池反应的rGm、 rHm、rSm及可逆放电时的热效应Qr。,解：,正极反应 O2（p）+ 2H+（
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