物理化学电子教案8

1、上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16可逆电池和可逆电极可逆电池的热力学电动势产生的机理电极电势和电池的电动势浓差电池和液体接界电势的计算公式电动势测定的应用生物电化学上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16 理解可逆电池的概念，理解能斯特方程的推导理解可逆电池的概念，理解能斯特方程的推导掌握其应用。掌握其应用。 掌握电池电动势与热力学函数的关系及其计算。掌握电池电动势与热力学函数的关系及其计算。 掌握常用电极符号、电极反应及其电极电势的计掌握常用电极符号、电极反应及其电极电势的计算算, ,掌握电池电动势的计算及其应

2、用。掌握电池电动势的计算及其应用。 理解原电池的设计原理。理解原电池的设计原理。 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16r, ,f,maxrm, ,()()T P RT P RGWnEFnEFGzEF 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16化学反应可逆 能量变化可逆原电池 电解池上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16净反应：2ZnCl2Ag(s)2AgCl(s)Zn(s)原电池-22Cl2Ag(s)

3、2e2AgCl(s)(2eZnZn(s)(总反应：2AgCl(s)Zn(s)ZnCl2Ag(s)2电解池-22e2AgCl(s)2Cl2Ag(s)Zn(s)2eZn阴极：阳极：上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16金属与其阳离子组成的电极氢电极氧电极卤素电极汞齐电极 金属-难溶盐及其阴离子组成的电极金属-氧化物电极氧化-还原电极第一类电极第二类电极第三类电极上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16Na+(a+)|Na(Hg)(a) Na+(a+)+nHg+e- Na(Hg)n(a)电极 电极反应Mz+(a+)|M(s

4、)Mz+(a+)+ze- M(s)H+ (a+)|H2(p),Pt2H+(a+)+2e- H2(p)OH-(a-)|H2(p),Pt 2H2O+2e- H2(p)+2OH-(a-)H+(a+)|O2(p),PtO2(p)+4H+(a+)+4e- 2H2OOH-(a-)|O2(p),Pt O2(p)+2H2O+4e- 4OH-(a-) Cl- (a-)|Cl2(p),Pt Cl2(p)+2e- 2Cl-(a-)上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16电极 电极反应Cl-(a-)|AgCl(s)|Ag(s)AgCl(s)+e- Ag(s)+Cl-(a-)OH-

5、(a-)|Ag2O|Ag(s)Ag2O(s)+H2O+2 e- 2Ag(s)+2OH-(a-)H+(a+)|Ag2O(s)|Ag(s)Ag2O+2H+(a+)+2e- 2Ag(s)+H2O上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16电极 电极反应Fe3+(a1), Fe2+(a2)|PtFe3+(a1)+e- Fe2+(a2)Cu2+(a1), Cu+(a2)|PtCu2+(a1)+e- Cu+(a2)Sn4+(a1), Sn2+(a2)|PtSn4+(a1)+2e- Sn2+(a2)上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-1

6、6对消法测电动势的原理对消法测电动势的原理对消法测电动势的实验装置对消法测电动势的实验装置标准电池标准电池电动势与温度的关系电动势与温度的关系为什么标准电池有稳定的电势值为什么标准电池有稳定的电势值上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16E=(R0+Ri)IU=R0I当R0时，有：R0+RiR0EU上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16工作电源电位计检流计标准电池待测电池上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-161.1.无论是校正还是测量，都必须使无论是校正还是测量，都必须使GG指

7、零，即电池指零，即电池中无电流通过，否则，就失去电池的可逆性。这也中无电流通过，否则，就失去电池的可逆性。这也是不能用伏特计测量的原因。是不能用伏特计测量的原因。2.2.调整调整R R，R RX X时要快，即电流通过的时间尽量短。时要快，即电流通过的时间尽量短。具体操作时，按钮开关按的时间要短。具体操作时，按钮开关按的时间要短。3.3.电池两极不能接反，否则，不能对消，即检流计电池两极不能接反，否则，不能对消，即检流计永不能指零。另外，电流太大，损坏电池。永不能指零。另外，电流太大，损坏电池。4.4.实际上电池有内阻，所以，实测的是工作电压，实际上电池有内阻，所以，实测的是工作电压，且且 E

8、E。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16电池反应：(-) Cd(Hg)Cd2+Hg(l)+2e-(+)Hg2SO4(s)+2e-2Hg(l)+SO42-净反应：Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2OCdSO48/3H2O(s)+Hg(l)上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16正极正极负极负极上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16 为什么在一定温度下，含Cd的质量百分数在514%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

9、514%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。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16ET/V=1.01845-4.0510-5(T/K-293.15)- 9.510-7(T/K-293.15)2+110-8(T/K-293.15)3ET/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)410-6我国在1975年提出的公式为：通常要把标准电池恒温、恒湿

10、存放，使电动势稳定。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16! 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上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-161. 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。上一内容上一内容下一内容下一内容回

11、主目录回主目录O返回返回2021-12-16DrGm=-zEF自 发 电 池 ：DrGm0例如：Zn(s)|Zn2+|Cu2+|Cu(s) Zn(s)+Cu2+Zn2+Cu(s) DrGm0非自发电池：DrGm0，E0，E 02322 K | K(s)Ca | Ca(s) Al | Al(s)Zn | Zn(s)Pb | Pb(s)23Cu| Cu(s)Ag| Ag(s)Au| Au(s)E(Ox|Red) 0+22HPt , H () | H (=1) | H (),Pt(s) pap$标准氢电极|给定电极E(Ox|Red) = 0E增大（非自发电池）（自发电池）上一内容上一内容下一内容下一

12、内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-162-22ClPt|H ()|H (1)|Cl ()|Hg Cl (s)|Hg(l)paa$-22(Cl |Hg Cl (s)|Hg)EE-22Cl (Cl |Hg Cl (s)|Hg)/VaE0.10.33371.00.2801饱和0.2412 氢电极使用不方便，用有确定电极电势的甘汞电极作二级标准电极。HgHg+Hg2Cl2饱和饱和KCl素瓷素瓷上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-162222ZnCuZn(s)|Zn()|Cu()|Cu(s)aa22Zn( ) Zn(s)Zn()2ea 22Cu( ) C

13、u()2eCu(s)a 净反应:2222CuZnZn(s)Cu()Cu(s)Zn()aa 方法一:2222(Cu|Cu)(Zn|Zn)CuZn11 ln n2 l2RTRTEEFaFa$(Ox|Red) ( )(Ox|Red) ( )EEE上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16净反应:2222CuZnZn(s)Cu()Cu(s)Zn()aa 化学反应等温式：22(Cu|Cu)(Zn|Zn)22ZnCuln2EEEaRTEEFa$22ZnrmrmCurmrmln22aGGRTaGEFGE F $两种方法，结果相同上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主

14、目录O返回返回2021-12-16上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16(丙丙) 为了计算为了计算K sp 需要设计一电池，使电池反应就是需要设计一电池，使电池反应就是Ag2SO4的离解反应，所设计的电池为的离解反应，所设计的电池为Ag(s)|Ag+a(Ag+) SOSO4 42-2- a(SOSO4 42-2-) ) | Ag2SO4(s) + Ag(s)负极负极 2Ag(s) - 2e- 2Ag+

15、 a(Ag+)正极正极 Ag2SO4(s) + 2e- 2Ag(s) + SOSO4 42-2- a(SOSO4 42-2- )电池反应电池反应 Ag2SO4(s) 2Ag+ a(Ag+) + SOSO4 42-2- a(SOSO4 42-2- ) 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16E$ $= $ $( (AgAg2 2SOSO4 4,Ag, ,Ag, SOSO4 42-2-）- - $ $(Ag(Ag+ +,Ag),Ag) = 0.627V - 0.799V = -0.172V = 0.627V - 0.799V = -0.172VK K sp s

16、p = a(Ag= a(Ag+ +)2 2a(a(SOSO4 42-2-) = exp(zEF)/(RT) = exp(zEF)/(RT) = exp2 = exp2(-0.172)(-0.172)96500/(8.31496500/(8.314298)298) = 1.52 = 1.521010-6-6 所设计的电池的所设计的电池的E0，是非自发电池，若要使它是非自发电池，若要使它成为自发电池，只要把正、负极交换一下位置即可，成为自发电池，只要把正、负极交换一下位置即可，这时电池反应是这时电池反应是Ag2SO4离解反应的逆反应，用离解反应的逆反应，用E算出算出的平衡常数是的平衡常数是Ksp1

17、- . 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16 浓差电池浓差电池 液体接界电势液体接界电势 对盐桥作用的说明对盐桥作用的说明 总电动势总电动势E E与与 E Ec c ，E Ej j的关系的关系上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16A.电极浓差电池1.)K(Hg)(|KCl(aq)| )K(Hg)(21aa21121ln)K(Hg)()K(Hg)(aazFRTEaa2.2122Pt|H ()|HCl(aq)|H ()|Ptpp2122212ln)(H)(HppzFRTEpp3.Pt| )(Cl|HCl(aq)| )

18、(Cl|Pt2212pp1231222ln)(Cl)(ClppzFRTEpp上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16B.电解质相同而活度不同.阳离子转移.阴离子转移4.Ag(s)| )(Ag|)(Ag|Ag(s)21aa12412ln)(Ag)(AgaazFRTEaa 5.-12Ag|AgCl(s)|Cl ()|Cl ()|AgCl(s)|Agaa2152-1-ln)(Cl)(ClaazFRTEaa上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16-电池净反应不是化学反应，仅仅是某物质从高压到低压或从高浓度向低浓度的迁移。-电池

19、标准电动势0E$浓差电池的特点：上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16液接电势（Liquid Junction Potential）1.液体界面间的电迁移（设通过1mol电量）22Pt|H ( )|HCl( ) HCl()|H ( )|Pt|pmmpClClHHjlnlnaaRTtaaRTtG整个变化的上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16ClClHHjlnlnaazFRTtaazFRTtEFzEGjj()lnRTmEttFmj对1-1价电解质，设：HClHCl mmaaaamm$21ttt2.液接电势的计算测定液

20、接电势，可计算离子迁移数。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16-盐桥只能降低液接电势，但不能完全消除，只有电池反串联才能完全消除Ej，但化学反应和电动势都会改变。-盐桥中离子的r+r-， t+t-，使Ej0。-常用饱和KCl盐桥，因为K+与Cl-的迁移数相近，当有Ag+时用KNO3或NH4NO3。-盐桥中盐的浓度要很高，常用饱和溶液。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16-12Ag|AgCl(s)|Cl ()|Cl ()AgCl(s)|Ag | (1)aajc1EEE-12Ag|AgCl(s)|Cl () Cl

21、()|AgCl(s)|Ag | (2)aa2cEEj12EEE上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16-（2） 判断氧化还原的方向-（3） 求离子迁移数-（1） 求热力学函数的变化值-（4） 测平均活度系数g -（5） 测定未知的E$ (Ox|Red)值-（6） 求 (不稳定)等-（7） 测溶液的pH-（9） E(Ox|Red) -lga图-（8）E(Ox|Red) -pH图,水的电势 - pH图、铁的 电势 - pH图apwKKK，$上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16rmpEHzEFzFTT 测定：, , pE

22、EET$应用：(1)求rmrmrmrmR,GGSHQ$rmrmGzEFGzE F $rmpESzFTRpEQzFTT上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16已知：32(Ag |Ag)(Fe|Fe)0.799 V0.771 VEE$试判断下述反应向哪方进行？23FeAgFeAg(s) 排成电池：设活度均为1Ag(s)|Ag|Fe,Fe|Pt32正向进行。0.799V-0.771V0EE$应用：(2)判断氧化还原的方向上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16应用：(3)求一价离子的迁移数t+，t-c2222Pt|H ( )

23、|HCl( )|HCl( )|H ( )|PtPt|H ( )|HCl( )|HCl( )|H ( )|PtpmmppmmpEEj()ln1RTmEttFmtt解出t+和t-jcEEEjcEEE上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16应用：(4)测离子平均活度系数g-2-122H-Cl122ClHPt|H ()|HCl( )|AgCl(s)|Ag(s)(-)H ()H ()e( )AgCl(s)eAg(s)Cl ()H ()AgCl(s)Ag(s)Cl () + H ()pmpaapaa $2(Cl |AgCl,Ag)(H|H)HCl22(Cl |AgCl

24、,Ag)lnlnRTEEEaaFRTmEFm$和m已知，测定E，可求出E$上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16-(Cl |AgCl,Ag)22lnlnRTmRTEEFFm$根据德拜-休克尔公式：mAIAln-(Cl |AgCl,Ag)22lnRTmRTAEEmFFm$以22lnRTmRTAEmFFm$对 作图m图见下页：应用：(5)测定未知的 (Ox|Red)值E$上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16应用：(6)求apw,KKK不稳定

25、$A.求AgCl(s)的apK$设计电池，使电池反应为AgClAgCl(s)Ag ()Cl ()aa AgClAg(s)|Ag ()|Cl ()|AgCl(s)|Ag(s)aa(Cl |AgCl|Ag)(Ag |Ag)0.2224V0.7991V0.5767VEEE $apwKKK，$10apexp1.76 10zE FKRT$上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16B.求水的wK$设计电池，使电池反应为： H2OH+OH-22122H(H |H )1222OH(OH |H )( )H ()H ()e 0( )H OeH ()OH ()0.828VpaEp

26、aE $电池:-22HOHPt|H ()|H ()|OH ()|H ()|Ptpaap$14W0.828Vexp1.004 10EzE FKRT $apwKKK，$2HOH H OH ()OH ()aa 净反应上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-1622112224(H |O )112242(OH |O )( ) H OOH e 1.229V( ) OH O + eOH 0.401VEE $电池:22HOHPt|O ()|H ()|OH ()|O ()|Ptpaap$14Wexp1.004 10zE FKRT$apwKKK，$2 H OHOH 净反应0.4

27、01V1.229V0.828VE $上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16-12W2OH-Cl-122(-)HH (/)e( )AgCl(s)eAg(s)Cl ()HAgCl(s)Ag(s)HClKaa 净反应电池:22122Pt|H ()|Ba(OH) (),BaCl ()|AgCl|Agpmm$-wCl(Cl |AgCl,Ag)OHwClOHln,K aRTEEFaEaaEK已知，测定 可计算。$apwKKK，$上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16应用：(7)测溶液pHA.醌氢醌电极摩尔甘汞电极|醌氢醌|Pt

28、()(Ox|Red)(Ox|Red)2Hln2 0.6995V-0.05916VpHaRTEEFaa氢醌(醌)$()(Ox|Red)H 0.6995V , pH -lgaaEa(醌)氢醌其中， $上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-1605916. 0/V-0.4194pH2801V. 0-pH0.05916V-V6995. 0)()|(EEEE摩尔甘汞氢醌醌使用醌氢醌电极注意事项：pH7.1时，E为负值。pH8.5时，氢醌酸式解离，并易发生氧化。醌-氢醌为等分子复合物，溶解度很小，用量不必太多。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2

29、021-12-16B.玻璃电极sx()pH(x)pH(s)ln10pH(s)pHEE FRT有五种标准溶液。操作定义：pH定义：HHHHHpHlg caac 因为无法测量，故该定义不严格，$上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16电势-pH图:在保持温度和离子浓度为定值的情况下，将电极电势与pH值的函数关系在图上用一系列曲线表示出来，这种图就称为电势-pH图。什么叫电势-pH图？ 通常用电极电通常用电极电势作纵坐标，势作纵坐标，pHpH值作横坐标，在值作横坐标，在同一温度下，指同一温度下，指定一个浓度，就定一个浓度，就可以画出一条电可以画出一条电势势- -

30、pHpH曲线。曲线。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16 应用于：应用于：1. 1. 离子分离，离子分离，2. 2. 湿法冶金，湿法冶金，3. 3. 金属金属防腐及解决水溶液中发生的一系列氧化还原反应及平防腐及解决水溶液中发生的一系列氧化还原反应及平衡问题。衡问题。电势电势-pH-pH图的应用图的应用 从电势从电势- -pHpH图可以清楚地看出各组分生成的条图可以清楚地看出各组分生成的条件及稳定存在的范围。件及稳定存在的范围。 因为它表示的是电极反应达平衡时的状态，所以因为它表示的是电极反应达平衡时的状态，所以电势电势- -pHpH图也称为电化学平衡图

31、。图也称为电化学平衡图。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16 已知已知 Ag+Ag 和和 Cl-AgCl(s),Ag 电极的标准电电极的标准电极电位分别是极电位分别是 0.7991V 和和 0.2224V，请计算请计算 298K 下，下， (1) AgCl(s) 在水中的溶解度；在水中的溶解度； ( 2 ) 德 拜 休 克 尔 公 式 计 算德 拜 休 克 尔 公 式 计 算 A g C l ( s ) 在在 0.01mol.kg-1 KNO3溶液中的溶解度溶液中的溶解度. 已知已知 A = 0.509 (mol.kg-1)上一内容上一内容下一内容下一

32、内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16 (1) 设计电池：设计电池： AgAgCl(s)Cl - Ag+Ag 电池反应：电池反应： Ag+ + Cl - AgCl logKa = E$/0.05915 Ka = 5.62 109 Ksp = 1/Ka = 1.7810-10 S = (Ksp)1/2 = 1.3310-5 解：解：上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16(2) log = (-0.509Z+2 I1/2)/(1+ I1/2) I = 0.01 mol/kg = 0.89 a(Ag+)a(Cl -) = Ksp = m(Ag+)/

33、m$2 Ksp/()2 = 2.2510-10 S = 1.4510-5 mol/kg上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16电化学势电化学势金属与溶液间的电势差金属与溶液间的电势差膜电势膜电势上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16 将ze电荷从无穷远处移入实物相内，所作功可分为三部分：1.从无穷远处移到距表面10-4 cm处，克服外电势作功。 W1=ze2.从10-4cm处移入体相内部，克服表面电势作功。 W2=ze3.克服体相内粒子之间的短程作用，即克服化学势作功。 W3=上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录

34、回主目录O返回返回2021-12-16 ( （电化学势）对带电体系，用电化学势判断自动变化方向。Wzeze总功 ()ze电功（化学功）上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16例如：银电极Ag+|Ag(s) 电极反应：Ag+e-Ag(s)达到平衡时双方电化学势相等水溶液 在金属上+AgeAgaqeMAgAg(aq)(M)(M)()()(M)zzezze通过1 mol电量，e=F，z=1，电子带负电，所以用减号。AgAg(M)(M)因为金属不带电，所以，aqeMAgAg()()(M)FF上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-

35、16eAgAgAg1(aq)(M)(M)ln RTaFF$MaqeAgAg1(aq)(M)(M)FAgAgAglnRTa$这就是能斯特方程。Ag lnRTaF $上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16 在膜两边由于某离子浓度不等可产生电势差，这就是膜电势。 K K K 外内KKKK( )( )1mol K , 1, ( )( )( )( )zeFFF Ag|AgCl|KCl| |KCl|AgCl|Ag内液外液达渗透平衡时， 在内外的电化学势相等。K上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16KK()( )( )( )(

36、)/E,F 膜 医学上，膜电势习惯用负值表示。维持了细胞膜内外的电势差，就维持了生命。KKKKK( )ln( )lnaRTERTaFa膜$上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16 燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。这种装置的最大特点是应直接转换成电能的装置。这种装置的最大特点是由于反应过程中不涉及到燃烧，因此其能量转换效由于反应过程中不涉及到燃烧，因此其能量转换效率不受率不受卡诺循环卡诺循环的限制，其能量转换率高达的限制，其能量转换率高达60%80%，实际使用效率则是普通内燃机的，实际使

37、用效率则是普通内燃机的23倍。倍。另外，它还具有燃料多样化、排气干净、噪音低、另外，它还具有燃料多样化、排气干净、噪音低、对环境污染小、可靠性及维修性好等优点。对环境污染小、可靠性及维修性好等优点。上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16 氢氧燃料电池装置从本质上说是水电解的一个氢氧燃料电池装置从本质上说是水电解的一个逆逆装置。电解水过程中，通过外加电源将水电解装置。电解水过程中，通过外加电源将水电解，产生氢和氧；而在燃料电池中，则是氢和氧通过，产生氢和氧；而在燃料电池中，则是氢和氧通过电化学反应生成水，并释放出电能。燃料电池的工电化学反应生成水，并释放出

38、电能。燃料电池的工作原理与普通电化学电池相类似，然而从实际应用作原理与普通电化学电池相类似，然而从实际应用来考虑，两者存在着较大的差别。普通电池是将化来考虑，两者存在着较大的差别。普通电池是将化学能储存在电池内部的化学物质中，当电池工作时学能储存在电池内部的化学物质中，当电池工作时，这些有限的物质发生反应，将储存的化学能转变，这些有限的物质发生反应，将储存的化学能转变成电能，直至这些化学物质全部发生反应。成电能，直至这些化学物质全部发生反应。 上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录O返回返回2021-12-16 对于原电池而言，电池所放出的能量取决于电池对于原电池而言，电池所放出的能

39、量取决于电池中储存的化学物质量，对于可充电电池而言，则可以中储存的化学物质量，对于可充电电池而言，则可以通过外部电源进行充电，使电池工作时发生的化学反通过外部电源进行充电，使电池工作时发生的化学反应逆向进行，得到新的活性化学物质，电池可重新工应逆向进行，得到新的活性化学物质，电池可重新工作。因此实际上普通电池只是一个有限的电能输出和作。因此实际上普通电池只是一个有限的电能输出和储存装置。而燃料电池则不同，参与反应的化学物质储存装置。而燃料电池则不同，参与反应的化学物质，氢和氧，分别由燃料电池外部的单独储存系统提供，氢和氧，分别由燃料电池外部的单独储存系统提供，因而只要能保证氢氧反应物的供给，燃料电池就可，因而只要能保证氢氧反应物的供给，燃料电池就可以连续不断地产