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§10.5 化学电源 第十一章 化学动力学基础(一) §11.1 化学动力学的任务和目的 §11.2 化学反应速率的表示法 瞬时速率 反应进度（extent of reaction） 转化速率（rate of conversion） 反应速率（rate of reaction） 绘制动力学曲线 在浓度随时间变化的图上，在时间t 时，作交点的切线，就得到 t 时刻的瞬时速率。 显然，反应刚开始，速率大，然后不断减小，体现了反应速率变化的实际情况。 设反应为： 对某化学反应的计量方程为： 转化速率的定义为： 已知 通常的反应速率都是指定容反应速率，它的定义为： 当反应为： * * §10.5 化学电源 一次电池 电池中的反应物质进行一次电化学反应放电之后，就不能再次利用，如干电池、纽扣电池。 这种电池造成严重的材料浪费和环境污染。 金属封顶盖 封口纸 颈圈纸 金属外壳 绝缘纸筒 电芯纸托 底纸 金属底板（－） 锌筒 电解液 NH4Cl ，水 ZnCl2 ，淀粉 电芯 MnO2 ， C， NH4Cl ，水 (+)碳电极 一次电池结构示意图 常见的一次电池主要有： 同上 特别轻小 存在自放电 CuF 有机溶剂 Li 锂/卤化物 通讯 特别轻小 (CF)x 有机溶剂 Li 锂/卤化物 (军用)通讯 电力 O2 KOH ZnO 水 Zn 锌/空气 海上运行 大电流放电 AgCl 海水 Mg 氯化银 小型仪器 助听器 电压平稳 纽扣电池 HgO 同上 Zn 锌汞 同上（军用） 可大电流放电 MnO2 KOH ZnO 水 Zn 碱性锌锰 通讯，照明，仪器（民用） 通用型干电池 MnO2 NH4Cl ZnCl2水 Zn 锌锰干电池 用途 说明 正极 电解液 负极 电池名称 蓄电池 又称为二次电池，可充电电池 。 这种电池放电后可以充电，使活性物质基本复原，可以重复、多次利用。 如常见的铅蓄电池、镍镉电池和锂离子电池等。 常见的蓄电池： a) 铅酸蓄电池 Li 离子电池的工作原理 负极： 石墨，焦炭 正极： 负极反应 正极反应 总反应 Li离子电池的优点： 1. 通讯，如手机； Li离子电池的用途： 1. 重量轻（从金属壳到塑料壳），能量密度大； 2. 优良、安全，有防暴阀，环境污染较小； 3. 比能量高，循环寿命长； 4. 电压较高（3.6V）,成本相对较低。 2. 电子器件，电脑等； 3. 人造器官用电，如心脏起博器等。 燃料电池 又称为连续电池 以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。 一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质 氢氧燃料电池 H2 ( pH2) | H+ 或 OH- (aq) | O2 ( pO2) 氧电极：O2+4H++4e - →2H2O 氢电极：2H2( pH2) → 4H+ + 4e - 净反应：2H2( pH2) + O2 = 2H2O 在pH 1—14范围内，标准电动势 1.229 V 多孔电极 离子交换膜 氢氧燃料电池示意图 燃料电池的优点： 1。高效 化学能 热能 机械能 化学能 电能 机械能 ? 30% ? 80% 2。环境友好 不排放有毒的酸性氧化物，CO2比热电厂少40%， 3。重量轻，比能量高； 用于航天事业，汽车工业，应急电源等。是21世纪首选的清洁能源。 产物水可利用，无噪音； 4。稳定性好，可连续工作，可积木式组装，可移动 物理化学电子教案—第十一章 积分法 微分法 半衰期法 孤立法 平行反应 对峙反应 连续反应 链反应 一级反应 §11.1 化学动力学的任务和目的 §11.2 化学反应速率的表示法 §11.3 化学反应的速率方程 §11.4 具有简单级数的反应 §11.5 几种典型的复杂反应 *§11.6 基元反应的微观可逆性原理 §11.7 温度对反应速率的影响 *§11.8 关于活化能 §11.9 链反应 *§11.10 拟定反应历程的一般方法 研究化学变化的方向、能达到的最大限度以及外界条件对平衡的影响。化学热力学只能预测反应的可能性，但无法预料反应能否发生？反应的速率如何？反应的机理如何？例如： 热力学只能判断这两个反应都能发生，但如何使它发生，热力学无法回答。 化学热力学的研究对象和局限性 化学动力学研究化学反应的速率和反应的机理以及温度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界因素对反应速率的影响，把热力学的反应可能性变为现实性 化学动力学的研究对象 例如： 动力学认为： 需一定的