AP化学电化学原理，怎样书写电极反应式并计算电动势

电化学是AP化学考试中的重要模块，其中电极反应式的书写和电动势的计算更是必考知识点。本文将系统讲解电化学电池的工作原理，手把手教你正确书写半反应和总反应，并通过实例演示如何计算标准电动势。掌握这些核心技能，你就能轻松应对相关考题。

一、电化学电池基本原理

1. 原电池组成

电化学电池由两个半电池组成，每个半电池包含电极和电解质溶液。两个半电池通过盐桥连接，形成闭合回路。

2. 氧化还原过程

阳极发生氧化反应，电子流出

阴极发生还原反应，电子流入

电子通过外电路从阳极流向阴极

二、电极反应式书写步骤

1. 确定半反应

首先写出氧化和还原的半反应

注意平衡原子和电荷数

酸性溶液中用H+和H2O平衡

碱性溶液中用OH-和H2O平衡

2. 组合总反应

将两个半反应相加

确保电子数相等后消去电子

检查原子和电荷守恒

三、标准电动势计算

1. 标准电极电势

查表获得标准还原电势E°

氧化半反应要取反并改变符号

还原半反应直接使用表中数值

2. 能斯特方程

Ecell = E°cell (RT/nF)lnQ

标准状态下简化为E°cell = E°(阴极) E°(阳极)

温度298K时，RT/F=0.0257V

四、典型例题解析

以锌铜电池为例：

阳极(Zn): Zn → Zn2+ + 2eE°=+0.76V

阴极(Cu): Cu2+ + 2e→ Cu E°=+0.34V

总反应: Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu

E°cell = 0.34V (-0.76V) = 1.10V

五、常见错误提醒

1. 混淆阳极和阴极的电子流向

2. 忘记平衡半反应的电荷数

3. 计算时忽略氧化反应电势的符号变化

4. 未考虑非标准状态下的浓度影响

六、备考建议

1. 熟记常见电对的标准电势

2. 多做半反应配平练习

3. 掌握能斯特方程的应用场景

4. 注意区分原电池和电解池