11氧還反應(yīng)13

1、第十一章,氧化還原反應(yīng),要求：,1,、牢固掌握氧化還原的基本概念，熟練掌握氧化還原,反應(yīng)方程式配平的方法；,2,、理解掌握標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的意義，能運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)電極電,勢(shì)來判斷氧化劑和還原劑的強(qiáng)弱、氧化還原反應(yīng)的,方向和計(jì)算平衡常數(shù),;,3,、掌握用奈斯特方程式討論離子濃度變化時(shí)電極電勢(shì),的改變和對(duì)氧化還原反應(yīng)的影響,;,4,、掌握鉛蓄電池的充、放電原理。,11-1,基本概念,11-2,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,11-3,電極電勢(shì),11-4,電勢(shì)圖解及其應(yīng)用,11-5,電解,11-6,化學(xué)電源簡(jiǎn)介,本章小節(jié)及要點(diǎn),第十一章,氧化還原反應(yīng),11-1,基本概念,1-1,氧化數(shù),1-2,氧化還原反應(yīng)的特征,

2、1-3,氧化劑和還原劑,1-4,氧化還原電對(duì),1-1,氧化數(shù),一、定義,：,是指某元素的一個(gè)原子的荷電數(shù)，該,荷電數(shù)是,假定把每一化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù),性更大的原子而求得的,。,1.,單質(zhì)中，元素的氧化數(shù)為零，,H,2,Cl,2,Fe;,2.,所有元素氧化數(shù)的代數(shù)和在多原子的分子中等于零，,在多原子離子中等于離子所帶的電荷數(shù),;,3.,氫在化合物中的氧化數(shù)一般為,+1,。但在活潑金屬氫,化物（如,NaH),中氫的氧化數(shù)為,-1;,4.,正常氧化物中，氧的氧化數(shù)為,-2,，過氧化物中,(H,2,O,2,和,Na,2,O,2,),氧的氧化數(shù)為,-1,，,KO,2,氧化數(shù)為,-0.5,，,KO,

3、3,中氧,化數(shù)為,-1/3,，,OF,2,中,O,為,+2,。,二、確定元素氧化數(shù)的規(guī)則：,例：,Cr,2,O,7,2-,Fe,3,O,4,Na,2,S,2,O,3,Na,2,S,4,O,6,Cr,為,+6,Fe,為,+8/3,S,為,+2,S,為,+ 2.5,PI,3,N I,3,各元素的氧化數(shù),+3,-1,-3,+1,因?yàn)殡娯?fù)性是,2.1,2.5,3.0,2.5,1-2,氧化還原反應(yīng)的特征,定義：有電子得失或電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)，被稱,為氧化還原反應(yīng)。,Cu,2+,(aq)+Zn(s) Zn,2+,(aq)+Cu (s),得失電子,H,2,(g)+Cl,2,(g) 2HCl(g),電子偏移,可分

4、為：,Cu,2+,+ 2e,-,Cu,還原半反應(yīng),Zn Zn,2+,+ 2e,-,氧化半反應(yīng),氧化還原反應(yīng)可歸結(jié)為：,其中,:,高氧化數(shù)者,Cu,2+,、,Zn,2,+,稱氧化態(tài),;,低氧化數(shù)者,Cu,、,Zn,稱還原態(tài)。,氧化態(tài)+還原態(tài),還原態(tài)+氧化態(tài),氧化劑,：由高氧化態(tài)生成低氧化態(tài)的物種,還原劑,：由低氧化態(tài)生成高氧化態(tài)的物種,中間態(tài),：,既可作為,氧化劑,又可做為,還原劑,1-3,氧化劑,和,還原劑,Cu,2+,(aq)+Zn(s) Zn,2+,(aq)+Cu (s),Zn + Cu,2,Cu + Zn,2,氧化還原,氧化數(shù)高的物質(zhì),為,氧化型物質(zhì),。,電對(duì)中,氧化數(shù)低的物質(zhì),為,還原

5、型物質(zhì),。,1-4,氧化還原電對(duì),共軛關(guān)系,Zn,2,/,Zn,Cu,2,/,Cu,為氧化還原電對(duì),這種共軛關(guān)系，稱為氧化還原電對(duì)。,記為：“氧化態(tài),/,還原態(tài)”,氧化還原電對(duì)間關(guān)系可以用氧化還原半反應(yīng)式,表示：,Cu,2+,/Cu,：,MnO,4,-,/Mn,2+,：,Cu,2+,+ 2e,-,Cu,MnO,4,-,+ 8H,+,+5e,-,Mn,2+,+ 4H,2,O,2-1,氧化數(shù)法,2-2,離子電子法,11-2,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,二、步驟,：,1,、寫出化學(xué),反應(yīng)方程式；,2,、確定有關(guān)元素氧化數(shù)升高及降低的,數(shù)值；,3,、確定氧化數(shù),升高及降低,的數(shù)值的最小公倍,數(shù)。,找出氧

6、化劑、還原劑的系數(shù),；,4,、核對(duì)，可用,H,+, OH, H,2,O,配平。,一、原則,：,還原劑氧化數(shù)升高數(shù)和氧化劑氧,化數(shù)降低數(shù)相等,(,得失電子數(shù)目相等,）,;,反應(yīng)前后各元素的原子數(shù)必須相等。,2-1,氧化數(shù)法,方程式左邊比右邊少,36,個(gè),H,原子，少,18,個(gè),O,原,子，應(yīng)在左邊加,18,個(gè),H,2,O,10,HClO,3,+ 3P,4,+,18H,2,O,=,10HCl + 12H,3,PO,4,例：,HClO,3,+ P,4,?,HCl + H,3,PO,4,解：,最小公倍數(shù),60,：,10,HClO,3,+,3,P,4,?,10,HCl +,12,H,3,PO,4,HCl

7、O,3,+ P,4,?,HCl + 4H,3,PO,4,-6,1,+5,4,+5,-1,0,+5,例,:,As,2,S,3,+ HNO,3,?,H,3,AsO,4,+ H,2,SO,4,+ NO,?,28,共升高,氧化數(shù)升高的元素：,2As,3+,2As,5+,升高,4,3S,2, 3S,6+,升高,24,N,5+,N,2+,降低,3,3As,2,S,3,+ 28HNO,3,?,6H,3,AsO,4,+ 9 H,2,SO,4,+,28NO,3As,2,S,3,+ 28HNO,3,+ 4 H,2,O,=,6H,3,AsO,4,+ 9 H,2,SO,4,+ 28NO,根據(jù)氧化數(shù)法配平下列反應(yīng),:,

8、1.,Cu + HNO,3,Cu(NO,3,),2,+ NO,2.,KClO,3,KClO,4,+ KCl,3.,MnO,4,-,+ Cl,-,+ H,+,Mn,2+,+ Cl,2,+ H,2,O,答案：,1,、,3Cu + 8HNO,3,=3Cu(NO,3,),2,+2NO+4H,2,O,2,、,4KClO,3,=3KClO,4,+ KCl,3,、,2MnO,4,-,+ 10Cl,-,+ 16H,+,= 2Mn,2+,+ 5Cl,2,+8H,2,O,二、步驟：,1,、寫出相應(yīng)的,離子反應(yīng)式；,2,、,將反應(yīng)分成兩部分,，即還原劑的氧化半反應(yīng),和,氧化劑的還原半反應(yīng)；,3,、配平半反應(yīng)：,確定

9、反應(yīng)的酸堿介質(zhì),，分別加,入,H,+, OH,-, H,2,O,配平半反應(yīng)；,4,、確定二個(gè)半反應(yīng)的系數(shù),得失電子數(shù)相等的原則；,5,、將兩個(gè)半反應(yīng)相加、整理。,一、原則：,得失電子的總數(shù)必須相等；反,應(yīng)前后原子總數(shù)相等、離子電荷數(shù)相等,。,2-2,離子電子法,（水溶液中的反應(yīng)）,例：,配平酸性介質(zhì)下，溶液中,KMnO,4,與,Na,2,SO,3,的反應(yīng),解：,1.,寫出相應(yīng)的離子反應(yīng)式,MnO,4,+ SO,3,2,?,Mn,2+,+ SO,4,2,2.,將反應(yīng)分成兩部分，即還原劑的氧化半反應(yīng),和氧化劑的還原半反應(yīng)。,半反應(yīng),：,SO,3,2,?,SO,4,2,+ 2e,MnO,4,+ 5e

10、,?,Mn,2+,5.,兩個(gè)半反應(yīng)相加、整理。,2MnO,4,+ 5SO,3,2,+ 16 H,+,+ 5,H,2,O,?,2Mn,2+,+,8,H,2,O,+ 5SO,4,2,+ 10H,+,2MnO,4,+ 5SO,3,2,+ 6H,+,=,2Mn,2+,+ 3,H,2,O,+ 5SO,4,2,3.,配平半反應(yīng)：,SO,3,2,+ H,2,O,= SO,4,2,+ 2e,-,+ 2H,+,MnO,4,+ 5e,-,+ 8H,+,= Mn,2+,+ 4 H,2,O,4.,確定二個(gè)半反應(yīng)的系數(shù)：,得失電子數(shù)相等的原則,5+,2,5SO,3,2,+ 5H,2,O,= 5SO,4,2,+ 10e,

11、-,+ 10H,+,2,MnO,4,+ 10e,-,+ 16H,+,= 2Mn,2+,+ 8 H,2,O,先配平,H,、,O,以外的原子數(shù)，然后配平,H,、,O,原,子數(shù)，最后配平電子數(shù),。,酸性介質(zhì)中配平的半,反應(yīng)方程式里不應(yīng)出現(xiàn),OH,在堿性介質(zhì)中配平,的半反應(yīng)不應(yīng)出現(xiàn),H,+,。,酸性介質(zhì)：,多,n,個(gè),O+2n,個(gè),H,+,，另一邊,+n,個(gè),H,2,O,堿性介質(zhì)：,多,n,個(gè),O+n,個(gè),H,2,O,，另一邊,+2n,個(gè),OH,-,不同介質(zhì)條件下配平氧原子的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則,介質(zhì),條件,反應(yīng)方程式,左邊,右邊,O,原子數(shù),配平時(shí)應(yīng)加入的物質(zhì),生成物,酸性,多,少,H,+,H,2,O,H,2,

12、O,H,+,堿性,多,少,H,2,O,OH,-,OH,-,H,2,O,中性,多,少,H,2,O,H,2,O,OH,-,H,+,根據(jù)離子電子法配平下列反應(yīng)：,1,.ClO,-,+ Cr(OH),4,-, Cl,-,+ CrO,4,2-,(,堿性介質(zhì)）,2.,MnO,4,-,+ C,3,H,7,OH Mn,2+,+ C,2,H,5,COOH,(,酸性介質(zhì)）,答案,：,1,、,3ClO,-,+ 2Cr(OH),4,-,+ 2OH,-,=,3Cl,-,+ 2CrO,4,2-,+ 5H,2,O,2,、,4MnO,4,-,+ 5C,3,H,7,OH + 12H,+,=,4Mn,2+,+ 5C,2,H,5,

13、COOH + 11H,2,O,11-3,電極電勢(shì),3-1,原電池和電極電勢(shì),3-2,電池電動(dòng)勢(shì)和化學(xué)反應(yīng)吉布斯自由能關(guān)系,3-3,影響電極電勢(shì)的因素,3-4,電極電勢(shì)的應(yīng)用,3-1,原電池和,電極電勢(shì),一,、,原電池,二、電極電勢(shì),?,三、標(biāo)準(zhǔn)氫電極和標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì),四、電極類型與原電池表示方法,e,-,一,、,原電池,原理,負(fù)極：,Zn Zn,2+,+ 2e,（氧化半反應(yīng)）,正極：,Cu,2+,+ 2e Cu,（還原半反應(yīng)）,電池反應(yīng)：,Zn + Cu,2+,Zn,2+,+ Cu,鹽橋的作用：,溝通二半反應(yīng)、平衡電荷、保證反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,原電池,:,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。,還原態(tài),氧化態(tài),+

14、ne,-,半反應(yīng)（電極反應(yīng)）涉及同一元素,的氧化態(tài)和還原態(tài)：,原電池是由兩個(gè),半電池組成,的；半電,池中的反應(yīng)就是,半反應(yīng),即電極反應(yīng),所以半電池又,叫電極,1,2,1,、電極電勢(shì)的產(chǎn)生,由于金屬表面離子,M,n+,與極性大的水分子,相互吸引,，,M,n+,以水合離子形式進(jìn)入溶液,，,將,ne,-,留在金屬上。,金屬越活潑、溶液越稀，,則溶解的趨勢(shì)越大。,鹽溶液中金屬離子,M,n+,也有從金屬表面獲,得電子而沉積在金屬表面的傾向。金屬越,不活潑、溶液越濃，則沉積的傾向越大。,二、,電極電勢(shì),?,這時(shí)，金屬棒與鹽溶液間產(chǎn)生的平衡電勢(shì),差，叫做金屬的電極電勢(shì),?,-,金屬的活潑性,-,溶液的濃度,

15、-,體系的溫度,影響金屬電極電勢(shì)的因素,兩種對(duì)立傾向在某條件下達(dá)到暫時(shí)平衡：,M M,n+,(aq),+ne,-,溶解,沉積,1,、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),*,離子濃度為,1mol,dm,-3,；,氧化型,/,還原型,=1,氣體分壓為,100kPa,；,液體或固體都是純凈物。,2,、標(biāo)準(zhǔn)氫電極,構(gòu)成：,電極反應(yīng)：,2H,+,+ 2e,-,H,2,(g),規(guī)定：,?,?,H+/H2,=0V,三、標(biāo)準(zhǔn)氫電極和標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì),3,、其它電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的測(cè)定,原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì),E,?,：,E,?,=,?,+,?,?,?,?,298K,時(shí)，測(cè)出原電池的電動(dòng)勢(shì)為,0.7628V,。,銅,-,鋅原電池中電子由鋅極流向

16、銅極。,E,?,?,?,Cu2+/Cu,?,?,Zn2+/Zn,1.1V,得出,:,?,?,Zn 2+ /Zn,= -0.7628V,同理,:,?,?,Cu2+ /Cu,= 0.34V,據(jù)公式：,E,?,=,?,+,?,?,?,?,0,2,H,H,?,?,?,?,E,?,=,0.7628V,標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)（,298,，在酸性溶液中）,電極反應(yīng),?,A,?,/V,氧化型,電子數(shù),還原型,最弱的,K,+,+ e,-,K,最強(qiáng)的,氧化劑,Ba,2+,+ 2e,-,Ba,還原劑,Ca,2+,+ 2e,-,Ca,Na,+,+ e,-,Na,Mg,2+,+ 2e,-,Mg,Al,3+,+ 2e,-,Al,M

17、n,2+,+ 2e,-,Mn,Zn,2+,+ 2e,-,Zn,Fe,2+,+ 2e,-,Fe,Ni,2+,+ 2e,-,Ni,Sn,2+,+ 2e,-,Sn,-2.925,-2.91,-2.87,-2.713,-2.37,-1.66,-1.17,-0.763,-0.44,-0.25,-0.14,得,電,子,或,氧,化,能,力,依,次,增,強(qiáng),失,電,子,或,還,原,能,力,依,次,增,強(qiáng),Pb,2+,+ 2e Pb,2H,+,+ 2e,H,2,Cu,2+,+ e Cu,+,Cu,2+,+ 2e Cu,I,2,+ 2e 2I,-,O,2,+2H,+,+ 2e H,2,O,2,Fe,3+,+ e

18、Fe,2+,Ag,+,+ e Ag,Br,2,+ 2e Br,-,Cl,2,+ 2e Cl,-,F,2,+ 2e F,-,-0.126,0.000,+0.17,+0.34,+0.535,+0.69,+0.771,+0.799,+1.08,+1.358,+2.87,最強(qiáng)的,氧化劑,最弱的,還原劑,電極反應(yīng),?,B,?,/V,氧化型,電子數(shù),還原型,ZnO,2,-,+ 2H,2,O,+2e,-,Zn+4OH,-,2H,2,O +2e,-,H,2,+2OH,-,Fe(OH),3,+3e,-,Fe(OH),2,+OH,-,S +2e,-,S,2-,Cu(OH),2,+2e,-,Cu+2OH,-,CrO

19、,4,2-,+4H,2,O,+3e,-,Cr(OH),3,+5OH,-,NO,3,-,+H,2,O +e,-,NO,2,+2OH,-,Ag,2,O+H,2,O +2e,-,2Ag+2OH,-,ClO,4,-,+H,2,O +2e,-,ClO,3,-,+2OH,-,O,2,+ 2H,2,O,+4e,-,4OH,-,-1.216,-0.827,-0.56,-0.48,-0.224,-0.12,+0.01,+0.342,+0.17,+0.401,表,11-2,標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)（,298,，在堿性溶液中）,得,電,子,或,氧,化,能,力,依,次,增,強(qiáng),失,電,子,或,還,原,能,力,依,次,增,強(qiáng),(2

20、),采用還原電勢(shì),M,n+,+ ne,-,M,氧化型,+ ne,-,還原型,?,?,越大：氧化型物質(zhì)氧化能力越強(qiáng)，還原型物,質(zhì)還原能力越弱；,?,?,越?。貉趸臀镔|(zhì)氧化能力越弱，還原型物,質(zhì)還原能力越強(qiáng)。,(1),本表電極電勢(shì)在,298K,時(shí)測(cè)定，由于,?,?,隨溫度變化不,大，所以室溫時(shí)可以借用此數(shù)據(jù)。,相關(guān)問題：,(3),電極電勢(shì)與反應(yīng)介質(zhì)有關(guān),：,酸表與堿表,在電極反應(yīng)中，無論在反應(yīng)物還是生成物一側(cè)出,現(xiàn),H,+,查酸表；,在電極反應(yīng)中，無論在反應(yīng)物還是生成物一側(cè)出,現(xiàn),OH,-,查堿表；,在電極反應(yīng)中既無,H,+,也無,OH,-,，考慮存在狀態(tài)。,(5),標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)是,強(qiáng)度性質(zhì),（

21、無加合性質(zhì)），,與半反應(yīng)中系數(shù)無關(guān),Cu,2+,+ 2e Cu,?,?,Cu2+/Cu,=,0.34V,2Cu,2+,+ 4e 2Cu,?,?,Cu2+/Cu,=,0.34V,(4),同一種物質(zhì)在某一電對(duì)中是氧化型物質(zhì)，,在另一電對(duì)中可能是還原型物質(zhì)。,如：,Fe,3+,+ e,-,Fe,2+,Fe,2+,+ 2e,-,Fe,應(yīng)用,標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì),應(yīng)注意的問題：,a.,?,?,大小與反應(yīng)速度無關(guān)；,b.,?,?,與金屬活動(dòng)順序的關(guān)系；,c.,電極電勢(shì)和電離能都可以說明金屬的活潑性，,但適用的范圍不同；,d.,?,?,的應(yīng)用是有條件的：,i.,應(yīng)用于水溶液。非水溶液、高溫、固相反應(yīng),不適應(yīng)；,ii

22、.,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下應(yīng)用。,1,、四類電極,(a),金屬金屬離子電極,金屬,M,在含,M,n+,溶液中形成的電極。,例如,：,Zn,(s),Zn,2+,(b),氣體離子電極,固體導(dǎo)電體，且與所接觸的氣體、液體都不反應(yīng)。,例如：,Pt H,2(g),H,+,；,Pt Cl,2(g),Cl,-,四、,電極類型與原電池表示方法,金屬表面涂以該金屬難溶鹽，再浸,入與該鹽有相同陰離子的溶液中。,例如：,Hg,(l),Hg,2,Cl,2(s),Cl,-,(c ),金屬金屬難溶鹽或氧化物陰離子電極,Hg,2,Cl,2,+2e=2Hg,+,2,Cl,-,飽和,KCl:,?,Hg2Cl2/Hg,=0.2415V,c,

23、Cl-,=1mol.dm,-3,:,?,?,Hg2Cl2/Hg,=0.2800V,(d) “,氧化還原”電極,將惰性導(dǎo)電體放在一種溶液中，,該溶液含有同一種元素不同氧化,數(shù)的兩種離子。,例如：,Fe,3+,，,Fe,2+, Pt,或,Pt Fe,3+,，,Fe,2+,2,、原電池的表示方法（符號(hào)）,陰極半反應(yīng)：,Zn Zn,2+,+ 2e,陽極半反應(yīng)：,Cu,2+,+ 2e Cu,電池反應(yīng)：,Zn + Cu,2+,= Zn,2+,+ Cu,(,)Zn,?,Zn,2+,(c,1,mol,dm,-3,),?,Cu,2+,(c,2,mol,dm,-3,),?,Cu(+),負(fù)極寫在左邊，正極寫在右邊,

24、;,加上不與金,屬離子反應(yīng)的金屬惰性電極,;,用,表示電極與離子溶液之間的,物相界面,;,不存在相界面，用,，,分開,。,用,?,表示鹽橋,;,表示出相應(yīng)的離子,濃度或氣體壓力,。,(,) Pt,?,H,2,(,p,?,),?,H,+,(1mol,dm,-3,),?,Fe,3+,(1mol,dm,-3,),Fe,2+,(1 mol,dm,-3,),?,Pt(+),氧化半反應(yīng)：,H,2,2H,+,+,2e,還原半反應(yīng)：,Fe,3+,+ e Fe,2+,H,2,+ 2,Fe,3+,= 2H,+,+ 2 Fe,2+,例題：已知電池符號(hào)如下：,(,) (Pt),H,2,(,p,),?,H,+,(1 m

25、ol,dm,-3,),?,Cl,(c,mol,dm,-3,),?,Cl,2,(,p,) , Pt(+),寫出該電池的半反應(yīng)方程式和總反應(yīng)方程式,氧化半反應(yīng)：,H,2,= 2H,+,+,2e,還原半反應(yīng)：,Cl,2,+ 2 e = 2Cl,總反應(yīng)：,H,2,+ Cl,2,= 2H,+,+ 2Cl,負(fù)在左，正在右；,離子在中間，導(dǎo)體在外側(cè)；,固,-,液有界面（,|,），液,-,液有鹽橋（,?,）,電池反應(yīng)中,:,電池電功,=,電池電動(dòng)勢(shì)電量,即,W =,E,Q,1,個(gè)電子的電量為,1.602,10,-19,C,1mol,電子的電量,1.602,10,19,(C/,電子）,6.02,10,23,(,

26、電子,/mol),=,96500(C/mol),=,F,1 mol,電子從原電池負(fù)極轉(zhuǎn)移到原電池正極,則,W=F,E,若,n mol,電子從原電池負(fù)極轉(zhuǎn)移到原電池正極，則,W=nFE,等溫等壓，可逆條件下體系吉布斯自由能的減少，等于體系對(duì),環(huán)境做最大有用功：,?,r,G,-W,max,(,電池電功,),= -,nFE,（,J,）,?,r,G,/,-nFE/,?,r,G,m,-,z,FE,3-2,電池電動(dòng)勢(shì)和化學(xué)反應(yīng)吉布斯自由能關(guān)系,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,:,?,r,G,m,?,= -z,F,E,?,(11-1),例：據(jù)原電池符號(hào)寫出反應(yīng)式并計(jì)算,298K,時(shí)的,E,?,值和,?,r,G,?,值,(-)Z

27、n,?,Zn,2+,(1mol,dm,-3,),?,Cu,2+,(1mol,dm,-3,),?,Cu(+),解：,Zn + Cu,2+,Zn,2+,+ Cu,查表：,?,?,Zn2+/Zn,=-0.7628V,?,?,Cu2+/Cu,=+0.34V,E,?,=,?,+,?,?,?,?,=+0.34,(-0.76)=+1.10V,將,E,?,代入公式,?,r,G,m,?,= -,z,FE,?,?,r,G,m,?,=-2,96500,1.10 = -212000,（,J,.,mol,-1,）,= -,212,（,kJ,.,mol,-1,）,一、定性解釋,二、定量解釋,奈斯特,(Nernst),方程

28、,1.,離子濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響,2.,沉淀生成對(duì)電極電勢(shì)的影響,3.,pH,對(duì)電極電勢(shì)的影響,4.,溫度對(duì)電極電勢(shì)的影響,3-3,影響電極電勢(shì)的因素,電極本性,離子濃度、氣壓,溫度,Fe,3+,+ 1/2H,2,= Fe,2+,+ H,+,?,r,G,m,(T),=,?,r,G,m,?,(T),+,RTlnQ,?,nF,E,=,?,nF,E,?,+,RTlnQ,E,=,?,+,-,?,-,E,?,=,?,?,+,-,?,?,-,E,=,E,?,-,RT,nF,ln,Fe,2+,/c,o,H,+,/c,o,Fe,3+,/c,o,(p,H2,/p,o,),1/2,?,+,-,?,-,=(,?,?

29、,+,-,?,-,?,),-,RT,nF,ln,Fe,2+,H,+,Fe,3+,(p,H2,/p,o,),1/2,?,=,?,?,+,ln,RT,nF,Fe,3+,Fe,2+,a (,氧化型,) + ne,?,b (,還原型,),奈斯特方程,298K,時(shí),?,=,?,?,+,lg,0.0591,n,氧化型,a,還原型,b,(11-3),298K,時(shí),?,=,?,?,+,ln,RT,nF,氧化型,a,還原型,b,(11-2),應(yīng)用,Nernst,方程的注意事項(xiàng),1),電對(duì)中的固體、純液體濃度為,1,mol,dm,-3,，溶液濃度為,相對(duì),活度,，氣體為相對(duì)分壓,p,/,p,?,。,2),氧化型、

30、還原型物質(zhì)的系數(shù)，做為方次寫在,Nernst,方,程的指數(shù)項(xiàng)中。,3),方程中氧化型，還原型不僅指氧化數(shù)變化的物質(zhì)，而,是指,氧化型物質(zhì)一側(cè)或還原型物質(zhì)一側(cè)所有的物質(zhì),活度系數(shù)次方之積。,1,、離子濃度改變對(duì)電極電勢(shì)的影響,例：,Fe,3+,+ e Fe,2+,?,?,=0.771V,(1)Fe,3+, =1mol.dm,-3,Fe,2+,=0.1 mol.dm,-3,(2) Fe,3+, =0.1mol.dm,-3,Fe,2+,=1 mol.dm,-3,解：,?,=,?,?,+,0.0591lg Fe,3+,/ Fe,2+,=0.771+ 0.0591lg Fe,3+,/ Fe,2+,(1)

31、,?,=0.771+ 0.0591lg 1/ 0.1=0.83(V),(2),?,=0.771+ 0.0591lg 0.1/ 1=0.712(V),下列電對(duì)電極電勢(shì),:,AgCl,(s),+e,-,Ag,(s),+Cl,-,?,?,若加入,NaCl,，,Ag,+,+ Cl,-,AgCl,平衡時(shí),，,Cl,-,=1mol,dm,-3,，,Ag,+,濃度為,Ag,+,=K,sp,?,/Cl,-,= K,sp,?,/1= K,sp,?,=1.6,10,-10,這時(shí)，,?,=,?,?,+ 0.0591,lg 1.6,10,-10,=,+0.220,(V),例如,:Ag,+,+ e,-,Ag,?,?,A

32、g+/Ag,=,0.799V,?,?,AgCl /Ag,=,?,Ag+ /Ag,(Cl,-,=1mol,dm,-3,),2,、沉淀生成對(duì)電極電勢(shì)的影響,AgBr +e,Ag,+Br 0.071,AgI +e Ag,+I,-,0.153,AgCl +e,Ag,+Cl 0.220,Ag,+,+ e,Ag,0.779,電極反應(yīng),?,?,減,小,減,小,減,小,K,o,sp Ag,+,?,?,/c,2,Mn,8,),/c,)(H,/c,4,(MnO,lg,5,0.0591,2,4,2,4,/Mn,MnO,/Mn,MnO,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,3,、酸度對(duì)電極電勢(shì)的影響,對(duì)電極反應(yīng)

33、中有,H,+, OH,參與的反應(yīng)有影響。,MnO,4,?,+ 8H,+,+ 5e Mn,2+,+ 4H,2,O,例,：求在,c(MnO,4,?,) = c(Mn,2+,) = 1.0mol,dm,-3,時(shí)，,pH=5,的,溶液中,的數(shù)值。,解,:,電極反應(yīng),MnO,4,?,+ 8H,+,+ 5e = Mn,2+,+ 4H,2,O,?,?,2,4,/Mn,MnO,?,V,02,.,1,47,.,0,49,.,1,),lg(10,5,0.059,49,.,1,/c,2,Mn,8,),/c,)(H,/c,4,(MnO,lg,5,0.059,8,5,-,/Mn,MnO,/Mn,MnO,2,4,2,4,

34、?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,問題：,pH,值對(duì)下列電極電勢(shì)有影響的是：,?,?,2,4,/Mn,MnO,?,?,/Cl,Cl,2,?,?,/OH,O,2,?,酸度影響,氧化還原,的,產(chǎn)物,堿性：,2MnO,4,+ SO,3,2,+ 2OH,=,2MnO,4,2,(,綠,) + SO,4,2,+ 2H,2,O,中性：,2MnO,4,+ SO,3,2,+ H,2,O =,2MnO,2,（棕）,+ 3SO,4,2,+ 2OH,酸性：,2MnO,4,+ SO,3,2,+ 6H,+,=,2Mn,2+,+ 5SO,4,2,+ 3H,2,O,OH,H,2,O H,+,

35、MnO,4,氧化性增強(qiáng),OH,H,2,O H,+,SO,3,2,還原性減弱,pH,對(duì)氧化還原反應(yīng)的影響,酸度影響氧化還原的反應(yīng)速度,6Br,+ Cr,2,O,7,2,+ 14H,+,=3Br,2,+ 2Cr,3+,+ H,2,O,在,H,2,SO,4,介質(zhì)中，反應(yīng)速率較快，在,HAc,介,質(zhì)中，反應(yīng)速率較慢。,綜上所述：濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響歸納如下：,1.,對(duì)與酸度無關(guān)的電對(duì)，例如：,M,n+,+ e,-,M,(n-1)+,來說，,M,n+,/M,(n-1)+,的比值越大，,?,的數(shù)值越大。,2.,對(duì)含有,H,+,或,OH,-,離子的電對(duì)，不但氧化型和還原型物質(zhì)的濃度,對(duì)電極電勢(shì)有影響。而且,

36、pH,也有影響。,3.,若電對(duì)中氧化型物質(zhì)生成沉淀，則沉淀物的,K,sp,?,越小，它們的,標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)就越?。幌喾?，如果電對(duì)中還原型物質(zhì)生成沉淀，,則沉淀物的,K,sp,?,越小，它們的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)就越大。,4.,若標(biāo)準(zhǔn)溶液中有配合物生成時(shí)，,?,?,值也會(huì)發(fā)生變化。,?,=,?,?,+,ln,RT,nF,氧化型,a,還原型,b,4,、溫度對(duì)電極電勢(shì)的影響,3-4,電極電勢(shì)的應(yīng)用,一、在原電池中的應(yīng)用,二、,判斷氧化劑、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱,三、計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溶度積常數(shù),四、,判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向和程度,判斷正負(fù)極,正極：,?,大的電對(duì),發(fā)生還原,(+e,-,),反應(yīng),負(fù)極：,?

37、,小的電對(duì),發(fā)生氧化,(-e,-,),反應(yīng),一、,在原電池中的應(yīng)用,例題：用以下二電極組成原電池：,(A) Zn,Zn,2+,（,1.0mol,.,dm,-3,),(B) Zn,Zn,2+,(0.001mol,.,dm,-3,),判斷正、負(fù)極，計(jì)算電動(dòng)勢(shì)。,解：按能斯特方程式：,=-0.8506,V,?,B,(,Zn,2+,/Zn,)=,),001,.,0,lg(,2,0591,.,0,?,?,?,?,A,(Zn,2+,/Zn)=,?,?,=-0.7618,V,可見,:(A),為正極, (B),為負(fù)極。,電動(dòng)勢(shì)為,:,E,=,?,+,-,?,-,=,?,A,-,?,B,=0.089,V,(A)

38、 Zn,Zn,2+,（,1.0mol,.,dm,-3,),(B) Zn,Zn,2+,(0.001mol,.,dm,-3,),濃差電池,：由于濃度差異構(gòu)成的電池稱為濃差,電池。,(,) Pt,?,H,2,(,p,o,),?,H,+,(10,-3,mol,dm,-3,),?,H,+,(1mol,dm,-3,),?,H,2,(,p,o,),?,Pt(+),(,) Ag,?,Ag,+,(0.01mol,dm,-3,),?,Ag,+,(0.1mol,dm,-3,),?,Ag(+),?,?,越大,，氧化型物質(zhì)氧化性越強(qiáng),?,?,越小,，還原劑型物質(zhì)還原性越強(qiáng),例如：判斷,MnO,4,-,與,Cr,2,O,

39、7,2-,氧化性何者強(qiáng),二、,判斷氧化劑、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱,?,?,MnO4-/Mn2+,=1.49V,?,?,Cr2O72-/Cr3+,=1.33V,下列各組物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下能夠共存的是：,(A) Fe,3+,，,Cu,(B) Fe,3+,，,Br,2,(C) Fe,3+,，,Sn,2+,(D) Fe,2+,，,H,2,O,2,?,?,H2O2/H2O,=1.78V,?,?,Br2/Br-,=1.06V,?,?,Sn4+/Sn2+,=0.15V,?,?,Cu2+/Cu,=0.34V,?,?,Fe3+/Fe2+,=0.77V,?,r,G,?,m,= -RTln,K,?,=-2.303RTlg,

40、K,?,?,r,G,?,m,=-nF,E,?,-nF,E,?,=,-,2.303RTlg,K,?,E,?,=,ln,K,?,=,RT,nF,2.303RT,nF,lg,K,?,三、計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溶度積常數(shù),在,298K,時(shí),n,E,?,0.0591,lg,K,?,=,=,n(,?,+,?,-,?,-,?,),0.0591,(11-4),例,:,試求反應(yīng),2Ag + 2HI = 2AgI + H,2,的平衡常數(shù),?,?,AgI / Ag,= -0.15V,0591,.,0,lg,nE,K,?,把氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池進(jìn)行平衡常數(shù)的計(jì)算,lg,K,?,= (2,0.15) / 0.05

41、91 = 5.08,K,?,= 1.2,10,5,解：,2Ag + H,+,+ I,= 2AgI + H,2,負(fù)極：,Ag + I,= AgI + e,正極：,2H,+,+ 2e = H,2,?,?,H+/H2,= 0V,?,?,AgI,/,Ag,= -0.15V,E,?,= 0,(-,0.15) = 0.15V,例,:,求反應(yīng),Ag,+,+ Cl,= AgCl(s),的,K,?,及,K,?,sp,解：,Ag,+,+ Cl,+ Ag = AgCl + Ag,負(fù)極：,Ag + Cl,= AgCl +,e,正極：,Ag,+,+ e = Ag,把非氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池進(jìn)行平衡常數(shù)的計(jì)算,lg,K

42、,?,= 0.5773/0.059 = 9.75,K,?,= 5.62,10,9,K,?,sp,= 1/,K,= 1.78,10,10,E,?,=,?,+,?,?,?,?,=,?,?,Ag+/Ag,-,?,?,AgCl/Ag,=0.7996-0.2223=0.5773V,求溶度積常數(shù),1,059,.,0,lg,nE,K,?,四、,判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向和程度,1,、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向,2,、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度,3,、選擇合理的氧化還原試劑,?,r,G,=,?,nF E,?,r,G,0,=,E,0,=,正向非自發(fā),平衡狀態(tài),正向自發(fā),?,r,G,?,0,E,?,0,正向非自發(fā)

43、,正向自發(fā),?,r,G,?,=,?,nF E,?,1,、,判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向,例,:,判斷,Pb,2+,+ Sn,= Pb,+ Sn,2+,反應(yīng)進(jìn)行的方向,.,(1),標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí),;,(2) Sn,2+,=1.0mol,dm,-3,Pb,2+,=0.1mol,dm,-3,?,?,Pb2+/Pb,=-0.13V,?,?,Sn2+/Sn,=-0.14V,2Mn,2+,+5S,2,O,8,2,+8H,2,O=2MnO,4,+10SO,4,2,+16H,+,Ag,+,0591,.,0,lg,nE,K,?,K,o,=4.0,10,84,2,、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度,K,?,越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度

44、越大,0.50V,1.51,2.01,2,4,2,4,2,8,2,/Mn,MnO,/SO,O,S,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,E,注,（,1,）電池電動(dòng)勢(shì)只能判斷氧化還原反應(yīng)能否進(jìn)行、,程度如何，但無法說明速度。,（,2,）某些含氧物質(zhì)參加氧化還原反應(yīng)，用電極電勢(shì),判斷反應(yīng)方向及程度必須考慮溶液酸度。,例,:,判斷,H,3,AsO,4,+2I,-,+2H,+,=H,3,AsO,3,+I,2,+H,2,O,的反應(yīng)方向,(1),標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí),(2) H,3,AsO,4,= H,3,AsO,3,=I,-,=1.0mol,dm,-3,pH,=8.00,?,?,I2/I-,=,0

45、.535V,?,?,H3AsO4/ H3AsO3,=,0.58V,例,:,溶液中有,Br,I,要使,I,被氧化, Br,不被,氧化的氧化劑,.,1.60,0.77,1.06,0.54,3,4,2,3,2,2,Ce,Ce,Fe,Fe,Br,Br,I,I,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,選擇,Fe,3+,做氧化劑,思考題：要使,I,、,Br,均被氧化,應(yīng)選擇哪種氧,化劑？,3.,選擇合理的氧化還原試劑,11-4,電勢(shì)圖解及其應(yīng)用,4-1,元素電勢(shì)圖（,Latimer),4-2,氧化態(tài)圖,4-3,?,-,pH,圖及其應(yīng)用,4-1,元素電勢(shì)圖（,Latimer)

46、,一、定義,二、元素電勢(shì)圖的應(yīng)用,例：,1.19 1.21 1.64 1.63 1.358,?,A,?,: ClO,4,ClO,3,HClO,2,HClO,Cl,2,Cl,例：,0.4 -0.35 0.59 0.4 1.358,?,B,?,: ClO,4,ClO,3,ClO,2,ClO,Cl,2,Cl,表示同種元素不同氧化態(tài)間按高低順序由,左到右排列，將其標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)用圖解的方式,表示出來，,即元素電勢(shì)圖。,注：,據(jù),pH,值不同，可分為,?,A,?,(,酸性）,?,B,?,（堿,性）。,一、定義,二、元素電勢(shì)圖的應(yīng)用,1.,求算未知電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì),2.,判斷歧化反應(yīng)能否進(jìn)行,3.,判斷氧

47、化還原性質(zhì),4.,選擇合理的氧化劑和還原劑,i,i,i,i,i,n,n,?,?,?,?,?,?,?,1,i,i,i,n,n,n,n,n,n,n,n,?,?,?,?,?,?,?,?,.,.,.,3,2,1,3,3,2,2,1,1,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,2,1,/,2,/,1,n,n,n,n,C,B,B,A,?,?,?,?,?,?,?,A/C,?,=,?,1,?,n,1,?,2,?,n,2,?,3,?,n,3,?,4,?,n,4,?,i,?,n,i,A,B,C,D,E,G,?,?,A/G,?,?,1.,求算未知電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì),/Br,BrO,3,?,?,?,求,1.44V,1

48、,1,4,07,.,1,1,59,.,1,1,5,.,1,4,/Br,BrO,3,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,解,?,/Br,BrO,2,3,?,?,?,例：,1.50V 1.59V 1.07V,BrO,3,-,HBrO,1/2Br,2,Br,-,？,？,?,左,?,?,右,?,A,B,C,氧化態(tài)降低,;,能否發(fā)生,歧化反應(yīng)？,E,?,=,?,右,?,?,?,左,?,0,即,?,右,?,?,左,?,不能發(fā)生歧化反應(yīng),2.,判斷歧化反應(yīng)能否進(jìn)行,E,?,=,?,+,?,?,?,?,E,?,=,?,右,?,?,?,左,?,0,即,?,右,?,?,左,?,可發(fā)生歧化反應(yīng),發(fā)生歧化

49、反應(yīng),條件：,?,右,?,?,左,?,時(shí),B + B = A + C,B,發(fā)生歧化反應(yīng),.,若,?,右,?,?,左,?,時(shí),A + C,= B + B,發(fā)生歸中反應(yīng)。,?,?,?,Br,1.0774,Br,0.4556,BrO,0.5357,BrO,2,3,0.5196,0.7665,例,: 0. 152 0.521,?,A,?,：,Cu,2+,Cu,+,Cu,Cu,+,會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)，不能穩(wěn)定存在,生成,Cu,+,化合物是沉淀或配合物時(shí)，,c,Cu,+,下降，,?,Cu,+,/Cu,也下降，,Cu,+,可穩(wěn)定存在。,Cu,2+,CuI,Cu,Cu,2+,Cu(CN),2,-,Cu,-0.18

50、52,+0.86,-0.12,+1.103,0.77,0.44,例：,?,A,?,：,Fe,3+,Fe,2+,Fe,0.56,0.88,?,B,?,：,Fe(OH),3,Fe (OH),2,Fe,Fe(II),易被空氣氧化成,Fe(III),0.56V,0.40V,2,3,2,/Fe(OH),Fe(OH),/OH,O,?,?,?,?,?,?,?,?,0.77V,1.23V,2,3,2,2,/Fe,Fe,O,/H,O,?,?,?,?,?,?,?,因?yàn)?O,2,(g) + 4H,+,+4e = 2H,2,O,O,2,(g) + 2H,2,O + 4e = 4OH,1.23V,O,/H,O,2,2,

51、?,?,0.40V,/OH,O,2,?,?,?,?,3.,判斷氧化還原性質(zhì),0.76V,/Zn,Zn,2,?,?,?,?,0.15V,/Sn,Sn,2,4,?,?,?,?,.77V,0,/Fe,Fe,2,3,?,?,?,?,例：,1.00 0.33 -0.20 -,1.5,?,A,?,: V,5+,V,4+,V,3+,V,2+,V,0,0.37,0.055,4.,選擇合理的氧化劑和還原劑,選擇,Zn,V(V),還原成,V(II),(1),根據(jù)下列電對(duì),?,o,的值：,Cu,2+,+2e=Cu,?,o,=0.337V,Cu,+,+e=Cu,?,o,=0.515V,試通過電化學(xué)和熱力學(xué)計(jì)算說明,C

52、u,+,離子在水溶液中,能否轉(zhuǎn)化為,Cu,和,Cu,2+,？,(2)298K,，計(jì)算反應(yīng)：,Cu(s)+Cu,2+,+2Cl,-,=,2CuCl(s),的平,衡常數(shù),;,已知,K,o,sp,.,CuCl,=1.2,10,-6,4-2,氧化態(tài)圖,r,G,o,m,/F,氧化態(tài)圖的應(yīng)用,1,、預(yù)測(cè)發(fā)生歧化反應(yīng)的可能性,2,、比較元素的各種氧化態(tài)在不同介質(zhì)中的氧,還能力,3,、可確定電對(duì)的電極電勢(shì),等溫等濃度，以電對(duì)的電極電勢(shì)為縱坐標(biāo)，,溶液的,pH,值為橫坐標(biāo)，繪出,?,隨,pH,值變化的關(guān),系圖，這種圖叫做,?,-,pH,圖。,一、水的熱力學(xué)穩(wěn)定區(qū),水本身也有氧化還原性質(zhì)，其氧化還原性與酸度有關(guān)。

53、,水作還原劑時(shí)：,O,2,(g) + 4H,+,+ 4e = 2H,2,O,?,?,O2/H2O,= 1.23V,水作氧化劑時(shí)：,H,2,O + 2 H,+,+ 2e = H,2,+ H,2,O,2 H,+,+ 2e = H,2,?,?,H2O/H2,= 0V,4-3,?,-,pH,圖及其應(yīng)用,0.0591pH,-,1.23,0.0591lgH,1.23,O,/H,O,2,2,?,?,?,?,根據(jù),Nernst,方程,1,/,lg,4,0591,.,0,4,/,/,2,2,2,2,2,?,?,?,H,p,p,O,O,H,O,O,H,O,?,?,2,/H,H,?,0.0591pH,-,2,/H,

54、H,?,?,O,2,(g) + 4H,+,+ 4e = 2H,2,O(l),H,p,p,H,/,lg,2,0591,.,0,2,2,2,/H,H,?,?,?,2 H,+,+ 2e = H,2,電極電勢(shì)關(guān)系式,pH = 0 pH = 7 pH =14,?,O2/H2O,=,1.23-0.0592pH,1.23 0.817 0.401,?,H+,/H2,=,-0.0592pH,0 -0.414 -0.829,在,?,?,O2/H2O,=1.23-0.059pH,?,?,H+/H2,=-0.059pH,kPa,100,2,2,H,O,?,?,p,p,二、,?,-pH,圖的應(yīng)用,1,、為什么在電解法制

55、取,F,2,和金屬鈉時(shí)，需要絕對(duì)無,水條件。,2,、為什么高錳酸鉀的水溶液可以穩(wěn)定存在。,3,、,H,3,AsO,4,+2I,-,+2H,+,= H,3,AsO,4,+I,2,+H,2,O,的反應(yīng)方向,5-1,原電池和電解池,原電池中氧化還原反應(yīng)是通過電子自發(fā)從,負(fù)極流向正極來實(shí)現(xiàn)的。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,的過程。,11-5,電解,非自發(fā)氧化還原反應(yīng)可借外加電源實(shí)現(xiàn)，,此時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,。,電,源,:,正極,負(fù)極,電解池,:,陽極,陰極,反,應(yīng),:,氧化,還原,電解池,電,解,原電池,電解池,電子流出的電極叫負(fù)極,負(fù)極被氧化,獲得電子的電極叫正極,正極被還原,原電池反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行,正離子向

56、正極移動(dòng),負(fù)離子向負(fù)極移動(dòng),獲得電子的電極叫陰極,陰極被還原,電子流出的電極叫陽極,陽極被氧化,電解反應(yīng)必須外加電壓,正離子向陰極移動(dòng),負(fù)離子向陽極移動(dòng),原電池與電解池的比較：,1,氧化數(shù)法,2,離子電子法,一,.,熟練掌握氧化還原反應(yīng)方程式的配平,二,.,原電池,1.,正極反應(yīng),2.,負(fù)極反應(yīng),3.,總反應(yīng),4.,電池符號(hào),5.,標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì),?,?,6.,標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì),E,?,=,?,?,+,?,?,本章小節(jié)及要點(diǎn)：,y,x,c,),/,(,),/c,(,lg,nF,2.303RT,?,?,?,?,還原型,氧化型,?,?,y,x,c,),/,(,),/c,(,lg,n,0.0591,還原型,

57、氧化型,?,?,三、奈斯特,(Nernst),方程,(,?,c,?,p,?,p,H,的關(guān)系,),T=298K,2.,判斷氧化還原反應(yīng)的可能性,四、氧化還原反應(yīng)的規(guī)律性,(,?,的應(yīng)用,),1.,?,?,判斷氧化劑還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱,氧化劑的氧化性與,?,?,呈平行關(guān)系,還原劑的還原性與,?,?,呈反平行關(guān)系,標(biāo)準(zhǔn)狀況下用,E,?,=,?,+,?,?,?,?, 0,作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù),(1),?,?,相差不大時(shí)，氧化型、還原型的濃度，酸度可,能,改變反應(yīng)的方向；,(2),電對(duì)的氧化型還原型形成難溶電解質(zhì)，配合物及酸,度的變化可能改變反應(yīng)方向,非標(biāo)準(zhǔn)狀況下用,E,=,?,+,?,?, 0,作為反應(yīng)

58、自發(fā)性的判據(jù),5.,判斷元素價(jià)態(tài)的穩(wěn)定性,元素電位圖的應(yīng)用,（,Latimer),?,左,?,?,右,?,A,B,C,條件：,?,右,?,?,左,?,時(shí),即,?,B/C,?,?,A/B,?,，則,B,發(fā)生歧化反應(yīng),0591,.,0,lg,nE,K,?,3.,判斷氧化還原反應(yīng)的順序：優(yōu)先進(jìn)行,E,?,最大的反應(yīng),4.,氧化劑還原劑的選擇,6.,判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度,-,計(jì)算平衡常數(shù),小結(jié)：,氧化還原反應(yīng)方程式的配平：氧化數(shù)法、離子,-,電子法,E,反應(yīng)方向, ,=,平衡, ,?,?,E,?,rG,?,=-nFE,?,nE,?,0.0591,lgK,?,=,E =E,?,-,0.0591,n

59、,lg,Red,1,Ox,2,Ox,1,Red,2,?,=,?,?,+,0.0591,n,lg,Ox,Red,?,+,-,?,-,?,?,=,n,1,?,?,1,+ n,2,?,?,2,+ n,3,?,?,3,n,rG,?,=-nF,?,?,?,?,+,-,?,?,-,5-2,電解定律,有電解所產(chǎn)生的物質(zhì)的量，必定與通過的電量成正比，與其他,因素?zé)o關(guān)。,1mol,電子所帶電荷的電量為,96500C,。,電流效率,=,實(shí)際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量,100%,例：在銅電解池實(shí)驗(yàn)中，所給電流強(qiáng)度為,10A,經(jīng)過,4h,后，電解,得銅,50g,。問電流效率為多少？,解：電量,=,電流強(qiáng)度時(shí)間,10A,(3600

60、,4) s = 144000C,銅的半反應(yīng)為,Cu,2+,+ e,-,=,Cu,電解產(chǎn)生,1molCu,需,2,96500C,電量，因此,144000C,電量應(yīng),電解得到,63.55,144000/,（,2,96500,）,=53.4,（,g,）,=50g/53.4g,100%=94%,電流效率,=,實(shí)際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量,100%,對(duì)于電解質(zhì)水溶液的電解,電源提供多大電壓才,能使電解過程發(fā)生,?,以,Pt,電極電解,0.1,mol,kg,-1,NaOH,溶液為例,5-3,分解電壓,在陽極,:,4OH,-,-,4e,-,2H,2,O+O,2,?,(O,2,/OH,-,),=0.4602,V,形成氧