大學(xué)無機(jī)化學(xué)氧化-還原-課件

氧化-還原§6.1基本概念和氧化還原方程式的配平§6.2電極電勢和電池電動(dòng)勢§6.3電勢圖及其應(yīng)用1ppt課件氧化-還原§6.1基本概念和氧化還原1ppt課件§6.1基本概念和氧化還原方程式的配平6.1.1基本概念6.1.2氧化還原方程式的配平2ppt課件§6.1基本概念和氧化還原6.1.1基本概念2ppt課件氧化還原反應(yīng)……3ppt課件氧化還原反應(yīng)……3ppt課件一、基本概念(一)氧化數(shù)(或氧化值)4ppt課件一、基本概念4ppt課件1.化合價(jià)→氧化值的歷史變遷19世紀(jì)中葉提出化合價(jià)概念:元素原子能夠化合或置換一價(jià)原子(H)或一價(jià)基團(tuán)(OH-)的數(shù)目。例：HCl、H2O、NH3和PCl5中，Cl為一價(jià)，O為二價(jià)，

N為三價(jià)和P為五價(jià)；CO中，C和O是二價(jià)。(2)隨著化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展，出現(xiàn)矛盾。例：NH4+中，N為－3，但實(shí)驗(yàn)證明N與4個(gè)H結(jié)合。

SiF4中，為+4；而K2SiF6中，Si與6個(gè)F結(jié)合。(3)1948年，在價(jià)鍵理論和電負(fù)性基礎(chǔ)上提出氧化值。電負(fù)性：原子在分子中吸引電子的能力。(4)…………5ppt課件1.化合價(jià)→氧化值的歷史變遷19世紀(jì)中葉提出化合價(jià)概念:2.定義：某元素中一個(gè)原子的荷電數(shù)，即形式電荷數(shù)。這種荷電數(shù)是假設(shè)將成鍵的電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得的。6ppt課件2.定義：某元素中一個(gè)原子的荷電數(shù)，即形式電荷數(shù)。6ppt3.規(guī)則：(1)單質(zhì)中元素的氧化值為零。例：H2、O2等。(2)電中性的化合物中，所有元素氧化值的代數(shù)和等于零。(3)在簡單離子中，元素的氧化值等于該離子所帶的電荷數(shù)。例：Na+中Na的氧化值為Ⅰ，S2-中S的氧化值為-Ⅱ

。(4)多原子離子中，所有元素的氧化值之和等于該離子所帶電荷數(shù)。例：SO42-中，(Ⅵ)＋(-Ⅱ)×Ⅳ=-2。(5)O在化合物中的氧化值一般為-2，H為＋1

但超氧化物KO2，過氧化物H2O2，金屬氫化物如CaH2。-Ⅰ/ⅡⅠ-Ⅰ-Ⅰ7ppt課件3.規(guī)則：-Ⅰ/ⅡⅠ【例1】求Cr2O72-中Cr的氧化值?！纠?】求Na2S4O6中S的氧化值。解：設(shè)Cr2O72-中Cr的氧化值為x：

2x+7×(-Ⅱ)=-Ⅱx=Ⅵ

則Cr的氧化值為Ⅵ。解：設(shè)Na2S4O6

中S的氧化值為x：

2×(+Ⅰ)+4x+6×(-Ⅱ)=0x=Ⅴ/Ⅱ

即Na2S4O6中S的氧化數(shù)為Ⅴ/Ⅱ。8ppt課件【例1】求Cr2O72-中Cr的氧化值。【例2】求Na2S4.化合價(jià)與氧化值的區(qū)別與聯(lián)系1.元素的化合價(jià)只能是整數(shù)，而元素的氧化數(shù)可以是整數(shù)、分?jǐn)?shù)。2.氧化值概念是在化合價(jià)的基礎(chǔ)上提出的，適用范圍比化合價(jià)概念廣。3.氧化值概念還存在缺陷，有些問題不能解釋，有待更加完善。9ppt課件4.化合價(jià)與氧化值的區(qū)別與聯(lián)系1.元素的化合價(jià)只能是整數(shù)(二)氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)1.氧化還原概念的發(fā)展(1)在化學(xué)發(fā)展的初期，氧化是指物質(zhì)與氧化合的過程，還原是指物質(zhì)失去氧的過程。例:2Hg+O2→2HgO，2HgO→2Hg+O2(2)隨后氧化還原的概念擴(kuò)大了，認(rèn)為物質(zhì)失去氫的過程也是氧化，與氫結(jié)合的過程則是還原。在有機(jī)化學(xué)和生物化學(xué)中應(yīng)用較為廣泛。例：(3)現(xiàn)代化學(xué)認(rèn)為氧化還原反應(yīng)是指元素的氧化值發(fā)生變化的化學(xué)反應(yīng)。10ppt課件(二)氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)1.氧化還原概念的發(fā)展(10Ⅱ0Ⅱ

-2e-+2e-給出電子氧化值↑被氧化還原劑氧化反應(yīng)接受電子氧化值↓被還原氧化劑還原反應(yīng)還原產(chǎn)物氧化產(chǎn)物口訣：氧化劑——降得還；還原劑——升失氧。11ppt課件0Ⅱ2.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)：電子轉(zhuǎn)移→氧化值變化注：電子轉(zhuǎn)移包括完全得失電子和非完全得失電子(即電子偏移，例：)。12ppt課件2.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)：電子轉(zhuǎn)移→氧化值變化12ppt課Ⅴ-Ⅱ-Ⅰ0Ⅴ

Ⅶ-Ⅰ3.氧化還原反應(yīng)的分類：(1)歧化反應(yīng)：氧化值的變化發(fā)生在同一化合物的同一元素中.例：(2)分子內(nèi)氧化還原反應(yīng)：氧化值的變化發(fā)生在同一化合物的不同元素中.例：(3)分子間氧化還原反應(yīng)：氧化值的變化發(fā)生在不同化合物的不同元素中.13ppt課件Ⅴ-Ⅱ-Ⅰ二、氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法一、氧化值法:氧化劑的氧化數(shù)降低總數(shù)與還原劑氧化數(shù)升高的總數(shù)必定相等。

Ⅶ-Ⅰ

Ⅱ0(-5)×1(+1)×2(1)基本反應(yīng)式:KMnO4+2HCl→MnCl2+Cl2(2)求出元素氧化數(shù)的變化值：KMnO4+2HCl→MnCl2+Cl2(3)調(diào)整系數(shù)，使氧化數(shù)變化值相等

2KMnO4+10HCl→2MnCl2+5Cl2(4)原子數(shù)和靜電荷數(shù)配平

2KMnO4+16HCl=2MnCl2+5Cl2+2KCl+8H2O14ppt課件二、氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法一、氧化值法:氧化劑的氧【例3】在酸性溶液中，高錳酸鉀與亞硫酸鉀反應(yīng)生成硫酸錳和硫酸鉀，配平此方程式。解：Ⅶ

Ⅳ

ⅣⅥ(-3)×2(+2)×3Ⅶ

ⅣⅡ

Ⅵ(-5)×2(+2)×5KMnO4+K2SO3+H2SO4(稀)→MnSO4+K2SO4【例7-4】寫出高錳酸鉀與亞硫酸鉀在中性溶液中反應(yīng)，生成二氧化錳和硫酸鉀，配平此反應(yīng)方程式。解:2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4(稀)=2MnSO4+6K2SO4+3H2OKMnO4+K2SO3+H2O→MnO2+K2SO4+KOH15ppt課件【例3】在酸性溶液中，高錳酸鉀與亞硫酸鉀反應(yīng)生成硫酸錳和硫酸方法二、離子－電子法：配平原則：氧化劑和還原劑電子得失總數(shù)相等。Ⅵ-Ⅰ

Ⅲ0K2Cr2O7

+KI+H2SO4→Cr2(SO4)3+I2+K2SO4+H2O(1)寫出離子方程式：Cr2O72-+I-+H+→Cr3++I2+H2O(2)寫出氧化半反應(yīng)：I-

－e-→I2還原半反應(yīng)：Cr2O72-+e-→Cr3+(3)分別配平，使等式兩邊的原子個(gè)數(shù)和凈電荷相等：離子－電子式

2I-－2e-→I2…

①Cr2O72-+14H++6e-→2Cr3++7H2O……

②(4)①×3+②=Cr2O72-+6I-+14H+→2Cr3++3I2+7H2O16ppt課件方法二、離子－電子法：Ⅵ-Ⅰ【例5】酸性介質(zhì)，I-

氧化成IO3-

，寫出離子電子式。-ⅠⅤ【例6】堿性介質(zhì)，SO32-氧化成SO42-

，寫出離子電子式。解:1.寫出半反應(yīng)，判斷氧化數(shù)變化：I-

→IO3-2.配平半反應(yīng)，即得離子電子式:

I-+3H2O≒

IO3-+6H++6e解：1.SO32-

→SO42-2.離子電子式:SO32-+2OH-

≒

SO42-

+H2O+2e17ppt課件【例5】酸性介質(zhì)，I-氧化成IO3-，寫出離子電子式。小結(jié)解釋：酸性溶液中：一邊多一個(gè)“O”加2H+→H2O堿性溶液中：一邊多一個(gè)“O”加H2O→2OH-近中性溶液中：左邊多一個(gè)“O”加H2O→2OH-

左邊少一個(gè)“O”加H2O→2H+18ppt課件小結(jié)解釋：酸性溶液中：一邊多一個(gè)“O”加2H+→H2O氧化數(shù)法：簡單、快速，既適用于水溶液中的氧化還原反應(yīng)，也適用于非水體系的氧化還原反應(yīng)。離子電子法：僅適用于水溶液中的反應(yīng)，但可避免求氧化數(shù)的麻煩，對于水溶液中的復(fù)雜化合物反應(yīng)很方便。19ppt課件氧化數(shù)法：簡單、快速，既適用于水溶液中的氧化還原反應(yīng)，也適用§6.2電極電勢和電池電動(dòng)勢6.2.1原電池6.2.2電極電勢6.2.3氧化還原反應(yīng)的方向與限度6.2.4影響電極電勢的因素6.2.5電極電勢的應(yīng)用20ppt課件§6.2電極電勢和電池電動(dòng)勢6.2.1原電池20ppt課6.2.1原電池(一)組成21ppt課件6.2.1原電池21ppt課件CuSO4溶液Zn片化學(xué)能→熱能金屬導(dǎo)線中，電子的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流，能否化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能？22ppt課件CuSO4溶液Zn片化學(xué)能→熱能金屬導(dǎo)線中，電子的定向移動(dòng)產(chǎn)Zn片Cu片1.0mol/LZnSO4溶液1.0mol/LCuSO4溶液A鹽橋(瓊脂凝脂，包含飽和的KCl溶液，保持電荷平衡)Zn2+Zn2+Cl-K+Cu2+Cu2+e-負(fù)極－＋正極Zn–2e-→Zn2+Cu2++2e-→Cu原電池：利用氧化還原反應(yīng)，化學(xué)能→電能的裝置。23ppt課件Zn片Cu片1.0mol/LZnSO4溶液1.0mol1.半反應(yīng)和氧化還原對Zn–2e-→Zn2+←氧化半反應(yīng)氧化劑→共軛還原劑還原劑→共軛氧化劑Zn2+/Zn,Cu2+/Cu——氧化還原對注：氧化數(shù)高氧化數(shù)低氧化劑＋介質(zhì)還原劑＋介質(zhì)半反應(yīng)通式：氧化型＋ne-

還原型Cu2++2e-→Cu←還原半反應(yīng)例：MnO4-+8H++5eMn2++4H2O24ppt課件1.半反應(yīng)和氧化還原對Zn–2e-→Zn2+←氧(二)原電池的表示方法1.負(fù)極在左邊，中間用鹽橋“”連接，正極在右邊(-)Zn(s)Zn2+(C1)Cu2+(C2)Cu(s)(+)2.相與相間用“”隔開，同一相中不同物質(zhì)間用“,”隔開3.當(dāng)氣體或非金屬不導(dǎo)電，需用惰性物質(zhì)(鉑或石墨等)作電極導(dǎo)體4.溶液緊靠鹽橋?qū)憽?.電極中各物質(zhì)的物理狀態(tài)應(yīng)標(biāo)注出來，溶液則標(biāo)明濃度，氣體標(biāo)明壓強(qiáng)。理論上，任何一個(gè)氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。25ppt課件(二)原電池的表示方法1.負(fù)極在左邊，中間用鹽橋“”連接，(三)電極的類型1.金屬電極

Zn2+/Zn電極：Zn(s)Zn2+(c)Zn2++2e≒Zn

Cu2+/Cu電極：Cu(s)Cu2+(c)Cu2++2e≒Cu4.氧化還原電極鐵離子電極：PtFe3+(C1),Fe2+(C2)Fe3++e≒Fe2+2.氣體電極

氯電極：pt(s)Cl2(p)Cl-(c)Cl2+2e≒2Cl-

氫電極：pt(s)H2(p)H+(c)2H++2e≒H23.金屬難溶鹽電極銀-氯化銀電極：Ag(s)AgCl(s)Cl-(c)

電極反應(yīng)：AgCl+e≒Ag+Cl-26ppt課件(三)電極的類型1.金屬電極

Zn2+/Zn電【例7】寫出反應(yīng)Cl2+2Fe2+≒2Fe3++2Cl-的電池符號(hào)。解：正極：Cl2+2e≒2Cl-(還原)負(fù)極：Fe2+≒Fe3++e(氧化)電池符號(hào)：(-)PtFe2+(C1),Fe3+(C2)Cl-(C3)Cl2(p)Pt(+)27ppt課件【例7】寫出反應(yīng)Cl2+2Fe2+≒2Fe3++2Cl【例8】將下面的反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，寫出正、負(fù)極的反應(yīng)和電池組成式：2KMnO4+16HCl≒2MnCl2+5Cl2+2KCl+8H2O解：把此反應(yīng)改寫為離子反應(yīng)方程式：2MnO4-+16H＋+10

Cl-≒2Mn2＋

+5Cl2+8H2O正極(還原)：MnO4-+8H++5e≒

Mn2++4H2O負(fù)極(氧化)：2Cl-－2e≒Cl2電池符號(hào)：(-)PtCl2(p)Cl-(C1)MnO4-(C2),Mn2+(C3),H+(C4)Pt(+)28ppt課件【例8】將下面的反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，寫出正、負(fù)極的反應(yīng)和電池組6.2.2電極電勢1.金屬越活潑,濃度越小,M轉(zhuǎn)變成Mn+的傾向越大。2.金屬越不活潑，濃度越大，Mn+

轉(zhuǎn)變成M的傾向越大。3.達(dá)到平衡：M(s)≒Mn+(aq)(溶液中）+ne(金屬中）4.當(dāng)失去電子的傾向大于得電子得傾向時(shí)，平衡右移，金屬上帶電子，雙電層出現(xiàn)，產(chǎn)生了電位差，即電極電位(金屬與其鹽溶液之間)，與金屬的本性、溫度和離子濃度有關(guān)。5.Zn比Cu活潑，Zn上留下的電子比Cu上多，平衡更偏右，絕對的電極電位不同，導(dǎo)致電子流。6.絕對的電極電位無法求得。(一)電極電勢的產(chǎn)生29ppt課件6.2.2電極電勢1.金屬越活潑,濃度越小,M轉(zhuǎn)變成(二)標(biāo)準(zhǔn)氫電極和標(biāo)準(zhǔn)電極電勢1.標(biāo)準(zhǔn)氫電極(簡稱SHE)1mol·L-1H+H2(1atm)(1)2H+(aq)

+2e≒H2(g)(2)IUPAC規(guī)定:T=298.15K,PH2=101kPa,αH+=1mol·L-1時(shí)，φ

Θ(H+/H2)

=0.0000V(3)電極符號(hào)：Pt(s)︳H2(Pθ)︳H+(α=1)30ppt課件(二)標(biāo)準(zhǔn)氫電極和標(biāo)準(zhǔn)電極電勢1.標(biāo)準(zhǔn)氫電極(簡稱S2.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢

人們可能將任何兩個(gè)半電池(電極)組成電池，零電流時(shí)，電極反應(yīng)達(dá)到平衡，并且能方便地測定電池地電動(dòng)勢(E),即能測得該電池正、負(fù)電極電位的差值。

E=φ+－φ

-若電極均處在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，則電池地標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(E)為：

EΘ=φ

+Θ

－φ

-Θ電池符號(hào)為：(-)pt(s)︳H2(pΘ)︳H+(αH+＝1)︳︳待測電極(+)31ppt課件2.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢人們可能將任何兩個(gè)半電池(例如，在298.15K時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)銅電極和標(biāo)準(zhǔn)鋅電極分別與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成電池,電池符號(hào)為：則：φ

Θ(Cu2+/Cu)=+0.3419V(-)pt(s)H2(pΘ)H+(1mol·l-1)Cu2+(1mol·l-1)Cu(s)(+)實(shí)驗(yàn)測得：E1Θ=+0.3419V即φ

+Θ

-φ

-Θ

＝φΘ(Cu2+/Cu)

－φΘ(H+/H2)

＝+0.3419V“+”表示失去電子的傾向小于H232ppt課件例如，在298.15K時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)銅電極和標(biāo)準(zhǔn)鋅電極分別與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)測得：E2Θ=-0.7618Vφ

Θ(Zn2+/Zn)=-0.7618V即φ

+Θ

-φ

-Θ

＝φ

Θ(Zn2+/Zn)

-φ

Θ(H+/H2)=-0.7618V“－”表示失去電子的傾向大于H2(-)Zn(s)Zn2+(1mol·L-1)Cu2+(1mol·L-1)Cu(s)(+)E3Θ=φ

Θ(Cu2+/Cu)－φ

Θ(Zn2+/Zn)=0.3419－(-0.7618)=1.1037V>0反應(yīng)向右進(jìn)行(-)pt(s)H2(pΘ)H+(1mol·L-1)Zn2+(1mol·L-1)Zn(s)(+)33ppt課件實(shí)驗(yàn)測得：E2Θ=-0.7618VφΘ(Zn2+/飽和甘汞電極：常用參比電極(已知電極電勢)1.電極引線2.玻璃管，3.汞，4.甘汞糊(Hg2Cl2和Hg研成的糊)，5.玻璃外套，6.石棉或紙漿，7.飽和KCl溶液，8.素?zé)桑?.小橡皮塞

34ppt課件飽和甘汞電極：1.電極引線2.玻璃管，3.汞，34ppt課

氧化態(tài)電子數(shù)還原態(tài)φ

Θ

/V

K+

＋e≒K-2.925

Na+

＋e≒Na-2.713

Zn2+

＋2e≒Zn-0.7628

Fe2+

＋2e≒Fe-0.440

Sn2+

＋2e≒Sn-0.14

Pb2+

＋2e≒Pb-0.126

2H+

＋2e≒H20.0000

Cu2+

＋2e≒Cu0.337

I2

＋2e≒2I-0.535

Fe3+

＋e≒Fe2+0.771

Ag+

＋e≒Ag0.7995

MnO4-+8H+＋5e≒Mn2++4H2O1.51

F2

＋2e≒2F-2.873.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表(298.15K,酸性溶液中)氧化劑的氧化能力增強(qiáng)還原劑的還原能力增強(qiáng)35ppt課件氧化態(tài)電子數(shù)還原態(tài)φΘ/4.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表(298.15K,堿性溶液中)36ppt課件4.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表(298.15K,堿性溶液中)36ppt課幾點(diǎn)說明：1.應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的條件下使用，只適用于水溶液反應(yīng)，不適用非水溶液和高溫下的固相反應(yīng).2.注意:Fe2+＋2e≒Feφ

Θ(Fe2+/Fe)＝－0.440VFe3+＋e≒Fe2+φ

Θ(Fe3+/Fe2+)＝+0.771V3.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表中的電極反應(yīng)，均以還原形式表示：氧化型＋ne-

≒

還原型4.對于共軛氧化還原對，強(qiáng)氧化劑弱還原劑，強(qiáng)還原劑弱氧化劑。5.φ

Θ為強(qiáng)度性質(zhì)，與半反應(yīng)的系數(shù)無關(guān)。如：Cl2+2e≒2Cl-φ

Θ

＝1.358V1/2Cl2+e≒Cl-φ

Θ

＝1.358V37ppt課件幾點(diǎn)說明：1.應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的條件下使用，只適用于水溶液反應(yīng)，6.2.3

氧化還原反應(yīng)的方向和限度(一)氧化還原反應(yīng)的方向⊿rGm=-Wmax’＝-nFEn為電池反應(yīng)中配平后轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；F為法拉第常數(shù)，96485C/mol.若反應(yīng)處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，則：⊿rGm

Θ

＝-nFEΘ⊿rGΘ

<

0，則EΘ

>0反應(yīng)按正方向自發(fā)進(jìn)行。

⊿rGΘ

=

0，則EΘ

=0反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)。

⊿rGΘ

>

0，則EΘ

<

0反應(yīng)按逆方向自發(fā)進(jìn)行。38ppt課件6.2.3氧化還原反應(yīng)的方向和限度(一)氧化還原反應(yīng)的方解:【例9】試根據(jù)下列電池寫出反應(yīng)式并計(jì)算在298K時(shí)電池的E

Θ值和DrG

Θ值.(–)Zn|ZnSO4(1mol·dm–3)||CuSO4(1mol·dm–3)|Cu(+)負(fù)極反應(yīng):ZnZn2++2e–電池的氧化–還原反應(yīng)式:Zn+Cu2+Zn2++Cu正極反應(yīng):Cu2++2e–CuCu2+/CuZn2+/Zn=–0.7628VCu2+/Cu=+0.34VE==Zn2+/Zn=–212kJ·mol–1=0.34–(–0.7628)=1.10VDrG=–nFE=–21.1096.5(kJ·mol–1)負(fù)正39ppt課件解:【例9】試根據(jù)下列電池寫出反應(yīng)式并計(jì)算在負(fù)極反應(yīng):Zn(二)氧化還原反應(yīng)的限度⊿rGm

Θ=-2.303RTlgKΘ⊿rGm

Θ=-nFEΘ-nFEΘ

＝-2.303RTlgK

ΘT=298.15K,R=8.314J.K-1.mol-1,F=96485C/mol.

由此可知：定溫下，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KΘ與EΘ和n有關(guān)；而與物質(zhì)的濃度無關(guān)。40ppt課件(二)氧化還原反應(yīng)的限度⊿rGmΘ=-2.303【例10】求298.15K下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。解：負(fù)極：Zn–2e-→Zn2+正極：Cu2++2e-→Cuφ

Θ(Zn2+/Zn)=-0.7618Vφ

Θ(Cu2+/Cu)=+0.3419VEΘ=φ

Θ(Cu2+/Cu)－φ

Θ(Zn2+/Zn)=0.3419－(-0.7618)=1.1037VKΘ很大，熱力學(xué)上反應(yīng)向右進(jìn)行很完全，但并不能說明反應(yīng)速率很快(不能解決動(dòng)力學(xué)問題)。參考書P159例1141ppt課件【例10】求298.15K下，負(fù)極：Zn–2e-→Z【例11】已知AgCl+e≒Ag+Cl-φ

1

Θ

＝0.22233VAg+

＋e≒Agφ

2

Θ

＝

0.7996V

求AgCl的pKsp。解：組成原電池：Ag+

＋Ag+Cl-≒AgCl＋AgAg++Cl-≒AgCln＝1EΘ=φ

+Θ

－φ

-Θ

＝0.7996－0.22233＝0.57727V42ppt課件【例11】已知AgCl+e≒Ag+Cl-φ16.2.4影響電極電勢的因素(一)Nernst方程式⊿rGm=⊿rGmΘ+RTlnQ⊿rGm

Θ=-nFEΘ-nFE＝-nFEΘ

＋RTlnQT=298.15K,R=8.314J.K-1.mol-1,F=96485C/mol.aOx1+bRed2≒dRed1+eOx243ppt課件6.2.4影響電極電勢的因素(一)Nernst方程式⊿電池電動(dòng)勢的Nernst方程:44ppt課件電池電動(dòng)勢的Nernst方程:44ppt課件將標(biāo)準(zhǔn)氫電極與Fe3+/Fe2+電極組成原電池：Fe3++1/2H2≒Fe2++

H+∵E=φ

+－φ

-＝φ(Fe3+/Fe2+)-φ(H+/H2)

EΘ=φ

+Θ

－φ

-Θ=φ

Θ(Fe3+/Fe2+)-φ

Θ(H+/H2)

45ppt課件將標(biāo)準(zhǔn)氫電極與Fe3+/Fe2+電極組成原電池：Fe3+已知所用為標(biāo)準(zhǔn)氫電極，則CH+=1mol/L,pH2=101kPa,

φ(H+/H2)=φ

Θ(H+/H2)

=0?！唳?Fe3+/Fe2+)=φ

Θ(Fe3+/Fe2+)φ(Fe3+/Fe2+)-φ(H+/H2)=[φ

Θ(Fe3+/Fe2+)-φ

Θ(H+/H2)

]=φ

Θ(Fe3+/Fe2+)46ppt課件已知所用為標(biāo)準(zhǔn)氫電極，則CH+=1mol/L,∴φ(F

通式：mOx＋ne-

gRed電極電位的Nernst方程47ppt課件通式：mOx＋ne-舉例：Cl2(g)+2e≒2Cl-Cu2++2e-≒CuBr2(l)+2e≒2Br-1/2Br2(l)+e≒Br-MnO4-+8H++5e≒Mn2++4H2O48ppt課件舉例：Cl2(g)+2e≒2Cl-Cu2++2e-應(yīng)用Nernst方程注意幾點(diǎn)：電極電位主要取決于電極的本性，并與溫度、氧化劑、還原劑及其介質(zhì)的濃度(或分壓)有關(guān)若電極反應(yīng)式中有純固體、純液體或介質(zhì)水時(shí)，其濃度為常數(shù)，常以1代入3.氣體物質(zhì)用分壓，即101.325kPa的倍數(shù)表示重申：氧化態(tài)包括氧化劑和介質(zhì)，還原態(tài)飽和還原劑和介質(zhì)49ppt課件應(yīng)用Nernst方程注意幾點(diǎn)：電極電位主要取決于電極的本性，(二)氧化型或還原型的濃度或分壓的影響【例12】試計(jì)算298.15K時(shí)Zn2+/Zn(0.0100mol·L-1)電極電位。解：查表得:Zn2+＋2e≒Znφ

Θ(Zn2+/Zn)=-0.7628V=－0.822V∴C(氧化型)，C(還原型)，則：50ppt課件(二)氧化型或還原型的濃度或分壓的影響【例12】試計(jì)算29(三)介質(zhì)的酸堿度的影響【例13】試計(jì)算298.15K時(shí)氧電極：

pt︳O2(200kPa)︳H+(1.00mol·L-1),H2O，的電極電位。解:查表得：

O2+4H++4e≒2H2Oφ

Θ(O2/H2O)

=1.229V51ppt課件(三)介質(zhì)的酸堿度的影響【例13】試計(jì)算298.15K時(shí)

0.400V=)100.1lg(4V0592.01.229V414×+=-O)/H(O

22Lmol100.1)H(

即

14pH114×==--+，c?O)/H(O

14pH

)O(

222===時(shí)，，若：求pp⑴?)/OH(O

2B=-⑵]/)H+/Olg[4V0592.0O)/H(O

4222A+=c(cpΘ)(p)l(O2H

4e)aq(4H)g(O

解：22++-+⑴52ppt課件0.400V=)100.1lg(4V0592.01.V

400.0)O/HO(22=Lmol0.1)OH(

即

14,pH

1==--當(dāng)c⑵0.400V)/OH(O

2B=-)aq(4OH

4e)l(O2H

)g(O22++--53ppt課件V400.0)O/HO(22=Lmol0.1)OH(【例14】已知MnO4-+8H++5e≒Mn2++4H2Oφ

Θ

=1.507V，若MnO4-和Mn2+的濃度均為1mol/L,求298.15K,pH=6時(shí)的電極電位。解：CMnO4-

＝CMn2+＝1mol/L，n＝5，

pH=6，CH+＝1×10-6mol/L：Cl2+2e≒2Cl-

φ

Θ=1.35827V54ppt課件【例14】已知MnO4-+8H++5e≒Mn2++4H(三)生成沉淀對電極電勢的影響【例15】已知Ag++e≒Agφ

Θ=0.7996V，若在電極溶液中加入NaCl，使其生成AgCl沉淀,并保持CCl-＝1mol/L,求298.15K時(shí)的φ(Ag+/Ag)和φ

Θ(AgCl/Ag)。解：已知CCl-＝1mol/L，n＝1，Ksp=1.77×10-10Ksp=[Ag+][Cl-]=1.77×10-10Ag55ppt課件(三)生成沉淀對電極電勢的影響【例15】已知Ag++e≒AgCl+e≒Ag+Cl-φ(Ag+/Ag)=0.223V∴φ

Θ(AgCl/Ag)=φ(Ag+/Ag)=0.223V當(dāng)CCl-=1mol/L時(shí)，對于AgCl/Ag電極，屬于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。即φ

Θ(AgCl/Ag)=φ

Θ(Ag+/Ag)+0.05916lgKsp56ppt課件AgCl+e≒Ag+Cl-φ(Ag+/Ag)=0.AgI

AgBr

AgCl減小

spK(AgI/Ag)

(AgBr/Ag)

(AgCl/Ag)>>57ppt課件AgIAgBrAg（四）生成弱酸(或弱堿)對電極電位的影響(-)Pb(s)Pb2+(1mol·L-1)H+(1mol·L-1)H2(pΘ)pt(s)(+)例：已知φ

Θ(Pb2+/Pb)

=－0.1262V，φ

Θ(H+/H2)

=0,并組成原電池：若在氫電極的溶液中加入NaAc，并使平衡后[HAc]和[Ac-]均為1mol/L,H2的分壓為100kPa,反應(yīng)自發(fā)的方向？解：[HAc]=[Ac-]=1,Ka＝1.76×10-5?！郲H+]=1.76×10-5mol/Lφ(H+/H2)

=φ

Θ(H+/H2)

=-0.281VE=φ

+－φ

-=-0.28V–(-0.1262V)=-0.155V<0∴反應(yīng)逆向進(jìn)行，正負(fù)極都要改變58ppt課件（四）生成弱酸(或弱堿)對電極電位的影響(-)Pb(s)6.2.5電極電勢的應(yīng)用1.判斷氧化劑、還原劑的相對強(qiáng)弱

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,用φ

Θ的大小來判斷。非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，利用Nernst方程式計(jì)算值,再根據(jù)的大小進(jìn)行比較。59ppt課件6.2.5電極電勢的應(yīng)用1.判斷氧化劑、還原劑的相2.判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向(1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下EΘ

>0反應(yīng)按正方向自發(fā)進(jìn)行。

EΘ

=0反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)。

EΘ

<

0反應(yīng)按逆方向自發(fā)進(jìn)行。(2)非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下E>0反應(yīng)按正方向自發(fā)進(jìn)行。

E=0反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)。

E<

0反應(yīng)按逆方向自發(fā)進(jìn)行。60ppt課件2.判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向(1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下EΘ>進(jìn)行？

時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能否向右25℃

在

？

)g(Cl

取

制

HCl

濃

能用

實(shí)驗(yàn)室中為

)2(2什么

)1(

試判斷反應(yīng)：例0

0.131V1.360V1.2293V<-=-=所以，該反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下不能向右進(jìn)行。O(1)2H)g(Cl(aq)MnCl

4HCl(aq))s(MnO

2222+++

)l(O2H)aq(Mn

2e)aq(4H)s(MnO)1(

222++++-+解：V2293.1=V360.1(aq)Cl

2

2e

(g)Cl2=+--)Cl/(Cl

)Mn/(MnO

222MF-=-+E61ppt課件進(jìn)行？時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能否向右25℃在V30.1

121lg2V

0592.0

1.36V

2=+=1.36V

12lg2V

0592.0

1.2293V

4=+=)/MnMnO(22+L12mol)Cl()H(

HCl

)2(1==--+cc中，濃]/)Cl([/)Cl(lg2V

0592.0)/ClCl()/ClCl(2222+=---ccpp]/)Mn([]/)H([lg2V

0592.0)/MnMnO(

2422+=+++cccc

)l(O2H)aq(Mn

2e)aq(4H)s(MnO222++++-+62ppt課件V30.1121lg2V0592.01.36V0

0.06V

1.30V1.36V>=-=)/ClCl()/MnMnO(222-=-+E所以，可以用濃鹽酸置取氯氣。63ppt課件00.06V1.30V1.36V>=-=)/ClCl3.求離子濃度和平衡常數(shù)64ppt課件3.求離子濃度和平衡常數(shù)64ppt課件§6.3電勢圖及其應(yīng)用6.3.1元素電勢圖6.3.2電勢-pH圖(自學(xué))65ppt課件§6.3電勢圖及其應(yīng)用6.3.1元素電勢圖65ppt課件表示方法：OH

1.763V

0.6945V2OH22Z=1Z=1O21.229V

Z=2/VA

②各物種間用直線相連接，直線上方標(biāo)明相應(yīng)電對的

，線下方為轉(zhuǎn)移電子數(shù)。①各物種按氧化值從高到低向右排列；6.3.1元素電勢圖66ppt課件表示方法：OH1.763V0.61.判斷歧化反應(yīng)能否發(fā)生0

V

0.3573>=0.1607V0.5180V-=Cu

0.5180V

Cu

0.1607V

+Cu2+0.3394VV/

發(fā)生歧化反應(yīng)；左右

>發(fā)生歧化逆反應(yīng)。左右

<Cu/(Cu

Cu)/Cu(

2E-=+++))aq(Cu

)s(Cu

)aq(2Cu2+++67ppt課件1.判斷歧化反應(yīng)能否發(fā)生0V0.3573>=0.160+）2.計(jì)算電對的電極電勢FnG

n-=D+-

B

eA11m(1)r11FnG

n-=D+-C

e

B22m(2)r22FnG

n-=D+-

D

e

C33m(3)r33

FnG

nxxxxx-=D+-

DeA)m(r(n1)(n2)(n3)ABCD123(nx)x68ppt課件+）2.計(jì)算電對的電極電勢FnGn-=D+-nnnnx321++=GGGGxm(3)rm(2)rm(1)r)m(rD+D+D=DFnFnFnFnx

332211---=-nnnnxx

332211++=nxx=nnn

332211++69ppt課件nnnnx321++=GGGGxm(3)rm(2)rm(1)小結(jié)1、氧化還原反應(yīng)基本概念和配平。2、原電池的組成方式，正負(fù)極的判斷和電極反應(yīng)。3、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的應(yīng)用（判斷反應(yīng)方向，根據(jù)E求K，