無機化學天津大學04-3氧化還原反應的方向和限度課件

第四章氧化還原反應第三節(jié)氧化還原反應的方向和限度4.3.1氧化還原反應的方向1.氧化還原反應自發(fā)進行的判據(jù)化學反應自發(fā)進行的條件△rGm<0而△rGm=-z’FE電池反應中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)法拉第常數(shù)4.3.1氧化還原反應的方向1.氧化還原反應自發(fā)進行的判據(jù)E>0；E(氧化劑)>E(還原劑)氧化還原反應的規(guī)律：ΔrGm<0，E>0

氧化劑還原劑還原劑氧化劑較強較強較弱較弱++1.氧化還原反應自發(fā)進行的判據(jù)E>0；E(氧化劑)>E(還原劑)只需計算電動勢E

或比較兩電對E

的大小(1)標準態(tài)時例1試判斷下列反應:Pb2++SnPb+Sn2+

在標準態(tài)時反應自發(fā)進行的方向

反應自發(fā)向右進行Sn2+/Sn-0.136V-0.126VPb2+/Pb電對E/V>E=E(Pb2+/Pb)+E(Sn2+/Sn)=0.010V4.3.1氧化還原反應的方向先根據(jù)Nernst方程求出E(電對),再計算電動勢E或比較E(電對)。(2)非標準態(tài)時c(Pb2+)0.0010c(Sn2+)1.0例2試判斷下列反應:Pb2++SnPb+Sn2+

在=時反應自發(fā)進行的方向

0.0592V20.0592V2E(Pb2+/Pb)=E(Pb2+/Pb)+lg[c(Pb2+)/c]=-0.126V+lg0.0010=-0.215V4.3.1氧化還原反應的方向先根據(jù)Nernst方程求出E(電對),再計算電動勢E或比較E(電對)。(2)非標準態(tài)時例2試判斷下列反應:Pb2++SnPb+Sn2+

在=時反應自發(fā)進行的方向

c(Pb2+)0.0010c(Sn2+)1.0E(Pb2+/Pb)/V反應自發(fā)向左進行<-0.136-0.215-0.126E(Sn2+/Sn)/VE(Pb2+/Pb)/VE=E(Pb2+/Pb)+E(Sn2+/Sn)=-0.215-(-0.136)=-0.079V<02.影響氧化還原反應方向的因素濃度電極反應中有關物質(zhì)濃度的變化,會引起電極電勢的改變，有可能會導致反應方向的改變。當標準電動勢>

0.2V一般情況下濃度的變化,不會導致E(電動勢)<0,而引起反應方向發(fā)生改變。經(jīng)驗規(guī)則2.影響氧化還原反應方向的因素濃度對氧化還原反應方向的影響例：判斷反應

2Ag++Cu2Ag+Cu2+進行方向(1)標準態(tài)E(Ag+/Ag)=0.7991VE(Cu2+/Cu)=0.340V2.影響氧化還原反應方向的因素0.0592V1

c(Ag+)=0.050mol

L-1，c(Cu2+)=1.0mol

L-1=0.7991V+lg0.050

=0.72V(2)非標準態(tài)E(Ag+/Ag)=E(Ag+/Ag)+lg[c(Ag+)/c]0.0592V1

E(Ag+/Ag)-E(Cu2+/Cu)=0.7991V-0.340V>0.2V電極反應中有關物質(zhì)濃度的變化,沒有導致反應方向的改變。

E0.3400.720.7991(Cu2+/Cu)/VE(Ag+/Ag)/V(Ag+/Ag)/VE>反應向右進行例：判斷反應

2Ag++Cu2Ag+Cu2+進行方向2.影響氧化還原反應方向的因素酸度

對于某些有含氧酸及其鹽參加的氧化還原反應,溶液的酸度有可能導致反應方向的改變。

向左0.53550.0861.0×10-8

堿性向右0.53550.604.0酸性反應方向

(I2/I-)VE(H3AsO4/HAsO2)Vc(H+)mol

L-1介質(zhì)EH3AsO4+2I+2H+HAsO2+I2+2H2O強酸性介質(zhì)強堿性介質(zhì)-2.氧化還原反應進行的次序一般而言，反應首先發(fā)生在電極電勢差值較大的兩個電對之間

例在Br-和I-的混合溶液中加入Cl2

,哪種離子先被氧化?0.53551.0651.3583I2/I-Br2/Br-Cl2/Cl-電對E解E(Cl2/Cl-)-E(Br2/Br-)<

E(Cl2/Cl-)-E(I2/I-)反應首先在Cl2和I-

之間進行4.選擇合適的氧化劑或還原劑

從Fe2(SO4)3和KMnO4中選擇一種合適的氧化劑,使含有Cl-、Br-和I-混合溶液中的I-被氧化,而Cl-、Br-不被氧化。例解E1.51MnO4-/Mn2+0.771Fe3+/Fe2+1.3583Cl2/Cl-1.065Br2/Br-0.5355I2/I-

/V電對KMnO4不可采用<<<E(MnO4-/Mn2+)4.選擇合適的氧化劑或還原劑

從Fe2(SO4)3和KMnO4中選擇一種合適的氧化劑,使含有Cl-、Br-和I-混合溶液中的I-被氧化,而Cl-、Br-不被氧化。例解E1.51MnO4-/Mn2+0.771Fe3+/Fe2+1.3583Cl2/Cl-1.065Br2/Br-0.5355I2/I-

/V電對<>>E(Fe3+/Fe2+)可采用Fe2(SO4)34.3.2氧化還原反應的限度2.303RT2.303RT-z’FE△rGm當R=8.314J

K-1

mol-1F=96485

J

V-1

T=298.15K值越大,值越大,正反應進行得越完全。EKElg==K0.0592V

0.0592V

z’{(+)-(-)}EEz’氧化還原反應的平衡常數(shù)()只與標準電動勢()有關,與物質(zhì)濃度無關EK為氧化還原反應中轉(zhuǎn)移電子數(shù)

lgK=-=-4.3.2氧化還原反應的限度Elg==K0.0592V

0.0592V

z

{

(+)-(-)}EEz

例1已知反應：Pb2++SnPb+Sn2+計算反應的標準平衡常數(shù)

解E(Pb2+/Pb)=-0.126V(Sn2+/Sn)=-0.136VElg==K0.0592V

0.0592V

z

{

(+)-

(-)}2[(-0.126)-(-0.136)]

EE=0.34=2.2K4.3.2氧化還原反應的限度Elg==K0.0592V

0.0592V

z

{

(+)-(-)}EEz

例2已知反應：Pb2++SnPb+Sn2+反應開始時c(Pb2+)=2.0mol

L-1,計算反應達平衡時Pb2+和Sn2+的濃度。解Pb2++SnPb+Sn2+平衡濃度/mol

L-12.0-xxx=1.4===2.2c(Pb2+)/c2.0-xc(Sn2+)/x

Kcc(Sn2+)=1.4mol

L-1，

c(Pb2+)=0.6mol

L-1Elg==K0.0592V

0.0592V

z

{

(+)-(-)}EEz

1.當n=2

時極小很完全反應進行程度<2.0×10-7>6×106<-0.2V>0.2V

(標準電動勢)EK2.電極電勢的相對大小不能判斷反應速率的大小如:2MnO4-+5Zn+16H+→2Mn2++5Zn2++8H2OK=2.7×10383EE(MnO4-/Mn2+)=1.51V(Zn2+/Zn)=-0.7626V由可看出，反應理應可完全進行。但實驗證明：若用純Zn與KMnO4反應，反應速率極小，只有在Fe3+的催化下，反應才明顯進行。

K賣油翁下課了，回顧學習一個小故事吧！學習目標1、復述故事，深入理解文章內(nèi)容，初步把握人物形象。2、學會利用文中關鍵詞句分析人物形象。3、體會文章所揭示的深刻道理。故事發(fā)生的時間、地點、人物、事件的起因、經(jīng)過和結果要復述清楚?？磮D復述課文內(nèi)容自學指導(一)1、作者運用哪幾種方法去刻畫人物的形象？從文中找出具體句子進行分析。并說說你是如何看待這兩個人物的。2、從這個故事中你懂得了什么道理？自學指導(二)陳堯咨（善射）賣油翁（善酌）動作神態(tài)語言睨之無他，但手熟爾以我酌油知之我亦無他，惟手熟爾汝亦知射乎吾射不亦精乎爾安敢輕吾射釋擔而立但微頷之取置覆酌瀝性格:自矜（驕傲）謙虛對比道理:熟能生巧,即使有什么長處也不必驕傲自滿。忿然笑而遣之笑而遣之1、聯(lián)系生活、學習，說說熟能生巧的事例。

2、你認為一個人應該如何看待自己的長處？又如何看待他人的長處？課外延伸人外有人，天外有天。取人之長，補己之短。自滿人十事九空，虛心人萬事可成。謙受益，滿