第十氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定

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1、Click to edit Master title style,,Click to edit Master text styles,,Second level,,Third level,,Fourth level,,Fifth level,,*,,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,第十章,氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定,,,內(nèi)容簡介,氧化還原反應(yīng),,原電池與電極電位,,氧化還原滴定法,,,§10-1,氧化還原反應(yīng)一、基本概念,1.,氧化數(shù),IUPAC,規(guī)定：氧化是某元素的一個原子的表觀電荷數(shù)。是將成鍵電子指定給電負(fù)性較

2、大的原子而求得數(shù)值,在有些氧化還原反應(yīng)中電子得失關(guān)系不明顯，反應(yīng)中不能明確指出電子得失，只是電子在元素原子間的偏向不同，難于用電子得失衡量，為此引入氧化數(shù),,,規(guī)則,：（,1,）單質(zhì)中氧化數(shù)為,0,（,2,）,H,在一般化合物中的氧化數(shù)為,+1,，一元金屬氫化物中為,-1,,（,3,）氧一般氧化數(shù)為,-2,，除過氧化物，超氧化物外,（,4,）簡單離子的氧化數(shù)等于離子的電荷數(shù),（,5,）共價化合物中氧化數(shù)等于該原子在此化合態(tài)時的形式電荷,,,,（,6,）分子或離子的總電荷數(shù)為各元素氧化數(shù)的代數(shù)和，分子的總電荷數(shù)為,0,（,7,）,F,在化合物中的氧化數(shù)為,-1,氧化數(shù)的計(jì)算：,1,）,KMnO

3、,4,中,Mn,的氧化數(shù),2,）,Na,2,S,4,O,6,中,S,的氧化數(shù),3,）,Fe,3,O,4,中,Fe,的氧化數(shù),,,氧化數(shù)與化合價的區(qū)別：,,1,）氧化數(shù)是一種形式電荷，表示元素原子平均的表觀氧化狀態(tài)；化合價表示元素原子結(jié)合成分子時，原子數(shù)目的比例關(guān)系。,,2,）氧化數(shù)是為說明物質(zhì)的氧化狀態(tài)而引入的一個概念，可為正數(shù)，負(fù)數(shù)，分?jǐn)?shù)，小數(shù)；化合價是離子鍵和共價鍵的電價數(shù)和共價數(shù)，不能為分?jǐn)?shù)或小數(shù)。,,,2.,氧化與還原,（,1,）電子發(fā)生轉(zhuǎn)移或偏移，并且引起元素氧化數(shù)變化,（,2,）氧化數(shù)上升的過程稱為氧化；氧化數(shù)下降的過程稱為還原,（,3,）同一反應(yīng)中存在氧化還原兩個半反應(yīng),,例,:

4、 Zn(s,）,+ Cu,2+,(aq) = Zn,2+,(aq) + Cu(s),Zn(s),-,2e = Zn,2+,(aq),氧化數(shù),0,,→+2 (,氧化半反應(yīng),),Cu,2+,(aq) +2e = Cu(s),氧化數(shù),+2 →0 (,還原半反應(yīng),),,,氧化劑與還原劑：,,（,1,）氧化劑：氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)中某個元素氧化數(shù)有所降低，稱為氧化劑。,,（,2,）還原劑：氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)中某個元素氧化數(shù)有所升高，稱為還原劑,,（,3,）介質(zhì)：反應(yīng)前后任何元素都沒有發(fā)生氧化數(shù)的改變的物質(zhì)稱為介質(zhì),,,,氧化還原反應(yīng)的分類,:,（,1,）一般的氧化還原反應(yīng)：不同物質(zhì)中的不同元素之

5、間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,（,2,）自身氧化還原反應(yīng)：同一物質(zhì)中的不同元素之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,（,3,）歧化反應(yīng)：同一物質(zhì)中的同種元素之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,（,4,）反歧化反應(yīng),(,歧化的逆過程,),：不同物質(zhì)中同種元素之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,,,,3.,氧化還原電對,（,1,）氧化還原電對：氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物與其產(chǎn)物組成的物質(zhì)對,,（,2,）表示：,氧化態(tài)（型）,/,還原態(tài)（型）,例：,Cl,2,+ 2Br,-,= 2Cl,-,+ Br,2,氧化還原電對,: Cl,2,/Cl,-,Br,2,/Br,-,,（,3,）,氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是兩個氧化還原電對之間發(fā)生電子交換的過程,每個電對中氧化型物質(zhì)與還

6、原型物質(zhì)之間存在如下共扼關(guān)系：,氧化態(tài),+,n,e,還原態(tài),,,（,4,）氧化還原電對中,①,較強(qiáng)的氧化劑對應(yīng)較弱的還原劑,②,較強(qiáng)的還原劑對應(yīng)較弱的氧化劑,③,一個氧化還原電對中,,,氧化型物質(zhì)做氧化劑，還原型物質(zhì)做還原劑,④,同一物質(zhì)在不同電對中可表現(xiàn)出不同性質(zhì)（氧化性和還原性）,⑤,最高氧化數(shù)的元素只能做氧化劑；而最低氧化數(shù)的元素只能做還原劑；中間氧化數(shù)的元素既可以做氧化劑又能做還原劑,,,4.,氧化與還原半反應(yīng)式,氧化劑和它的共軛還原劑或還原劑與它的共軛氧化劑之間的關(guān)系用方程式表示。元素的原子數(shù)守恒,,,并用電子數(shù)使電荷平衡，這樣的方程式為氧化還原半反應(yīng)方程式，,每個電對都對應(yīng)一個氧化

7、還原半反應(yīng),Cu,2+,/ Cu Cu,2+,+ 2e- = Cu,S / S,2?,S + 2e,?,= S,2?,H,2,O,2,/ OH,?,H,2,O,2,+2e,?,= 2 OH,?,,,,（,1,）還原半反應(yīng)：,半反應(yīng)式左側(cè)寫氧化型物質(zhì),,,右側(cè)寫還原型物質(zhì),Zn-2e=Zn,2+,,（,2,）氧化半反應(yīng)：,半反應(yīng)式左側(cè)寫還原型物質(zhì),,,右側(cè)寫氧化型物質(zhì),Zn,2+,+2e = Zn,,,（,3,）寫法：當(dāng)電對構(gòu)成中有,O,元素,,,應(yīng)根據(jù)介質(zhì)要求來寫半反應(yīng)方程式,①,若電對構(gòu)成元素減少,n,個,O,在,H,+,介質(zhì)中,,,左側(cè)可加,2n,個,H,+,

8、,,使,O,元素結(jié)合成,H,2,O,在,OH,-,介質(zhì)中,,,左側(cè)可加,n,個,H,2,O,,,,使生成,2n,個,OH,-,例：,MnO,4,?,/ Mn,2+,,MnO,4,?,+8H,+,+5e,-,= Mn,2+,+4H,2,O,,,②,若電對構(gòu)成元素增加,n,個,O,在,H,+,介質(zhì)中， 左側(cè)可加,n,個,H,2,O,，生成,2n,個,H,+,在,OH,-,介質(zhì)中， 左側(cè)可加,2n,個,OH,-,，生成,n,個,H,2,O,,MnO,4,?,/ Mn,2+,,Mn,2+,+4H,2,O ?5e,-,= MnO,4,?,+8H,+,,,,§10-2,原電池與電極電位,要 點(diǎn),,

9、,1.,電池符號,,2.,電極電位及標(biāo)準(zhǔn)電極電位,,3.,標(biāo)準(zhǔn)電極電位表的應(yīng)用,,4.,電極電位的影響因素,,5. Nernst,公式的寫法及運(yùn)用,,6.,電極電位的應(yīng)用,,7.,元素電位圖及其應(yīng)用,,,一、原電池,,1.,原電池： 利用自發(fā)的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流的裝置，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。證明了氧化還原反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移。,,2,裝置：,CuSO,4,+ Zn =ZnSO,4,+ Cu,（見 圖）,,3,作用機(jī)理：,,,Zn,-,2e = Zn,2+,,,Cu + 2e = Cu,2+,,4,意義： 理論上，任意一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)可以設(shè)計(jì)為在原電池中進(jìn)行。,,,原電池裝置圖,鹽 橋

10、,負(fù)極（氧化反應(yīng)）,正極（還原反應(yīng)）,,,,,A,ZnSO,4,CuSO,4,Zn,Cu,,,5.,電極和電極符號,（,1,）電極：,原電池由兩個半電極構(gòu)成，每一半電極稱為一個電極。一個電極對應(yīng)一個 氧化還原電對。,氧化型,OX,1,/ Red,1,─,正極,還原型,OX,2,/ Red,2,─,負(fù)極,（,2,）電極的類型：,依電極的組成不同分類：,,[Fe,3+,] [Fe,2+,],Pt,電極,,,①,金屬,—,金屬離子電極：由金屬及其離子溶液組成。,電極反應(yīng) 電極符號,,Cu,2+,+2e Cu (c,1,) Cu(s

11、) | Cu,2+,(c,1,),Zn ? 2e,,,,Zn,2+,(c,2,) Zn(s) | Zn,2+,(c,2,),,②,,氣體,─,離子電極,:,,由氣體與其飽和的離子溶液,+,惰性電極組成。,,2H,+,(c) +2e,,H,2,Pt,，,H,2,（,P,）,| H,+,(c),,,,③,均相氧化還原電極：,由同一元素不同氧化數(shù)對應(yīng)的物質(zhì)、介質(zhì)及惰性電極組成,,1),Cr,2,O,7,2-,/ Cr,3+,,Cr,2,O,7,2-,+ 14H,+,+6e,-,2Cr,3+,+ 7H,2,O,,電極符號：,Pt | Cr,2,O,7,2-,(c,1,) ,

12、 Cr,3+,(c,2,),,,H,+,(c,3,),,2),IO,3,-,/ I,2,2IO,3,-,+12H,+,+10e,-,I,2,+6H,2,O,,電極符號：,Pt | IO,3,-,(c,1,) ,I,2,(c,2,),,,H,+,(c,3,),,3),H,2,O,2,/ H,2,O 2H,2,O,2,+ 2H,+,+ 2e,-,2H,2,O,,電極符號：,Pt | H,2,O,2,,(c,1,) , H,+,(c,2,),,,,④,金屬,—,金屬難溶鹽,—,陰離子電極,給金屬表面涂以該金屬難溶鹽后，將其浸入與金屬難溶鹽有相同陰離子的溶液中而構(gòu)成,電極反應(yīng),AgCl +e

13、,,Ag + Cl,-,電極符號,,Ag,（,s,），,AgCl,（,s,）,| Cl,-,（,c,）,,電極反應(yīng),Hg,2,Cl,2,+ 2e,-,2Hg + 2Cl,-,電極符號,,Hg (l), Hg,2,Cl,2,（,s,）,| Cl,-,(c),,,（,3,）電池符號：,,(-) Zn(s)| Zn,2+,(1.0 mol,?,L,-1,) | | Cu,2+,(1.0 mol,?,L,-1,) | Cu(s) (+),1,）負(fù)極在左邊，正極在右邊,2,）,|,表示相界面,,3,）,| |,表示鹽橋,,4,）注明溶液的濃度，氣體的,分壓和固體的形態(tài),,5,）若有惰性電極也應(yīng)在電,池符

14、號中表示出來,,,M,n+,P,n+,,,,,,,,例,寫出下列反應(yīng)的電池符號：,? Cu,,(s),,+,?,,Cl,2,,(0.1MPa,),,=,? Cu,2+,(1mol,?,L,-1,),,+,Cl,-,,(1mol,?,L,-1,),,,負(fù)極,(,氧化半反應(yīng),):,,,? Cu,,(s),–,,2e,?,Cu,2+,(1mol,?,L,-1,),正極,(,還原半反應(yīng),):,,,?,,Cl,2,,(0.1MPa,),,+,e,,Cl,-,,(1mol,?,L,-1,),,電池符號,:,(-),Cu,,(s),|,Cu,2+,(1mol,?,L,-1,),| |,,,Cl,-,,(1

15、mol,?,L,-1,),|,Cl,2,,(0.1MPa,),,| Pt (+),,,,,2Fe,3+,(0.1mol,?,L,-1,),,+,Sn,2+,,(0.1mol,?,L,-1,),=,,2Fe,2+,(0.1mol,?,L,-1,),+,Sn,4,+,,(0.1mol,?,L,-1,),,負(fù)極,(,氧化半反應(yīng),):,,Sn,2+,,(0.1mol,?,L,-1,),–,,2e,-,,Sn,4+,,(0.1mol,?,L,-1,),正極,(,還原半反應(yīng),):,,Fe,3+,(0.1mol,?,L,-1,),,+,e,-,,Fe,2+,(0.1mol,?,L,-1,),電池符號,:,

16、(-) Pt |,Sn,2+,,(0.1mol,?,L,-1,),,,Sn,4+,,(0.1mol,?,L,-1,),| |,Fe,3+,(0.1mol,?,L,-1,),,,Fe,2+,(0.1mol,?,L,-1,),| Pt (+),,注：,原電池中必須有一個固體電極作為電子得失的場所，常用,Pt,惰性電極來提供這樣的場所,.,故電池符號中,必須,要表示出來,.,,,NO,3,-,,(0.1mol,?,L,-1,),+,2Fe,2+,,(0.1mol,?,L,-1,),,+ 3H,+,,(0.1mol,?,L,-1,),,,= HNO,2,,(0.1mol,?,L,-1,),+,2

17、Fe,3+,,(0.1mol,?,L,-1,),+,H,2,O,(,l,),負(fù)極,(,氧化半反應(yīng),):,,,Fe,2+,,(0.1mol,?,L,-1,),,– 2e,-,,Fe,3+,,(0.1mol,?,L,-1,),,正極,(,還原半反應(yīng),):,,,3H,+,,(0.1mol,?,L,-1,),+,NO,3,-,(0.1mol,?,L,-1,),+,2e,-,,HNO,2,,(0.1mol,?,L,-1,),+,H,2,O(,l,),電池符號,:,,(-),Pt,|,,Fe,3+,,(0.1mol,?,L,-1,),,,Fe,2+,,(0.1mol,?,L,-1,),| |,,NO,3,

18、-,(0.1mol,?,L,-1,),,,,HNO,2,(0.1mol,?,L,-1,),,,H,+,,(0.1mol,?,L,-1,),,| Pt (+),,,,MnO,2,(s),+,H,2,O,2,,(1.0mol,?,L,-1,),,+,2H,+,,(1.0mol,?,L,-1,),,= Mn,2,+,(0.5 mol,?,L,-1,),+,O,2,,(50KPa),,+ 2H,2,O,(,l,),,,負(fù)極,(,氧化半反應(yīng),):,,,H,2,O,2,,(1.0mol,?,L,-1,),– 2e,-,,O,2,,(50KPa),,+,2H,+,,(1.0mol,?,L,-1,),,正極

19、,(,還原半反應(yīng),):,,,MnO,2,(s),+,,4H,+,,(1.0mol,?,L,-1,),+,,2e,-,Mn,2+,(0.5 mol,?,L,-1,),,+,2H,2,O,(,l,),,,電池符號,:,,(-),Pt,|,O,2,,(50KPa),,|,H,2,O,2,,(1.0mol,?,L,-1,),,,H,+,,(1.0mol,?,L,-1,),,| |,,Mn,2+,(0.5 mol,?,L,-1,),,,,H,+,,(1.0mol,?,L,-1,),,|,MnO,2,(s),,|,Pt,(+),,注：,反應(yīng)體系中的固體物質(zhì)（非電極物質(zhì)）應(yīng)寫在電池符號靠近惰性電極的地方．,

20、,,例２．寫出下列原電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)式,,(-),Pt,|,H,2,,(0.1MPa),,,H,+,,(1.0mol,?,L,-1,),,| |,Ag,+,(1.0 mol,?,L,-1,),,|,Ag,(+),,,電極反應(yīng)式：,負(fù)極,(,氧化半反應(yīng),):,,,H,2,,(0.1MPa),,– 2e,-,=,2H,+,,(1.0mol,?,L,-1,),正極,(,還原半反應(yīng),):,,,,,2Ag,+,,(1.0mol,?,L,-1,),+,,2e,-,= 2Ag,(s),,電池反應(yīng)式：,,H,2,,(0.1MPa),+ 2Ag,+,(1.0 mol,?,L,-1,),= 2,H,+,,

21、(1.0mol,?,L,-1,),,+ 2,Ag,(s),,,,(-),Sn,|,Sn,2+,,(1.0mol,?,L,-1,) | | Cu,2+,(1.0mol,?,L,-1,) | Cu (+),電極反應(yīng)式：,負(fù)極,(,氧化半反應(yīng),):,,Sn,– 2e,-,=,Sn,2+,(1.0mol,?,L,-1,),正極,(,還原半反應(yīng),):,Cu,2+,(1.0mol,?,L,-1,) + 2e,-,= Cu (s),電池反應(yīng)式：,,Sn(s) + Cu,2+,(1.0mol,?,L,-1,) = Sn,4+,(1.0mol,?,L,-1,) + Cu(s),,,(-) Fe | Fe,2

22、+,(0.1mol,?,L,-1,) | | Cl,-,(1.0mol,?,L,-1,) | Cl,2,(100KPa),|,Pt (+),電極反應(yīng)式：,負(fù)極,(,氧化半反應(yīng),):,Fe (s),– 2e,-,= Fe,2+,(1.0mol,?,L,-1,),正極,(,還原半反應(yīng),):,,2Cl,-,(1.0mol,?,L,-1,) + 2e,-,= Cl,2,(100KPa),電池反應(yīng)式：,,Fe(s) + Cl,2,(100KPa)=Fe,2+,(1.0mol,?,L,-1,) + 2Cl,-,(1.0mol,?,L,-1,),,,(-) Fe | Fe,2+,(1.0mol,?,L,-1

23、,) | | H,+,(1.0mol,?,L,-1,) | H,2,(100KPa),|,Pt (+),電極反應(yīng)式：,負(fù)極,(,氧化半反應(yīng),):,,Fe (s),– 2e,-,= Fe,2+,(1.0mol,?,L,-1,),極,(,還原半反應(yīng),):,,,2Cl,-,(1.0mol,?,L,-1,) + 2e,-,= Cl,2,(100KPa),電池反應(yīng)式：,,Fe(s) + 2H,+,(1.0mol,?,L,-1,) = Fe,2+,,(1.0mol,?,L,-1,) + H,2,(100KPa),,,,(-) Zn | Zn,2+,(0.1mol,?,L,-1,) | | H,+,(10

24、,4,mol,?,L,-1,) | H,2,(0.1MPa), Pt (+),,電極反應(yīng)式：,負(fù)極,(,氧化半反應(yīng),):,Zn– 2e- = Zn,2+,(0.1 mol,?,L,-1,),正極,(,還原半反應(yīng),):,,2H,+,(10,-4,mol,?,L,-1,) + 2e,-,= H,2,(0.1MPa),,電池反應(yīng)式：,,Zn (s) + 2H,+,(10,-4,mol,?,L,-1,) = Zn,2+,,(0.1mol,?,L,-1,) + H,2,(0.1MPa),,,(-) Pt|,,Fe,3+,(10,-3,mol,?,L,-1,) ,,Fe,2+,,(0.1mol,?,L,-

25、1,) ||,MnO,4,-,(0.1mol,?,L,-1,) , Mn,2+,,(10,-4,mol,?,L,-1,) ,H,+,(1.0mol,?,L,-1,),| Pt (+),負(fù)極,(,氧化半反應(yīng),):,5,Fe,2+,(0.1mol,?,L,-1,) – 5e,-,=5,Fe,3+,(10,-3,mol,?,L,-1,),正極,(,還原半反應(yīng),):,,MnO,4,-,(0.1mol,?,L,-1,) + 8H,+,(1.0mol,?,L,-1,) + 5e,-,= Mn,2+,,(10,-4,mol,?,L,-1,) + 4H,2,O(,l,,),電池反應(yīng)式：,,5,Fe,2+,(

26、0.1mol,?,L,-1,) + MnO,4,-,(0.1mol,?,L,-1,) + 8H,+,(1.0mol,?,L,-1,) = Mn,2+,,(10,-4,mol,?,L,-1,),+ 4H,2,O(,l,,),,,,(-) Pt | O,2,(100KPa),|,H,2,O,2,(1.0mol,?,L,-1,) , H,+,(1.0mol,?,L,-1,) | | Cr,2,O,7,2-,(1.0mol,?,L,-1,) ,,Cr,3+,(1.0mol,?,L,-1,), H,+,(1.0mol,?,L,-1,) | Pt (+),負(fù)極,(,氧化半反應(yīng),):,,3H,2,O,2,

27、(1.0mol,?,L,-1,) – 6e,-,= 6H,+,(1.0mol,?,L,-1,),+ 3O,2,(100KPa),正極,(,還原半反應(yīng),):,,14H,+,(1.0mol,?,L,-1,) + Cr,2,O,7,2-,(1.0mol,?,L,-1,) +6e,-,=,,Cr,3+,(1.0mol,?,L,-1,)+ 7H,2,O( l,,),,電池反應(yīng)式,:,14H,+,(1.0mol,?,L,-1,) + H,2,O,2,(1.0mol,?,L,-1,) + Cr,2,O,7,2-,(1.0mol,?,L,-1,),= 2Cr,3+,(1.0mol,?,L,-1,)+7H,2,

28、O ( l,,),,,(-) Fe | Fe,2+,(1.0mol,?,L,-1,) | | H,+,(1.0mol,?,L,-1,) | H,2,(100KPa),|,Pt (+),電極反應(yīng)式：,負(fù)極,(,氧化電極反應(yīng)式：,負(fù)極,(,氧化半反應(yīng),):,,Fe (s),– 2e,-,= Fe,2+,(1.0mol,?,L,-1,),正極,(,還原半反應(yīng),):,,2Cl,-,(1.0mol,?,L,-1,) + 2e,-,= Cl,2,(100KPa),電池反應(yīng)式：,,Fe(s) + 2H,+,(1.0mol,?,L,-1,) =,Fe,2+,(1.0mol,?,L,-1,) + H,2,(

29、100KPa),,,二、電極電位和標(biāo)準(zhǔn)電極電位,1.,電極電位的產(chǎn)生：,1,）原電池的電動勢（,E,）：,E,是電池反應(yīng)推動力的量度,已知電池的,E,值，可以判斷,氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生以,及預(yù)測反應(yīng)發(fā)生的程度,2,）電極電位的產(chǎn)生：,,,M M,n+,+ne-,溶解,沉積,,,CuSO,4,溶液,電極電位產(chǎn)生（圖示擴(kuò)散雙電層）,Cu,片,Zn,片,,,,,,,,,,,,,ZnSO,4,溶液,沉積傾向大于溶解,溶解傾向大于沉積,Cu,2+,Cu,2+,Cu,2+,Cu,2+,Cu,2+,Cu,2+,Cu,2+,Cu,2+,SO,4,?,SO,4,?,SO,4,?,SO,4,?,S

30、O,4,?,SO,4,?,Cu,2+,Cu,2+,SO,4,?,SO,4,?,SO,4,?,SO,4,?,Cu,2+,Cu,2+,Cu,2+,Cu,2+,Cu,2+,Cu,2+,SO,4,?,Zn,2+,e,?,e,?,e,?,e,?,e,?,e,?,e,?,e,?,e,?,e,?,e,?,e,?,e,?,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,,,,,2.,標(biāo)準(zhǔn)電極電位：,（,1,）引入標(biāo)準(zhǔn)電極電位的原因：,,φ,值的絕對值無法測

31、量，且其相對值也說明水溶液中物質(zhì)的氧化還原能力,,,,φ?,,負(fù)極,,,,φ,+,正極,V,,,e,,,,鹽橋,E =,φ,+,?,,φ,?,,規(guī)定,φ,?,=0,,E=,φ,+,,,,（,2,）標(biāo)準(zhǔn)氫電極簡介,:,P (H,2,) = 100KPa,c (H,+,) = 1.0mol,?,L,-1,規(guī)定,:,,H,+,/H,2,= 0,伏,φ,電極反應(yīng),:,? H,2,(g) H,+,+ e-,,,（,3,）標(biāo)準(zhǔn)電極電位,標(biāo)準(zhǔn)電極電位,:,,參加電極反應(yīng)的物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時，該電極為標(biāo)準(zhǔn)電極，電極電位為標(biāo)準(zhǔn)電極電位,符號：,φ,,θ,,標(biāo)準(zhǔn)電池：,E,θ,=,φ,,+,θ,,

32、?,φ,,?,θ,,性質(zhì)：,φ,,θ,值大小與溫度關(guān)系不大，,φ,,θ,值大小與得失電子數(shù)無關(guān)，,φ,,θ,值大小與反應(yīng)速度無關(guān)，,φ,,θ,值大小與反應(yīng)方向無關(guān)，,φ,,θ,值大小將物質(zhì)在水溶液中的氧化還原能力定量化,,,（,4,）標(biāo)準(zhǔn)電極電位的測定：,例：,(-) Zn |,Zn,2+,,(1.0mol,?,L,-1,) | | H,+,(1.0mol,?,L,-1,),| H,2,(100KPa) | Pt (+),,,例：,(-) Pt | H,+,(1.0mol,?,L,-1,) | H,2,(100KPa) | |,Cu,2+,(1.0mol,?,L,-1,),,|,,Cu (+

33、),,,,（,5,）標(biāo)準(zhǔn)電極電位表：,,1,）表中電極反應(yīng)以,OX+ne,＝,Red,表示，相應(yīng)于電對,OX / Red,Fe,3+,+ e,-,= Fe,2+,0.771 V,MnO,4,-,+ e,-,= Mn,2+,1.507 V,,2,）,φ,,θ,,越大，,OX / Red,中,OX,的氧化能力越大，,Red,的還原能力越小,,φ,,θ,,越小，,OX / Red,中，,Red,的還原能力越大，,OX,的氧化能力越小,,,,3,）注意分清查酸表還是堿表，同一元素同一氧化態(tài)離子在酸性或堿性介質(zhì)中的標(biāo)準(zhǔn)電極電位不同,,Zn,2+,+ 2e-,＝,Zn,φ,,θ,= - 0.763V,Zn

34、O,2,2-,+ 2H,2,O +2e- = Zn +4OH-,,φ,,θ,= -1.216V,電極反應(yīng)中有,H,+,出現(xiàn)查酸表,,,有,OH,-,出現(xiàn)查堿表,,O,2,+ 4H,+,+ 4e- = 2H,2,O,Ag,2,O + H,2,O + 2e- = 2Ag + 2OH-,無,H,+,,，,OH,-,出現(xiàn)者依其存在狀態(tài)考慮。,不受,H,+,,，,OH,-,存在影響的電對列在酸表中,,,4,）,φ,θ,,值大小反映物質(zhì)得失電子的能力,,,為強(qiáng)度性質(zhì)的物理量,,,與電極反應(yīng)的寫法無關(guān),.,Ag,+,+ e,-,＝,Ag,φ,,θ,Ag+/Ag =0.799V,2Ag,+,+ 2e,-,＝,

35、2Ag,φ,,θ,Ag+/Ag =0.799V,Ag,＝,Ag,+,+ e,-,φ,θ,Ag+/Ag =0.799V,Ag - e,-,,＝,Ag,+,φ,,θ,Ag+/Ag =0.799V,5,）,φ,,θ,,值僅適用于水溶液,,,不適用于非水體系,,,例 寫出下列反應(yīng)所表示的電極電位值：,ClO,3,-,+6H,+,+5e,-,＝,? Cl,2,+3H,2,O,,φ,,θ,ClO,3,-,/Cl,2,=1.47V,AgCl(s)+ e,-,＝,Ag+Cl,-,φ,,θ,AgCl/Ag =0.2222V,Ag(s) + e,-,＝,Ag,-,φ,,θ,Ag+/Ag =0.719V,例 根據(jù)

36、,φ,,θ,值將下列物質(zhì)按氧化能力由弱到強(qiáng)排序，并寫出酸性介質(zhì)中它們對應(yīng)的還原產(chǎn)物,,KMnO,4,，,K,2,Cr,2,O,7,，,Cl,2,，,I,2,，,Cu,2+,，,Ag,+,，,,Sn,4+,，,Fe,3+,,,,KMnO,4,——MnO,4,-,+ 8H,+,+5e,-,Mn,2+,+ 4H,2,O,1.507V,,Mn,2+,K,2,Cr,2,O,7,——Cr,2,O,7,2,?,+14H,+,+6e,-,2Cr,3+,+7H,2,O,1.232V Cr,3+,Cl,2,—— Cl,2,+2e,-,2Cl,-,,1.3579V Cl,-,I,2,——,

37、,I,2,+ 2e,-,2I,-,,0.5353V I,-,Cu,2+,—— Cu,2+,+,2e,-,2Cu,0.3417V Cu,Ag,+,—— Ag,+,+,e,-,Ag,0.7994V Ag,Sn,4+,—— Sn,4+,+ 2,e,-,Sn,2+,,0.151V,,Sn,2+,Fe,3+,—— Fe,3+,+,e,-,Fe,2+,,0.771V,,Fe,2+,氧化能力排序：,,KMnO,4,> Cl,2,>,,K,2,Cr,2,O,7,>,,Ag,+,,>,,I,2,>,,Fe,3+,>,,Cu,2+,> Sn,4+,,,,,三、

38、能斯特（,Nernst,）公式（方程式）,理論上推導(dǎo)出的在一般條件下電極電位與溫度、反應(yīng)物濃度（或分壓）的定量關(guān)系式,,a,OX +,n,e,-,b,Red,,,Nernst,公式使用時注意問題：,1,）氣體參加反應(yīng)，應(yīng)以,相對分壓,代入濃度相。,,Cl,2,（,g,）,+2e- 2Cl,-,（,aq,）,,,,,2H+,（,aq,）,+ 2e- H,2,,,,,,2,）純固體、液體參加反應(yīng)時，不在,Nernst,公 式中列出，記為常數(shù),1,。,例：,Br,2,（,l,）,+2e- 2Br,–,,,,,Cu

39、,2+,（,aq,）,+ 2e- Cu,（,s,）,,,,3,）公式中,OX,，,Red,包括沒有發(fā)生氧化數(shù)變化的參加電極反應(yīng)的所有物質(zhì),,H,3,AsO,4,+ 2H,+,+2e,-,HAsO,2,+ 2H,2,O,,,,NO,3,-,(aq)+ 4H,+,(aq) +3e,-,NO (g) + 2 H,2,O (l),,,,補(bǔ)充： 道爾頓（,Dalton,）分壓定律,在低壓下，混合氣體的總壓力等于各個分壓之和，某一組分的分壓是指該組分在同一溫度下單獨(dú)占有混合氣體的容積時所具有的壓力。,P,總,=P,1,+P,2,+,…,P,1,V= n,1,RT,，,P,2,V=n,

40、2,RT,，,…,P,1,V + P,2,V + …=n,2,RT + n,1,RT+ …,（,P,1,+P,2,+,…,）,V =,（,n,2,+ n,1,+ …,）,RT,PV=,（,n,2,+ n,1,+ …,）,RT = n RT,P,1,/P = n,1,/ n = x,1,；,P,1,= P?x,1,P,2,/P = n,2,/ n = x,2,；,P,2,= P?x,2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,P,總,V,,P,1,V =,P,總,x,1,V,,,,例,,,,,四、電極物質(zhì)濃度對電極電位的影響,1.,基本規(guī)律,c

41、 [OX] /c [Red],,值越大，,φ,值越高,,c [OX] /c [Red],,值越小，,φ,值越低,,,2,、電對物質(zhì)濃度改變的幾種情況：,1,）電對物質(zhì)本身濃度變化的影響：,例：已知,Fe,3+,+e,-,Fe,2+,,φ,θ,Fe,3+,/Fe,2+,= 0.770V,求,1,）,Fe,3+,（,1.0 mol,?,L,-1,）,+ e- = Fe,2+,（,1.0×10,-3,mol,?,L,-1,） 的,φ,,Fe,3+,/Fe,2+,。,,,Cl,2,（,1.0 KPa,）,+ 2e,-,Cl,-,（,0.1,,mol?L,-1,),的,φ,,Cl,2,,/Cl,

42、-,,,,2),沉淀的生成對電極電位的影響：,,,①,沉淀劑與,OX,型物質(zhì)反應(yīng)，使,c,(OX),下降，,c,(OX) / c(Red),值下降,,,φ,值下降,.,,②,,沉淀劑與,Red,型物質(zhì)反應(yīng)，使,c,(Red),下降，,c,(OX) / c(Red),值上升,,,φ,值上升,.,,③,,沉淀劑與,Red,型和,OX,型物質(zhì)均反應(yīng)，,φ,值視具體情況而定,,,例,1,在,Ag,+,+e,-,Ag,電極中加入,NaCl,溶液,,,則發(fā)生,Ag,+,+Cl,-,,,AgCl,沉淀反應(yīng),,,計(jì)算,298K,反應(yīng)達(dá)到平衡且,c,(Cl,-,)= 1.0,,mol?L,-1,時,,,φ,Ag

43、+/Ag,,值,解,: Ag,+,+e,-,Ag,φ,θ,Ag,+,/Ag = 0.799 V,[c(Ag,+,)/c,θ,]·[c(Cl,-,)/c,θ,] =,K,θ,sp(AgCl),= 1.77×10,-10,,c,(Ag,+,) /c,θ,,=,K,θ,sp(AgCl),×1/,[c (Cl,-,) /c,θ,],,,此結(jié)果是電對,AgCl + e,-,Ag+Cl,-,的標(biāo)準(zhǔn)電極電位,φ,θ,,,例,2,在,Ag,+,+e,-,Ag,標(biāo)準(zhǔn)電極中加入,KBr,溶液,,,則發(fā)生,Ag,+,+Br,-,AgBr,沉淀反應(yīng),,,計(jì)算,298K,反應(yīng)達(dá)到平衡和,c(Br,-,)= 1

44、.0,,mol?L,-1,時,,,φ,Ag,+,/Ag,,值,.,解,: Ag,+,+e,-,Ag,φ,θ,Ag,+,/Ag,= 0.799 V,,,,∵,Ag,+,+Br,-,AgBr,∴[c(Ag,+,)/c,θ,]·[c(Br,-,)/c,θ,]=K,θ,sp,(AgBr)= 5.35×10,-13,c(Ag,+,)/c,θ,= K,θ,sp,(AgBr),×1/,[c(Br,-,) /c,θ,],,,,此結(jié)果是電對,AgBr + e,-,Ag+Br,-,的標(biāo)準(zhǔn)電極電位,φ,θ,,,例,3,在,Ag,+,+e,-,Ag,標(biāo)準(zhǔn)電極中加入,KI,溶液,,,則發(fā)

45、生,Ag,+,+I,-,AgI,沉淀反應(yīng),,,計(jì)算,298K,反應(yīng)達(dá)到平衡和,c(I,-,)= 1.0,,mol?L,-1,時,,,φ,Ag,+,/Ag,,值,.,解,: Ag,+,+e,-,Ag,φ,θ,Ag,+,/Ag,= 0.799 V,,,,∵,Ag,+,+I,-,AgI,∴[c(Ag,+,)/c,θ,]·[c(I,-,)/c,θ,]=K,θ,sp,(AgI)= 8.52×10,-17,c(Ag,+,)/c,θ,= K,θ,sp,(AgI),×1/,[c(I,-,) /c,θ,],,,,此結(jié)果是電對,AgI + e- Ag+I,-,的標(biāo)準(zhǔn)電極

46、電位,φ,,θ,,,沉淀劑,沉淀,溶度積常數(shù),新的電位值,c(Ag,+,),Cl,-,,AgCl,1.8,×,10,-10,0.203V,大,Br,-,AgBr,5.35,×,10,-13,- 0.071V,,I,-,AgI,8.52,×,10,-17,-0.15V,小,加入沉淀劑后，優(yōu)先沉淀氧化型物質(zhì)，電極電位降低程度由沉淀的溶解度決定。沉淀的溶度積,Ksp,越小，新電極電位值越小。,,,,S2- +Mn,2+,MnS,∴[c(S,2-,)/c,θ,] · [c(Mn,2+,)/ c,θ,] =K,θ,sp (MnS) = 2.5×10-10,c(S,2-,)/c,θ,= K,θ,sp

47、(MnS) / [c(Mn,2+,) / c,θ,],例,298K,,在,S +2e- S,2-,,標(biāo)準(zhǔn)電極中加入,Mn,2+,,溶液,,,則發(fā)生,Mn,2+,+S,2-,MnS,沉淀反應(yīng)。計(jì)算反應(yīng)達(dá)到平衡且,c(Mn,2+,) = 1.0 mol?L,-1,時，,φ,,S/S,2?,的 值,.,解,: S +2e,-,S,2-,,φ,θ,S/ S,2?,= -0.48 V,,,,,例,298K,,在,S +2e,-,S,2-,標(biāo)準(zhǔn)電極中加入,Zn,2+,溶液,,,則發(fā)生,Zn,2+,+S,2-,ZnS,沉淀反應(yīng)。計(jì)算反應(yīng)達(dá)到平衡且,c(Zn,2+,)= 1.

48、0 mol?L,-1,時，,φ,S/S,2?,的 值,.,解,: S +2e,-,S,2-,,φ,θ,S/S,2,?,= -0.48 V,,,∵ S,2-,+Zn,2+,ZnS,∴[c(S,2-,)/c,θ,]·[c(Zn,2+,)/c,θ,] = K,θ,s,p,(ZnS) = 2.5×10,-22,c(S,2-,)/c,θ,,= K,θ,s,p,(ZnS) / [c(Zn,2+,)/c,θ,],,,,,,例,6 298K,,在,S +2e,-,S,2-,標(biāo)準(zhǔn)電極中加入,Cu,2+,溶液,,,則發(fā)生,Cu,2+,+S,2-,CuS,沉淀反應(yīng)。計(jì)

49、算反應(yīng)達(dá)到平衡且,c(Cu,2+,)= 1.0 mol?L,-1,時，,φ,S/S,2?,的 值,.,解,: S +2e,-,S,2-,,φ,θ,S/S,2,?,= -0.48 V,,,∵ S,2-,+Cu,2+,CuS,∴[c(S,2-,)/c,θ,]·[c(Cu,2+,)/c,θ,] = K,θ,s,p,(CuS) = 6.3×10,-36,c(S,2-,)/c,θ,,= K,θ,s,p,(CuS) / [c(Cu,2+,)/c,θ,],,,,,,沉淀劑,沉淀,溶度積常數(shù),新的電位值,c(S,2-,),Mn,2+,,MnS,2.5,×,10,-10,

50、-0.196V,大,Zn,2+,ZnS,2.5,×,10,-22,0.160V,,Cu,2+,,CuS,6.3,×,10,-36,1. 52V,小,加入沉淀劑后，優(yōu)先沉淀還原型物質(zhì)，電極電位升高程度由沉淀的溶解度決定。沉淀的溶度積,K,sp,越小，新電極電位值越大。,,,例,7 298K,,在,Cu,2+,+e,-,Cu,+,的,,標(biāo)準(zhǔn)電極中加入,S,2,?,,溶液,,,則同時發(fā)生沉淀反應(yīng),Cu,2+,+S,2-,CuS,和,2Cu,+,+S,2-,Cu,2,S,。計(jì)算反應(yīng)達(dá)到平衡且,c(S,?,)= 1.0 mol?L,-1,時，,φ,Cu,2+,/Cu,+,的 值,.,解,:

51、 Cu,2+,+ e,-,Cu,+,φ,θ,,Cu,2+,/ Cu,+,= 0.162 V,,,,∵ S,2-,+Cu,2+,CuS,∴[c(S,2-,)/c,θ,]·[c(Cu,2+,)/c,θ,] = K,θ,s,p,(CuS) = 6.3×10,-36,[c(Cu,2+,)/c,θ,]= K,θ,s,p,(CuS) /[c(S,2-,)/c,θ,,],∵ S,2-,+ 2Cu,+,Cu,2,S,∴[c(S,2-,)/c,θ,]·[c(Cu,+,)/c,θ,],2,= K,θ,s,p,(Cu,2,S) = 2.5×10,-48,[c(Cu,+,)/c,θ,]=

52、 {K,θ,s,p,(Cu,2,S) / [c(S,2-,)/c,θ,,]},1/2,,,,,,例,8 298K,,在,Fe,3+,+e- Fe,2+,,標(biāo)準(zhǔn)電極中加入,NaOH,溶液,,,則同時發(fā)生沉淀反應(yīng),Fe,3+,+3(OH-) Fe(OH),3,和,Fe,2+,+2OH,-,Fe(OH),2,,。計(jì)算反應(yīng)達(dá)到平衡且,c(OH,?,)= 1.0 mol?L,-1,,時，,φ,Fe,3+,/ Fe,2+,的 值,.,解,: Fe,3+,+ e- Fe,2+,,φ,θ,,Fe,3+,/ Fe,2+,= 0.1

53、62 V,,,,∵ Fe,3+,+ 3OH,-,Fe(OH),3,,∴[c(Fe,3+,) / c,θ,]·[c (OH,-,) / c,θ,],3,= K,θ,sp,[Fe(OH),3,] = 2.79×10,-39,[c(Fe,3+,)/c,θ,] = K,θ,sp,[Fe(OH),3,] / [ c(OH,-,)/c,θ,,],3,,∵ Fe,2+,+ 2OH,-,Fe(OH),2,,∴ [c(Fe,2+,)/c,θ,]·[c(OH,-,)/c,θ,],2,= K,θ,sp,[Fe(OH),2,] = 4.87×10,-17,[c(Fe,2

54、+,)/c,θ,] = K,θ,sp,[Fe(OH),2,] / [ c(OH,-,)/c,θ,,],2,,,,,,3),配合物的生成對電極電位的影響：,①,配合劑與,OX,型物質(zhì)反應(yīng)，使,c(OX),下降，,c(OX) /c(Red),值下降,,,φ,值下降,.,②,配合劑與,Red,型物質(zhì)反應(yīng)，使,c(Red),下降，,c(OX)/c(Red),值上升,,,φ,值上升,.,③,配合劑與,Red,型和,OX,型物質(zhì)均反應(yīng)，,φ,值則視具體情況而定,,,,例,9 298K,,在,Cu,2+,+ 2e- Cu,電極中加入,NH,3,·,H,2,O,。,計(jì)算

55、反應(yīng)達(dá)到平衡時,c(NH,3,,) = c([Cu(NH,3,),4,],,) = 1.0 mol?L,-1,,時，求,φ,Cu,2+,/Cu,+,的 值,.,解,: Cu,2+,+ e- Cu,φ,θ,Cu,2+,/ Cu,= 0.34 V,,,,加入,NH,3,,,,Cu,2+,+4NH,3,[Cu (NH,3,),4,],2+,[c(Cu,2+,)/c,θ,] = c([Cu (NH,3,),4,],2+,),/,K,θ,f,[Cu(NH,3,),4,],·,c,4,(NH,3,),,,,,,例,10,計(jì)算當(dāng),c(CN,-,) = c([Fe(CN),6,],3?,)=

56、 c([Fe(CN),6,],4?,) = 1.0mol?L,-1,時的,φ,Fe,3+,/Fe,2+,值。,解：,Fe,3+,+e- = Fe,2+,φ,θ,Fe,3+,/Fe,2+,=,0.77 V,,,,,加入,CN,-,后，發(fā)生配位反應(yīng)：,Fe,3+,+6CN,-,[Fe(CN),6,],3-,K,θ,f,[Fe(CN),6,],3-,= 1.0×10,42,,,,,,,,,Fe,3+,+6CN,-,[Fe(CN),6,],4-,K,θ,f,[Fe(CN),6,],4-,= 1.0×10,35,,,,銀電極及其配合物的電極電位如下：,φ,θ,Ag,+,/Ag,=0.799V,,配位劑,

57、配合物,配離子穩(wěn)定常數(shù),新的電位值,c(Ag,+,),NH,3,,[Ag(NH,3,),2,],+,1.12,×,10,7,0.373V,大,S,2,O,4,2-,[Ag(S,2,O,3,),2,],3-,2.88,×,10,13,-0.01V,,CN,-,[Ag(CN),2,],-,1.3,×,10,21,-0.3V,小,,,4),酸度對電極電位的影響：,,酸度對有,H,+,或,OH,-,參與電極反應(yīng)的電極電位影響較大,.,,,Cr,2,O,7,2-,,MnO,4,-,,NO,3,-,等離子既是在酸性條件下表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性,.,,,,例,11,： 計(jì)算,298 k,電極反應(yīng)：,,Cr,2,O,

58、7,2-,(aq),+14H,+,(aq),+ 6e- 2Cr,3+,(aq) +7H,2,O,已知,:,φ,θ,(Cr,2,O,7,2-,/Cr,3+,),= 1.33 v ,c(Cr,2,O,7,2-,) =1.0 mol?L,-1,,,c(Cr,2,O,7,2-,) =1.0 mol?L,-1,.,求,:1) PH = -1, 2) PH =4,時的,φ,,(Cr,2,O,7,2-,/Cr,3+,),的值,.,,解,:,,Cr,2,O,7,2-,(aq),+14H,+,(aq),+ 6e- 2Cr,3+,(aq) +7H,2,O,,,,,,PH= -1,

59、時,, c(H,+,) =10.0 mol·L,-1,,,已知,c(Cr,2,O,7,2-,) = c(Cr,2,O,7,2-,) =1.0 mol?L,-1,.,,,,,2) PH= 4,時,, c(H,+,) =1,×,10,-4,mol·L,-1,,,已知,c(Cr,2,O,7,2-,) = c(Cr,2,O,7,2-,) =1.0 mol?L,-1,.,,,,,1.,比較氧化劑、還原劑的相對強(qiáng)弱,,φ,,值大，電對的氧化型作氧化劑能力越強(qiáng),,φ,值小，電對的還原型作還原劑能力越強(qiáng)。,,,,例：根據(jù),φ,θ,值判斷下列電對中氧化型物質(zhì)的氧化能力和還原型物質(zhì)的還原能力強(qiáng)弱次序。,Cr

60、,2,O,7,2-,/Cr,3+,，,Fe,3+,/Fe,2+,，,I,2,/I,-,解：查表知：,,φ,θ,Cr,2,O,7,2-,/Cr,3+,＝,1.33v ;,φ,θ,Fe,3+,/Fe,2+,＝,0.77v;,,φ,θ,I,2,/I,-,＝,0.54v,氧化型氧化能力排序：,Cr,2,O,7,2-,>Fe,3+,>I,2,還原型還原能力排序：,Cr,3+,

61、Sn,4+,,,它們中間最強(qiáng)的氧化劑和最強(qiáng)的還原劑是,,A: Fe,3+,,和,Sn,2+,C,：,Cr,3+,和,Sn,4+,,,B: Cr,2,O,7,2-,和,Sn,2+,D: Cr,2,O,7,2-,和,Sn,4+,,,,例,3,標(biāo)準(zhǔn)條件下，下列反應(yīng)均向正方向進(jìn)行：,Cr,2,O,7,2-,+ 6Fe,2+,+ 14H,+,,＝,2Cr,3+,+ 6Fe,3+,7H,2,O,2 Fe,3+,+2S,2,O,3,2-,= 2Fe,2+,+ S,4,O,6,2-,,以上電對中,φ,θ,值最小的電對是（ ）,φ,θ,值最大的電對是（ ）,A: Fe,3+,/Fe,2+,C,：,Cr,

62、3+,/ Cr,2,O,7,2-,B: Cr,2,O,7,2-,/Cr,3+,D: S,4,O,6,2-,/ S,2,O,3,2-,Fe,3+,，,Fe,2+,,，,Cr,3+,，,Cr,2,O,7,2-,，,S,4,O,6,2-,，,S,2,O,3,2-,中最強(qiáng)的還原劑是（ ）最強(qiáng)的氧化劑是（,,）,,,2.,判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向,,在原電池反應(yīng)中：,Δ,r,G,m,＝,W’,max,W’,max,(,電功）＝,E(,原電池電動勢）,×q(,通過電量）,氧化反應(yīng)中,W ’,max,,＝,- n EF,1mol,?,L,-1,電子通過電路的電量為,1F(96485,庫侖）,Δ,

63、r,G,m,,＝,?,,n,E,F,反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下進(jìn)行時,電池（化學(xué)反應(yīng)式）中轉(zhuǎn)移的電子數(shù),法拉第常數(shù),1F(96485,庫侖）,Δ,r,G,m,θ,,＝,,- nFE,θ,,,,Δ,r,G,m,θ,> 0 , E > 0 ,,φ,+,>,,φ,?,,,,反應(yīng)正向自發(fā)。,Δ,r,G,m,θ,= 0 , E,＝,0 ,,φ,+,＝,,φ,?,,,,反應(yīng)平衡狀態(tài)。,Δ,r,G,m,θ,< 0 , E < 0 ,,φ,+,<,,φ,?,,,,反應(yīng)逆向自發(fā)。,,即：氧化還原反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)最后落在,φ,+,φ,－,的大小比較上。,,,,在一自發(fā)進(jìn)行的電極反應(yīng)的方程式中，若諸物質(zhì)所得失電子數(shù)同時增

64、大幾倍時，則此電極反應(yīng)的,Δ,r,G,m,θ,,和,φ,各為（ ）,A:,變小和不變,B :,變小和變大,c :,變大和不變,D:,變大和變小,,,,例,1,如果下列反應(yīng),（,1,）,,H,2,+,?,O,2,= H,2,O,,Δ,f,G,m,θ,,，,298,,=,? 237 KJ,?,mol,-1,（,2,）,C + O,2,=CO,2,,Δ,f,G,m,θ,,，,298,,=,? 394 KJ,?,mol,-1,都可以設(shè)計(jì)成電池反應(yīng)，試分別計(jì)算它們的電動勢,E,θ,。,解：,（,1,）,Δ,r,G,m,θ,,＝,- nFE,θ,? 237 KJ,?,mol,-1,,=,- 2,×964

65、85C,?,mol,-1,×,E,θ,E,θ,=,1.228,V,[,C,?,mol,-1,= J,?V,-1,?,mol,-1,],（,2,）,Δ,r,G,m,θ,,＝,- nFE,θ,? 394 KJ,?,mol,-1,,=,- 2,×96485C,?,mol,-1,×,E,θ,E,θ,=,2.042,V,,,,例,2,若把下列反應(yīng)排成電池，求電池的電動勢,E,θ,及反應(yīng)的,Δ,f,G,m,θ,。,Cr,2,O,7,2,?,+14H,+,+6Cl,-,2Cr,3+,+3Cl,2,+7H,2,O,,解：,正極電極反應(yīng),Cr,2,O,7,2?,+14H,+,+6e,-,2Cr,3+,+7H,2

66、,O,,φ,θ,Cr,2,O,7,2?,/ 2Cr,3+,,= 1.33 v,,負(fù)極電極反應(yīng),6Cl,-,3Cl,2,+6e,-,φ,θ,Cl,2,/Cl,-,= 1.36 v,E,θ,=,φ,θ,Cr,2,O,7,2?,/ 2Cr,3+,,?,φ,θ,Cl,2,/Cl,-,= 1.33 v ? 1.36 v,= ? 0.03v,Δ,r,G,m,θ,,＝,- nFE,θ,＝,? 6×,96485C?mol,-1,×,（,-0.03V,）,,＝,17367,J?mol,-1,,＝,17.4 KJ,,?mol,-1,,,例,3,已知下列反應(yīng)，,Zn,+ 2 H,+,2Zn,2+,+ H,2,Δ,r,G,m,θ,,＝,- 147,,KJ,?,mol,-1,求標(biāo)準(zhǔn)條件下電極,φ,θ,Zn/Zn,2+,。,解：因?yàn)?Δ,r,G,m,θ,,＝,- nFE,θ,E,θ,＝,-,Δ,r,G,m,θ,/ nF,,＝,?,（,?147000,）,/ 2×96485,,＝,0.76v,E,θ,,＝,φ,θ,+,,,?,φ,θ,?,,＝,,φ,θ,H,2,/H,+,,?,φ,θ,Zn/Zn,2,+