化学知识点.ppt

* * * * * * * * * * * * 通过计算，判断标准态条件下反应 Pb2+(aq) + Sn(s) Sn2+(aq) + Pb(s) 进行的方向。 Solution 解题思路：先给反应设定一个方向，然后将手册中查得的数据代入计算电池电动势的公式进行计算，如果算得的电动势是正值，则反应可按设定的方向进行，反之则不能。 计算结果为正值说明反应可按假定的方向进行。 = (– 0.13 V) – (– 0.14 V) = + 0.01 V 假定反应按正方向进行，则 Question 9 1、Nernst方程：非标准状态下电池电动势和标准 状态下电池电动势之间的关系式。 化学电池反应的驱动力是电池的电动势 E池 化学反应的总驱动力 DG DG = – nFE池 n 是配平后，氧化还原反应的电子转移总数 F 是法拉第常数 96.5 kJ·V–1·mol–1 浓度对电池电动势的影响 – Nernst方程 代入 DG = DGq + 2.303RTlgQ –nFE池 = –nFEq池 + 2.303RTlgQ E池 = Eq池 - lgQ 电池的电动势与浓度或分压的关系 T = 298 K时， E池 = Eq池 – lgQ 平衡时， E池 = 0，Q = Kq Eq池 = lgKq Nernst 方程 E池 = 0 意味着？ 电化学电池达到平衡时电池不再产生电流(E池= 0 V), 对实用电化学电池而言，平衡状态则意味着电池耗尽。由于平衡状态下Q = Kθ，不难由能斯特方程式得到： T = 298 K的条件下： 电极电势与溶液 pH 的关系 从氢电极的半反应出发, 可以导出电极电势与溶液pH关系的通式: 即：pH每增加一个单位, 电极电势减少0.059 V。 严格讲，溶液 pH 对电极电势的影响，实质上还是浓度对电极电势的影响。 计算pH等于(a) 2.00, (b) 3.00, (c) 4.00的酸性水溶液中氢电极的电极电势。 Solution 将有关pH代入下式 E(Ox/Red) = E θ(Ox/Red) – 0.059 V·pH 得： (a) E(H3O+/H2) = 0 – 0.059 ? 2.00 = – 0.12 V (b) E(H3O+/H2) = 0 – 0.059 ? 3.00 = – 0.18 V (c) E(H3O+/H2) = 0 – 0.059 ? 4.00 = – 0.24 V Question 1 Solution 判断氧化还原反应进行的方向 当外界条件一定时，反应处于标准状态，反应的方向就取决于氧化剂或还原剂的本性。 判断反应 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 能否自发由左向右进行？ 因为 ，还原性Cu Fe2+，氧化性Fe3+ Cu2+ ，故上述反应可由左向右自发进行。 查标准电极电势表得： Question 2 有一含有Cl- 、Br- 、I- 的混合溶液，欲使I- 氧化为I2，而Br-和Cl- 不发生变化。在常用的氧化剂 H2O2、Fe2(SO4)3 和 KMnO4中选择哪一种合适？ Solution 选择合适的氧化剂和还原剂 查标准电极电势表得： Question 3 一种氧化剂可以氧化几种还原剂时，首先氧化最强的还原剂。同理，还原剂首先还原最强的氧化剂。注意：上述判断只有在有关的氧化还原反应速率足够大的情况下才正确。 判断氧化还原反应进行的次序 Question 4 求下列反应在298 K时的平衡常数Kq Zn + Cu2+ (1.0 mol/L) = Zn2+(1.0 mol/L)+Cu Solution 求平衡常数 Question 5 Solution 把两电极反应组成原电池，则电对 Pb2+ /Pb为正极， PbSO4 /Pb为负极，电池反应为： 求溶度积常数 求PbSO4的溶度积 已知 PbSO4 + 2e- ? Pb + SO4 Eq = – 0.359 V 2- Pb2+ + 2e- ? Pb Eq = – 0.126 V, 所以 Kq = 5.56 ×107 (此即氧化还原反应的平衡常数) Question 6 1952年拉蒂麦尔建议把同一元素的不同氧化态物种按照其氧化态从高到低从左到右的顺序排成图式，并在两种氧化态物种之间标出相应的