大学普通化学复习资料.ppt

* 2.866 0.401 0.3419 0 -0.7618 -2.71 ? /V F2(g)+2eˉ = 2Fˉ(aq) O2(g)+2H2O+4eˉ=4 OHˉ(aq) Cu2+(aq)+2eˉ = Cu(s) 2H+(aq)+2eˉ = H2 (g) Zn2+(aq)+2eˉ = Zn(s) Na+(aq)+eˉ =Na(s) 电 极 反 应 F2/Fˉ O2/OHˉ Cu2+/Cu H+/H2 Zn2+/Zn Na+/Na 电 对 氧化能力逐渐增强 表4.1 标准电极电势 还原能力逐渐增强 * 电极电势的能斯特方程式：浓度的影响 任意给定的电极，电极反应通式为 a(氧化态)+ne- b(还原态) T=298.15K时: ※ ★电极电势在化学上的应用 氧化剂和还原剂相对强弱的比较 ?值大的氧化态物质是强氧化剂； ?值小的还原态物质是强还原剂。 ★氧化还原反应方向的判断 ★可用电动势E或? 判断反应方向： E 0 ，即 ΔG 0 反应正向自发 E =0 即ΔG =0 反应处于平衡状态 E 0 即ΔG 0 反应正向非自发 (逆过程自发） * ★氧化还原反应进行程度的衡量 氧化还原反应进行的程度：氧化还原反应在达到平衡时，生成物相对浓度与反应物相对浓度之比，可由氧化还原反应标准平衡常数K 的大小来衡量。 当T=298.15K时： 6. 电解： 利用外加电能的方法迫使反应进行的过程。 ☆在电解过程中，电能转变为化学能。 H2O(l)= H2(p )+1/2O2(p ) ?rGm(298.15K)=273.19kJ/mol ☆电解是环境对系统做电功的过程,可使非自发氧化还原反应得以进行。 * 电解池 外电源: 正极 负极 电解池: 阳极 阴极 反应类型: 氧化 还原 阳极反应： 阴极反应：Cu 2+ + 2e- = Cu 2Cl - - 2e- = Cl2↑ * ☆理论分解电压E(理)。 ☆超电压E(超) ＝ E(实)- E(理) ☆实际分解电压E(实) 分解电压和超电势 超电势导致： 阳极析出电势升高，即?(析,阳)=(?阳 +η); 阴极析出电势降低，即?(析,阴)=(?阴 -η)。 E(超)= η (阴)+ η(阳) * 极化：电极电势偏离了没有电流通过时的平衡电极电势值的现象。 浓差极化? 是由于离子扩散速率缓慢所引起的，可通过搅拌电解液和升高温度设法消除。 电化学极化? 是由电解产物析出过程中某一步骤(如离子的放电、原子结合为分子、气泡的形成等)反应速率迟缓而引起电极电势偏离平衡电势的现象。 ★电化学极化是由电化学反应速率决定的，无法消除。 * 电解池中两极的电解产物 ☆在阴极上进行还原反应的首先是析出电势代数值较大的氧化态物质。 综合考虑电极电势和超电势的因素得出： ☆在阳极上进行氧化反应的首先是析出电势(考虑超电势因素后的实际电极电势)代数值较小的还原态物质； 电解的应用 1.电镀： 电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，既可防腐蚀又可起装饰的作用。 2. 阳极氧化 电镀工艺是将欲镀零件作为电解池的 ----阴极 * 7.金属的腐蚀与防止 当金属与周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。 本质:金属原子失电子被氧化的过程 腐蚀的分类 金属与周围介质直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀。 （1）化 学 腐 蚀: 条件：非电解质溶液中或干燥的气体中，在腐蚀过程中不产生电流。 金属与周围介质发生电化学作用而引起的金属腐蚀。 （2）电化学腐蚀 电化学腐蚀的特点:形成腐蚀电池。 * 1）析氢腐蚀 在酸性较强的条件下钢铁发生析氢腐蚀,电极反应为: 阳极:Fe－2e-=Fe2+ 阴极:2H++2e-=H2↑ 在弱酸性或中性条件下钢铁发生吸氧腐蚀,电极反应为： 阳极:Fe-2e-=Fe2+ 阴极:2H2O+O2+4e-=4OH－ 吸氧腐蚀比析氢腐蚀更为普遍。 2）吸氧腐蚀 MnO4/Mn2+的电极在标准条件和在pH=5.00的条件下，氧化性相对强弱次序？电极电势如何改变 ? (MnO4-/Mn2+) = 1.507V MnO4- + 5e- + 8H+ = Mn2++ 4H2O = 1.034 V ☆当KMnO4溶液的酸性减弱成pH=5.00时，氧化性减