大学化学基础_电化学基础和氧化还平衡2-1.ppt

三、氧化还原反应方程式的配平 2.氧化还原反应的标准平衡常数 Nernst方程 元素电势图 例：已知 ， 求： 当（1）若 时， （2） 溶解 沉积 沉积 溶解 三、电极电势 1.电极电势的产生 M(s) Mn+(aq) + ne 溶解 沉淀 金属的电极电势：产生在金属和它的盐溶液之间的电势。 双电层 两个电极的电势差（电池电动势）是 电池反应的推动力。 E 池 = E(+) – E(-) 2.标准H电极和标准电极电势 标准电极电势 是指标准电极的电势。凡是符 合标准条件的电极都是标准电极。 标准态 ● 所有的气体分压均为标准压强 Pθ(101325P）。 ● 溶液中所有物质的活度均为1mol?L-1。 ● 所有纯液体和固体均为Pθ条件下最稳定的单质。 /H H 电对： 2 + 表示为：H+ H2(g) Pt 标准氢电极(SHE) ( ) V 000 . 0 /H H 2 = + E 电极反应： ( ) g H 2e aq) ( H 2 2 + - + 标准氢电极装置图 标准电极电势的测定 Zn + 2H+ Zn2+ + H2? 2e– 原电池的标准电动势 E池 E池 = E正极 – E负极 H+/H2 E Zn2+/Zn E = 0.7628V = 0 Zn2+/Zn E = –0.7628V Zn+/Zn E 标准Cu2+/Cu电极与 标准氢电极 铜电极为正极 氢电极为负极 298K E = 0.34V E = E正极 – E负极 Cu2+/Cu E H+/H2 E = Cu2+/Cu E 0 0.34 = Cu2+/Cu E = 0.34V 原电池 标准Cu2+/Cu电极与 标准Zn2+/Cu电极 铜电极为正极 锌电极为负极 298K E = 0.34V E = E正极 – E负极 Cu2+/Cu E Zn2+/Zn E = 原电池 = 0.34 – (–0.76) = 1.1V ① 采用还原电势； 3.标准电极电势表 ② E 小的电对对应的还原型物质还原性强； E 大的电对对应的氧化型物质氧化性强。 ③ E 无加和性（强度性质） ④ 一些电对的 E 与介质的酸碱性有关 酸性介质： ；碱性介质： V 36 . 1 (aq) Cl e (g) Cl 2 1 2 = + - - E V 36 . 1 (aq) 2Cl 2e ) g ( Cl 2 = + - - E 标准电极电势 (298K, 在酸性溶液中) 标准电极电势 (298K, 在碱性溶液中) 第十一章 氧化还原反应 §11.1 基本概念 §11.2 电极电势和电池电动势 §11.3 氧化还原平衡 §11.4 影响电极电势的因素 §11.5 元素电势图及其应用 §11.6 氧化还原滴定法 1.电池的电动势和化学反应吉布斯自由能的关系 DrG = –W非体积 = –W电池 W电池 = E ? Q E = E 正极 E 负极 1e = 1.602?10–19C 1mol e = 1F = 9.65?104C Q = nF ? W电池 = nFE DrG = –nFE DrG = –nFE 例:试根据下列电池写出反应式并计算在298K 时电池的E 值和ΔrG 值. (–)Zn|ZnSO4(1mol·L–1)||CuSO4(1mol·L–1)|Cu(+) 解: 电池的氧化–还原反应式: Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu 将电池反应分解为两个半反应： = –212 kJ·mol–1 DrG = –nFE = –2?1.10?96.5(kJ·mol–1) 负极反应: 正极反应: 例: 求下列电池在298K时的电动势E 和ΔrG , 并写出反应式, 回答此反应是否能够进行? (–)Cu(s)|Cu2+(1mol·L–1)||H+(1mol·L–1)|H2(标准压强)|Pt(+) Cu(s) + 2H+(1mol·L–1) ? Cu2+(1mol·L–1) + H2(标准压强) 解:电池的氧化–还原反应式: 负极反应: Cu Cu2+ + 2e– 正极反应: 2H+ + 2e– H