《基础化学》课件：No3第08章 氧化还原反应和电极电势.ppt

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1、第三节电极电势和原电池的电动势影响电极电势的因素—Nernst方程当T=298K时，R=8.314J·mol-1·K-1,F=96485C·mol-1注意事项：若电极反应式中有纯固体、纯液体或介质水时，它们的浓度不列入方程式中；反应式中的气体物质用分压表示，即用气体的压力除以100kPa表示。若电极反应式中氧化型、还原型物质前的计量数不等于1时，则在方程中它们的浓度项应以对应的计量数为指数。若电极反应中有H+或OH-等参加，它们的浓度应代入Nernst方程，而且浓度的指数为它们在电极反应中的计量数。例：求电极反应MnO4-+8H++5e-→Mn2++4H2O在pH=7时的电极电势(其他

2、条件同标准状态)。cr(MnO4-)=cr(Mn2+)=1.000cr(H+)=1.000×10-7jq(MnO4-/Mn2+)=1.507V例：计算298K时Cl-浓度为0.010mol·L-1，p(Cl2)为100kPa时的j(Cl2/Cl-)。查表jq(Cl2/Cl-)=1.35827Vcr(Cl-)=0.010,p(Cl2)=100kPa利用标准电极电势比较氧化剂和还原剂的相对强弱电对的标准电极电势值越高，氧化态的氧化性越强，其还原态的还原性越弱；电对的标准电极电势值越低，还原态的还原性越强，其氧化态的氧化性越弱。例：根据标准电极电势，列出下列电对中各物质氧化能力或还原能力强弱

3、顺序：Li+/Li,Cl2/Cl-,Hg2+/Hg,F2/F-,MnO4-/Mn2+,Fe3+/Fe2+。查表：jq(Li+/Li)=-3.0401Vjq(Fe3+/Fe2+)=0.771Vjq(Hg2+/Hg)=0.851Vjq(Cl2/Cl-)=1.35827Vjq(MnO4-/Mn2+)=1.507Vjq(F2/F-)=2.866V氧化态氧化能力由强到弱顺序：F2>MnO4->Cl2>Hg2+>Fe3+>Li+还原态还原能力由强到弱顺序：Li>Fe2+>Hg>Cl->Mn2+>F-判断氧化还原反应的方向氧化还原反应自发进行的方向是电极电势较大电对的氧化剂与电极电势较小电对的还原剂

4、反应。在恒温恒压条件下：△rGm<0，E>0，氧化还原反应自发正向进行；△rGm>0，E<0，氧化还原反应自发逆向进行；△rGm=0，E=0，氧化还原反应达到平衡状态。如果两个电对的jq值相差较大，即E﹥0.2V时，即使不处于标准状态下，也可直接用Eq确定反应方向。如果两个电对的jq值相差较小时，则必须通过计算电池电动势E来确定反应方向。例：判断298K时下列反应自发进行的方向。Hg2+(1.0×10-3mol·L-1)+2Ag(s)Hg(l)+2Ag+(1.0mol·L-1)解：查表Hg2++2e-→Hgj(Hg2+/Hg)=0.851VAg++e-→Agj(Ag+/Ag)=0

5、.7996V题设反应物Hg2+为氧化剂，Ag为还原剂E=j+–j-=0.762–0.7996=-0.0376(V)﹤0E﹤0，题设反应式正向不能自发进行，逆向反应自发进行。该电池的电池反应：2Ag++Hg→2Ag+Hg2+判断氧化还原反应进行的程度△rGm=–RTlnKq△rGm=–nFERTlnKq=nFE在298K时，将F、T、R等各项数值代入例：当加KMnO4的酸性溶液于FeSO4溶液时，是否会发生氧化还原反应？反应能否完全？(设温度为298K，各种离子浓度为0.100mol·L-1)MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O查表：MnO4-+8H++5

6、e-→Mn2++4H2Oj(MnO4-/Mn2+)=1.507VFe3++e-→Fe2+j(Fe3+/Fe2+)=0.771VE=j(MnO4-/Mn2+)-j(Fe3+/Fe2+)=1.412-0.771=0.639(V)>0计算原电池的电池电动势例：计算298K时下列电池的电动势，指明正、负极，并写出自发进行的电池反应式。Pt

7、MnO4-(0.10mol·L-1),Mn2+(1.00×10-2mol·L-1),H+(1.00mol·L-1)Cl-(0.10mol·L-1)

8、Cl2(100kPa)

9、Pt∣∣MnO4-+8H++5e-→Mn2++4H2Oj(MnO4-/Mn2+)

10、=1.507VCl2+2e-→2Cl-j(Cl2/Cl-)=1.35827V正极反应：MnO4-+8H++5e-→Mn2++4H2O负极反应：2Cl-–2e-→Cl2电池反应式：2MnO4-+16H++10Cl-→2Mn2++8H2O+5Cl2电池电动势E=j+-j-=j(MnO4-/Mn2+)-j(Cl2/Cl-)=1.52V-1.42V=0.10V第四节电势法测定溶液的pH电势法测定溶液的pH将待测物质的溶液与指示电极(indicator