大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)課件氧化-還原

1、6.1 6.1 基本概念和氧化還原基本概念和氧化還原 方程式的配平方程式的配平6.2 6.2 電極電勢(shì)和電池電動(dòng)勢(shì)電極電勢(shì)和電池電動(dòng)勢(shì)6.3 6.3 電勢(shì)圖及其應(yīng)用電勢(shì)圖及其應(yīng)用6.1 6.1 基本概念和氧化還原基本概念和氧化還原 方程式的配平方程式的配平6.1.1 基本概念基本概念6.1.2 氧化還原方程式的配平氧化還原方程式的配平氧化還氧化還原反應(yīng)原反應(yīng)一、基本概念一、基本概念( (一一) )氧化數(shù)氧化數(shù)( (或氧化值或氧化值) )1. 化合價(jià)化合價(jià)氧化值的歷史變遷氧化值的歷史變遷(1)19世紀(jì)中葉提出世紀(jì)中葉提出化合價(jià)化合價(jià)概念概念: 元素原子能夠化合或置元素原子能夠化合或置換一價(jià)原子換

2、一價(jià)原子(H)或一價(jià)基團(tuán)或一價(jià)基團(tuán)(OH -)的數(shù)目。的數(shù)目。 例：例：HCl、H2O、NH3和和PCl5中，中，Cl為一價(jià)，為一價(jià)，O為二價(jià)，為二價(jià)， N為三價(jià)和為三價(jià)和P為五價(jià)；為五價(jià)；CO中，中，C和和O是二價(jià)。是二價(jià)。(2) 隨著化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展，出現(xiàn)矛盾。隨著化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展，出現(xiàn)矛盾。 例：例： NH4+中，中，N為為3，但實(shí)驗(yàn)證明，但實(shí)驗(yàn)證明N與與4個(gè)個(gè)H結(jié)合。結(jié)合。 SiF4中，為中，為+4；而；而K2SiF6中，中，Si與與6個(gè)個(gè)F結(jié)合。結(jié)合。(3) 1948年，在價(jià)鍵理論和電負(fù)性基礎(chǔ)上提出氧化值。年，在價(jià)鍵理論和電負(fù)性基礎(chǔ)上提出氧化值。 電負(fù)性：原子在分子中吸引電子的能

3、力。電負(fù)性：原子在分子中吸引電子的能力。(4) 2. 定義：某元素中一個(gè)原子的荷電數(shù)，即形式電荷數(shù)。定義：某元素中一個(gè)原子的荷電數(shù)，即形式電荷數(shù)。這種荷電數(shù)是假設(shè)將成鍵的電子指定給電負(fù)性較大的原這種荷電數(shù)是假設(shè)將成鍵的電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得的。子而求得的。3. 規(guī)則：規(guī)則：(1)單質(zhì)中元素的氧化值為零。例：?jiǎn)钨|(zhì)中元素的氧化值為零。例：H2、O2等。等。(2)電中性的化合物中，所有元素氧化值的代數(shù)和等于零。電中性的化合物中，所有元素氧化值的代數(shù)和等于零。 (3)在簡(jiǎn)單離子中，元素的氧化值等于該離子所帶的電荷在簡(jiǎn)單離子中，元素的氧化值等于該離子所帶的電荷數(shù)。例：數(shù)。例：Na+中中Na的氧

4、化值為的氧化值為，S2-中中S的氧化值為的氧化值為- 。(4)多原子離子中，所有元素的氧化值之和等于該離子所多原子離子中，所有元素的氧化值之和等于該離子所帶電荷數(shù)。帶電荷數(shù)。 例：例：SO4 2-中，中，()(- ) = -2。(5)O在化合物中的氧化值一般為在化合物中的氧化值一般為-2，H為為1 但但超氧化物超氧化物KO2，過(guò)氧化物，過(guò)氧化物H2O2，金屬氫化物如，金屬氫化物如CaH2。-/ - -【例【例1】求】求Cr2O72-中中 Cr的氧化值。的氧化值。【例【例2】求】求Na2S4O6中中S的氧化值。的氧化值。解：設(shè)解：設(shè)Cr2O72-中中Cr的氧化值為的氧化值為x： 2 x + 7

5、(- ) = - x = 則則Cr的氧化值為的氧化值為 。解：設(shè)解：設(shè)Na2S4O6 中中S的氧化值為的氧化值為x： 2(+) + 4 x + 6(-) = 0 x = / 即即Na2S4O6中中S的氧化數(shù)為的氧化數(shù)為 / 。 4. 化合價(jià)與氧化值的區(qū)別與聯(lián)系化合價(jià)與氧化值的區(qū)別與聯(lián)系1. 元素的化合價(jià)只能是整數(shù)，而元素的氧化數(shù)可以是元素的化合價(jià)只能是整數(shù)，而元素的氧化數(shù)可以是整數(shù)、分?jǐn)?shù)。整數(shù)、分?jǐn)?shù)。2. 氧化值概念是在化合價(jià)的基礎(chǔ)上提出的，適用范圍氧化值概念是在化合價(jià)的基礎(chǔ)上提出的，適用范圍比化合價(jià)概念廣。比化合價(jià)概念廣。3. 氧化值概念還存在缺陷，有些問(wèn)題不能解釋?zhuān)写趸蹈拍钸€存在缺陷

6、，有些問(wèn)題不能解釋?zhuān)写油晟?。更加完善?. 氧化還原概念的發(fā)展氧化還原概念的發(fā)展(1) 在化學(xué)發(fā)展的初期，氧化是指物質(zhì)與氧化合的過(guò)程，在化學(xué)發(fā)展的初期，氧化是指物質(zhì)與氧化合的過(guò)程，還原是指物質(zhì)失去氧的過(guò)程。還原是指物質(zhì)失去氧的過(guò)程。 例例:2Hg + O22HgO ，2HgO 2Hg + O2(2) 隨后氧化還原的概念擴(kuò)大了，認(rèn)為物質(zhì)失去氫的過(guò)程隨后氧化還原的概念擴(kuò)大了，認(rèn)為物質(zhì)失去氫的過(guò)程也是氧化，與氫結(jié)合的過(guò)程則是還原。在有機(jī)化學(xué)和生也是氧化，與氫結(jié)合的過(guò)程則是還原。在有機(jī)化學(xué)和生物化學(xué)中應(yīng)用較為廣泛。例：物化學(xué)中應(yīng)用較為廣泛。例：(3) 現(xiàn)代化學(xué)認(rèn)為氧化還原反應(yīng)是指元素的氧化值發(fā)生

7、現(xiàn)代化學(xué)認(rèn)為氧化還原反應(yīng)是指元素的氧化值發(fā)生變化的化學(xué)反應(yīng)。變化的化學(xué)反應(yīng)。0 0 -2e-+2e-給出電子給出電子氧化值氧化值被氧化被氧化還原劑還原劑氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)接受電子接受電子氧化值氧化值被還原被還原氧化劑氧化劑還原反應(yīng)還原反應(yīng)還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物 氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物口訣：氧化劑口訣：氧化劑降得還；還原劑降得還；還原劑升失氧。升失氧。2. 氧化還原反應(yīng)的氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)：本質(zhì)：電子轉(zhuǎn)移電子轉(zhuǎn)移氧化值變化氧化值變化 注：電子轉(zhuǎn)移包括完全得失電子和非完全得失電子注：電子轉(zhuǎn)移包括完全得失電子和非完全得失電子(即電即電 子偏移，例：子偏移，例： )。 - - 0 -3. 氧化還原反應(yīng)的分類(lèi)：氧化還

8、原反應(yīng)的分類(lèi)：(1) 歧化反應(yīng)：氧化值的變化發(fā)生在同一化合物的同一歧化反應(yīng)：氧化值的變化發(fā)生在同一化合物的同一元素中元素中.例：例：(2) 分子內(nèi)氧化還原反應(yīng)：氧化值的變化發(fā)生在同一分子內(nèi)氧化還原反應(yīng)：氧化值的變化發(fā)生在同一化合物的不化合物的不 同元素中同元素中.例：例：(3) 分子間氧化還原反應(yīng)：氧化值的變化發(fā)生在不同分子間氧化還原反應(yīng)：氧化值的變化發(fā)生在不同化合物的不同元素中化合物的不同元素中.二、氧化還原反應(yīng)方程式的配平二、氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法一、氧化值法方法一、氧化值法 : 氧化劑的氧化數(shù)降低總數(shù)與還原劑氧化劑的氧化數(shù)降低總數(shù)與還原劑氧化數(shù)升高的總數(shù)必定相等。氧化數(shù)升高的總數(shù)必

9、定相等。 - 0(-5) 1(+1)2(1) 基本反應(yīng)式基本反應(yīng)式: KMnO4 + 2HCl MnCl2 +Cl2(2) 求出元素氧化數(shù)的變化值：求出元素氧化數(shù)的變化值：KMnO4 + 2HCl MnCl2 +Cl2(3) 調(diào)整系數(shù)，使氧化數(shù)變化值相等調(diào)整系數(shù)，使氧化數(shù)變化值相等 2KMnO4 + 10HCl 2MnCl2 +5Cl2(4) 原子數(shù)和靜電荷數(shù)配平原子數(shù)和靜電荷數(shù)配平 2KMnO4 + 16HCl = 2MnCl2 +5Cl2 + 2KCl + 8 H2O【例【例3】在酸性溶液中，高錳酸鉀與亞硫酸鉀反應(yīng)生成硫】在酸性溶液中，高錳酸鉀與亞硫酸鉀反應(yīng)生成硫酸錳和硫酸鉀，配平此方程式

10、。酸錳和硫酸鉀，配平此方程式。解：解： (-3) 2(+2)3 (-5) 2(+2)5KMnO4 + K2SO3 + H2SO4(稀稀) MnSO4 +K2SO4【例【例7-4】寫(xiě)出高錳酸鉀與亞硫酸鉀在中性溶液中反應(yīng)，】寫(xiě)出高錳酸鉀與亞硫酸鉀在中性溶液中反應(yīng)，生成二氧化錳和硫酸鉀，配平此反應(yīng)方程式。生成二氧化錳和硫酸鉀，配平此反應(yīng)方程式。解解:2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4(稀稀)=2MnSO4+6K2SO4+ 3H2OKMnO4 + K2SO3 + H2O MnO2 +K2SO4 +KOH方法二、離子電子法：方法二、離子電子法： 配平原則：氧化劑和還原劑電子得失總數(shù)相等。配平原則：

11、氧化劑和還原劑電子得失總數(shù)相等。 - 0K2Cr2O7 + KI + H2SO4 Cr2(SO4)3+ I2 + K2SO4+H2O(1) 寫(xiě)出離子方程式：寫(xiě)出離子方程式：Cr2O72- + I- + H+ Cr 3+ + I2+ H2O(2) 寫(xiě)出氧化半反應(yīng)：寫(xiě)出氧化半反應(yīng)： I- e - I2還原半反應(yīng)：還原半反應(yīng)： Cr2O72- + e - Cr 3+(3) 分別配平，分別配平，使等式兩邊的原子個(gè)數(shù)和凈電荷相等使等式兩邊的原子個(gè)數(shù)和凈電荷相等：離子電子式離子電子式 2I- 2e - I2 Cr2O72- + 14H+ + 6e - 2Cr 3+ 7H2O (4) 3 + = Cr2O7

12、2- + 6I- + 14H+2Cr 3+3I2+ 7H2O【例【例5】酸性介質(zhì)，】酸性介質(zhì)， I- 氧化成氧化成IO3- ，寫(xiě)出離子電子式。，寫(xiě)出離子電子式。- 【例【例6】堿性介質(zhì)，】堿性介質(zhì)，SO32-氧化成氧化成SO42- ，寫(xiě)出離子電子式。，寫(xiě)出離子電子式。 解解: 1. 寫(xiě)出半反應(yīng)，判斷氧化數(shù)變化：寫(xiě)出半反應(yīng)，判斷氧化數(shù)變化：I- IO3-2. 配平半反應(yīng)，即得離子電子式配平半反應(yīng)，即得離子電子式: I- + 3H2O IO3- + 6H+ + 6e解：解： 1. SO32- SO42-2. 離子電子式離子電子式: SO32- + 2OH- SO42- + H2O + 2e 小小

13、結(jié)結(jié)介質(zhì)介質(zhì)反應(yīng)式左邊比右邊反應(yīng)式左邊比右邊多多一個(gè)一個(gè)O反應(yīng)式左邊比右邊反應(yīng)式左邊比右邊少少一個(gè)一個(gè)O酸性酸性2H+ + O2- H2OH2O O2- + 2H+ 堿性堿性H2O + O2- 2OH -2OH - O2- + H2O中性中性H2O + O2- 2OH -H2O O2- + 2H+解釋?zhuān)核嵝匀芤褐校阂贿叾嘁粋€(gè)解釋?zhuān)核嵝匀芤褐校阂贿叾嘁粋€(gè)“O”加加2H+H2O堿性溶液中：一邊多一個(gè)堿性溶液中：一邊多一個(gè)“O”加加H2O 2OH-近中性溶液中：左邊多一個(gè)近中性溶液中：左邊多一個(gè)“O”加加H2O 2OH- 左邊少一個(gè)左邊少一個(gè)“O”加加H2O 2H+氧化數(shù)法：簡(jiǎn)單、快速，既適用于水溶

14、液中的氧化還氧化數(shù)法：簡(jiǎn)單、快速，既適用于水溶液中的氧化還原反應(yīng)，也適用于非水體系的氧化還原反應(yīng)。原反應(yīng)，也適用于非水體系的氧化還原反應(yīng)。離子電子法：僅適用于水溶液中的反應(yīng)，但可避免求氧離子電子法：僅適用于水溶液中的反應(yīng)，但可避免求氧化數(shù)的麻煩，對(duì)于水溶液中的復(fù)雜化合物反應(yīng)很方便。化數(shù)的麻煩，對(duì)于水溶液中的復(fù)雜化合物反應(yīng)很方便。6.2 6.2 電極電勢(shì)和電池電動(dòng)勢(shì)電極電勢(shì)和電池電動(dòng)勢(shì)6.2.1 原電池原電池6.2.2 電極電勢(shì)電極電勢(shì)6.2.3 氧化還原反應(yīng)的方向與限度氧化還原反應(yīng)的方向與限度6.2.4 影響電極電勢(shì)的因素影響電極電勢(shì)的因素6.2.5 電極電勢(shì)的應(yīng)用電極電勢(shì)的應(yīng)用6.2.1 原

15、電池原電池(一一) 組成組成CuSO4溶液溶液Zn片片化學(xué)能化學(xué)能熱能熱能金屬導(dǎo)線(xiàn)中，電子的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流，能否化金屬導(dǎo)線(xiàn)中，電子的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流，能否化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能？學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能？Zn片片Cu片片1.0 mol/L ZnSO ZnSO4 4溶液溶液1.0 mol/L CuSO CuSO4 4溶液溶液A鹽橋鹽橋(瓊瓊脂凝脂，脂凝脂，包含飽包含飽和的和的KCl溶溶液，保液，保持電荷持電荷平衡平衡)Zn2+Zn2+Cl -K+Cu2+Cu2+e-負(fù)極負(fù)極 正極正極Zn 2e- Zn2+Cu2+ + 2e- Cu原電池：原電池：利用氧化還原反應(yīng)，利用氧化還原反應(yīng)，化學(xué)能化學(xué)能電能的裝置。電能

16、的裝置。Zn 2e- Zn2+ 氧化半反應(yīng)氧化半反應(yīng)氧化劑氧化劑共軛還原劑共軛還原劑還原劑還原劑共軛氧化劑共軛氧化劑Zn2+ /Zn, Cu2+ / Cu氧化還原對(duì)氧化還原對(duì)注：氧化數(shù)高注：氧化數(shù)高 氧化數(shù)低氧化數(shù)低 氧化劑介質(zhì)氧化劑介質(zhì) 還原劑介質(zhì)還原劑介質(zhì)半反應(yīng)通式：氧化型半反應(yīng)通式：氧化型ne- 還原型還原型Cu2+ + 2e- Cu 還原半反應(yīng)還原半反應(yīng)例：例：MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O(二二)原電池的表示方法原電池的表示方法1.1.負(fù)極在左邊，中間用鹽橋負(fù)極在左邊，中間用鹽橋“ ”“ ”連接，正極在右邊連接，正極在右邊(-) Zn(s) Zn2+(C1)

17、 Cu2+(C2) Cu(s) (+)2. 相與相間用相與相間用“ ”隔開(kāi)，同一相中不同物質(zhì)間用隔開(kāi)，同一相中不同物質(zhì)間用“, ”隔開(kāi)隔開(kāi)3. 當(dāng)氣體或非金屬不導(dǎo)電，需用惰性物質(zhì)當(dāng)氣體或非金屬不導(dǎo)電，需用惰性物質(zhì)(鉑或石墨鉑或石墨等等)作電極導(dǎo)體作電極導(dǎo)體4. 溶液緊靠鹽橋?qū)憽Ｈ芤壕o靠鹽橋?qū)憽?. 電極中各物質(zhì)的物理狀態(tài)應(yīng)標(biāo)注出來(lái)，溶液則標(biāo)明電極中各物質(zhì)的物理狀態(tài)應(yīng)標(biāo)注出來(lái)，溶液則標(biāo)明濃度，氣體標(biāo)明壓強(qiáng)。濃度，氣體標(biāo)明壓強(qiáng)。理論上，任何一個(gè)氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。理論上，任何一個(gè)氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。1. 金屬電極金屬電極 Zn2+ /Zn電極：電極：Zn(s) Zn2+(c

18、) Zn2+2e Zn Cu2+/Cu電極：電極：Cu(s) Cu2+(c) Cu2+2eCu4.4.氧化還原電極氧化還原電極 鐵離子電極：鐵離子電極：Pt Fe3+ (C1), Fe2+ (C2) Fe3+ +e Fe2+ 2. 氣體電極氣體電極 氯電極：氯電極：pt(s) Cl2(p) Cl-(c) Cl2+2e 2Cl- 氫電極：氫電極：pt(s) H2(p) H+(c) 2H+2e H23. 金屬難溶鹽電極金屬難溶鹽電極 銀銀-氯化銀電極：氯化銀電極： Ag(s) AgCl(s) Cl-(c) 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)： AgCl+e Ag+Cl-【例【例7】寫(xiě)出反應(yīng)】寫(xiě)出反應(yīng)Cl2+2Fe

19、2+ 2Fe3+ +2Cl-的電池符號(hào)。的電池符號(hào)。解：正極：解：正極：Cl2+2e 2Cl- (還原還原)負(fù)極：負(fù)極： Fe2+ Fe3+ +e (氧化氧化)電池符號(hào)：電池符號(hào)：(-) Pt Fe2+ (C1), Fe3+ (C2) Cl- (C3) Cl2(p) Pt (+)【例【例8】將下面的反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，寫(xiě)出正、負(fù)極的】將下面的反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，寫(xiě)出正、負(fù)極的反應(yīng)和電池組成式：反應(yīng)和電池組成式：2KMnO4 + 16HCl 2MnCl2 +5Cl2 + 2KCl + 8 H2O解：解：把此反應(yīng)改寫(xiě)為離子反應(yīng)方程式：把此反應(yīng)改寫(xiě)為離子反應(yīng)方程式：2MnO4- + 16H +10 Cl

20、 - 2Mn2 +5Cl2 + 8H2O正極正極(還原還原)： MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O負(fù)極負(fù)極(氧化氧化)：2Cl-2e Cl2電池符號(hào)：電池符號(hào)：(-) Pt Cl2(p) Cl-(C1) MnO4-(C2), Mn2+(C3), H+(C4) Pt (+)1.金屬越活潑金屬越活潑, 濃度越小濃度越小, M轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成Mn+的傾向越大。的傾向越大。2.金屬越不活潑，濃度越大，金屬越不活潑，濃度越大， Mn+ 轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成M的傾向越大。的傾向越大。3. 達(dá)到平衡：達(dá)到平衡： M(s) Mn+(aq)(溶液中）溶液中）+ne(金屬中）金屬中）4.當(dāng)失去電子的傾向

21、大于得電子得傾向時(shí)，平衡右移，當(dāng)失去電子的傾向大于得電子得傾向時(shí)，平衡右移，金屬上帶電子，雙電層出現(xiàn)，產(chǎn)生了金屬上帶電子，雙電層出現(xiàn)，產(chǎn)生了電位差，即電極電電位差，即電極電位位(金屬與其鹽溶液之間金屬與其鹽溶液之間)，與金屬的本性、溫度和離子，與金屬的本性、溫度和離子濃度有關(guān)。濃度有關(guān)。5. Zn比比Cu活潑，活潑， Zn上留下的電子比上留下的電子比Cu上多，平衡更上多，平衡更偏右，絕對(duì)的電極電位不同，導(dǎo)致電子流。偏右，絕對(duì)的電極電位不同，導(dǎo)致電子流。6. 絕對(duì)的電極電位無(wú)法求得。絕對(duì)的電極電位無(wú)法求得。(一一) 電極電勢(shì)的產(chǎn)生電極電勢(shì)的產(chǎn)生(二二) 標(biāo)準(zhǔn)氫電極和標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)氫電極和標(biāo)準(zhǔn)電

22、極電勢(shì)1. 標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極 (簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)SHE)1molL-1 H+H2 (1atm)(1) 2H+ (aq) +2e H2(g)(2) IUPAC規(guī)定規(guī)定: T=298.15K, PH2=101kPa,H+ = 1molL-1時(shí)，時(shí)， (H+/ H2) = 0.0000V(3) 電極符號(hào)：電極符號(hào)：Pt(s) H2 (P ) H+ (=1) 人們可能將任何兩個(gè)半電池人們可能將任何兩個(gè)半電池(電極電極)組成電池，零組成電池，零電流時(shí)，電極反應(yīng)達(dá)到平衡，并且能方便地測(cè)定電池電流時(shí)，電極反應(yīng)達(dá)到平衡，并且能方便地測(cè)定電池地電動(dòng)勢(shì)地電動(dòng)勢(shì)(E),即能測(cè)得該電池正、負(fù)電極電位的差值。即能測(cè)得該電池

23、正、負(fù)電極電位的差值。 E = + -若電極均處在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，則電池地標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)若電極均處在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，則電池地標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)(E)為：為： E = + - 電池符號(hào)為：電池符號(hào)為：(-) pt(s) H2(p ) H+( H+ 1) 待測(cè)電極待測(cè)電極 (+)例如，在例如，在298.15K時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)銅電極和標(biāo)準(zhǔn)鋅電極時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)銅電極和標(biāo)準(zhǔn)鋅電極分別與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成電池分別與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成電池,電池符號(hào)為：電池符號(hào)為：則：則： (Cu2+/Cu) = + 0.3419V(-) pt(s) H2(p ) H+(1mol l-1) Cu2+(1mol l-1) Cu(s)(+)實(shí)驗(yàn)測(cè)得：實(shí)驗(yàn)測(cè)得：E1

24、= + 0. 3419V即即 + - - (Cu2+/ Cu) (H+/ H2) + 0.3419V“+”表示失去電子的傾向小于表示失去電子的傾向小于H2實(shí)驗(yàn)測(cè)得：實(shí)驗(yàn)測(cè)得：E2 = - 0.7618V (Zn2+/Zn) = - 0.7618V即即 + - - (Zn2+/Zn) - (H+/ H2) = - 0.7618V“”表示失去電子的傾向大于表示失去電子的傾向大于H2(-) Zn(s) Zn2+(1molL-1 ) Cu2+(1mol L-1 ) Cu(s) (+)E3 = (Cu2+/Cu) (Zn2+/Zn) = 0.3419 ( - 0.7618) = 1.1037V 0 反應(yīng)

25、向右進(jìn)行反應(yīng)向右進(jìn)行(-) pt(s) H2(p ) H+(1mol L-1) Zn2+(1molL-1) Zn(s) (+)飽和甘汞電極飽和甘汞電極：常用參比電極常用參比電極(已知電極電勢(shì)已知電極電勢(shì))1.1.電極引線(xiàn)電極引線(xiàn) 2.2.玻璃管，玻璃管，3.3.汞，汞，4.4.甘甘汞汞糊糊( (HgHg2 2ClCl2 2和和HgHg研成的糊研成的糊) )，5.5.玻璃外套，玻璃外套，6.6.石棉或紙漿，石棉或紙漿，7.7.飽和飽和KClKCl溶液，溶液，8.8.素?zé)?，素?zé)桑?.9.小橡皮塞小橡皮塞 氧化態(tài)氧化態(tài) 電子數(shù)電子數(shù) 還原態(tài)還原態(tài) /V K+ e K -2.925 Na+ e N

26、a -2.713 Zn2+ 2e Zn - 0.7628 Fe2+ 2e Fe - 0.440 Sn2+ 2e Sn - 0.14 Pb2+ 2e Pb - 0.126 2H+ 2e H2 0.0000 Cu2+ 2e Cu 0.337 I2 2e 2I- 0.535 Fe3+ e Fe2+ 0.771 Ag+ e Ag 0.7995MnO4-+8H+ 5e Mn2+4H2O 1.51 F2 2e 2F- 2.87氧化劑的氧化能力增強(qiáng)氧化劑的氧化能力增強(qiáng)還原劑的還原能力增強(qiáng)還原劑的還原能力增強(qiáng)幾點(diǎn)說(shuō)明：幾點(diǎn)說(shuō)明：1. 應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的條件下使用，只適用于水溶液反應(yīng)，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的條件下使用，只適用于

27、水溶液反應(yīng)，不適用非水溶液和高溫下的固相反應(yīng)不適用非水溶液和高溫下的固相反應(yīng).2. 注意注意: Fe2+2e Fe (Fe2+/ Fe ) 0.440V Fe3+e Fe2+ (Fe3+ / Fe2+) +0.771V3. 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表中的電極反應(yīng)，均以還原形式表示：標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表中的電極反應(yīng)，均以還原形式表示： 氧化型氧化型ne- 還原型還原型4. 對(duì)于共軛氧化還原對(duì)，強(qiáng)氧化劑弱還原劑，強(qiáng)還原對(duì)于共軛氧化還原對(duì)，強(qiáng)氧化劑弱還原劑，強(qiáng)還原劑弱氧化劑。劑弱氧化劑。5. 為強(qiáng)度性質(zhì)，與半反應(yīng)的系數(shù)無(wú)關(guān)。為強(qiáng)度性質(zhì)，與半反應(yīng)的系數(shù)無(wú)關(guān)。如：如： Cl2+2e 2Cl- 1.358V 1/2Cl2+

28、e Cl- 1.358V(一一) 氧化還原反應(yīng)的方向氧化還原反應(yīng)的方向rGm = -Wmax - nFE n為電池反應(yīng)中配平后轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；為電池反應(yīng)中配平后轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；F 為法拉第常數(shù)，為法拉第常數(shù)， 96485 C/mol.若反應(yīng)處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，則：若反應(yīng)處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，則： rGm - nFE rG 0 反應(yīng)按正方向自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)按正方向自發(fā)進(jìn)行。rG = 0，則，則E = 0 反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)。反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)。rG 0，則，則E （四）生成弱酸（四）生成弱酸(或弱堿或弱堿)對(duì)電極電位的影響對(duì)電極電位的影響(-) Pb(s) Pb2+(1molL-1) H+(1mol L-1) H2(p

29、 ) pt(s) (+)例：已知例：已知 (Pb2+/Pb) = 0.1262V， (H+/ H2) = 0, 并并組成原電池：組成原電池：若在氫電極的溶液中加入若在氫電極的溶液中加入NaAc，并使平衡后，并使平衡后HAc和和Ac-均為均為1mol/L, H2的分壓為的分壓為100 kPa, 反應(yīng)自發(fā)的方向？反應(yīng)自發(fā)的方向？解：解： HAc=Ac-=1, Ka 1.7610-5。HBBlgpKapH H+ = 1.7610-5 mol/L(H+/ H2) = (H+/H2) ppCHH/)(lg20592. 022= - 0.281VE = + -= - 0.28V (- 0.1262V) = - 0.155V 0 反應(yīng)按正方向自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)按正