第七章氧化還原反應(yīng)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1第七章氧化還原反應(yīng)第七章氧化還原反應(yīng) 7.1.2 氧化還原反應(yīng)方程式的配平氧化還原反應(yīng)方程式的配平 7.1.1 基本概念基本概念第1頁/共107頁Chapter 7 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)第2頁/共107頁1. 氧化數(shù)氧化數(shù) 1970年國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會對氧化數(shù)作年國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會對氧化數(shù)作了如下定義：了如下定義：氧化數(shù)氧化數(shù)(又稱氧化值又稱氧化值)是某元素一個(gè)是某元素一個(gè)原子的荷電荷，在化合物中，這種荷電荷把成鍵原子的荷電荷，在化合物中，這種荷電荷把成鍵電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得。電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得。 生命體的能量是依靠營養(yǎng)物質(zhì)的生命體的能量是依靠

2、營養(yǎng)物質(zhì)的氧化氧化而獲得的；四大而獲得的；四大平衡之一；特點(diǎn)：有電子轉(zhuǎn)移。平衡之一；特點(diǎn)：有電子轉(zhuǎn)移。 基本概念基本概念* *或：或：A A原子與電負(fù)性較大的原子與電負(fù)性較大的B B原子成鍵時(shí)原子成鍵時(shí)“給出給出”的電子數(shù)。的電子數(shù)。第3頁/共107頁 氧化數(shù)與化合價(jià)不同：氧化數(shù)與化合價(jià)不同：化合價(jià)是離子鍵和共價(jià)鍵的電價(jià)數(shù)或共價(jià)數(shù)，化合價(jià)是離子鍵和共價(jià)鍵的電價(jià)數(shù)或共價(jià)數(shù)，氧化數(shù)是為了說明物質(zhì)的氧化狀態(tài)的氧化數(shù)是為了說明物質(zhì)的氧化狀態(tài)的形式電荷形式電荷數(shù)數(shù); ;化合價(jià)化合價(jià)永遠(yuǎn)是整數(shù)，而氧化數(shù)既可以是整數(shù)，永遠(yuǎn)是整數(shù)，而氧化數(shù)既可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)，可正、負(fù)。也可以是分?jǐn)?shù)，可正、負(fù)。 CHC

3、l3 C的的共價(jià)數(shù)共價(jià)數(shù)=4；C的的氧化數(shù)氧化數(shù)=+2確定元素氧化數(shù)所遵循的一般原則如下：確定元素氧化數(shù)所遵循的一般原則如下：(1) 任何形態(tài)的任何形態(tài)的單質(zhì)中元素的氧化數(shù)為零單質(zhì)中元素的氧化數(shù)為零。如。如N2、Zn、S8等物質(zhì)中，等物質(zhì)中，N2、Zn、S的氧化數(shù)都為零的氧化數(shù)都為零。第4頁/共107頁 (2)單原子離子的氧化數(shù)單原子離子的氧化數(shù)等于離子所帶的電荷等于離子所帶的電荷數(shù)。如數(shù)。如Fe3+、Cl離子中鐵和氯元素的氧化數(shù)離子中鐵和氯元素的氧化數(shù)分別為分別為+3、1。（注意離子電荷與氧化數(shù)表。（注意離子電荷與氧化數(shù)表示方法不同。）示方法不同。） (3)(3)多原子分子多原子分子中，所有

4、的元素氧化數(shù)的代中，所有的元素氧化數(shù)的代數(shù)和等于零；數(shù)和等于零；多原子離子多原子離子中各元素氧化數(shù)的中各元素氧化數(shù)的代數(shù)和等于該離子所帶的電荷數(shù)。代數(shù)和等于該離子所帶的電荷數(shù)。 (4)在在共價(jià)化合物共價(jià)化合物中，可按照元素電負(fù)性的中，可按照元素電負(fù)性的大小，把共用電子對指定給電負(fù)性較大的元大小，把共用電子對指定給電負(fù)性較大的元素后，在兩原子上形成的素后，在兩原子上形成的形式電荷數(shù)形式電荷數(shù)就是它就是它們的氧化數(shù)。們的氧化數(shù)。第5頁/共107頁(5)(5)氫氫在化合物中的氧化數(shù)一般為在化合物中的氧化數(shù)一般為+1，但在金，但在金屬氫化物，如屬氫化物，如NaH、CaH2中，氫的氧化數(shù)為中，氫的氧化數(shù)

5、為1。氧氧在化合物中的氧化數(shù)一般為在化合物中的氧化數(shù)一般為2，但在，但在過氧化物，如過氧化物，如H2O2、BaO2等中，氧的氧化數(shù)等中，氧的氧化數(shù)為為1。在超氧化物，如。在超氧化物，如KO2中，氧的氧化數(shù)中，氧的氧化數(shù)為為1/2。在氟氧化物，如。在氟氧化物，如OF2中，氧的氧化數(shù)中，氧的氧化數(shù)為為+2。氟在化合物中的氧化數(shù)皆為。氟在化合物中的氧化數(shù)皆為1。例例7-1計(jì)算下列物質(zhì)中帶計(jì)算下列物質(zhì)中帶*元素的氧化數(shù)。元素的氧化數(shù)。H2S*O4、S*2O32、S4*O62、Mn*O4、Fe3*O4 6 2 2.5 7 8/3指出下列物質(zhì)中各元素的氧化數(shù)：指出下列物質(zhì)中各元素的氧化數(shù)：KClO4 、

6、Cu2O 、H2O2 、NaH+1 +7 - -2+1 - -2+1 - -1+1 - -1第6頁/共107頁2、 氧化與還原、氧化劑與還原劑氧化與還原、氧化劑與還原劑(3)氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng): :有氧化數(shù)發(fā)生變化的反應(yīng)有氧化數(shù)發(fā)生變化的反應(yīng), ,即有即有電子得失的反應(yīng)電子得失的反應(yīng), , 這就是氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)這就是氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。 2Fe3+ + 2I- - = 2Fe2+ + I2氧化數(shù)氧化數(shù) +3 - -1 +2 0Fe3+ Fe2+ 氧化數(shù)降低氧化數(shù)降低 還原反應(yīng)還原反應(yīng)I- - I 氧化數(shù)升高氧化數(shù)升高 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)- -e+ +e(1)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng):元素氧化數(shù)

7、升高的過程元素氧化數(shù)升高的過程, ,即失電子的過即失電子的過程程. .(2)還原反應(yīng)還原反應(yīng):元素氧化數(shù)降低的過程元素氧化數(shù)降低的過程, ,即得電子的過即得電子的過程程. .氧化與還原反應(yīng)是同時(shí)發(fā)生的。一種元素的氧化氧化與還原反應(yīng)是同時(shí)發(fā)生的。一種元素的氧化數(shù)升高，必有另一種元素的氧化數(shù)降低，并且氧數(shù)升高，必有另一種元素的氧化數(shù)降低，并且氧化數(shù)升高的數(shù)值與氧化數(shù)降低的數(shù)值相等?；瘮?shù)升高的數(shù)值與氧化數(shù)降低的數(shù)值相等。第7頁/共107頁CuO + H2 = Cu + H2O氧化數(shù)降低物氧化數(shù)降低物質(zhì)稱氧化劑質(zhì)稱氧化劑氧化數(shù)升高氧化數(shù)升高物質(zhì)稱還原物質(zhì)稱還原劑劑氧化數(shù)降低過氧化數(shù)降低過程程氧化數(shù)升高

8、過程氧化數(shù)升高過程+200+1(4)氧化劑氧化劑:化學(xué)反應(yīng)中得電子的物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)中得電子的物質(zhì),即氧化數(shù)降低即氧化數(shù)降低的物質(zhì)的物質(zhì).(5)還原劑還原劑:化學(xué)反應(yīng)中失電子的物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)中失電子的物質(zhì),即氧化數(shù)升高即氧化數(shù)升高 的物質(zhì)的物質(zhì).反應(yīng)過程中電子由還原劑轉(zhuǎn)移至氧化劑。反應(yīng)過程中電子由還原劑轉(zhuǎn)移至氧化劑。 第8頁/共107頁Zn(s)+Cu2+(aq)= Zn2+ (aq) +Cu(s)可寫出兩個(gè)半反應(yīng)可寫出兩個(gè)半反應(yīng):Zn(s)= Zn2+ (aq)+2eCu2+(aq)+ 2e = Cu(s)Zn失去電子失去電子、氧化數(shù)升高、被氧化（氧化作用），、氧化數(shù)升高、被氧化（氧化作用），本身

9、是還原劑；本身是還原劑；Cu2+得到電子得到電子、氧化數(shù)降低、被還原（還原作用），、氧化數(shù)降低、被還原（還原作用），本身是氧化劑；本身是氧化劑；第9頁/共107頁3.氧化還原反應(yīng)分類氧化還原反應(yīng)分類 (1)將氧化數(shù)變化發(fā)生在將氧化數(shù)變化發(fā)生在不同物質(zhì)不同物質(zhì)中不同中不同元素間的反應(yīng)稱為元素間的反應(yīng)稱為一般氧化還原反應(yīng)一般氧化還原反應(yīng) .（表（表7-1常見的氧化劑、還原劑常見的氧化劑、還原劑）(3)若氧化數(shù)的變化發(fā)生在同一物質(zhì)中同若氧化數(shù)的變化發(fā)生在同一物質(zhì)中同一元素的不同原子間的氧化還原反應(yīng)稱一元素的不同原子間的氧化還原反應(yīng)稱為為歧化反應(yīng)。歧化反應(yīng)。如如:Cu+在水溶液中的反應(yīng)在水溶液中的反應(yīng)

10、： 2Cu+=Cu+Cu2+2KClO3=2KCl+2O2(2)若氧化數(shù)的變化發(fā)生在同一物質(zhì)中不若氧化數(shù)的變化發(fā)生在同一物質(zhì)中不同元素間的反應(yīng)稱為同元素間的反應(yīng)稱為自身氧化還原自身氧化還原反應(yīng)。反應(yīng)。 +5 -2 -1 0第10頁/共107頁4. 常見的氧化劑和常見的還原劑常見的氧化劑和常見的還原劑氧化劑：氧化劑：一般有較高氧化數(shù)或氧化數(shù)易降低的物一般有較高氧化數(shù)或氧化數(shù)易降低的物質(zhì)質(zhì),如活潑的非金屬單質(zhì)如活潑的非金屬單質(zhì)X2、O2；KMnO4、MnO2、K2Cr2O7、K2S2O8、HNO3、PbO2、Fe3+、Ag+等；等；還原劑：還原劑：一般有較低氧化數(shù)或氧化數(shù)易升高的物一般有較低氧化數(shù)

11、或氧化數(shù)易升高的物質(zhì)質(zhì),如非金屬單質(zhì)如非金屬單質(zhì)H2、C；活潑金屬；活潑金屬Na、Zn等及等及CO、Sn2+、Fe2+、I- -、S2- -。還有些中間價(jià)態(tài)氧化數(shù)物還有些中間價(jià)態(tài)氧化數(shù)物質(zhì)既可做氧化劑又可做還原劑質(zhì)既可做氧化劑又可做還原劑,如：如：H2O2、SO2、Na2SO3、HNO2等。等。(4) 若氧化數(shù)的變化發(fā)生在不同物質(zhì)的同一元素若氧化數(shù)的變化發(fā)生在不同物質(zhì)的同一元素間的氧化還原反應(yīng)稱為間的氧化還原反應(yīng)稱為逆歧化反應(yīng)。逆歧化反應(yīng)。如如: : Hg2+ + Hg = Hg22+第11頁/共107頁 在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑與它的還原在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑與它的還原產(chǎn)物、還原劑與它的氧

12、化產(chǎn)物組成的電產(chǎn)物、還原劑與它的氧化產(chǎn)物組成的電對，稱為對，稱為氧化還原電對氧化還原電對。例如下列反應(yīng)。例如下列反應(yīng)中，存在兩個(gè)電對：中，存在兩個(gè)電對：Fe3+/ Fe2+和和I2/I。2 Fe3+2 I=2 Fe2+ I2 在氧化還原電對中，氧化數(shù)較高者稱在氧化還原電對中，氧化數(shù)較高者稱為為氧化型氧化型（如（如Fe3+、I2），氧化數(shù)較低者），氧化數(shù)較低者稱為稱為還原型還原型（如（如Fe2+、I）5. 氧化還原電對氧化還原電對第12頁/共107頁氧化型與還原型存在著氧化型與還原型存在著共軛關(guān)系共軛關(guān)系，如：，如：氧化型氧化型ne=還原型還原型Fe3+ + e= Fe2+I2 + 2e = 2

13、I 氧化型物質(zhì)的氧化能力越強(qiáng)，對應(yīng)氧化型物質(zhì)的氧化能力越強(qiáng)，對應(yīng)的還原型物質(zhì)的還原能力就越弱。的還原型物質(zhì)的還原能力就越弱。 例如：例如：MnO4/Mn2+電對中，電對中，MnO4氧氧化能力強(qiáng)，是強(qiáng)氧化劑，而化能力強(qiáng)，是強(qiáng)氧化劑，而Mn2的還原能的還原能力較弱，是弱還原劑。力較弱，是弱還原劑。 第13頁/共107頁 在氧化還原反應(yīng)中，電對物質(zhì)的共軛關(guān)在氧化還原反應(yīng)中，電對物質(zhì)的共軛關(guān)系式稱為系式稱為氧化還原半反應(yīng)氧化還原半反應(yīng)，如：，如：Cu2+/CuCu2+2e=Cu 氧化還原反應(yīng)實(shí)際上是由兩個(gè)或兩個(gè)氧化還原反應(yīng)實(shí)際上是由兩個(gè)或兩個(gè)以上電對組合而成的，電對中氧化型物以上電對組合而成的，電對中

14、氧化型物質(zhì)得電子，在反應(yīng)中做氧化劑，而另一質(zhì)得電子，在反應(yīng)中做氧化劑，而另一電對中還原型物質(zhì)失電子，在反應(yīng)中做電對中還原型物質(zhì)失電子，在反應(yīng)中做還原劑。還原劑。 物質(zhì)的氧化還原能力的大小是相對的，物質(zhì)的氧化還原能力的大小是相對的，例如例如H2O2第14頁/共107頁 7.1.2 氧化還原反應(yīng)方程式的配平氧化還原反應(yīng)方程式的配平 氧化數(shù)法；氧化數(shù)法； 離子電子法離子電子法（重點(diǎn)介紹）（重點(diǎn)介紹） 離子電子法離子電子法適用于水溶液中發(fā)生的離子反適用于水溶液中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式的配平。具體的配平步驟如下：應(yīng)方程式的配平。具體的配平步驟如下：（2 2）分別寫出氧化劑被還原，還原劑被氧）分別寫出氧化劑

15、被還原，還原劑被氧化的半反應(yīng)；化的半反應(yīng)；（1 1）以離子形式寫出主要的反應(yīng)物及其氧）以離子形式寫出主要的反應(yīng)物及其氧化還原產(chǎn)物；化還原產(chǎn)物；第15頁/共107頁（4 4）確定兩個(gè)半反應(yīng)方程式得、失電子數(shù)）確定兩個(gè)半反應(yīng)方程式得、失電子數(shù)目的最小公倍數(shù)。將兩個(gè)半反應(yīng)方程式分目的最小公倍數(shù)。將兩個(gè)半反應(yīng)方程式分別別乘以乘以相應(yīng)的系數(shù)，相應(yīng)的系數(shù)，使其得、失電子數(shù)目使其得、失電子數(shù)目相等相等，并將二式相加，就得到了配平的氧，并將二式相加，就得到了配平的氧化還原反應(yīng)的離子方程式。有時(shí)根據(jù)需要化還原反應(yīng)的離子方程式。有時(shí)根據(jù)需要，可將其改寫為分子方程式。，可將其改寫為分子方程式。（3 3） 分別配平兩

16、個(gè)半反應(yīng)方程式，使每個(gè)分別配平兩個(gè)半反應(yīng)方程式，使每個(gè)半反應(yīng)方程式等號兩邊的各元素的半反應(yīng)方程式等號兩邊的各元素的原子總數(shù)原子總數(shù)和和電荷數(shù)電荷數(shù)相等；在配平半反應(yīng)時(shí)，當(dāng)反應(yīng)前相等；在配平半反應(yīng)時(shí)，當(dāng)反應(yīng)前后氧原子數(shù)目不等時(shí)，根據(jù)后氧原子數(shù)目不等時(shí)，根據(jù)介質(zhì)條件介質(zhì)條件可以加可以加H+、OH-或或H2O進(jìn)行調(diào)整；進(jìn)行調(diào)整；第16頁/共107頁配平配平 KMnO4+H2SO4+H2O2（1）寫出反應(yīng)的最簡的離子式及反應(yīng)產(chǎn)物：）寫出反應(yīng)的最簡的離子式及反應(yīng)產(chǎn)物：MnO4- -+H+H2O2 Mn2+H2O+O2 （2）寫出兩個(gè)半反應(yīng)：）寫出兩個(gè)半反應(yīng)：MnO4- - Mn2+ 2+ H2O2 O2

17、（3）配平兩個(gè)半反應(yīng)：）配平兩個(gè)半反應(yīng)：MnO4- - = Mn2+ （4）配平電荷數(shù)）配平電荷數(shù),并找出得失電子數(shù)的最小公倍并找出得失電子數(shù)的最小公倍 數(shù)相加數(shù)相加:MnO4- -+ 8H+ + 5e = Mn2+ +4H2O H2O2 = O2 + 2H+ + 2e 2 52MnO4- -+5H2O2+6H+=2Mn2+5O2+8H2OH2O2 = O2+ 5e+4H2O+ 8H+ 2e+ 2H+第17頁/共107頁(5)用觀察法填加反應(yīng)物和產(chǎn)物中相應(yīng)離子得到配用觀察法填加反應(yīng)物和產(chǎn)物中相應(yīng)離子得到配平的反應(yīng)方程式平的反應(yīng)方程式:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnS

18、O4+5O2+8H2O 例例7.2 配平配平Cr2O7+SO32- - Cr3+SO42- -( (酸性介質(zhì)酸性介質(zhì)) )(1) Cr2O72- - Cr3+ SO32- - SO42-2-(2) Cr2O72- - 2Cr3+SO32- - SO42- -(3) Cr2O72- -+14H+6e 2Cr3+7H2O SO32- -+H2O- -2e SO42- -+2H+13Cr2O72- -+3SO32- -+8H+ = 2Cr3+ 3SO42- - + 4H2O+6e+7H2O+14H+- -2e+2H+H2O+第18頁/共107頁1.1.中性介質(zhì)中性介質(zhì)中的中的基本反應(yīng)：基本反應(yīng)： M

19、nO4 +SO32 MnO2 SO42 分為兩個(gè)半反應(yīng)：分為兩個(gè)半反應(yīng)： MnO4 MnO2 （1）還原作用還原作用 SO32 SO42 （2）氧化作用氧化作用配平：配平：A、原子數(shù)；、原子數(shù)；B、電荷數(shù)、電荷數(shù) MnO4 MnO22H2O3e SO32 SO42 +H2O2H2e4 OH 3 22MnO4 +3SO32 +H2O = 2MnO2+3 SO42 +2OH2MnO4 7 7H2O + + 3SO32 +5+5H2O 2 2MnO2+3SO42 + +8OH+ +6H+例例7-3 寫出中性、堿性介質(zhì)中，寫出中性、堿性介質(zhì)中，KMnO4氧化氧化Na2SO3的反應(yīng)，配平離子反應(yīng)方程式。

20、的反應(yīng)，配平離子反應(yīng)方程式。+第19頁/共107頁3.3.堿性介質(zhì)堿性介質(zhì)中的中的基本反應(yīng)：基本反應(yīng)： MnO4 +SO32 MnO4 2 SO42 分為兩個(gè)半反應(yīng)：分為兩個(gè)半反應(yīng)： MnO4 MnO4 2 （1）還原作用還原作用 SO32 SO42 （2）氧化作用氧化作用配平：配平：A、原子數(shù)；、原子數(shù)；B、電荷數(shù)、電荷數(shù) MnO4 MnO4 2 e SO32 SO42 + 2OHH2O 2e 1 22MnO4 +SO32 +2OH= MnO4 2+SO42 +H2O+第20頁/共107頁 配平規(guī)律配平規(guī)律: 介質(zhì)介質(zhì) 反應(yīng)物比產(chǎn)物反應(yīng)物比產(chǎn)物 多多一個(gè)氧原子一個(gè)氧原子 反應(yīng)物比產(chǎn)物反應(yīng)物比

21、產(chǎn)物 少少一個(gè)氧原子一個(gè)氧原子酸介質(zhì)酸介質(zhì)中性中性堿介質(zhì)堿介質(zhì) +2H+H2O +H2O 2OH- - +H2O 2OH- - +H2O 2H+ +H2O 2H+ +2OH- - H2O 酸介質(zhì)：左邊可加酸介質(zhì)：左邊可加H+ 、H2O，半反應(yīng)不應(yīng)出現(xiàn)，半反應(yīng)不應(yīng)出現(xiàn)OH- -中性：左邊只可加中性：左邊只可加H2O，右邊可出現(xiàn)右邊可出現(xiàn)OH- -、 H+ 堿介質(zhì)：左邊可加堿介質(zhì)：左邊可加OH- - H2O，半反應(yīng)不應(yīng)出現(xiàn)半反應(yīng)不應(yīng)出現(xiàn)H+ 第21頁/共107頁 3Br2 + 6OH- - = 5Br- - + BrO3- - + 3H2O 例例7.4 配平配平: Br2+OH- - Br- -+

22、BrO3- - (1) 1/2 Br2 Br - - 1/2 Br2 BrO3- - 1/2 Br2 BrO3- -511/2 Br2 Br - - + e5e+ +3H2O+6OH- -+第22頁/共107頁 氧化還原反應(yīng)的原因是電子轉(zhuǎn)移，而電子轉(zhuǎn)移的氧化還原反應(yīng)的原因是電子轉(zhuǎn)移，而電子轉(zhuǎn)移的原因是電極電勢不同。原因是電極電勢不同。銅鋅原電池銅鋅原電池 原電池原電池1、能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置稱為原電池。、能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置稱為原電池。CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4 將下列反應(yīng)設(shè)置成右圖裝置進(jìn)行反應(yīng)：將下列反應(yīng)設(shè)置成右圖裝置進(jìn)行反應(yīng)：根據(jù)電流的方向可以判斷根據(jù)電流的

23、方向可以判斷電子從鋅極流向銅極，它電子從鋅極流向銅極，它表明，氧化還原反應(yīng)的實(shí)表明，氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子從還原劑轉(zhuǎn)移向質(zhì)是電子從還原劑轉(zhuǎn)移向氧化劑，氧化劑，第23頁/共107頁兩個(gè)半電池由鹽橋接通內(nèi)電路兩個(gè)半電池由鹽橋接通內(nèi)電路，外電路由導(dǎo)線和安培計(jì)連通，外電路由導(dǎo)線和安培計(jì)連通。鋅半電池鋅半電池由由鋅電極和鋅鹽鋅電極和鋅鹽溶液（溶液（ZnSO4）組成。）組成。銅半電池銅半電池由銅電由銅電極和銅鹽溶液（極和銅鹽溶液（CuSO4）組成。）組成。鹽鹽橋橋?qū)Ь€導(dǎo)線2. . 原電池的組成原電池的組成第24頁/共107頁鹽橋：鹽橋：飽和飽和KCl溶液（瓊脂）溶液（瓊脂）作用：作用：導(dǎo)通二溶液，中和反

24、應(yīng)中過剩電荷。導(dǎo)通二溶液，中和反應(yīng)中過剩電荷。負(fù)極負(fù)極： Zn2+增加，增加， Cl- -中和之，以免使反應(yīng)終止中和之，以免使反應(yīng)終止；正極：正極： Cu2+減少，減少，SO42- -過剩，過剩，K+中和之，以免中和之，以免使反應(yīng)終止。使反應(yīng)終止。原電池由兩個(gè)原電池由兩個(gè)半反應(yīng)半反應(yīng)組成，每個(gè)半反應(yīng)稱為一組成，每個(gè)半反應(yīng)稱為一個(gè)個(gè)電極電極，電極的正負(fù)可由電子的流向確定。，電極的正負(fù)可由電子的流向確定。輸輸出電子的電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；輸入電出電子的電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；輸入電子的電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。子的電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。將兩個(gè)電極將兩個(gè)電極反應(yīng)合并即得原電池的總反應(yīng)。反應(yīng)

25、合并即得原電池的總反應(yīng)。鋅電極（負(fù)極，氧化反應(yīng)）鋅電極（負(fù)極，氧化反應(yīng)） Zn Zn2+2e銅電極（正極，還原反應(yīng)）銅電極（正極，還原反應(yīng)） Cu2+ +2e Cu原電池反應(yīng)：原電池反應(yīng)： Zn+ Cu2+ = Zn2+ Cu第25頁/共107頁 原電池中，每個(gè)電極反應(yīng)都對應(yīng)一個(gè)電對，原電池中，每個(gè)電極反應(yīng)都對應(yīng)一個(gè)電對，每個(gè)電極中均含有同一元素的具有不同氧化數(shù)每個(gè)電極中均含有同一元素的具有不同氧化數(shù)的一對物質(zhì)，電對中具有的一對物質(zhì)，電對中具有較高氧化數(shù)較高氧化數(shù)的物質(zhì)稱的物質(zhì)稱為為氧化型（氧化態(tài)）物質(zhì)氧化型（氧化態(tài)）物質(zhì)，具有，具有較低氧化數(shù)較低氧化數(shù)的的物質(zhì)稱為物質(zhì)稱為還原型（還原態(tài)）物質(zhì)

26、還原型（還原態(tài)）物質(zhì)，電極符號，電極符號“氧化型氧化型/還原型還原型”表示。如表示。如Cu2+2e=Cu電極反電極反應(yīng)的電對為應(yīng)的電對為Cu2+/Cu，電對，電對 Zn2+/Zn電極反應(yīng)是電極反應(yīng)是Zn=Zn2+2e。3. 氧化還原電對氧化還原電對同一元素不同氧化數(shù)的兩種物質(zhì)同一元素不同氧化數(shù)的兩種物質(zhì),稱為氧化還稱為氧化還原電對原電對,簡稱電對簡稱電對.第26頁/共107頁氣體離子電極氣體離子電極: :2H+2e=H2 電極符號為：電極符號為：Pt，H2(p)|H+(c) 金屬金屬金屬難溶鹽金屬難溶鹽難溶鹽陰離子電極難溶鹽陰離子電極: : Hg2Cl2+2e=2Hg+2Cl- - 電極符號：

27、電極符號：Hg- Hg2Cl2(s)Cl- -(c) 4. 常用的電極常用的電極大致可分為大致可分為四種類型四種類型AgCl+e=Ag+Cl- - 電極符號電極符號: : Ag-AgCl(s)|Cl- -(c)金屬金屬離子電極金屬金屬離子電極：Zn2+2e=Zn ZnZn2+(c)氧化還原電極氧化還原電極 : Fe3+ + e = Fe2+ 電極符號為：電極符號為：PtFe3+(c1)，F(xiàn)e2+(c2)第27頁/共107頁書寫電池符號時(shí)有如下規(guī)定：書寫電池符號時(shí)有如下規(guī)定：（1 1） 習(xí)慣上把負(fù)極寫在左邊，正極寫在右邊。習(xí)慣上把負(fù)極寫在左邊，正極寫在右邊。（2 2） 用用“”表示物質(zhì)之間的相界

28、面。表示物質(zhì)之間的相界面。（3 3） 用用“”表示鹽橋。表示鹽橋。（4 4）電極物質(zhì)為溶液時(shí)，要）電極物質(zhì)為溶液時(shí)，要注明其濃度注明其濃度，溶液含，溶液含兩種離子用兩種離子用“，”分開；如為氣體應(yīng)分開；如為氣體應(yīng)注明其分壓注明其分壓。（5 5） 某些電對如某些電對如Fe3+/Fe2+，H+/H2，Sn4+/Sn2+等等需要惰性電極材料。常用的惰性電極材料有鉑和需要惰性電極材料。常用的惰性電極材料有鉑和石墨等。石墨等。第28頁/共107頁例例7-5 寫出下列氧化還原反應(yīng)的電池符號寫出下列氧化還原反應(yīng)的電池符號 （1）Fe+2H+(1.0molL-1)=Fe2+(0.1molL-1)+H2(100

29、kPa)（2）2Fe3+(1.0molL-1)+Sn2+(1.0molL-1) =2Fe2+(1.0molL-1) +Sn4+(1.0 molL-1) (- -) Fe（s）Fe2+(0.1 molL-1) H+(1.0 molL-1) H2(100kPa)，Pt(+)解解(1) 寫出電極反應(yīng)寫出電極反應(yīng)（-）Fe=Fe2+2e （+） 2H+2e=H2(2)(- -) PtSn2+(1.0 molL-1), Sn4+(1.0 molL-1) Fe3+(1.0 molL-1), Fe2+ (1.0 molL-1), Pt(+)第29頁/共107頁原電池電動勢：原電池電動勢：E= 0 ()還原劑

30、失電子還原劑失電子: Mn2+4H2O5e MnO4- -+8H+解：解：(+) 氧化劑得電子氧化劑得電子:NaBiO3+6H+2eNa+Bi3+3H2O（3） 2Mn2+5NaBiO3+14H+=5Na+5Bi3+2MnO4- -+7H2OBi3+(1molL-1),Na+(1molL-1) ,H+(1molL-1) NaBiO3(s) , Pt(+)()Pt Mn2+(1molL-1) ,MnO4- -(1molL-1) ,H+(1molL-1) 第30頁/共107頁1.電極電勢產(chǎn)生電極電勢產(chǎn)生 原電池兩電極存在電勢差，說明每個(gè)電極都有原電池兩電極存在電勢差，說明每個(gè)電極都有一定的電極電勢

31、。電極電勢是怎樣產(chǎn)生的？一定的電極電勢。電極電勢是怎樣產(chǎn)生的？ 在金屬與其鹽溶液中存在著如下平衡：在金屬與其鹽溶液中存在著如下平衡： 平衡時(shí)，若平衡時(shí)，若溶解溶解的傾向占優(yōu)勢，則金屬板的傾向占優(yōu)勢，則金屬板上帶上帶負(fù)電荷負(fù)電荷，溶液中金屬離子受金屬板上負(fù)電，溶液中金屬離子受金屬板上負(fù)電荷的吸引聚集在金屬周圍，整齊地排列在金屬荷的吸引聚集在金屬周圍，整齊地排列在金屬板外側(cè)，形成板外側(cè)，形成雙電層雙電層結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 電極電勢與電池的電動勢M溶解溶解沉積沉積Mn+ne第31頁/共107頁+活潑金屬活潑金屬:Zn - - 2e = Zn2+如：當(dāng)金屬電極如：當(dāng)金屬電極(Zn)放入放入該金屬鹽離子溶液中

32、時(shí)，該金屬鹽離子溶液中時(shí)，存在兩種反應(yīng)傾向：存在兩種反應(yīng)傾向：ZnZn2+2e Zn2+2e Zn 平衡時(shí)，如果反應(yīng)平衡時(shí)，如果反應(yīng)(1)大于大于反應(yīng)反應(yīng)(2)，則金屬電極表面積，則金屬電極表面積累負(fù)電荷，電極表面附近溶累負(fù)電荷，電極表面附近溶液積累正電荷，如右圖所示液積累正電荷，如右圖所示，結(jié)果電極與溶液之間產(chǎn)生，結(jié)果電極與溶液之間產(chǎn)生了電勢差；了電勢差；金屬越活潑金屬越活潑, ,電極表面積累的負(fù)電荷越多，電電極表面積累的負(fù)電荷越多，電極的電勢越低極的電勢越低, ,反之反之, ,則越高。則越高。第32頁/共107頁 平衡時(shí)，如果反應(yīng)平衡時(shí)，如果反應(yīng)(2)大于反應(yīng)大于反應(yīng)(1)，則產(chǎn)生的，則產(chǎn)

33、生的電勢差符號相反。例如電勢差符號相反。例如金屬電極金屬電極(Cu)+不活潑金不活潑金屬屬:Cu2+ + + 2e = Cu由于雙電層的形成，金屬和它的鹽溶液之間由于雙電層的形成，金屬和它的鹽溶液之間就產(chǎn)生了電勢差，這種電勢差稱為該電極的就產(chǎn)生了電勢差，這種電勢差稱為該電極的電極電勢。電極電勢。單位是伏特（單位是伏特（V）第33頁/共107頁規(guī)律規(guī)律： 金屬的金屬的活潑性越強(qiáng)活潑性越強(qiáng)、溶液濃度越稀，其離子、溶液濃度越稀，其離子的沉積傾向就越小，金屬荷負(fù)電荷越多，平衡的沉積傾向就越小，金屬荷負(fù)電荷越多，平衡時(shí)時(shí)電極電勢越低電極電勢越低負(fù)極負(fù)極。金屬金屬活潑性越小活潑性越小、溶液濃度越濃，其離子

34、沉積、溶液濃度越濃，其離子沉積的傾向就大，金屬荷負(fù)電荷數(shù)越少，的傾向就大，金屬荷負(fù)電荷數(shù)越少，電極電勢電極電勢越高越高正極正極。 第34頁/共107頁2、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢 國際規(guī)定國際規(guī)定參與電極反應(yīng)的所有各物質(zhì)均處于參與電極反應(yīng)的所有各物質(zhì)均處于熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)（離子或分子濃度均為熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)（離子或分子濃度均為1 molL-1;氣體分壓為氣體分壓為100kPa；固體、液體則均為純凈物；固體、液體則均為純凈物質(zhì)）下測定的電極電勢稱為質(zhì)）下測定的電極電勢稱為標(biāo)準(zhǔn)電極電勢標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，以，以 表示表示 。如果原電池的兩個(gè)電極均為標(biāo)準(zhǔn)電。如果原電池的兩個(gè)電極均為標(biāo)準(zhǔn)電極，這時(shí)的電池稱為標(biāo)準(zhǔn)電

35、池，其電動勢為極，這時(shí)的電池稱為標(biāo)準(zhǔn)電池，其電動勢為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢準(zhǔn)電池電動勢，用，用 表示：表示：EE規(guī)定：規(guī)定：298K時(shí)時(shí) (H+/H2)0.0000V第35頁/共107頁2H+(1moll-1)+2e H2 (100KPa)100kPa H21molL-1 H+將鉑黑電極將鉑黑電極(鉑鉑片表面鍍上多片表面鍍上多孔的鉑黑孔的鉑黑)放入放入氫離子濃度為氫離子濃度為moll- -1 的的酸溶液中酸溶液中(如鹽如鹽酸酸),通入壓力為通入壓力為100kPa的氫氣的氫氣，使上述氫電，使上述氫電極半反應(yīng)達(dá)到極半反應(yīng)達(dá)到平衡。平衡。第36頁/共107頁(- -) ZnZn2+ (1molL- -1)

36、 | H+(1molL- -1)H2(100 kPa) Pt,(+) (Zn2+/Zn)- -0.760 V 要要測定測定某電極的某電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，可將待測的標(biāo)，可將待測的標(biāo)準(zhǔn)電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池，在準(zhǔn)電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池，在298K下，下，用電位計(jì)測定原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢，即可求出待用電位計(jì)測定原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢，即可求出待測電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。如：測電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。如：0760. 0E測得測得VE760. 0則：則：第37頁/共107頁甘汞電極甘汞電極 : Hg2Cl2+2e 2Hg+2Cl- -電極符號電極符號:HgHg2Cl2(s) Cl- -(c)當(dāng)當(dāng)(

37、Cl- -)=1molL- -1 當(dāng)當(dāng)Cl- -飽和時(shí)飽和時(shí) V因標(biāo)準(zhǔn)氫電極使用不方便因標(biāo)準(zhǔn)氫電極使用不方便,常用飽和甘汞電極作參常用飽和甘汞電極作參比電極比電極.第38頁/共107頁 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢是一個(gè)很重要的物理常數(shù)，它標(biāo)準(zhǔn)電極電勢是一個(gè)很重要的物理常數(shù)，它將物質(zhì)在水溶液中的氧化還原能力將物質(zhì)在水溶液中的氧化還原能力定量化定量化. .附錄附錄1111標(biāo)準(zhǔn)電極電勢高標(biāo)準(zhǔn)電極電勢高，說明電對中氧化型物質(zhì)在標(biāo)，說明電對中氧化型物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下氧化能力強(qiáng)，還原型物質(zhì)的還原能力弱準(zhǔn)態(tài)下氧化能力強(qiáng)，還原型物質(zhì)的還原能力弱。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢低標(biāo)準(zhǔn)電極電勢低，說明標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，電對中還原，說明標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，電對中還原型

38、物質(zhì)的還原能力強(qiáng)，氧化型物質(zhì)的氧化能力型物質(zhì)的還原能力強(qiáng)，氧化型物質(zhì)的氧化能力弱。弱。 VMnMnOVClCl51. 1/36. 1/42MnO4- -、Cl2是強(qiáng)氧化劑是強(qiáng)氧化劑， MnO4- -氧化能力最強(qiáng)氧化能力最強(qiáng)；Mn2+還原能力最弱。還原能力最弱。第39頁/共107頁氧氧 化化 性性 增增 強(qiáng)強(qiáng)還還 原原 性性 增增 強(qiáng)強(qiáng) 常用電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢常用電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢 (298.15K) 半反應(yīng)半反應(yīng) /VZn2+ 2e Zn - -0.7681Fe2+ 2e Fe - -0.447Sn2+ 2e Sn - -0.1375 Pb2+ 2e Pb - -0.1262 2H+ 2e H

39、2 0.0000 Cu2+ 2e Cu 0.3419 I2 + 2e 2I- - 0.5355 O2 + 2H+ +2e H2O2 0.695 Fe3+ +e Fe2+ 0.771 Cl2 + 2e 2Cl- - 1.35827 F2 + 2e 2F- - 2.866氧化態(tài)物氧化態(tài)物質(zhì)質(zhì)還原態(tài)物還原態(tài)物質(zhì)質(zhì) 值值增增大大第40頁/共107頁標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表分為酸表和堿表。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表分為酸表和堿表。 ZnZn2+2e Zn2+2e Zn (Zn2+/Zn)- -0.760 V 值的大小反映物質(zhì)得失電子的能力，是一值的大小反映物質(zhì)得失電子的能力，是一個(gè)強(qiáng)度性質(zhì)，與參加電極反應(yīng)的物質(zhì)數(shù)量無關(guān)個(gè)強(qiáng)度

40、性質(zhì)，與參加電極反應(yīng)的物質(zhì)數(shù)量無關(guān)。 不適應(yīng)于非水溶液系統(tǒng)。不適應(yīng)于非水溶液系統(tǒng)。 值的大小與值的大小與反應(yīng)速率無關(guān)。反應(yīng)速率無關(guān)。Cl2+2e=2Cl- - 1/2Cl2+e=Cl- - (Cl2/Cl- -)1.36 V在使用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢時(shí)應(yīng)在使用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢時(shí)應(yīng)注意注意以下幾點(diǎn)：以下幾點(diǎn)： 值與電極反應(yīng)進(jìn)行的方向無關(guān)；值與電極反應(yīng)進(jìn)行的方向無關(guān)； .酸性溶液或中性溶液的電酸性溶液或中性溶液的電極電勢在極電勢在酸表酸表中中( A)查找查找堿性溶液中的電極堿性溶液中的電極電勢中堿電勢中堿 表表( B)查查找找第41頁/共107頁 電極電勢的應(yīng)用電極電勢的應(yīng)用1、 比較氧化劑、還原劑的相對強(qiáng)弱

41、比較氧化劑、還原劑的相對強(qiáng)弱 在標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表中，在標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表中， 值值越大越大，電極反，電極反應(yīng)中應(yīng)中氧化型物質(zhì)氧化型物質(zhì)愈易得到電子，是愈易得到電子，是強(qiáng)氧化劑強(qiáng)氧化劑，而而還原型物質(zhì)還原型物質(zhì)則是則是弱還原劑弱還原劑。 例例7. 6K、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，從下列電對中選擇出最、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，從下列電對中選擇出最強(qiáng)的氧化劑和最強(qiáng)的還原劑，并列出各種氧強(qiáng)的氧化劑和最強(qiáng)的還原劑，并列出各種氧化型物質(zhì)的氧化能力和還原型物質(zhì)的還原能化型物質(zhì)的氧化能力和還原型物質(zhì)的還原能力的強(qiáng)弱順序。力的強(qiáng)弱順序。電極電勢負(fù)值越大，還原型物質(zhì)的還原性越強(qiáng)；電極電勢負(fù)值越大，還原型物質(zhì)的還原性越強(qiáng)；電極電勢正值越大，氧化型

42、物質(zhì)的氧化性越強(qiáng)。電極電勢正值越大，氧化型物質(zhì)的氧化性越強(qiáng)。第42頁/共107頁解解：查得：查得：3+2+4+22Cl Fe I CuSn還原型物質(zhì)的還原能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋哼€原型物質(zhì)的還原能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?+2+Sn CuI Fe ClVSnSnVCuCuVIIVFeFeVClCl154. 0)/(339. 0)/(54. 0)/(771. 0)/(36. 1)/(2422232第43頁/共107頁 例例7.7 已知已知 (Mg2+/Mg)=2.372V， (Cu2+/Cu)=0.34V， (O2/OH)=0.40V，三個(gè)電對中氧化態(tài)物質(zhì)氧，三個(gè)電對中氧化態(tài)物質(zhì)氧化性強(qiáng)弱次序?yàn)椋ɑ?/p>

43、強(qiáng)弱次序?yàn)椋?） 。（A）Mg2+Cu2+O2 （B）O2Mg2+Cu2+ （C）MgCuOH （D）O2Cu2+Mg2+D第44頁/共107頁2、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向 非標(biāo)非標(biāo)態(tài)態(tài)代入代入對氧化還原反應(yīng)，對氧化還原反應(yīng)，“最大有用功最大有用功”即電即電功：功：得：得：（體系對外做功為負(fù)（體系對外做功為負(fù)）nFErGm標(biāo)態(tài)標(biāo)態(tài)nFErGmmaxWrGmnFEQEW電功E : 電動勢電動勢 Q : 電量電量第45頁/共107頁當(dāng)當(dāng)rGm0，E0，反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行；，反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)當(dāng)rGm0，E0，反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行；，反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)當(dāng)rGm0，E0，反

44、應(yīng)處于平衡狀態(tài)。，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。E 自發(fā)的氧化還原反應(yīng)總是向自發(fā)的氧化還原反應(yīng)總是向 值值較大較大電對電對中氧化型物質(zhì)氧化中氧化型物質(zhì)氧化 值值較小較小電對中還原型物電對中還原型物質(zhì)的方向進(jìn)行，兩電對質(zhì)的方向進(jìn)行，兩電對 值值相差愈大相差愈大，反應(yīng)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢愈大，反應(yīng)進(jìn)行的程度自發(fā)進(jìn)行的趨勢愈大，反應(yīng)進(jìn)行的程度愈完全愈完全。但。但 與與反應(yīng)速率無關(guān)反應(yīng)速率無關(guān)。氧化還原反應(yīng)方向的判據(jù)：氧化還原反應(yīng)方向的判據(jù)：第46頁/共107頁 （1 1）氧化還原反應(yīng)方向：氧化還原反應(yīng)方向：總是較強(qiáng)的氧化劑總是較強(qiáng)的氧化劑與較強(qiáng)的還原劑相互作用，生成較弱的還原劑與較強(qiáng)的還原劑相互作用，生成較弱的

45、還原劑和較弱的氧化劑。和較弱的氧化劑。注意注意： 強(qiáng)氧化型強(qiáng)氧化型 強(qiáng)還原型強(qiáng)還原型 弱還原型弱還原型 弱氧化型弱氧化型 即電極電勢大的氧化型和電極即電極電勢大的氧化型和電極電勢小的還原型可以發(fā)生反應(yīng)電勢小的還原型可以發(fā)生反應(yīng)。 根據(jù)反應(yīng)式查表求出氧化劑電對和還原劑電根據(jù)反應(yīng)式查表求出氧化劑電對和還原劑電對的電極電勢。對的電極電勢。 把氧化還原反應(yīng)當(dāng)作原電池，求出電池電動把氧化還原反應(yīng)當(dāng)作原電池，求出電池電動勢：勢： E (氧化劑電對氧化劑電對) (還原劑電對還原劑電對) E0 0，則反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，E 0，則反應(yīng)非自發(fā)。，則反應(yīng)非自發(fā)。第47頁/共107頁例例7.8 試試解釋在

46、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，解釋在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，F(xiàn)eCl3溶液為什么可溶液為什么可以溶解銅板？以溶解銅板？解解:2Fe3+ + Cu2Fe2+ + Cu2+ 標(biāo)態(tài)時(shí)標(biāo)態(tài)時(shí)，用，用 判斷方向；判斷方向；E非標(biāo)態(tài)時(shí)非標(biāo)態(tài)時(shí)，用，用 判斷方向！判斷方向！E *當(dāng)無沉淀、配合物影響時(shí)，當(dāng)無沉淀、配合物影響時(shí)，非標(biāo)態(tài)時(shí)非標(biāo)態(tài)時(shí)也可也可近似近似用用 判斷：當(dāng)判斷：當(dāng)2nE,2 . 0 VE,2 . 0 VE,2 . 02 . 0VVE無法確定無法確定第48頁/共107頁查表查表 : (Fe3+/Fe2+)0.771V (Cu2+E + - -0.771- - 0.3370.434V所以在標(biāo)態(tài)下溶解反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。所以在標(biāo)態(tài)下

47、溶解反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。VPbPb126. 0)/(2VSnSn138. 0)/(2解解:2+2+Sn(s)+Pb (aq)Sn (aq)+Pb(s)例例7.9 判斷下列反應(yīng)在判斷下列反應(yīng)在298K標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下自發(fā)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下自發(fā)進(jìn)行的方向的方向. 0012. 0138. 0126. 0VE 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下, Pb2+ 做氧化劑，做氧化劑，Sn 做還做還原劑，上述氧化還原反應(yīng)原劑，上述氧化還原反應(yīng)正向正向進(jìn)行。進(jìn)行。第49頁/共107頁（A）Mn2+，F(xiàn)e3+（B） KMnO4 ，Sn4+ （C）Fe3+， Sn2+ VSnSnVFeFeVMnMnO154. 0)/(771. 0)/(51.

48、1)/(242324例例7.10 已知已知 則標(biāo)態(tài)下，不能則標(biāo)態(tài)下，不能共存的一組物質(zhì)是（共存的一組物質(zhì)是（ ）C均為氧化劑，可均為氧化劑，可共存共存,154. 0771. 0VVFe3+可與可與Sn2+反應(yīng)，反應(yīng)，不能不能共存。共存。第50頁/共107頁 例例 已知反應(yīng)已知反應(yīng) 2Fe3+ +Cu = Cu2+ +2Fe2+， Fe + Cu2+ = Cu +Fe2+, 則反應(yīng)則反應(yīng)物質(zhì)中最強(qiáng)的氧化劑和還原劑是（物質(zhì)中最強(qiáng)的氧化劑和還原劑是（ ）。）。（A）Cu2+和和 Fe （B）Fe3+和和 Fe （C）Fe3+和和 Cu （D）Cu2+和和 Cu B例例 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)2Fe

49、3+2I- -=2Fe2+I2反應(yīng)的反應(yīng)的rG和和E,判斷此反應(yīng)能否進(jìn)行判斷此反應(yīng)能否進(jìn)行,并用原電池符號表示此反并用原電池符號表示此反應(yīng)應(yīng).解解: 查表查表(Fe3+/Fe2+ (I2/I- -由反應(yīng)可知由反應(yīng)可知Fe3+是氧化劑是氧化劑,I- -是還原劑是還原劑,則則Fe3+/Fe2+電電對做對做正正極極, I2/I- -電對作電對作負(fù)負(fù)極極. .第51頁/共107頁E= +- - - - -rG=- -nFE=- -2 96500JV-1mol-1 =- -4.54515kJmol-1電池符號電池符號: (- -) Pt I2 , I- -(c) Fe3+ (c), Fe2+ (c) P

50、t (+)rG 0 , 所以反應(yīng)正向進(jìn)行所以反應(yīng)正向進(jìn)行.第52頁/共107頁3、選擇適當(dāng)?shù)难趸瘎┗蜻€原劑、選擇適當(dāng)?shù)难趸瘎┗蜻€原劑 有時(shí)需要使一種復(fù)雜溶液中的某些有時(shí)需要使一種復(fù)雜溶液中的某些成分發(fā)生氧化或還原作用，而不氧成分發(fā)生氧化或還原作用，而不氧化或還原其它組分，只有選擇適當(dāng)化或還原其它組分，只有選擇適當(dāng)?shù)难趸瘎┗蜻€原劑才能達(dá)到目的。的氧化劑或還原劑才能達(dá)到目的。第53頁/共107頁有一混合溶液含有一混合溶液含I- -、Br - -、Cl- -各各1 molL-1，欲使，欲使I- -氧化而不使氧化而不使Br- -、Cl- -氧化，試從氧化，試從Fe2(SO4)3和和KMnO4、SnCl

51、4中選出合理的氧化劑中選出合理的氧化劑 。VSnSnVIIVFeFeVBrBrVClClVMnMnO154. 0)/(54. 0)/(771. 0)/(07. 1)/(36. 1)/(51. 1)/(242232224解：查出各解：查出各 值值/V : 2 Fe3+ + 2 I- - = 2Fe2+ + I2SnCl4 太弱；太弱；MnO4- - 會把會把 I - -、Br - -、Cl - -都氧化，都氧化，不合要求。但不合要求。但 Fe3+不會把不會把 Br-, Cl- 氧化，氧化， Fe2(SO4)3是合適的氧化劑是合適的氧化劑 ：第54頁/共107頁4、判斷氧化還原反應(yīng)的次序、判斷氧化

52、還原反應(yīng)的次序 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢差的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢差的差值越大差值越大，越，越先先被氧化。所以，一種氧化劑可以氧被氧化。所以，一種氧化劑可以氧化幾種還原劑時(shí)，化幾種還原劑時(shí)，首先氧化最強(qiáng)的首先氧化最強(qiáng)的還原劑還原劑。同理，還原劑首先還原最。同理，還原劑首先還原最強(qiáng)的氧化劑。必須指出，上述判斷強(qiáng)的氧化劑。必須指出，上述判斷未涉及反應(yīng)速率的問題。未涉及反應(yīng)速率的問題。第55頁/共107頁有一混合溶液含有一混合溶液含I- -、Br - -、Cl- -各各1 molL- -1，加，加入入KMnO4，反應(yīng)順序？，反應(yīng)順序？解：查出各解：查出各 值值/V :VIIVBrBrVClClVMnMnO54. 0)/(

53、07. 1)/(36. 1)/(51. 1)/(22224I- - Br- - Cl- -注意注意（1）非標(biāo)態(tài)時(shí)，非標(biāo)態(tài)時(shí)，用用 判斷！判斷！E（2）濃度不同、）濃度不同、E差別不大時(shí)，可能差別不大時(shí)，可能同同時(shí)反應(yīng)時(shí)反應(yīng)或或順序相反順序相反！氧化劑和還原劑電對標(biāo)準(zhǔn)電極電勢相差最大的氧化劑和還原劑電對標(biāo)準(zhǔn)電極電勢相差最大的最先反應(yīng)最先反應(yīng),這里沒有考慮反應(yīng)速率問題這里沒有考慮反應(yīng)速率問題.第56頁/共107頁5、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度若反應(yīng)在若反應(yīng)在298K下進(jìn)行，則有下進(jìn)行，則有 VnEK0592.0lgnFErGmKRTrGmlg303. 2RTnFEK30

54、3. 2lg第57頁/共107頁注意注意（1）T 影響不大，可近似用上式；影響不大，可近似用上式；（2）n為電池反應(yīng)得失電子的最小公倍數(shù)；為電池反應(yīng)得失電子的最小公倍數(shù)；（3）非標(biāo)態(tài)時(shí)，是否非標(biāo)態(tài)時(shí)，是否VnEK0592.0lg錯！錯！ 與濃度無關(guān)。仍用：與濃度無關(guān)。仍用：KVnEK0592.0lg一般認(rèn)為一般認(rèn)為 10106 6時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行的很完全時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行的很完全，對于大多數(shù)反應(yīng)，對于大多數(shù)反應(yīng)，n2, 0.2Vn2, 0.2V反應(yīng)就反應(yīng)就進(jìn)行的很完全了。進(jìn)行的很完全了。 KE第58頁/共107頁 求下列反應(yīng)的平衡常數(shù)求下列反應(yīng)的平衡常數(shù): Sn2+Hg2+=Sn4+Hg(l)n

55、EKV0592. 0lg =n+ - - - -V0592. 0E= (Hg2+/Hg)- - (Sn4+/Sn2+)- -nEKV0592. 0lg =0592. 020.700K 1024K很大很大,該反應(yīng)正向進(jìn)行的程度很大該反應(yīng)正向進(jìn)行的程度很大,在化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)中一般認(rèn)為中一般認(rèn)為K為為105時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的很徹底時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的很徹底.第59頁/共107頁求難溶物質(zhì)的溶度積常數(shù)求難溶物質(zhì)的溶度積常數(shù)例例8.14計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)CuI(s) Cu+(aq)+I- -(aq)的的Ksp和和rGm.解解: 解法一解法一 這是一個(gè)非氧化還原反應(yīng)這是一個(gè)非氧化還原反應(yīng),將反應(yīng)式

56、兩邊加單質(zhì)將反應(yīng)式兩邊加單質(zhì)CuCu + CuI Cu+(aq) + I- -(aq) + Cu(+) Cu+ + e = Cu (Cu+/Cu)=0.521V (1)(- -) CuI + e =Cu + I- - (CuI/Cu)=- -0.1852V (2)(2)- -(1): CuI(s) Cu+(aq)+I- -(aq)E= (2)- - (1)=-0.521V=- -lgK = = = - -11.929 K=1.18 10- -12nE0.0592- -0.7062 10.0592K = Ksp = 10- -12第60頁/共107頁rG=- -nFE=- -(- -0.7062

57、V) 96500JV- -1mol- -1 = 6.81 104Jmol- -1 = 68.1kJmol- -1解法二解法二:查表查表:(Cu+/Cu)=0.521V , (CuI/Cu)=- -0.1852V (CuI/Cu)= (Cu+/Cu)= (Cu+/Cu)+0.0592lgCu+ =0.521+0.0592lg = 0.521+0.0592lgKspKsp I- - lgKsp= = =- -11.929- -0.1852- -0.5210.0592- -0.70620.0592Ksp= 10- -12rG=- -nFE=- -(- -0.7062V) 96500JV- -1mol

58、- -1 = 6.81 104Jmol- -1 = 68.1kJmol- -1第61頁/共107頁V799. 0解解： 把以上兩電極反應(yīng)組成原電池：把以上兩電極反應(yīng)組成原電池：(-) Ag+Cl- - = AgCl(s)+e (+) Ag+e=AgV222. 0電池反應(yīng)電池反應(yīng)AgAg+ + +Cl- - = AgCl(s)spKK175. 90592. 0)222. 0799. 0(10592. 0lgVVVnEK1091078. 111062. 5KKKsp例例7.15 已知已知 AgCl(s)+e=Ag+Cl- - = =0.222V Ag+e=Ag = =0.799V求求AgCl的的

59、(298K)。spK第62頁/共107頁從以上計(jì)算可以看出從以上計(jì)算可以看出, K 越大越大,正反應(yīng)趨勢正反應(yīng)趨勢越大越大,反應(yīng)進(jìn)行得越徹底反應(yīng)進(jìn)行得越徹底,即即正負(fù)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢正負(fù)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢差值越大差值越大, K E的值也可判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度的值也可判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度,與與用用rGm判斷反應(yīng)的程度結(jié)論是一樣的判斷反應(yīng)的程度結(jié)論是一樣的. 使用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢時(shí)注意事項(xiàng)使用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢時(shí)注意事項(xiàng): 只是從熱力學(xué)的角度來判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行只是從熱力學(xué)的角度來判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的可能性和反應(yīng)達(dá)到的程度的可能性和反應(yīng)達(dá)到的程度. 反映的是反應(yīng)體系在平衡時(shí)的一種特征反映的是反應(yīng)體系在平衡

60、時(shí)的一種特征,與反與反應(yīng)速率無關(guān)應(yīng)速率無關(guān).如如Li+/Li的電極電勢的電極電勢小于小于Na+/Na的電極的電極電勢電勢,說明說明Li比比Na活潑活潑,但但Na與與H2O的反應(yīng)速率卻比的反應(yīng)速率卻比Li快快. 值是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下在水溶液中測定的值是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下在水溶液中測定的,對于判對于判斷高溫固相的非水溶液反應(yīng)不適應(yīng)斷高溫固相的非水溶液反應(yīng)不適應(yīng).第63頁/共107頁7.3.2 影響電極電勢的因素影響電極電勢的因素7.3.1 能斯特（能斯特（Nernst）方程式）方程式第64頁/共107頁 7.3 7.3 影響電極電勢的因素影響電極電勢的因素 氧化還原反應(yīng)經(jīng)常是在氧化還原反應(yīng)經(jīng)常是在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)