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无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案章氧化还原反应章氧化还原反应章氧化还原反应章氧化还原反应Chapter4OxidationandReductionReactionChapter4OxidationandReductionReactionChapter4OxidationandReductionReactionChapter4OxidationandReductionReaction2020/12/1812020/12/182氧化还原反应MnO2+4HCl(浓浓)MnCl2+Cl2+2H2OMnO2氧化剂氧化剂HCl还原剂还原剂MnO2中的中的Mn被还原被还原HCl中中的的Cl被氧化被氧化失去电子的过程叫氧化失去电子的过程叫氧化 得到电子的过程叫还原得到电子的过程叫还原失去电子的物质被氧化失去电子的物质被氧化 得到电子的物质被还原得到电子的物质被还原失去电子的物质叫还原剂失去电子的物质叫还原剂 得到电子的物质叫氧化剂得到电子的物质叫氧化剂在一个氧化还原反应中在一个氧化还原反应中,氧化和氧化和 还原两个过程总是同时发生的还原两个过程总是同时发生的.2020/12/1831.1.氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平2.2.电极电势概念，影响电极电势的电极电势概念，影响电极电势的3.3.因素及电极电势的应用因素及电极电势的应用4.4.3.3.氧化剂、还原剂的相对强弱氧化剂、还原剂的相对强弱5.5.4.4.氧化还原反应的方向和限度氧化还原反应的方向和限度6.6.5.5.元素的标准电极电势图及其应用元素的标准电极电势图及其应用 基本内容基本内容2020/12/1841.1.氧化数法、离子氧化数法、离子-电子法配平氧化电子法配平氧化2.2.还原反应方程式还原反应方程式3.3.2.2.影响电极电势的因素及电极电势的影响电极电势的因素及电极电势的4.4.应用应用5.5.3.3.氧化剂、还原剂的相对强弱氧化剂、还原剂的相对强弱6.6.4.4.氧化还原反应的方向和限度氧化还原反应的方向和限度7.7.5.5.元素的标准电极元素的标准电极电势图的应用电势图的应用 基本要求基本要求2020/12/185目录目录目录目录无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案4-14-1氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平4-24-2电极电势电极电势电极电势电极电势4-34-3氧化还原反应的方向和氧化还原反应的方向和氧化还原反应的方向和氧化还原反应的方向和限度限度限度限度4-44-4电势图及其应用电势图及其应用电势图及其应用电势图及其应用2020/12/186第一节第一节第一节第一节 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平第一节第一节第一节第一节 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平Balancing Oxidation Reduction EquationsBalancing Oxidation Reduction Equations无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案2020/12/187氧化数法氧化数法氧化数法氧化数法Oxidation state methodOxidation state method离子离子-电子法电子法Ion electron method 2020/12/1881.氧化数氧化数O.S.O.S.定义定义定义定义19701970年国际纯粹与应用化学联合会年国际纯粹与应用化学联合会确定：确定：(IUPAC)元素的氧化数是元素的一个原子元素的氧化数是元素的一个原子的形式荷电数的形式荷电数,这个荷电数可由假设把每个键中的电子指定给电负性较大的原子而求得。这个荷电数可由假设把每个键中的电子指定给电负性较大的原子而求得。4-1-1 氧化数法氧化数法2020/12/189电负性electronegativity是指分子中元素原子吸引电子的能力是指分子中元素原子吸引电子的能力元素原子吸引电子能力越大元素原子吸引电子能力越大,其电负性越大其电负性越大 元素原子吸引电子能力越小元素原子吸引电子能力越小,其电负性越小其电负性越小2020/12/1810在共价化合物中在共价化合物中,元素的氧化数等于该元素的原子偏近或偏离的电荷数。元素的氧化数等于该元素的原子偏近或偏离的电荷数。如如 HClHClCO2+4-2氧化数氧化数+11CO定义定义定义定义1.氧化数氧化数2020/12/1811在离子化合物中在离子化合物中,元素的氧化数等于该元素的离子电荷。元素的氧化数等于该元素的离子电荷。如如 NaClNaClCaSO4+2+6-2氧化数氧化数+11CaSO1.氧化数氧化数定义定义定义定义2020/12/1812(1)在单质中，元素原子的在单质中，元素原子的 氧化数为零。氧化数为零。1.氧化数氧化数规则规则规则规则2020/12/18131.氧化数氧化数规则规则规则规则(2)O的氧化数一般为的氧化数一般为-2但但 氟化物氟化物 如如O2F2OF2OFOF氧化数氧化数+1-1+2-1过氧化物过氧化物H2O2Na2O2HONaO氧化数氧化数+1-1+1-12020/12/18141.氧化数氧化数规则规则规则规则(3)H的氧化数一般为的氧化数一般为+1但但 活泼金属氢化物活泼金属氢化物如如NaHCaH2NaHCaH氧化数氧化数+1-1+2-12020/12/18151.氧化数氧化数规则规则规则规则(4)中性分子中，各元素原中性分子中，各元素原 子的氧化数的代数和为零。子的氧化数的代数和为零。如如P2O5PO氧化数氧化数x-22x+5(-2)=0+5如如Fe3O4FeO氧化数氧化数x-23x+4(-2)=0+8/32020/12/18161.氧化数氧化数规则规则规则规则(5)复杂离子中，各元素原子复杂离子中，各元素原子 氧化数的代数和等于离子氧化数的代数和等于离子 的总电荷。的总电荷。如如 Cr2O72-CrO氧化数氧化数x-22x+7(-2)=-2+62020/12/18171.氧化数氧化数注意注意注意注意(1)氧化数可以是正数、氧化数可以是正数、负数、整数、分数、零。负数、整数、分数、零。(2)氧化数与共价数不同氧化数与共价数不同 如如 C氧化值氧化值 C共价数共价数 CO2 +4 4+4 4+4 4+4 4 CH4 -4 4-4 4-4 4-4 4 2020/12/1818(1)(1)元素原子氧化数升高的元素原子氧化数升高的(2)(2)总数等于元素原子氧化总数等于元素原子氧化(3)(3)数降低的总数数降低的总数(2)(2)反应前后各元素的原子反应前后各元素的原子 总数相等总数相等配平原则配平原则配平原则配平原则2.配平方法配平方法2020/12/1819(2)(2)找出元素原子氧化数降低值与找出元素原子氧化数降低值与 元素原子氧化数升高值元素原子氧化数升高值(1)(1)写出未配平的反应方程式写出未配平的反应方程式 HClO3+P4+H2OHCl+H3PO40+5(-1)-(+5)=(-6)HClO3+P4+H2O HCl+H3PO4(+5)-0=(+5)+5-1配平步骤配平步骤配平步骤配平步骤2020/12/1820(3)(3)根据第一条规则，求出各根据第一条规则，求出各 元素原子氧化数升降值的最小公倍数元素原子氧化数升降值的最小公倍数10HClO3+3P4+H2O10HCl+12H3PO4+50-1+5(-6)10=(-60)(+5)43=(+60)(4)(4)用观察法配平氧化数未改变的元用观察法配平氧化数未改变的元 素原子数目素原子数目 10HClO10HClO3 3+3P+3P4 4+18H+18H2 2O 1O 10HCl+12HHCl+12H3 3POPO4 4配平配平配平配平步骤步骤步骤步骤2020/12/1821(2)(2)找出元素原子氧化数降低值与元素找出元素原子氧化数降低值与元素 原子氧化数升高值原子氧化数升高值(1)(1)写出未配平的反应方程式写出未配平的反应方程式PbOPbO2 2+MnBr+MnBr2 2+HNO+HNO3 3 Pb(NOPb(NO3 3)2 2+Br+Br2 2+HMnO+HMnO4 4+H+H2 2O O (+2)-(+4)=(-2)PbOPbO2 2+MnBr+MnBr2 2+HNO+HNO3 3Pb(NOPb(NO3 3)2 2+Br+Br2 2+HMnO+HMnO4 4+H+H2 2O O+2+4+2+7-100-(-1)=(+1)(+7)-(+2)=(+5)例例例例2020/12/1822(3)根据第一条规则，求出各根据第一条规则，求出各 元素原子氧化数升降值的最小公倍数元素原子氧化数升降值的最小公倍数(4)(4)用观察法配平氧化数未变的元素原子数目用观察法配平氧化数未变的元素原子数目7PbO2+2MnBr2+14HNO37Pb(NO3)2+2Br2+2HMnO4+6H2O (-2)7=14-10+2+7+2PbOPbO2 2+MnBr+MnBr2 2+HNO+HNO3 3 Pb(NOPb(NO3 3)2 2+Br+Br2 2+HMnO+HMnO4 4+H+H2 2O O+4(+1)2=(+2)(+5)(+5)+(+2)2=14例例例例2020/12/1823简单、快捷简单、快捷适用于适用于水溶液水溶液非水体系非水体系氧化还原反应氧化还原反应氧化数法氧化数法*优点优点优点优点2020/12/1824（1 11）反应过程中氧化剂得到反应过程中氧化剂得到反应过程中氧化剂得到反应过程中氧化剂得到反应过程中氧化剂得到反应过程中氧化剂得到 的电子数等于还原剂失的电子数等于还原剂失的电子数等于还原剂失的电子数等于还原剂失的电子数等于还原剂失的电子数等于还原剂失 去的电子数去的电子数去的电子数去的电子数去的电子数去的电子数（22）反应前后各元素的原子反应前后各元素的原子反应前后各元素的原子反应前后各元素的原子反应前后各元素的原子反应前后各元素的原子 总数相等总数相等总数相等总数相等总数相等总数相等原则原则原则原则4-1-2 离子离子-电子法电子法2020/12/1825(2)(2)将反应分解为两个半反应将反应分解为两个半反应(half reaction)(half reaction)方程式方程式(1)(1)写出未配平的离子反应方程式写出未配平的离子反应方程式 MnO4+H+Mn2+SO32 SO42 MnO4+SO32+H+Mn2+SO42 步骤步骤步骤步骤2020/12/1826右边多右边多 1 1个个O原子，左边加原子，左边加 1 1个个H2O，右边加右边加2个个H+(2)(2)将反应分解为两个半反应方程式将反应分解为两个半反应方程式1.1.使半反应式两边相同元素的原子数相等使半反应式两边相同元素的原子数相等左边多左边多 4 4个个O原子，右边加原子，右边加 4 4个个H2O，左边加左边加8个个H+MnO4+8H+Mn2+4H2OSO32+H2OSO42+2H+步骤步骤步骤步骤2020/12/1827(2)(2)将反应分解为两个半反应方程式将反应分解为两个半反应方程式1.1.使半反应式两边相同元素的原子数相等使半反应式两边相同元素的原子数相等MnO4+8H+Mn2+4H2OSO32+H2OSO42+2H+2.2.用加减电子数方法使两边电荷数相等用加减电子数方法使两边电荷数相等MnO4+8H+5e-Mn2+4H2OSO32+H2O-2e-SO42+2H+步骤步骤步骤步骤2020/12/1828(3)(3)根据原则根据原则1 1，求出最小公倍数，乘，求出最小公倍数，乘 以两个半反应式，并相加。以两个半反应式，并相加。(4)(4)整理，即得配平的离子反应方程式。整理，即得配平的离子反应方程式。2MnO4+8H+5e-Mn2+4H2O5SO32+H2O-2e-SO42+2H+）2MnO4+16H+5SO32+5H2O2Mn2+8H2O+5SO42+10H+2MnO4+5SO32+6H+2Mn2+3H2O+5SO42 步骤步骤步骤步骤2020/12/1829注意注意注意注意在配平半反应式，如果反应物、在配平半反应式，如果反应物、生成物所含氧原子数不等时，可用生成物所含氧原子数不等时，可用 介质的酸碱性来配平。介质的酸碱性来配平。半反应式半反应式介质介质酸性酸性碱性碱性多氧原子一侧多氧原子一侧H+H2O少氧原子一侧少氧原子一侧H2O不能出现不能出现OH-OH-不能出现不能出现H+2020/12/1830优点优点优点优点1.1.在配平时，不需知道元素的氧化值在配平时，不需知道元素的氧化值在配平时，不需知道元素的氧化值在配平时，不需知道元素的氧化值2.2.2.2.能反映在水溶液中的氧化还原本质能反映在水溶液中的氧化还原本质能反映在水溶液中的氧化还原本质能反映在水溶液中的氧化还原本质但不能配平气相或固相反应式但不能配平气相或固相反应式4-1-2 离子离子-电子法电子法*2020/12/1831(1)H2O2+Cr2(SO4)3+KOH K2CrO4+K2SO4+H2O3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH 2K2CrO4+3K2SO4+8H2O32返回H2O2+Cr2(SO4)3+KOHK2CrO4+K2SO4+H2O2(+6)-+3)=+6+3+3+6+62(-2)-(-1)=-2-1-2-2-2氧化还原反应式配平课堂练习2020/12/1832氧化还原反应式配平课堂练习(2)HClO3HClO4+O2+Cl2+H2O 氧化数降低数氧化数降低数 =氧化数升高数氧化数升高数(5 2)d=2b+(2 2)c即即10d=2b+4cCl原子原子:a=b+2dH 原子原子:2e=a-baHClO3bHClO4+cO2+dCl2+eH2O+7+7(+7)-(+5)=+20-(+5)=-5+5+50-(-2)=+2-20 00 0返回2020/12/1833氧化还原反应式配平课堂练习(2)aHClO3bHClO4+cO2+dCl2+eH2O解得解得:abcde312115311171433氧化数降低数氧化数降低数=氧化数升高数氧化数升高数 10d=2b+4c由由ClCl定定:a=b+2d:a=b+2d由由 H H定定:2e=a-b:2e=a-b3HClO3HClO4+2O2+Cl2+H2O5HClO33HClO4+O2+Cl2+H2O7HClO3HClO4+4O2+3Cl2+3H2O返回2020/12/1834氧化还原反应式配平课堂练习(3)Cr2O72-+Fe2+H+Cr3+Fe3+H2OCr2O72-+H+Cr3+H2OFe2+Fe3+Cr2O72-+14H+6e-2Cr3+7H2OFe2+-e-Fe3+)16Cr2O72-+14H+6Fe2+2Cr3+7H2O+6Fe3+返回2020/12/1835氧化还原反应式配平课堂练习(4)K2MnO4+H2OKMnO4+MnO2+KOHMnO42-MnO4-MnO42-+H2OMnO4-+MnO2+OH-MnO42-+H2OMnO2+OH-MnO42-+2H2O+2e-MnO2+4OH-MnO42-e-MnO4-12+)MnO42-+2H2O+2MnO42-MnO2+4OH-+2MnO4-整理整理3MnO42-+2H2O 2MnO4-+MnO2+4OH-返回2020/12/1836第二节电极电势第二节电极电势无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案第二节第二节电极电势电极电势Electrodepotentials2020/12/18374-2 电极电势电极电势1.1.原电池的概念原电池的概念原电池原电池原电池原电池是将化学能转变为电能的装置是将化学能转变为电能的装置是将化学能转变为电能的装置是将化学能转变为电能的装置4-2-1 原电池原电池 (electrochemical cell)2020/12/1838Cu极极正极正极Zn极极负极负极Zn+Cu2+Zn2+Cue-化学能转变为电能化学能转变为电能1.1.原电池的概念原电池的概念2020/12/1839(-)(-)(-)(-)Zn|ZnZn|Zn2+2+(c c1 1)CuCu2+2+(c c2 2)|Cu)|Cu(+)(+)(+)(+)负极写在左边负极写在左边正极写在右边正极写在右边“|”表示相与相之间的界面表示相与相之间的界面浓度浓度用用“|”表示盐桥表示盐桥浓度浓度2.2.原电池的表示方法原电池的表示方法2020/12/1840(-)Zn|Zn(-)Zn|Zn2+2+(c c1 1)Cu Cu2-2-(c c2 2)|Cu(+)|Cu(+)注注注注 意意意意 若组成电极物质中无金属时，应若组成电极物质中无金属时，应插入惰性电极。插入惰性电极。惰性电极：惰性电极：如如Pt Pt，石墨，石墨能导电而不参入电极反应的电极能导电而不参入电极反应的电极Fe3+(c1)，Fe2+(c2)|Pt(+)(-)Pt,Cl2(p)|Cl-(c)2.2.原电池的表示方法原电池的表示方法2020/12/1841(-)Zn|Zn(-)Zn|Zn2+2+(c c1 1)Cu Cu2-2-(c c2 2)|Cu(+)|Cu(+)注注注注 意意意意 组成电极中的气体物质应在导体这一边，后面应注明压力。组成电极中的气体物质应在导体这一边，后面应注明压力。H+(c1)|H2(p),Pt(+)(-)Zn|Zn2+(c1)H+(c1)|H2(p),Pt(+)(+)(-)Pt，O2(p)|OH-(c1)2.2.原电池的表示方法原电池的表示方法2020/12/1842(-)Zn|Zn(-)Zn|Zn2+2+(c c1 1)Cu Cu2-2-(c c2 2)|Cu(+)|Cu(+)注注注注 意意意意Sn4+(c1)，Sn2+(c2)|Pt(+)电极中含有不同氧化态同种离电极中含有不同氧化态同种离 子时，高氧化态离子靠近盐桥，子时，高氧化态离子靠近盐桥，低氧化态离子靠近电极，中间低氧化态离子靠近电极，中间 用用“，”分开。分开。2.2.原电池的表示方法原电池的表示方法2020/12/1843(-)Zn|Zn(-)Zn|Zn2+2+(c c1 1)Cu Cu2+2+(c c2 2)|Cu(+)|Cu(+)注注注注 意意意意Cr2O72-(c1),H+(c2),Cr3+(c3)|Pt(+)参入电极反应其它的物质也应写入电池符号中参入电极反应其它的物质也应写入电池符号中 2.2.原电池的表示方法原电池的表示方法2020/12/1844电极电极电极反应电极反应 正极正极(Cu极极)Cu2+2e-Cu Cu 还原还原反应反应(电子流入的电极电子流入的电极)负极负极(Zn极极)Zn-2e-Zn2+氧化反应氧化反应(电子流出的电极电子流出的电极)电池反应电池反应Cu2+ZnCu+Zn2+e-原电池原电池:使氧化、还原反应产生电流的装置使氧化、还原反应产生电流的装置2020/12/1845半电池半电池半电池半电池原电池原电池氧化还原电对：氧化还原电对：由同一种元素的氧化型物质和还原型物质构成由同一种元素的氧化型物质和还原型物质构成Zn2+(氧化型物质氧化型物质)Zn(还原型物质还原型物质)Zn2+/Zn氧化还原电对氧化还原电对Cu2+(氧化型物质氧化型物质)Cu(还原型物质还原型物质)Cu2+/Cu氧化还原电对氧化还原电对2020/12/1846氧化还原电对：氧化还原电对：由同一种元素的氧化型物质和还原型物质构成由同一种元素的氧化型物质和还原型物质构成氧化还原电对表示方法氧化还原电对表示方法氧化型物质氧化型物质/还原型物质还原型物质氧化型物质，还原型物质氧化型物质，还原型物质如如Cu2+/Cu、Zn2+/Zn、H+/H2、Sn4+/Sn2+如如Cu2+,Cu、Zn2+,Zn、H+,H2、Sn4+,Sn2+2020/12/1847Cr2O72-+6Cl-+14H+2Cr3+3Cl2+7H2O电极反应电极反应Cr2O72-+14H+6e-2Cr3+7H2O还原还原2Cl-2e-Cl2氧化氧化原电池符号原电池符号Cr2O72-(c1),H+(c2),Cr3+(c3)Pt(+)(-)Pt,Cl2(p)Cl-(c)原电池的表示方法课堂练习原电池的表示方法课堂练习2020/12/1848原电池的表示方法课堂练习原电池的表示方法课堂练习2H2+O22H2O电极反应电极反应O2+4H+4e-2H2O还原还原H2-2e-2H+氧化氧化原电池符号原电池符号(-)Pt,H2(p1)|H+(c1)|H+(c1),H2O|O2(p2),Pt(+)2020/12/1849 把把金金属属M M与与其其盐盐M M+溶溶液液接接触触面面之之间间的的电电势势差差，称称为为该该金金属属的的平平衡衡电电极极电电势势，即即金金属属离离子子与与金金属属单单质质构构成成的的氧氧化化还还原原电电对对(M+/M)的电极电势的电极电势,记为记为E E(M+/M)4-2-2 电极电势的产生电极电势的产生2020/12/1850选用标准氢电极作为比较标准选用标准氢电极作为比较标准规定它的电极电势值为规定它的电极电势值为零零.即即E (H+/H2)=0V 4-2-3 电极电势的测定电极电势的测定2020/12/1851E(H+/H2)=0 V 0 V1.1.标准氢电极标准氢电极2020/12/1852电极符号电极符号电极符号电极符号(-)Pt，H2(100kPa)H+(1molL-1)H+(1molL-1)H2(100kPa)，Pt(+)电极反应电极反应电极反应电极反应2H+2e-H2标准氢电极的电极电势标准氢电极的电极电势标准氢电极的电极电势标准氢电极的电极电势 (H+/H2)=0 V 0 VE2020/12/1853欲确定某电极的电极电势欲确定某电极的电极电势欲确定某电极的电极电势欲确定某电极的电极电势可把该电极与标准氢电极组成原电池可把该电极与标准氢电极组成原电池可把该电极与标准氢电极组成原电池可把该电极与标准氢电极组成原电池测其电动势测其电动势测其电动势测其电动势(E E E E )E E E E=E E E E(+)(+)(+)(+)E E E E(-)(-)(-)(-)则则则则 E E E E(M(M(M(ML L L L/M/M/M/MK K K K)即为待测电极的电极电势即为待测电极的电极电势即为待测电极的电极电势即为待测电极的电极电势2.2.电极电势的测定电极电势的测定2020/12/18542.2.电极电势的测定电极电势的测定设计原电池设计原电池()Pt,H2(100kPa)|H+(1mol L-1)|Cu2+(1mol L-1)|Cu(+)例例1.1.测定测定测定测定E E E E(Cu(Cu(Cu(Cu2+2+2+2+/Cu)/Cu)/Cu)/Cu)E=E(+)-E(-)=E E(Cu2+/Cu)-E E (H+/H2)E E(Cu2+/Cu)=E E-E E (H+/H2)=0.340V-0V=+0.340V测得原电池电动势：测得原电池电动势：E E=0.340V2020/12/18552.2.电极电势的测定电极电势的测定设计原电池设计原电池()Zn|Zn2+(1mol L-1)|H+(1mol L-1)|H2(100kPa),Pt(+)例例2.2.测定测定测定测定E E E E(Zn(Zn(Zn(Zn2+2+2+2+/Zn)/Zn)/Zn)/Zn)测得原电池电动势：测得原电池电动势：E=0.7626VE=E(+)-E(-)=E (H+/H2)-E E(Zn2+/Zn)E E(Zn2+/Zn)=E(H+/H2)-E=0V-0.7626V=-0.7626V2020/12/1856物质皆为纯净物物质皆为纯净物有关物质的浓度为有关物质的浓度为1molL1molL-1-1涉及到的气体分压为涉及到的气体分压为100kPa100kPa待测电极处于标准态待测电极处于标准态待测电极处于标准态待测电极处于标准态所测得的电极电势即为标准电极电势所测得的电极电势即为标准电极电势所测得的电极电势即为标准电极电势所测得的电极电势即为标准电极电势记为记为记为记为E E E E (M(M(M(M+/M)/M)/M)/M)3.3.标准电极电势标准电极电势 standard electrode potentialstandard electrode potential2020/12/1857电对电对电极反应电极反应E /VLi+/LiLi+e-Li-3.040K+/KK+e-K-2.924Zn2+/ZnZn2+2e-Zn-0.7626H+/H22H+2e-2H20Cu2+/CuCu2+2e-Cu0.340O2/H2OO2+4H+4e-2H2O1.229Cl2/Cl-Cl2+2e-2Cl-1.229F2/HF(aq)F2+2H+2e-2HF(aq)3.053XeF/Xe(g)XeF+e-Xe(g)+F-3.4常用电对的标准电极电势常用电对的标准电极电势常用电对的标准电极电势常用电对的标准电极电势(298.15K)(298.15K)(298.15K)(298.15K)该表中为还原电势该表中为还原电势即即该电对组成的电极与标准氢电极该电对组成的电极与标准氢电极组成原电池，待测电对为正极，组成原电池，待测电对为正极，发生还原反应发生还原反应,E E(M(M+/M)/M)为正值为正值与标准氢电极组成电池时为正极与标准氢电极组成电池时为正极与标准氢电极组成电池时为正极与标准氢电极组成电池时为正极发生还原反应，发生还原反应，发生还原反应，发生还原反应，E E(Cu(Cu2+2+/Cu)/Cu)为为为为正值正值正值正值如如Cu2+/Cu2020/12/1858电对电对电极反应电极反应E /VLi+/LiLi+e-Li-3.040K+/KK+e-K-2.924Zn2+/ZnZn2+2e-Zn-0.7626H+/H22H+2e-2H20Cu2+/CuCu2+2e-Cu0.340O2/H2OO2+4H+4e-2H2O1.229Cl2/Cl-Cl2+2e-2Cl-1.229F2/HF(aq)F2+2H+2e-2HF(aq)3.053XeF/Xe(g)XeF+e-Xe(g)+F-3.4常用电对的标准电极电势常用电对的标准电极电势常用电对的标准电极电势常用电对的标准电极电势(298.15K)(298.15K)(298.15K)(298.15K)与标准氢电极组成电池时为负极与标准氢电极组成电池时为负极与标准氢电极组成电池时为负极与标准氢电极组成电池时为负极发生氧化反应，发生氧化反应，发生氧化反应，发生氧化反应，E E(Zn(Zn2+2+/Zn)/Zn)为负值为负值为负值为负值如如 Zn2+/Zn2020/12/1859电对电对电极反应电极反应E /VLi+/LiLi+e-Li-3.040K+/KK+e-K-2.924Zn2+/ZnZn2+2e-Zn-0.7626H+/H22H+2e-2H20Cu2+/CuCu2+2e-Cu0.340O2/H2OO2+4H+4e-2H2O1.229Cl2/Cl-Cl2+2e-2Cl-1.229F2/HF(aq)F2+2H+2e-2HF(aq)3.053XeF/Xe(g)XeF+e-Xe(g)+F-3.4常用电对的标准电极电势常用电对的标准电极电势常用电对的标准电极电势常用电对的标准电极电势(298.15K)(298.15K)(298.15K)(298.15K)E (XeF/Xe)最大最大XeFXeF的氧化性最强的氧化性最强XeXe的还原性最弱的还原性最弱E (Li+/Li)最小最小LiLi的还原性最强的还原性最强LiLi+的氧化性最弱的氧化性最弱还还还还原原原原型型型型物物物物质质质质的的的的还还还还原原原原能能能能力力力力越越越越强强强强氧氧氧氧化化化化型型型型物物物物质质质质的的的的氧氧氧氧化化化化能能能能力力力力越越越越弱弱弱弱 电电电电对对对对中中中中2020/12/1860氧化型还原型一氧化型还原型一侧侧各物种各物种相对浓相对浓度幂的度幂的乘积乘积电对在某电对在某一浓度的一浓度的电极电势电极电势电对的电对的标准电标准电极电势极电势摩尔气体常数摩尔气体常数热力学温度热力学温度电极反应中转电极反应中转移的电子数移的电子数法拉第常数法拉第常数氧化型氧化型 +z ze-还原型还原型E=E +z zF氧化型氧化型还原型还原型RT4-2-4 影响电极电势的因素影响电极电势的因素2020/12/1861Nerns方程方程 氧化型氧化型+z ze-还原型还原型E=E +z zF氧化型氧化型 还原型还原型RT符号符号E、氧化型氧化型、还原型还原型R浓度浓度分压分压单位单位数值数值V Vmol L-1PaJ J K-1 mol-18.3148.314E4-2-4 影响电极电势的因素影响电极电势的因素2020/12/18622.2.氧化型物质氧化型物质,还原型物质的浓度、分压还原型物质的浓度、分压3.3.酸度对某些电对有影响酸度对某些电对有影响1.1.组成电对的物质的本性，决定组成电对的物质的本性，决定E 值值2.2.金属越活泼金属越活泼,E 代数值越小代数值越小,E 越小越小Nerns方程方程 氧化型氧化型+z ze-还原型还原型E=E +z zF氧化型氧化型 还原型还原型RT4-2-4 影响电极电势的因素影响电极电势的因素2020/12/1863当当R=8.314J K-1 mol-1 F=96485J V-1T=298.15KNerns方程方程 氧化型氧化型+z ze-还原型还原型E=E +z zF氧化型氧化型 还原型还原型RTz z 还原型还原型E=E+lg0.0592V氧化型氧化型4-2-4 影响电极电势的因素影响电极电势的因素2020/12/1864氧化型氧化型+z ze-还原型还原型z z 还原型还原型E=E+lg0.0592V氧化型氧化型1.1.1.1.气体物质用分压气体物质用分压(Pa)(Pa)表示表示并除以并除以 p p(10(105 5 Pa)Pa)溶液中的物质用浓度溶液中的物质用浓度(mol(mol L L-1-1)表示表示并除以并除以c c (1mol(1mol L L-1-1)注意例例1 1Cl2(g)+2e-2Cl-0.0592p(Cl2)/pE(Cl2/Cl-)=E(Cl2/Cl-)+lg2c(Cl-)/c 22020/12/18652.2.纯固体或纯液体物质不写入纯固体或纯液体物质不写入 注注意意氧化型氧化型+z ze-还原型还原型z z 还原型还原型E=E+lg0.0592V氧化型氧化型例例2 2Zn2+2e-Zn例例3 3Br2(l)+2e-2Br-E(Zn2+/Zn)=E(Zn2+/Zn)+lgc(Zn2+)/c 20.05920.059212c(Br)/c 2-E(Br2/Br-)=E(Br2/Br-)+lg2020/12/1866z z 还原型还原型E=+lg0.0592氧化型氧化型 3.3.电极反应中电对以外物质也应写入，但溶剂（如电极反应中电对以外物质也应写入，但溶剂（如H H2 2O O）不写入）不写入注意氧化型氧化型+z ze-还原型还原型z z 还原型还原型E=E+lg0.0592V氧化型氧化型例例4 4Cr2O72-+6e-+14H+2Cr3+7H2OE(Cr2O72-/Cr3+)=E(Cr2O72-/Cr3+)+lg6c(Cr3+)/c 20.0592c(Cr2O72-)/c c(H+)/c 142020/12/18671.浓度浓度z z 还原型还原型E=+lg0.0592氧化型氧化型 氧化型氧化型氧化型氧化型 比值越大比值越大比值越大比值越大,电极电势值越大电极电势值越大电极电势值越大电极电势值越大 还原型还原型还原型还原型 比值越小比值越小比值越小比值越小,电极电势值越小电极电势值越小电极电势值越小电极电势值越小+1.86+1.921.00.13+2.04+1.920.011.02+1.92E(Co3+/Co2+)/V+1.92E (Co3+/Co2+)/V1.0c(Co2+)/mol L-1还原型还原型1.0c(Co3+)/mol L-1氧化型氧化型11.1.浓度浓度计算结果计算结果*氧化型氧化型+z ze-还原型还原型z z 还原型还原型E=E+lg0.0592V氧化型氧化型2020/12/1868=+1.62V=+1.51V+lg0.0592V（1.0mol L-1)(10.0mol L-1)851.0mol L-1c(MnO4-)=c(Mn2+)=1.0mol L-1,c(H+)=10.0mol L-1计算：计算：E(MnO4-/Mn2+)例例2 2：已知：已知:E E (MnO4-/Mn2+)=+1.51V 解解:电极反应电极反应MnO4-+8H+5e-Mn2+4H2OZ E(MnO4-/Mn2+)c(Mn2+)/c=(MnO4-/Mn2+)+lgE E 0.0592c(MnO4-)/c c(H+)/c 8c c(H(H+)越大，越大，E E 值越大，值越大，即含氧酸盐在酸性介质中其氧化性越强即含氧酸盐在酸性介质中其氧化性越强 2.2.酸度酸度2020/12/1869=+1.62V计算：计算：E(MnO4-/Mn2+)例例2 2：已知：已知:E E (MnO4-/Mn2+)=+1.51V c c(H(H+)越大，越大，E E 值越大，值越大，即含氧酸盐在酸性介质中其氧化性越强即含氧酸盐在酸性介质中其氧化性越强 计算结果计算结果c(MnO4-)/mol L-11.01.0c(Mn2+)/mol L-11.01.0c(H+)/mol L-11.010.0E (MnO4-/Mn2+)V+1.51+1.51E(MnO4-/Mn2+)/V+1.51+1.62+0.22V+0.7991VE(Ag+/Ag)E (Ag+/Ag)由于由于c(Cl-)=1.01.0mol L-1即即E(Ag+/Ag)=E (AgCl/Ag)电极反应电极反应:Ag+Cl-+e-AgCl+Ag3.3.生成难溶电解质生成难溶电解质2020/12/18713.3.生成难溶电解质生成难溶电解质KspE E +0.7991V(Ag+/Ag)-0.15V+0.073V+0.22V(AgX/Ag)8.52108.5210-175.351010-131.771010-10AgIAgBrAgClE E 同理计算，结果如下同理计算，结果如下sp,(AgX/Ag)KE E 2020/12/1872例例3 3：在含有：在含有H+/H2电对体系中电对体系中,加入加入NaOAcNaOAc溶液溶液,使溶液中使溶液中c c(HOAc)=(HOAc)=c c(OAc(OAc-)=1.0 mol)=1.0 mol L L-1-1，p p(H(H2 2)=1.0)=1.010105Pa，计算，计算:E(H H+/H/H2 2)。解解:c(H+)=1.81010-5(HOAc)c(HOAc)/cc(OAc-)/cKa2H+2 2e-H2E (H H+/H/H2 2)=0V=-0.15V2 2 1 1.0.010105/1.01.0101050.0592V1.8101052=0V+lgz z p(H2)/p (H2)E(H H+/H/H2 2)=E (H H+/H/H2 2)+lg0.0592c(H+)/c2由于弱酸由于弱酸(HOAc)(HOAc)的生成，使的生成，使c(H+)减小，减小，E(H H+/H/H2 2)值减小，值减小，H+的氧化能力降低。的氧化能力降低。E(H H+/H/H2 2)4.生成弱电解质生成弱电解质2020/12/1873原电池中原电池中,E E(+)(+)E E(-);(-);电动势电动势E E=E E(+)-(+)-E E(-)(-)1.判断原电池的正、负极判断原电池的正、负极 计算原电池的电动势计算原电池的电动势例例1:1:由电对由电对Fe