氧化和还原学习.pptx

2023/4/2011.掌握原电池的工作原理，熟悉其组成，理解其符号的书写。掌握原电池的工作原理，熟悉其组成，理解其符号的书写。2.了解电极电势的测定方法。3.掌握标准电极电势的意义，能正确表示能斯特方程式。重点重点：原电池与氧化还原反应的关系、关于、关于能斯特方程式的计算难点难点：电极电势的测定、能斯特方程式的计算本节基本要求第1页/共21页2023/4/202利用氧化还原反应，将化学能转变为电能的装置。利用氧化还原反应，将化学能转变为电能的装置。2.组成组成两个半电池、盐桥、两个半电池、盐桥、外电路外电路 消除原电池中的液接电势消除原电池中的液接电势盐桥的作用盐桥的作用让溶液始终保持电中性使电极反应得以继续进行让溶液始终保持电中性使电极反应得以继续进行一、原电池一、原电池1.概念概念第2页/共21页2023/4/203负极（负极（电子流出电子流出）Zn+Cu2+Zn2+Cu2e-原电池总反应：原电池总反应：原电池符号原电池符号(-)Zn(s)|ZnSO4(c1)CuSO4(c2)|Cu(s)(+)相界面相界面盐桥盐桥电极反应电极反应正极（正极（电子流入电子流入）3.工作原理工作原理电池反应第3页/共21页2023/4/2042.标准电极电势的测定标准电极电势的测定 电极反应：电极反应：2H+2e-H2 E (H+/H2)=0.0000 V 标准氢电极标准氢电极二、标准电极电势二、标准电极电势1.电极电势的概念电极电势的概念 电流产生的原因：两极之间有电势差（电动势E）电势差产生的原因：参与氧化还原反应的物质得失电子的能力不同。第4页/共21页2023/4/205标准电极电势的测定标准电极电势的测定(-)Pt，H2(100kPa)H+(1molL-1)待测电极待测电极（+）E =E 待测待测-E 氢电极氢电极 =E 待测待测 E=E+-E-E =E+-E-H2(100kpa)H2Pt H H+(1mol(1molL L-1-1)第5页/共21页2023/4/206 标准态标准态 所有的气体分压均为所有的气体分压均为1105Pa。溶液中所有离子的浓度均为溶液中所有离子的浓度均为1mol/L。所有纯液体和固体均为所有纯液体和固体均为1105Pa条件下最稳定或条件下最稳定或 最常见单质。最常见单质。注意注意第6页/共21页2023/4/207E 的物理意义的物理意义 表示相应电对的氧化型表示相应电对的氧化型/还原型物质在标准状态下水溶液中还原型物质在标准状态下水溶液中得得失电子的能力失电子的能力。电对电对 Cu2+/Cu H+/H2 Zn2+/ZnE /V +0.34 0 -0.76 E ，表示电对氧化型，表示电对氧化型氧化性氧化性还原型还原性还原型还原性E ，表示电对还原型还原性，表示电对还原型还原性氧化型氧化性氧化型氧化性 氧化性氧化性 Cu2+H+Zn2+还原性还原性 Cu H2 H2S SnCl2解解:0.1540.144-0.763E /VSn4+/Sn2+S/H2SZn2+/Zn电对电对例例2：试比较：试比较 KMnO4、Cl2、FeCl3在在H+中的氧化能力中的氧化能力氧化能力：氧化能力：KMnO4 Cl2 FeCl3解解:0.7711.35831.51E /VFe3+/Fe2+Cl2/Cl-MnO4-/Mn2+电对电对5.例题讲解例题讲解第10页/共21页2023/4/2011 （3）E E 与反应速率无关与反应速率无关 （4)E E 只适用标态下的水溶液只适用标态下的水溶液Zn Zn2+2e-E =-0.76VZn2+2e-Zn E =-0.76V（2）E E 的数值与半反应的计量系数无关的数值与半反应的计量系数无关 （1）E 的符号与半反应的方向无关的符号与半反应的方向无关6.说明说明Zn Zn2+2e-E =-0.76V2Zn 2Zn2+4e-E =-0.76V第11页/共21页2023/4/2012 氧化型和还原型物质的氧化型和还原型物质的浓度浓度、分压分压 酸度酸度对某些电对的电极电势有影响对某些电对的电极电势有影响三、影响电极电势的因素三、影响电极电势的因素1.能斯特方程组成电对的物质的本性，决定E 值 第12页/共21页2023/4/2013氧化型氧化型还原型还原型一侧一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一浓度的电极电势电对的标准电极电势摩尔气体常数热力学温度电极反应中转移的电子数法拉第常数氧化型+ze-还原型E=E +z zF氧化型氧化型还原型还原型RT第13页/共21页2023/4/2014能斯特方程能斯特方程氧化型包括电极反应中氧化型一方所有物质浓度系数次方的乘积。还原型包括电极反应中还原型一方所有物质浓度系数次方的乘积。第14页/共21页2023/4/20152.能斯特方程的应用能斯特方程的应用（1）求出离子浓度变化对E的影响；（2）可判断离子浓度变化对氧化还原反应方向的影响；（3）可预计酸度对氧化还原反应的影响。第15页/共21页2023/4/2016（1）气体物质用分压(Pa)表示，并除以 p (105 Pa)溶液中的物质用浓度(molL-1)表示，并除以c (1molL-1)2 c(Cl-)/c 2例例1 1 Cl2(g)+2e-2Cl-0.0592V p(Cl2)/p E(Cl2/Cl-)=E (Cl2/Cl-)+lg注意注意3.第16页/共21页2023/4/2017（2）纯固体或纯液体物质不写入 例例2 Zn2+2e-Zn Br2(l)+2e-2Br-E(Zn2+/Zn)=E (Zn2+/Zn)+lg c(Zn2+)/c 20.0592V2 c(Br )/c 2-0.0592V 1E(Br2/Br-)=E (Br2/Br-)+lg第17页/共21页2023/4/2018 （3）电极反应中电对以外物质也应写入，但溶剂(如H2O)不写入例例3 Cr2O7 +6e-+14 H+2Cr3+7H2O2-+lg6 c(Cr3+)/c 20.0592V c(Cr2O7 )/c c(H+)/c 14E(Cr2O7 /Cr3+)=E (Cr2O7 /Cr3+)2-2-2-第18页/共21页2023/4/2019例例4第19页/共21页2023/4/2020小结小结1.理论上，每个氧化还原反应都可以设计为原电池。2.原电池与氧化还原反应的对应关系。3.能斯特方程式中各项的含义。第20页/共21页2023/4/20四川化工职业技术学院21感谢您的观看！第21页/共21页