氧化還原ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-13 07:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 較強(qiáng)氧化劑 Cu2+與較強(qiáng)還原劑 Zn發(fā)生反應(yīng)， 生成較弱還原劑 Cu與較弱氧化劑 Zn2+。這個(gè)反應(yīng) 的逆過(guò)程是非自發(fā)的。 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 根據(jù)電極電勢(shì)的高低，可以判斷氧化還原能力的相對(duì)強(qiáng)弱。 （ 1） E ? 值越低，表示（ Ox / Red）中， Red失電子的能力越強(qiáng)，是較強(qiáng)的還原劑； E ? 值越高，表示（ Ox / Red）中， Ox得電子的能力越強(qiáng)，是較強(qiáng)的氧化劑。 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 （ 3）氧化還原反應(yīng)的方向： 強(qiáng)氧化劑 + 強(qiáng)還原劑 如： E ? （ Cu2+/Cu） = E ? （ Zn2+/Zn） = – Zn + Cu2+ （ 2） 較強(qiáng)的氧化劑其對(duì)應(yīng)的還原劑的還原能力較弱； 較強(qiáng)的還原劑其對(duì)應(yīng)的氧化劑的氧化能力較弱； 如： MnO4 / Mn2+和 Cr2O72 / Cr3+相比， 氧化能力： MnO4 Cr2O72；還原能力： Mn2+ Cr3+。 弱氧化劑 + 弱還原劑 Cu + Zn2+ 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向 氧化還原反應(yīng)的方向可根據(jù) E 進(jìn)行判斷。 只有 E+ E ，電池反應(yīng)才可能自發(fā)進(jìn)行。 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 若電池反應(yīng)中各種物質(zhì)均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)（ E ? ）判斷反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向。 E ? = E+ ? – E–? 0 正向反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行； E ? = E+ ? – E–? 0 正向反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行； E ? = E+ ? – E–? = 0 反應(yīng)達(dá)到平衡； 補(bǔ)充例題： 判斷反應(yīng) Sn4+ + 2Fe2+、 Sn2+ + 2Fe3+ 2Br + 2Fe3+ 2Fe2+ + Br2 能否自發(fā)進(jìn)行 解：查表得 Sn4+ + 2e = Sn2+ E? = Fe3+ + e = Fe2+ E? = Br2 + 2e = 2Br E? = 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 在反應(yīng) Sn4+ + 2Fe2+中， Fe3+為氧化劑 Sn2+ + 2Fe3+ Sn2+為還原劑；組成原電池時(shí)， Sn4+/Sn2+電對(duì)做負(fù)極，F(xiàn)e3+/Fe2+電對(duì)做正極。 E ? = E+ ? – E–? = E? （ Fe3+/Fe2+） – E? （ Sn4+/Sn2+） = （ – ） 0 正向自發(fā)進(jìn)行。 在反應(yīng) Br2 + 2Fe2+中， Fe3+為氧化劑 2Br + 2Fe3+ Br為還原劑；組成原電池時(shí)， Fe3+/Fe2+電對(duì)做正極、 Br2/Br電對(duì)做負(fù)極， E ? = E? （ Fe3+/Fe2+） – E? （ Br2/Br ） = （ –） 0 正向非自發(fā)進(jìn)行。 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 ?判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度 根據(jù) ?G?m= nFE? 又 ?G?m= RTlnK? 即得 RTlnK? = nFE? RTnF EK3 0 32θθ.lg ? 將 T=， R= JK1mol1, F = 96500 Cmol1代入，得室溫下， V0 5 9 20θθ.lgnEK ?上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 在等溫等壓下，系統(tǒng) Gibbs降低值等于可逆 程中對(duì)外所作的最大非體積功。原電池是可逆電 池，系統(tǒng)所作的非體積功全部為電功： ?Gm= W電功 ,最大 = qE= nFE ? n是轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，單位 mol；電動(dòng)勢(shì) E單位 V。法拉第常數(shù) F = 96500 Cmol1。 W單位 J。 當(dāng)電池中各物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí) ?G?m= nFE? 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 電池電動(dòng)勢(shì)的 能斯特（ Nernst）方程式 由熱力學(xué)等溫方程 ?Gm= ?G?m + RTlnQ 又 ?Gm= nFE， G?m= nFE? 有 nFE = nFE? + RTlnQ 兩邊同除以 nF， 得 這就是電池電動(dòng)勢(shì)的 Nernst方程 。 nFQRTEE ln?? θ上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 對(duì)于任意一個(gè)已配平的氧化還原方程式： bdaOxeOxddccccQ)()()()(2121ReRe?反應(yīng)商： aOx1 + bRed2 dRed1 + eOx2 bdaOxeOxddccccnFRTEE)()()()(ln2121ReRe?? ?池池bdaOxeOxddccccnEE)()()()(lg0 5 2121ReRe?? ?池池電池電動(dòng)勢(shì)的Nernst方程式 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 對(duì)于任一電極反應(yīng) bdaOxdOxdOx ccnFRTEE)()(lnRe)Re/()Re/( ???當(dāng) T = ，將相關(guān)常數(shù)代入上式得： bdaOxdOxdOx ccnEE)()(lg0 5 Re)Re/()Re/( ???aOx + ne bRed 這是電極電勢(shì)的 Nernst方程式。 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 使用 Nernst方程式的幾點(diǎn)說(shuō)明： 1. Nernst方程式適用于任意濃度、溫度下 E的計(jì)算。 2. 純液體、純固體和溶劑不寫(xiě)入方程中。 100kPa表示。 H+或 OH時(shí)，其濃度要表示到Nernst方程式中。 在已配平的半反應(yīng)基礎(chǔ)上，根據(jù)上述要求，可以正確的寫(xiě)出 Nernst方程式，例如： 上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 Fe3+ + e Fe2+ )()()/()/(232323 lg1?????? ??FeFeFeFeFeFeccEE ?Cu2+ + 2e Cu 1lg2 )()/()/(222??? ??CuCuCuCuCucEE ?Br2（ l） + 2e 2Br )(2)/()/(1lg2??? ??BrBrBrBrBr cEE?上頁(yè) 下頁(yè) 目錄 返回 Cl2（ g） + 2e 2Cl )(2)()/()/(/lg2 222 ??? ??ClClClClClClcppEE??C
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