【文章內(nèi)容簡介】 ．半反應(yīng)均按還原反應(yīng)書寫 Zn(s) Zn2+(aq) 2e O + ze R 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) Zn2+(aq) + 2e Zn(s) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) 3．電極電勢是還原電勢 Zn2+ (aq)+ 2e Zn(s) E = Zn(s) Zn2+ 2e(aq) E = 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 4． E 反映物質(zhì)得失電子傾向的大小，與物質(zhì)的數(shù)量無關(guān) E = Zn2+(aq) + 2e Zn(s) E = 2Zn2＋ (aq) + 4e 2Zn(s) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) 5. 該表是按 E 代數(shù)值從小到大順序排列 失電子進(jìn)行氧化 反應(yīng)的趨勢越大 電對中還原態(tài)的 還原能力越大 氧化態(tài)的氧化 能力越小 E（ O/R）越小， 電極上所帶負(fù)電荷越多 E (Li++/Li) = 得電子進(jìn)行還原 反應(yīng)的趨勢越大 電對中氧化態(tài)的 氧化能力越大 其還原態(tài)的還原 能力越小 E（ O/R）越大， 電極上所帶正電荷越多 E (F2/F) = 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表中重要信息 O1+ z1e R1(強(qiáng)還原劑 ) (強(qiáng)氧化劑 ) O2+ z2e R2 位于標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表上方 , E (O/R)值較小，還原態(tài) (R)的還原能力較強(qiáng)； 位于標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表下方 , E (O/R)值較大，氧化態(tài) (O)的氧化能力較強(qiáng) 。 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) Redox: 強(qiáng)氧化劑 +強(qiáng)還原劑 =弱還原劑 +弱氧化劑 自發(fā)的氧化還原反應(yīng)總是由強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑向生成弱還原劑和弱氧化劑的方向進(jìn)行。 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) 熱力學(xué)中 ?rGm 代表化學(xué)反應(yīng)的總驅(qū)動力； 電化學(xué)中原電池的 EMF代表電池反應(yīng)的總驅(qū)動力； Nernst方程式 ——影響電極電勢 E(O/R)的因素 1. ?rGm與 EMF的關(guān)系 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 能斯特 對于化學(xué)反應(yīng)驅(qū)動力： 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) z： 電池反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù) F： 法拉第常數(shù)， 96485Cmol1=96485JV1mol1 EMF： 電池電動勢， V (Electromotive Force of Cell) ?rGm：吉布斯函數(shù)變， Jmol1 (Gibbs Function Change) 任意態(tài) ?rGm(T) = zFEMF(T) 標(biāo)準(zhǔn)態(tài) ?rGm(T) = zFEMF(T) 二者的關(guān)系： 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) 解： ΔrGm = zFEMF 0 . 4 6 Vm o lV9 6 4 8 5 J2m o lJ108 8 . 7 3Δ1113mrMF=?????=?=???zFGE 例：已知 Cu(s)+2Ag+ Cu2+(aq)+2Ag(s) 計(jì)算 EMF (ΔrGm= mol1) 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) 例：若把下列反應(yīng)排成原電池，計(jì)算電池 的 EMF 及反應(yīng)的 ΔrGm Cr2O72(aq)+6Cl(aq)+14H+ 2Cr3+(aq)+3Cl2(g)+7H2O(l) 解： 電對 Cr2O72/Cr3+ Cl2/Cl 電極反應(yīng) 6Cl(aq) 3Cl2(g)+6e 負(fù)極 E = Cr2O72(aq)+14H+(aq)+6e 2Cr3+(aq)+7H2O(l) E = 正極 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) EMF=E+ E– = E (Cr2O72/Cr3+) E (Cl2/Cl) == ΔrGm= zFEMF= 6 96485JV1 mol1 ()V = 2 104Jmol1=20kJmol1 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) 2．電池反應(yīng)的 Nernst方程式 —— EMF(T)與 EMF 關(guān)系 JzF RTTETE )()( MFMF ?=第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 對于氧化還原反應(yīng) aA + bB cC + dD ?rGm(T) = ?rGm(T) + ?rGm(T)= zFEMF ?rGm (T)= zFE MF 則 而 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) EMF(T)：某溫度 T時電池反應(yīng)電動勢 EMF(T)：某溫度 T時電池反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)電動勢 z： 電池反應(yīng)方程式中電子得失數(shù) F： 法拉第常量， 96485JV1mol1 J： 電池反應(yīng)的反應(yīng)商，等于產(chǎn)物濃度以化學(xué)計(jì)量數(shù)為冪的乘積與反應(yīng)物濃度以化學(xué)計(jì)量數(shù)為冪的乘積之比。 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) badccccccccczEE]/)B([]/)A([]/)D([]/)C([MFMF ?=JzEE lgV0 5 9 )K2 9 8()K2 9 8( MFMF ?= 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) 3. 電極反應(yīng)的 Nernst方程式 ——E(O/R)與 E (O/R)關(guān)系 298K，對于電極反應(yīng) O + ze R cccczEE / ) O (/ ) R (lgV0 5 9 ( O / R )( O / R ) ?=cccczEE / ) R (/ ) O (lgV0 5 9 ( O / R )( O / R ) +=第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) （ 1） c(O)， c(R)并不單指氧化數(shù)有變化的物質(zhì)的濃度，而是包括參加電極反應(yīng)的所有物質(zhì)的濃度 。 MnO4(aq)+8H+(aq) +5e Mn2++4H2O(l) ccccccEE)/( M n])/(H][)/( M n O[lg50 . 0 5 9 2 V)/ M n( M n O28424 ++?+? +=第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 如電極反應(yīng) 出現(xiàn)在氧化態(tài)一端的物質(zhì)寫在公式的分 子， 反之在分母。 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) （ 2）純固體、純液體和水的濃度是常數(shù)，視為 1。 22 ]/ )I ([1lg2V0 5 9 )/I(IccEE ?? +=2212 ]/)(H[]/)(Ol g [2V0 5 9 ccppEE ++=（ 3）電極反應(yīng)中有氣體參加，則氣體用分壓表示。 O ( l )H 2e ( a q )2H( g )O21 22 ++ +如電極反應(yīng) I2(s)+2e 2I(aq) 如電極反應(yīng) 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) Nernst 方程式的應(yīng)用 1. 氧化態(tài)或還原態(tài)本身濃度的改變對 電極電勢的影響 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 例 : 有一原電池： Zn(s)|Zn2+(L1)||Cu2+(L1)|Cu(s) 計(jì)算兩電極的電極電勢及 EMF 。 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) EMF = E(Cu2+/Cu) E(Zn2+/Zn) = ()V = 0 . 7 9 2 4 Vl g 0 . 120 . 0 5 9 2 V0 . 7 6 2 1 V ?=+?=cczEE /)( Z nlgV0 5 9 )( Z n/ Z n )( Z n 222 +++ +=V2 5 1 V0 5 9 =+=cczEE /)( C ulgV0 5 9 )( C u/ C u )( C u 222 +++ +=第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) 氧化態(tài)濃度減小， E(O/R)值減小，氧化態(tài)氧化能力減小，還原態(tài)的還原能力增大。 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) 2. 酸度對電極電勢的影響 解 : MnO4(aq)+8H+(aq)+5e Mn2+(aq)+4H2O(l) 例：計(jì)算 pH=5時，其他均為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時的 E(MnO4/Mn2+) ， 已知 : E (MnO4/Mn2+)= )/ Mn( Mn O 24 +?E2484258( MnO /Mn )[ ( MnO ) / ] [ ( H ) / ] 59 2 Vlg( Mn ) / 59 2 V 1 V l g 1 ( 10 ) 18 V5Ec c c cz c c?+?++?=+= + ? =第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) 酸度減弱，含氧酸鹽的氧化能力減弱。 第七章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)基礎(chǔ) 無機(jī)化學(xué) (Inanic Chemistry) 西南科技大學(xué) 解 : 電極反應(yīng) Ag+(aq)+e Ag(s)