第10章 _Redox-ZZM PPT课件

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注意： ① 严格来讲，对数式中应该使用氧化型和 还原型物种的活度a。如果是稀溶液，a = c/cӨ，又因cӨ = 1 mol· dm-3，为简化起见常 省略，所以一般直接使用氧化型和还原型 物种的浓度c。 ② 如果有气体参与电极反应，则应代入相 对分压p/pӨ，因pӨ = 100 kPa，绝不能省略。
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EpH图的应用：
(2)
判断某物质在水中能否稳定存在： 如 MnO4-/Mn2+，EӨ = 1.51 V，落在H2O的 a’ 、 b’ 线 之 间 的 稳 定 区 域 内 ， 因 而 KMnO4 在水中可用作氧化剂；但该值 不在 a 、 b 线之间的区域内，所以它在 水中不能长期稳定存在。


标准状态：通常温度为 298 K，纯固体 或纯液体，溶液中各物种浓度为1 mol· dm-3，气体分压为100 kPa。
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3. 能斯特(Nernst)方程式
(1) 电极电势的能斯特方程式：对一般的 电极反应 氧化型 + ne还原型， 有 2.303RT [氧化型 ] θ EE lg zF [还原型 ] 0.059 V [氧化型 ] θ T 298K 时，E E lg z [还原型 ]
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1. 氧化还原反应方程式的配平 (1) 氧化数法：
原则是还原剂氧化数升高数与氧化 剂氧化数降低数相等。 (2) 离子电子法(半反应法)：
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离子电子法(半反应法) ：
•
原则是得电子数等于失电子数；
•
•
关键是半反应方程式的书写;
一般顺序：先配平H、O以外元素的原 子数，然后配平H、O原子数，最后配 平得失电子数。
(1)
E池Ө与rGmӨ的关系： 恒温恒压过程：rG = nE池F 标准态：rGmӨ = zE池ӨF
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(2) E池Ө与KӨ的关系：
2.303RT θ E lg K zF 0.059V θ θ T 298 K时，E池 lg K z
θ 池
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5. 电极电势E的应用
(1)
影响电极电势E的因素：
若E池 < 0，说明反应只能逆向进行。
(4) 判断氧化还原反应的顺序：
当多种氧化剂、还原剂存在时，优先进 行 E池Ө最大的反应，即rGmӨ越小，反 应倾向越大。
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电极电势E的应用 (5) 氧化剂与还原剂的选择 (6) 判断氧化还原反应进行的程度 —— 计 θ 算 KӨ
zFE池 ln K RT θ zE池 θ T 298 K时，lg K 0.059V
θ c d
0.059 V [C] [D] T 298K 时，E池 E lg z [A]a [B]b 0.059 V θ 即 E池 E池 lg Q z 反应物 0.059 V [氧化型 ] θ 或 E池 E池 lg z [还原型 ] 生成物
θ 池
c
d
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4. 原电池电动势E池Ө与电池反应的rGmӨ 和KӨ的关系
θ
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电极电势E的应用 (7) 计算非氧化还原反应的某些化学常数： 如难溶盐的 KspӨ 、弱酸弱碱的解离常 数、配合物的稳定常数等。
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6. EpH图 以电极反应的E为纵坐标，以反应介质的 pH 为横坐标，绘出 E随 pH 变化的关系图， 叫EpH图。
电对的 EpH线的上方，是该电对氧化型
第十章 氧化还原反应 习题课
化学学院 张志明
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本章内容小结 书后习题 课外习题
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本章内容小结
1.
2. 3. 4.
5. 6.
7.
8. 9.
氧化还原反应方程式的配平 原电池 能斯特(Nernst)方程式 原电池电动势E池Ө与电池反应的rGmӨ和 KӨ的关系 电极电势E的应用 EpH图 元素电势图 自由能－氧化数图 化学电源与电解
H2O 2OH
结合[ O]

H2O 2H
提供[ O]

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注意： • 在酸性介质中配平的半反应方程式里不
应出现碱性物质如OH-, S2-等；
• 在碱性介质中配平的半反应方程式里不
应出现酸性物质如H+等。
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2. 原电池
(1) 定义：借助于氧化还原反应而产生电流的装 置，是一种将化学能转化为电能的装置。任一 自发的氧化还原反应原则上都可以被设计成原 电池。
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配平H、O原子数的基本原则：
反应物 产物 介质 酸性 多一个氧原子 添加物 结合[O] 产物

少一个氧原子 添加物 提供[O] 产物

2H H2O
结合[ O]
H2O 2H
提供[ O]
碱性
中性
[ O] [ O] H2O 结合 2OH 2OH 提供 H2O
(2)电池符号：以铜锌原电池为例， () Zn│Zn2+ (x mol· dm-3)║‭ Cu2+ (x mol· dm-3) │Cu (+)
(3) 盐桥：作用是沟通两个半电池，保持其电荷 平衡，使反应持续进行。
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(4) 原电池的电动势：E池 = E+ E

电动势 (E 池 ) 和电极电势 (E) 均受温度、 压强、浓度等、电极电势分别为标准电动 势和标准电极电势， EӨ = E+Ө EӨ。
的稳定区；电对的EpH线的下方，是该 电对还原型的稳定区。
若电极反应式中未出现 H+ 或 OH- ，则 E 与
pH无关，其EpH线平行于横坐标轴。
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EpH图的应用：
(1)判断水的稳定区： H2O 的热力学稳定区
是其 EpH 图 ( 教材 P292) 中 a 、 b 线之间 的区域；实际稳定区为 a' 、 b' 线之间的 区域。
内因——本性
外因 —— 浓度 ( 包括酸度、沉淀物生成和 配合物的生成)、温度、压强
(2)
判断氧化剂、还原剂的强弱：
E值越高，电对的氧化型的氧化能力越强；
E值越低，电对的还原型的还原能力越强。
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电极电势E的应用 (3) 判断氧化还原反应进行的方向：
将氧化还原反应设计成原电池，
若E池 > 0，说明反应能正向进行；
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③
电极反应中的固体浓度为常数 1 ，与
H2O一样，不写进能斯特方程式。 参与电极反应的氧化型、还原型及其 他物质均应表示于能斯特方程式中， 且其系数作为浓度的方次数。
④
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(2) 电池电动势的能斯特方程式：对于 原电池反应 aA + bB = cC + dD，有
2.303RT [C] [D] EE lg a b zF [A] [B]