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1、氧化还原与电极电势氧化还原与电极电势第1页，共65页，编辑于2022年，星期六第一节基本概念第一节基本概念一、氧化数一、氧化数1.定义定义氧氧化化数数是是元元素素的的一一个个原原子子的的形形式式荷荷电电数数，是是将将每每一一个个化化学学键键中中的的电电子指定给电负性较大子指定给电负性较大的原子而求得的原子而求得。第2页，共65页，编辑于2022年，星期六2.确定氧化数的经验规则确定氧化数的经验规则计算氧化数的规则虽然是人为的规定，计算氧化数的规则虽然是人为的规定，但它们是大量实验事实的总结。但它们是大量实验事实的总结。氧化数可以是正数、负数、分数和零。氧化数可以是正数、负数、分数和零。(1)(
2、1)单质中元素的氧化数均为零。单质中元素的氧化数均为零。(2)(2)分子化合物中的各元素氧化数的代分子化合物中的各元素氧化数的代数和等于零。数和等于零。第3页，共65页，编辑于2022年，星期六(3)(3)H在化合物中的氧化数一般为在化合物中的氧化数一般为+1+1，但在活泼金属氢化物（如但在活泼金属氢化物（如NaH、CaH2等）的氧化数为等）的氧化数为-l-l。(4)(4)O在化合物中的氧化数一般为在化合物中的氧化数一般为-2-2，但在过氧化物（如但在过氧化物（如Na2O2、H2O2等）等）中的氧化数为中的氧化数为l l，在超氧化物（如，在超氧化物（如KO2）中的氧化数为）中的氧化数为1/21
3、/2。第4页，共65页，编辑于2022年，星期六(5)(5)单单原原子子离离子子的的氧氧化化数数等等于于离离子子所所带带的的电电荷荷数数；多多原原子子离离子子的的电电荷荷数数等等于于所有元素氧化数的代数和。所有元素氧化数的代数和。(6)(6)在在一一般般化化合合物物中中碱碱金金属属和和碱碱土土金金属属的氧化数分别为的氧化数分别为1 1和和2 2，卤素为，卤素为1 1。(7)(7)一一种种原原子子的的氧氧化化数数可可以以从从同同它它化化合合的其他原子的氧化数计算出来。的其他原子的氧化数计算出来。第5页，共65页，编辑于2022年，星期六例例 :计算计算Na2S4O6中中S元素的氧化数。元素的氧化
4、数。解解：已已知知O的的氧氧化化数数为为-2，Na的的氧氧化化数为数为+1，设设S元素的氧化数为元素的氧化数为x，则有：，则有：2 (+1)4x 6 (一一 2)0 第6页，共65页，编辑于2022年，星期六二、氧化还原反应二、氧化还原反应 在在反反应应前前后后物物质质的的某某些些元元素素的的氧氧化化数数发生变化的反应发生变化的反应称为称为氧化还原反应氧化还原反应。氧氧化化还还原原反反应应的的实实质质是是发发生生了了电电子子的的转移或偏移转移或偏移。第7页，共65页，编辑于2022年，星期六在氧化还原反应中的概念：在氧化还原反应中的概念：1 1氧化反应（过程）：氧化反应（过程）：失失电电子子，
5、氧氧化化数数升升高高的的反反应应叫叫作作氧氧化化反应反应（过程）。（过程）。2 2还原反应（过程）：还原反应（过程）：得电子，氧化数降低的反应得电子，氧化数降低的反应叫作叫作还还原反应原反应（过程）。（过程）。第8页，共65页，编辑于2022年，星期六 3 3氧氧化化剂剂：在在氧氧化化还还原原反反应应中中得得电电子子，氧化数降低的物质氧化数降低的物质叫作叫作氧化剂氧化剂。4 4还还原原剂剂：在在氧氧化化还还原原反反应应中中失失电电子子，氧化数升高的物质氧化数升高的物质叫作叫作还原剂还原剂。5 5氧氧化化性性：氧氧化化剂剂得得电电子子的的能能力力叫叫作作氧氧化性化性或氧化能力。或氧化能力。6 6
6、还原性：还原性：还原剂失电子的能力还原剂失电子的能力叫作叫作还原性还原性或还原能力。或还原能力。第9页，共65页，编辑于2022年，星期六例：例：CuO H2 Cu H2O 氧化数由氧化数由2 2变为变为0(0(降低降低)氧化数由氧化数由0 0变为变为1(1(升高升高)氧氧化化剂剂还还原原剂剂第10页，共65页，编辑于2022年，星期六第二节电极电势第二节电极电势一、原电池一、原电池 原电池是原电池是利用氧化还原反应将化学利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置能转变为电能的装置。1 1原电池的组成原电池的组成 原原电电池池是是由由两两个个半半电电池池组组成成的的，两两个半电池之间由盐桥沟通个
7、半电池之间由盐桥沟通。第11页，共65页，编辑于2022年，星期六第12页，共65页，编辑于2022年，星期六2.氧化还原电对氧化还原电对每一个半电池中含有同一元素的不同每一个半电池中含有同一元素的不同氧化数两种物质构成。氧化数两种物质构成。氧化数高的物质氧化数高的物质称为称为氧化态氧化态或氧化型，或氧化型，以以Ox表示表示。氧化数低的物质氧化数低的物质称为称为还原态还原态或还原型，或还原型，以以Red表示表示。第13页，共65页，编辑于2022年，星期六另外，习惯上也将一个半电池称为一个另外，习惯上也将一个半电池称为一个电极，因此，也可以说原电池是由两个电极，因此，也可以说原电池是由两个电极
8、组成电极组成的。的。每个每个电极由同种元素的氧化态和还原电极由同种元素的氧化态和还原态物质组成态物质组成，称为一个，称为一个氧化还原电对氧化还原电对（简称电对）。（简称电对）。电对以符号电对以符号“氧化型氧化型/还原型还原型”或或“Ox/Red”表示。表示。第14页，共65页，编辑于2022年，星期六 3 3电极反应电极反应 原原电电池池是是由由两两个个电电极极组组成成的的，在在两两个个电极上分别发生氧化反应和还原反应。电极上分别发生氧化反应和还原反应。在在原原电电池池中中，向向外外电电路路输输出出电电子子的的电电极极叫叫负极负极，而，而接受电子的电极接受电子的电极叫叫正极正极。第15页，共6
9、5页，编辑于2022年，星期六4 4电池符号电池符号 如：铜锌原电池如：铜锌原电池 原原电电池池有有半半电电池池、电电极极、盐盐桥桥三三个个部分组成。部分组成。为为了了起起见见，原原电电池池的的组组成成常常用用一一个个符符号来表示号来表示，称为，称为电池符号电池符号。第16页，共65页，编辑于2022年，星期六书写电池符号的规定书写电池符号的规定：负负极极写写在在左左侧侧，正正极极写写在在右右侧侧，“”表表示示相相界界面面，“|”|”表表示示盐盐桥桥，同同一一相相中中的的两两种种物物质质间间用用“，”隔隔开开，注注明明物物质质的的浓浓度度或或分分压压（标标准准态态除除外外），如如电电对对中中没
10、没有有导导电电极极板板，应应另另加加惰惰性性金金属（如属（如Pt）作为电极极板。）作为电极极板。第17页，共65页，编辑于2022年，星期六上述铜锌原电池可表示为：上述铜锌原电池可表示为：(-)Zn|Zn2+(xmol/L)|Cu2+(ymol/L)|Cu(+)锌电极为负极，铜电极为正极。锌电极为负极，铜电极为正极。正、负电极分别发生如下反应：正、负电极分别发生如下反应：正极正极：Cu2+2e Cu(还原反还原反应应）负极负极：Zn Zn2+2e (氧化反氧化反应应）电池反应电池反应：Zn+Cu2+Zn2+Cu 第18页，共65页，编辑于2022年，星期六二、电极电势二、电极电势1.1.电极电
11、势电极电势产生于电极表面与溶液间的电势差产生于电极表面与溶液间的电势差称为称为电极电势电极电势，用符号，用符号“Mn+/M”表示。表示。电极电势的大小反映了金属在水溶电极电势的大小反映了金属在水溶液中得失电子能力的大小。液中得失电子能力的大小。第19页，共65页，编辑于2022年，星期六简单地讲，简单地讲，金属越活泼金属越活泼，溶解成离，溶解成离子的倾向愈大，离子沉积的倾向愈小，子的倾向愈大，离子沉积的倾向愈小，达到平衡时，电极的金属板上累积的达到平衡时，电极的金属板上累积的负电荷就较多，负电荷就较多，电极电势越低电极电势越低；相反，；相反，金属越不活泼金属越不活泼溶解倾向则愈小，沉积的溶解倾
12、向则愈小，沉积的倾向愈大，倾向愈大，电极电势越高电极电势越高。第20页，共65页，编辑于2022年，星期六2.2.电极电势的测定电极电势的测定由由于于电电极极电电势势绝绝对对值值无无法法测测定定，只只能能通通过过比比较较来来求求得得各各电电极极电电势势的的相相对对值，所以值，所以电极电势的数值是相对的电极电势的数值是相对的。其其方方法法是是人人为为选选定定某某种种电电极极作作为为标标准准，其其它它电电极极与与选选定定电电极极作作比比较较而而求求得得其相对的电极电势值其相对的电极电势值。第21页，共65页，编辑于2022年，星期六3.3.标准氢电极（标准氢电极（SHE）IUPAC选定标准氢电极作
13、为电极电选定标准氢电极作为电极电势的共同比较标准势的共同比较标准。标准氢电极由电对标准氢电极由电对H/H2构成，构成，第22页，共65页，编辑于2022年，星期六 H22e 2H+当当t=250C，pH2=101.3kPa，H+=1mol/l时，时，H2和和H溶液之间所产溶液之间所产生的电势差，就是标准氢电极的电极生的电势差，就是标准氢电极的电极电势。电势。并并规定标准氢电极的电极电势为零，即规定标准氢电极的电极电势为零，即 H+/H20 0。第23页，共65页，编辑于2022年，星期六4.4.标准电极电势标准电极电势 由于电极电势的大小，主要取决于构成由于电极电势的大小，主要取决于构成电对的
14、本性，同时受温度、浓度的影响。电对的本性，同时受温度、浓度的影响。提出了标准提出了标准 的概念。的概念。规定规定当溶液的浓度为当溶液的浓度为1.0mol/L，气，气体分压为体分压为101.3kPa，温度为，温度为298K时，时，所测的电极电势，称为标准电极电势所测的电极电势，称为标准电极电势，常用符号常用符号 0 0表示表示。第24页，共65页，编辑于2022年，星期六5.5.测定电极电势的方法测定电极电势的方法测定其它电极的电极电势，是以该测定其它电极的电极电势，是以该待测电极作为正极待测电极作为正极，标准氢电极为负极标准氢电极为负极组成电池组成电池，测其电动势测其电动势而确定的。而确定的。
15、构成原电池的两极间的电势差构成原电池的两极间的电势差称为称为原电池的电动势原电池的电动势。用符号。用符号“E”表示表示 E(+)()第25页，共65页，编辑于2022年，星期六(-)Pt，H2|H+(1mol/L)|待测电极待测电极(+)E(+)H+/H2 由于由于 H+/H20 故故 E (+)即即电池的电池的E就是待测电极的电极电势就是待测电极的电极电势。例如：例如：SHE|Cu2+(1mol/L)|Cu(+)测得测得 E0.337V 则则 Cu2+/Cu=0.337V第26页，共65页，编辑于2022年，星期六6.6.电极电势的意义及特点电极电势的意义及特点 1.电电极极电电势势的的高高
16、低低反反映映了了氧氧化化还还原原电电对对得得失电子的难易失电子的难易。电电极极电电势势愈愈高高，表表明明氧氧化化还还原原电电对对中中的的氧氧化化态态愈愈易易得得电电子子变变成成它它的的还还原原态态，而而电电对对中中的的还还原原态态愈愈难难失失电电子子变变成它的氧化态。成它的氧化态。第27页，共65页，编辑于2022年，星期六电电极极电电势势愈愈低低，表表明明氧氧化化还还原原电电对对中中的的还还原原态态愈愈易易失失电电子子变变成成它它的的氧氧化化态态，而而电电对对中中的的氧氧化化态态愈愈难难得得电电子子变变成它的还原态。成它的还原态。例如：例如：F/F22.87 表明表明F22e 2F的反应是非
17、常的反应是非常容易向右进行，容易向右进行，F2容易得电子是强氧化容易得电子是强氧化剂。剂。第28页，共65页，编辑于2022年，星期六2.电电极极电电势势和和温温度度、密密度度等等物物理理量量一一样样，是是一一个个强强度度性性质质，因因此此它它的的数数值值与与物物质的数量无关质的数量无关。Zn2+2e Zn Zn2+/Zn0.76 2Zn2+4e 2Zn Zn2+/Zn0.76 3.电电极极电电势势值值与与电电极极反反应应方方向向和和书书写写方方式式无关无关。Zn2+2e Zn Zn Zn2+2e 第29页，共65页，编辑于2022年，星期六4.同同一一种种物物质质在在某某一一电电对对中中是是
18、氧氧化化态态，在另一电对中可能是还原态在另一电对中可能是还原态。如如：Fe2+在在Fe3+/Fe2+电电对对是是氧氧化化剂剂，而在而在Fe3+/Fe2+电对是还原剂。电对是还原剂。5.电电极极电电势势是是在在水水溶溶液液中中测测定定的的，它它不适用于非水溶液体系。不适用于非水溶液体系。0值值是是氧氧化化剂剂、还还原原剂剂在在标标准准态态和和水溶液中强弱的标度水溶液中强弱的标度。第30页，共65页，编辑于2022年，星期六三、影响电极电势的因素三、影响电极电势的因素 影响电极电势的影响电极电势的因素主要因素主要有：有：构构成成电电极极的的物物质质本本性性（或或称称得得失失电电子的能力）；子的能力
19、）；溶液的溶液的温度温度；溶液中溶液中有关离子的浓度有关离子的浓度；气体的分压气体的分压 。第31页，共65页，编辑于2022年，星期六1.Nernst方程式方程式电极电势的大小，主要决定于电对电极电势的大小，主要决定于电对的本性。并受离子的浓度和温度等条件的本性。并受离子的浓度和温度等条件的影响。的影响。如果温度或浓度改变了，电极电势如果温度或浓度改变了，电极电势也就跟着改变。也就跟着改变。电极电势与温度、浓度间的关系遵从电极电势与温度、浓度间的关系遵从Nernst方程方程。第32页，共65页，编辑于2022年，星期六对于任意一个电极反应：对于任意一个电极反应：mOxne=qRed其其电极电
20、势的电极电势的Nemst方程方程为：为：式中：式中：R气体常数，气体常数，8.314J/mol KF法拉弟常数，法拉弟常数，96.500J/V mol第33页，共65页，编辑于2022年，星期六 T绝对温度，绝对温度，n-电极反应中转移的电子数。电极反应中转移的电子数。如果只如果只考虑在室温下考虑在室温下（T=298KT=298K）进行）进行的反应，将有关常数代入上式，则的反应，将有关常数代入上式，则Nerst方程式方程式 ：第34页，共65页，编辑于2022年，星期六Nerst方程式表示了电极电势随浓度方程式表示了电极电势随浓度的变化关系的变化关系。由公式可知，由公式可知，氧化型物质的浓度愈
21、大氧化型物质的浓度愈大或还原性物质的浓度愈小，或还原性物质的浓度愈小，值就愈高值就愈高；反之，氧化型物质浓度愈小或还原型反之，氧化型物质浓度愈小或还原型物质浓度愈大，物质浓度愈大，值就愈小。值就愈小。第35页，共65页，编辑于2022年，星期六2.应用应用Nemst方程应注意以下几个问题：方程应注意以下几个问题：（1 1）纯纯固固体体、纯纯液液体体及及稀稀溶溶液液中中的的溶溶剂剂不不写进写进Nemst方程中；方程中；纯固体或纯固体或H2O的浓度视作常数处理。的浓度视作常数处理。（2 2）对对于于气气体体物物质质，应应以以相相对对分分压压p/p0写入写入Nemst方程中；方程中；第36页，共65
22、页，编辑于2022年，星期六（3 3）若电极反应中有）若电极反应中有H或或OH一一等等参与，参与，尽管其氧化数并无变化，但也要与相尽管其氧化数并无变化，但也要与相应的氧化态或还原态一并列入方程；应的氧化态或还原态一并列入方程；（4 4）如果电极反应式中各物质的系数）如果电极反应式中各物质的系数不等于不等于1时，则其浓度应升到相应的方时，则其浓度应升到相应的方次数。次数。第37页，共65页，编辑于2022年，星期六举例说明：举例说明：Zn2+2e Zn Zn2+/Zn0.76 MnO2(s)+4H+2e=Mn2+2H2O第38页，共65页，编辑于2022年，星期六3.Nemst方程的应用方程的应
23、用（1 1）离子浓度的改变对）离子浓度的改变对 的影响的影响例例1 1：求在：求在298K时，将金属锌放在时，将金属锌放在0.1mol/LZnSO4溶液中的电极电势？溶液中的电极电势？解：电极反应解：电极反应Zn2+2e Zn 第39页，共65页，编辑于2022年，星期六例例2 2：求非金属碘（：求非金属碘（I2）在）在0.1mol/LKI溶溶液中，液中，298K时的电极电势。时的电极电势。解：解：I2 2e =2I并且并且 I2/I0.54V(I)=0.01mol/L第40页，共65页，编辑于2022年，星期六例例3 3：（1 1）电极电势的高低反映了氧还电对）电极电势的高低反映了氧还电对的
24、难易，当电对中的氧化态形成的难易，当电对中的氧化态形成沉淀时，电极电势值将沉淀时，电极电势值将。（2 2）在氧化还原反应中，还原剂是）在氧化还原反应中，还原剂是 值值的电对中的的电对中的物质。物质。第41页，共65页，编辑于2022年，星期六2 2酸度对电极电势的影响酸度对电极电势的影响 当当H或或OH离离子子参参与与电电极极反反应应时时，溶溶液液pH的的变变化化往往往往对对电电极极电电势势产产生生很很大影响。大影响。例：当例：当PH=3，C(MnO4)=C(Mn2+)=1mol/L时时,电电极极电电位位EMnO4/Mn2+是是多多少少?问问酸酸度度变变化化时时对对氧氧化化型型物物质质的的氧氧
25、化化能能力有何影响？力有何影响？第42页，共65页，编辑于2022年，星期六解：解：MnO4-+8H+5e=Mn2+4H2O 0 MnO4/Mn2+=+1.51 V PH=5，H105mol/l 第43页，共65页，编辑于2022年，星期六例：已知例：已知298K时，电对时，电对 MnO4+8H+5e=Mn2+4H2O 0=1.51V，此此时时H浓浓度度由由1.0mol/L减减小小至至1.0104mol/L，则则该该电电对对的的电极电势（）电极电势（）A、上升、上升0.38V B、上升、上升0.047V C、下降、下降0.38V D、下降、下降0.047V E、无变化、无变化 第44页，共65
26、页，编辑于2022年，星期六 3生成沉沉淀对电极电势的影响生成沉沉淀对电极电势的影响 当当电电极极反反应应中中有有沉沉淀淀生生成成时时，由由于于溶溶液液中中有有关关离离子子的的浓浓度度会会发发生生急急剧剧变变化化，也也会对电极电势产生很大的影响。会对电极电势产生很大的影响。由由于于沉沉淀淀的的生生成成而而使使电电极极电电势势改改变变的的数数值值可可以以依依据据Nemst方方程程和和难难溶溶电电解解质的质的Ksp定量计算定量计算。第45页，共65页，编辑于2022年，星期六例：在例：在298K时，将一根银丝插入时，将一根银丝插入AgNO3溶液中，并在溶液中加入溶液中，并在溶液中加入KCl使溶使溶
27、液中液中Cl浓度为浓度为1.0mol/L，计算，计算 Ag+/Ag Ag+/Ag？(AgCl的的Ksp=1.81010)解：该电极的电极反应为：解：该电极的电极反应为：Ag+e=Ag 0Ag+/Ag=0.7996V第46页，共65页，编辑于2022年，星期六 加入加入KCl生成生成AgCl沉淀，并有沉淀，并有 Cl-Ag+=Ksp Ag+=Ksp/Cl=1.81010/1.0=1.81010 Ag+/Ag=0Ag+/Ag+0.0592 lg Ag+=0.79980.0592lg(1.81010)=0.2223（V）第47页，共65页，编辑于2022年，星期六总结：总结：一一般般来来说说，由由于
28、于难难溶溶电电解解质质的的生生成成使使氧氧化化态态的的离离子子浓浓度度减减少少时时，电电极极电电势势值值将将变变小小；若若难难溶溶电电解解质质的的生生成成使使还还原原态态的的离离子子浓浓度度减减少少时时，电电极极电电势势值将变大。值将变大。第48页，共65页，编辑于2022年，星期六第三节电极电势的应用第三节电极电势的应用电极电势值是一极为重要的数据。电极电势值是一极为重要的数据。电极电势的应用：电极电势的应用：定量比较氧化剂和还原剂的强弱；定量比较氧化剂和还原剂的强弱；判断氧化还原反应的方向；判断氧化还原反应的方向；判判断断氧氧化化还还原原反反应应的的限限度度计计算算平平衡衡常数常数K。第4
29、9页，共65页，编辑于2022年，星期六一、一、比较氧化剂和还原剂的强弱比较氧化剂和还原剂的强弱 根根据据电电极极电电势势（如如Cu2/Cu）判判断断氧氧化化剂剂和和还还原原剂剂的的强强弱弱之之前前应应首首先先明明确确电电对对的的氧氧化化态态具具有有氧氧化化性性，是是氧氧化化剂剂；电电对对的还原态具有还原性，是还原剂的还原态具有还原性，是还原剂。氧氧化化剂剂和和还还原原剂剂的的强强弱弱取取决决于于其其得得失失电电子子的的能能力力，而而氧氧化化还还原原电电对对得得失失电电子难易又与电极电势有关子难易又与电极电势有关。第50页，共65页，编辑于2022年，星期六氧化剂和还原剂强弱与电极电势有如下氧
30、化剂和还原剂强弱与电极电势有如下关系：关系：（1 1）电电极极电电势势值值愈愈大大，氧氧化化还还原原电电对对中中的的氧氧化化态态是是愈愈强强的的氧氧化化剂剂，而而电电对对中中的还原态是愈弱的还原剂；的还原态是愈弱的还原剂；（2 2）电电极极电电势势值值愈愈小小，氧氧化化还还原原电电对对中中的的还还原原态态是是愈愈强强的的还还原原剂剂，而而电电对对中中的的氧化态是愈弱的氧化剂。氧化态是愈弱的氧化剂。第51页，共65页，编辑于2022年，星期六例例：已已 知知Fe3+/Fe2+，Cu2+/Cu，Sn4+/Sn2+，Fe2+/Fe等等各各电电对对的的标标准准电电极极电电势势分分别别为为0.77V、0
31、.34V、0.15V、0.41V，则则在在标标准准状状态态下下，最最强强的的氧氧化化剂和最强的还原剂分别是（）剂和最强的还原剂分别是（）A、Fe3+和和Cu B、Fe2+和和Sn2 C、Cu2+和和Fe D、Fe3+和和Fe E、Sn4+和和Fe 第52页，共65页，编辑于2022年，星期六利用利用 可判断氧化剂、还原剂的相对强弱可判断氧化剂、还原剂的相对强弱 大大的电对中的氧化型物质的氧化的电对中的氧化型物质的氧化能力强于能力强于 小的电对中的氧化型物质小的电对中的氧化型物质。同理，同理，小小的电对中的还原型物质的还的电对中的还原型物质的还原能力强于原能力强于 大的电对中的还原型物质的大的电
32、对中的还原型物质的还原能力还原能力。第53页，共65页，编辑于2022年，星期六二、判断氧化还原反应方向二、判断氧化还原反应方向 氧氧化化还还原原反反应应是是发发生生在在氧氧化化剂剂与与还还原原剂剂之之间间的的反反应应，或或者者说说只只有有氧氧化化剂剂和和还还原原剂剂共共存存之之时时，才才可可能能发发生生氧氧化化还原反应。还原反应。反反应应总总是是向向由由强强氧氧化化剂剂和和强强还还原原剂剂反反应应生生成成较较弱弱的的氧氧化化剂剂和和较较弱弱的的还还原原剂剂的方向进行的方向进行。第54页，共65页，编辑于2022年，星期六一一个个能能自自发发进进行行的的氧氧化化还还原原反反应应，由由该该反应设
33、计成的原电池电动势反应设计成的原电池电动势（E）必必然然大大于于零零，因因此此，电电池池电电动动势势（E）是是氧氧化化还还原原反反应应能能否否自自发发进进行行的的一一般性判据般性判据。其关系是：。其关系是：E0，反应正向自发进行，反应正向自发进行 E0，反应逆向自发进行，反应逆向自发进行 E0，反应达到平衡状态反应达到平衡状态第55页，共65页，编辑于2022年，星期六若反应是在若反应是在标准状态进行标准状态进行，可，可直接直接由来判断反应进行的方向由来判断反应进行的方向。若反应。若反应不不在标准状态进行在标准状态进行，一般，一般需要通过需要通过Nerst方程式方程式计算出计算出，再进行判断再
34、进行判断。另另外外，也也可可以以根根据据较较强强的的氧氧化化剂剂与与较较强强的的还还原原剂剂反反应应生生成成较较弱弱的的还还原原剂剂和和较较弱弱的的氧氧化化剂剂，这这个个一一般般规规律律来来判判断断氧氧化化还原反应方向。还原反应方向。第56页，共65页，编辑于2022年，星期六例：对于下列原电池：例：对于下列原电池：(-)Cu|Cu(1.0mol/L)|Ag(0.10mol/L)|Ag(+)通通过过计计算算说说明明电电池池反反应应能能否否正正向向自自发发进行？进行？已知：已知：0Ag+/Ag=0.7996V 0Cu2+/Cu=0.34V 第57页，共65页，编辑于2022年，星期六解：解：Ag
35、+/Ag=0Ag+/Ag+0.0592 lg Ag+Ag+/Ag =0Ag+/Ag 0.0592 lg Ag+=0.79960.0592lg(0.10)=0.7404V E Ag+/Ag 0Cu2+/Cu=0.74030.34 0.4003V E0，该反应能正向自发进行。该反应能正向自发进行。第58页，共65页，编辑于2022年，星期六例：根据下列氧化还原反应例：根据下列氧化还原反应 组成原电池。组成原电池。已知：已知：试写出此原电池符号，并计算原电池试写出此原电池符号，并计算原电池的电动势。的电动势。第59页，共65页，编辑于2022年，星期六分分析析：首首先先应应根根据据Nerst方方程程
36、式式由由 0及及各各物物质质浓浓度度求求出出这这两两个个点点对对构构成成的的两两个个电电极极电电势势，然然后后确确定定原原电电池池的的正正负负极极。最后计算原电池的电动势。最后计算原电池的电动势。由由Nerst方程式计算：方程式计算：第60页，共65页，编辑于2022年，星期六由此可知电对构成了电池的负由此可知电对构成了电池的负极，另一极则为正极。原电池符号为：极，另一极则为正极。原电池符号为：第61页，共65页，编辑于2022年，星期六三、计算氧化还原反应平衡常数三、计算氧化还原反应平衡常数对于一个给定的氧化还原反应，对于一个给定的氧化还原反应，反应平衡常数反应平衡常数K K与标准电极电势的
37、关系与标准电极电势的关系为为：第62页，共65页，编辑于2022年，星期六 式式中中n为为配配平平的的氧氧化化还还原原反反应应中中得得失失的的电电子子数数，0 0氧氧化化剂剂和和 0 0还还原原剂剂分分别别是是氧氧化化剂电对和还原剂电对的标准电极电势。剂电对和还原剂电对的标准电极电势。可可用用平平衡衡常常数数K来来判判断断氧氧化化还还原原反反应应进进行行的的程程度度，K值值愈愈大大，反反应应进进行行的的程程度度愈愈大大；K值值愈愈小小，反反应应进进行行的的程程度度愈小。愈小。第63页，共65页，编辑于2022年，星期六例例：计计 算算 下下 列列 氧氧 化化 还还 原原 反反 应应 的的 平平 衡衡（298K）Fe3+Ag=Fe2+Ag+0Ag+/Ag=0.7996V 0Fe3+/Fe2+=0.77V 解：解：K=3.16 下一章第64页，共65页，编辑于2022年，星期六医用化学学习指导书：医用化学学习指导书：一、填空题：一、填空题：1，3，5，7，8，11，16，17，18，19二、选择题：二、选择题：1，3，6，7，9，11，13，15，17，23，26，31，35四、简答题：四、简答题：1，2，3，4五、计算题：五、计算题：1，2，3，4第65页，共65页，编辑于2022年，星期六