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1、1本章内容小结书后习题课外习题第1页/共85页2本章内容小结1.氧化还原反应方程式的配平2.原电池3.能斯特(Nernst)方程式4.原电池电动势E池与电池反应的 rGm和K的关系5.电极电势E的应用6.元素电势图7.自由能氧化数图第2页/共85页31.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)：第3页/共85页4 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。第4页/共85页5反应物反应物 产物产物介质介
2、质多一个氧原子多一个氧原子添加物添加物 产物产物少一个氧原子少一个氧原子添加物添加物 产物产物酸性酸性 碱性碱性 中性中性配平H、O原子数的基本原则：结合O提供O第5页/共85页6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。第6页/共85页72.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。(2)电池符号：以铜锌原电池为例，()ZnZn2+(x moldm-3)Cu2+(x moldm-3)Cu(+)(3)盐桥：作用是
3、沟通两个半电池，保持其电荷平衡，使反应持续进行。第7页/共85页8(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、浓度等因素的影响。当系统中各物种都处于标准状态下，相应的电动势、电极电势分别为标准电动势和标准电极电势，则 E=E+E。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 moldm-3，气体分压为100 kPa。第8页/共85页93.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 第9页/共85页10注意：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
4、=c/c，又因c=1 moldm-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。如果有气体参与电极反应，则应代入相对分压p/p，因p=100 kPa，绝不能省略。第10页/共85页11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。第11页/共85页12(2)电池电动势的能斯特方程式：对于原电池反应 aA+bB=cC+dD，有反应物生成物第12页/共85页134.原电池电动势E池与电池反应的 rGm和K的关系(1)E池与 rGm的关系：恒温恒压过程：rG=WE 即 rG
5、=nE池F 标准态：rGm=zE池F第13页/共85页14(2)E池与K的关系：第14页/共85页15(1)影响电极电势E的因素：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。5.电极电势E的应用第15页/共85页16(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；若E池 E左，则该氧化态在水溶液中会发生歧化反应；若 E右 Fe(CN)64，则下面对 E Fe(CN)63/Fe(CN)64 与 E(Fe3+/Fe2+)判
6、断正确的是(A)E Fe(CN)63/Fe(CN)64 E(Fe3+/Fe2+);(B)E Fe(CN)63/Fe(CN)64 E(Fe3+/Fe2+);(C)E Fe(CN)63/Fe(CN)64 =E(Fe3+/Fe2+);(D)无法判断。答案为 B。第69页/共85页70配合物稳定常数：指配离子生成反应的浓度平衡常数，用K稳表示。K稳越大，表示配位反应进行得越彻底，配合物越稳定。(见教材P320)例如：Fe3+6CN Fe(CN)63 K稳1=Fe(CN)63/Fe3+CN 6 =1.00 1042 Fe2+6CN Fe(CN)64 K稳2=Fe(CN)64/Fe2+CN 6 =1.00
7、 1035P125 9.19第70页/共85页71解：电 对 Fe3+/Fe2+和 Fe(CN)63/Fe(CN)64 对应的电极反应分别为：Fe3+e Fe2+(1)Fe(CN)63 +e Fe(CN)64 (2)将 E Fe(CN)63/Fe(CN)64 看作是电极反应(1)的非标准态E，则此非标准态是由Fe(CN)63 =Fe(CN)63 =1.0 moldm-3时的Fe3+和Fe2+决定的。P125 9.19第71页/共85页72由K稳定义可知，E=E(Fe3+/Fe2+)+0.059 V lg Fe3+/Fe2+=E(Fe3+/Fe2+)+0.059 V lg K稳2/K稳1 E(F
8、e3+/Fe2+)所以答案为 B。P125 9.19 0第72页/共85页73课外习题10-01 用离子电子法配平下列电极反应(1)Cr2O72-Cr3+(酸性介质)；(2)H2PO3-P(碱性介质)第73页/共85页7410-01 解：用离子电子法配平电极反应的实质是在原子数平衡的基础上以电子配平电荷，一般经4 5 步完成。第74页/共85页75(1)Cr2O72-Cr3+(酸性介质)(a)氧化型写在左边，还原型写在右边 Cr2O72-Cr3+(b)配平氢、氧以外元素的原子 Cr2O72-2Cr3+(c)左边多O缺H，多一个O加2个H+；右边加相应的H2O Cr2O72-+14H+2Cr3+
9、7H2O(d)用电子配平电荷，完成配平 Cr2O72-+14H+6e-=2Cr3+7H2O第75页/共85页76(2)H2PO3-P(碱性介质)；(a)氧化型写在左边，还原型写在右边 H2PO3-P(b)配平变价原子(c)右边缺氧，缺一个O加2个OH-；左边加相应的H2O H2PO3-+3H2O P+6OH-第76页/共85页77(d)左边多H，多一个H加1个OH-；右边加相应的H2O H2PO3-+3H2O+2OH-P+6OH-+2H2O 即 H2PO3-+H2O P+4OH-(e)用电子配平电荷，完成配平 H2PO3-+H2O+3e-=P+4OH-第77页/共85页7810-02 用离子电
10、子法配平下列反应方程式（酸性介质）HgS+NO3-+Cl-HgCl42-+NO+S第78页/共85页7910-02 解：先用离子电子法配平电极反应，在此基础上使两个电极反应得失的电子数相等，即得到配平的氧化还原反应方程式。一般经三步完成。第79页/共85页80HgS+NO3-+Cl-HgCl42-+NO+S(a)将反应式分成两个电极反应 HgS +Cl-HgCl42-+S NO3-NO(b)配平两个电极反应 HgS +4Cl-=HgCl42-+S+2e-NO3-+4H+3e-=NO+2H2O第80页/共85页81(c)使两个电极反应的电子数相等，完成配平 3)HgS +4Cl-=HgCl42-
11、+S+2e-2)NO3-+4H+3e-=NO+2H2O相加得：3HgS+2NO3-+12Cl-+8H+=3HgCl42-+2NO+3S+4H2O第81页/共85页8210-03 用离子电子法配平下列反应方程式（碱性介质）CuS+CN-Cu(CN)43-+NCO-+S2-第82页/共85页83CuS+CN-Cu(CN)43-+NCO-+S2-(a)CuS Cu(CN)43-+S2-CN-NCO-(b)CuS+4 CN-+e-=Cu(CN)43-+S2-CN-+2OH-=NCO-+H2O+2e-(c)2)CuS+4 CN-+e-=Cu(CN)43-+S2-1)CN-+2OH-=NCO-+H2O+2e-相加得：2CuS+9CN-+2OH-=2Cu(CN)43-+2S2-+NCO-+H2O 第83页/共85页84注意：碱性介质中进行的反应，OH-既可在反应物一侧，也可能在产物一侧；而且，H2O和OH-也可能在同一侧。第84页/共85页85谢谢您的观看！第85页/共85页