1、會計學1氧化還原反應氧化還原反應4得的。第1頁/共68頁第2頁/共68頁劑被氧化。第3頁/共68頁和生成物；2、 求元素氧化數的變化值；3、調整系數使氧化數變化值相等；4、配平其它原子第4頁/共68頁第5頁/共68頁第6頁/共68頁第7頁/共68頁第8頁/共68頁第9頁/共68頁第10頁/共68頁第11頁/共68頁第12頁/共68頁第13頁/共68頁第14頁/共68頁第15頁/共68頁當把金屬放入含有該金屬離子的鹽溶當把金屬放入含有該金屬離子的鹽溶液時，有兩種反應傾向存在：一方面，金液時，有兩種反應傾向存在：一方面，金屬表面的離子進人溶液和水分子結合成為屬表面的離子進人溶液和水分子結合成為水合

2、離子：水合離子：ZnZnZnZn2+2+（aqaq）+2e+2e- -另一方面，溶液中的水合離子有從金另一方面，溶液中的水合離子有從金屬表面獲得電子，沉積到金屬上的傾向：屬表面獲得電子，沉積到金屬上的傾向：ZnZn2+2+（aqaq）+2e+2e- -ZnZn金屬的溶解和沉積能形成動態平衡。金屬的溶解和沉積能形成動態平衡。第16頁/共68頁如果金屬表面附近的溶液中，維持如果金屬表面附近的溶液中，維持著一定數量的正離子；在金屬表面上著一定數量的正離子；在金屬表面上，則保留著相應數量的自由電子（對，則保留著相應數量的自由電子（對于不同的電極，可能出現不同的情況于不同的電極，可能出現不同的情況）。這

3、樣，在金屬和溶液之間就產生）。這樣，在金屬和溶液之間就產生了電勢差。了電勢差。影響電極電勢差的因素有電極的影響電極電勢差的因素有電極的本性、溫度、介質、離子濃度等。本性、溫度、介質、離子濃度等。第17頁/共68頁第18頁/共68頁電極電勢的絕對值迄今仍無法測電極電勢的絕對值迄今仍無法測量。量。但只要能得到各種電極的電極電但只要能得到各種電極的電極電勢的相對大小，就能夠利用它來比較勢的相對大小，就能夠利用它來比較氧化還原的相對強弱。氧化還原的相對強弱。第19頁/共68頁第20頁/共68頁H2=2H+2e將這一電極電勢稱為氫的標準電極電勢。2、規定：標準氫電極的電極電勢為零。即：H0.0000V第

4、21頁/共68頁第22頁/共68頁2、測定、測定將標準氫將標準氫電極與其它各電極與其它各種標準狀態下種標準狀態下的電極組成原的電極組成原電池，標準氫電池，標準氫電極定在左邊電極定在左邊，用實驗方法，用實驗方法測得這個原電測得這個原電池的電動勢數池的電動勢數值，就是該電值，就是該電極的標準電極極的標準電極電勢。電勢。第23頁/共68頁即：氧化型ne 還原型兩者之間互相依存，稱為電對。第24頁/共68頁Cl22+3Zn+2e-Zn-0.7628-0.44020.00000.3370.5350.7701.0851.3583Fe2 +2e-+Fe+ 2e-2 +H2+ 2e-+H2NiNi-0.23+

5、 2e-2 +CuCu+ 2e-I2I-2Fe2 + 2e-FeBr2(l)Br-+ 2e-2+ 2e-2Cl-氧化型還原型+ne- /V氧化型的氧化性增強還原型的還原性增強22第25頁/共68頁現OH-，均查堿表。3、電極反應中，既無H+，有無OH-時，要根據物質的存在形式進行判斷。4、標準電極電勢的正負號不因電極反應的寫法而改變。第26頁/共68頁第27頁/共68頁第28頁/共68頁為正極，E正- 負0.337-（-0.7628）1.10V0所以反應向右進行。第29頁/共68頁 解：解： Cu2+2e-Cu =0.337V Fe3+e-Fe2+ =0.770V 對于反應：對于反應：2Fe3

6、+Cu2Fe2+Cu2+ Fe3+/Fe2+是氧化電對，作電池的正極是氧化電對，作電池的正極； Cu2+/Cu是還原電對，作電池的負極是還原電對，作電池的負極。因為因為:E= +- -=0.770-0.3370，反應向，反應向 右自發進行。右自發進行。所以三氯化鐵溶液可以氧化銅板。所以三氯化鐵溶液可以氧化銅板。第30頁/共68頁 自發進行的反應自發進行的反應 rG0。兩者之間的關系為：。兩者之間的關系為： rG=-nFE rG是自由能變是自由能變 (kJ)，n是反應中電子的是反應中電子的轉移數，轉移數，F是法拉第常數是法拉第常數96.487kJV-1mol-1，E是電動勢是電動勢(V)。由：由

7、： rG=-2.303RTlgK得：得：nFE=2.303RTlgK當當T=298.15K時時0592005920lg.n.nEK第31頁/共68頁解：根據解：根據E= +- -=0.337V-(-0.7628V)=1.10V2 .370592010. 1205920lg.nEKK=1.581037答答:平衡常數平衡常數K=1.581037第32頁/共68頁解：將解：將Ag+生成生成AgCl(s)的反應方程式兩邊的反應方程式兩邊 各加各加1個個Ag，得下式：，得下式： Ag+Cl-+AgAgCl(s)+Ag負極負極:AgCl(s)/Cl-+Ag電對電對; 0.2223V 正極正極:Ag+/Ag

8、電對，電對， 0.7996V。lgK=(0.7996V-0.2223V)/0.0592=9.75K=5.62109 Ksp=1/K=1.7810-10答答:（略）（略）第33頁/共68頁第34頁/共68頁一、奈斯特方程一、奈斯特方程 （一）、奈斯特方程一）、奈斯特方程電池在使用過程中因電解液中離子的電池在使用過程中因電解液中離子的濃度發生了變化而導致的電動勢降低。濃度發生了變化而導致的電動勢降低。 以以Cu-Zn原電池來說，電極反應為：原電池來說，電極反應為：Zn+Cu2+=Zn2+Cu通過熱力學推導，可以得到：通過熱力學推導，可以得到：CuZnln22nFRTEE第35頁/共68頁對于任一反

9、應：對于任一反應：aA+bBdD+eEbaedBAEDlnnFRTEE這個方程叫奈斯特（這個方程叫奈斯特（Nernst）方程）方程當當T=298K時，時，baedBAEDlg05920n.EE第36頁/共68頁當當T=298時，時，Cu-Zn原電池的奈斯特方程為：原電池的奈斯特方程為：CuZnlg0.0592)(22nEZnlg0.0592Culg0.059222nnECulg0.05922nZnlg0.05922nlg0.0592還原型氧化型n第37頁/共68頁MnO2+4H+2e-Mn2+2H2O =1.228VO2+4H+4e-2H2O =1.229VMnHlg20.0592228. 1

10、241Hplg40.0592229. 14O2由上可看出，當離子濃度改變時，由上可看出，當離子濃度改變時，電極電勢也會發生改變。電極電勢也會發生改變。第38頁/共68頁第39頁/共68頁第40頁/共68頁第41頁/共68頁解：解：Zn2+2e-ZnZnlg20.059221 . 0lg20.05927628. 00296. 07628. 07924. 0 答：答：(略）。略）。結論：電對的電極電勢隨氧化型濃度的增加結論：電對的電極電勢隨氧化型濃度的增加 而增大；隨還原型濃度的增加而減小。而增大；隨還原型濃度的增加而減小。 第42頁/共68頁第43頁/共68頁例：判斷例：判斷2Fe3+2I-=2

11、Fe2+I2在標準狀態在標準狀態下和下和Fe3+=0.001mol/L,I-=0.001mol/L,Fe2+=1mol/L時反應方向如何時反應方向如何?解：在標準狀態：解：在標準狀態：I2+2e-2I- =0.535VFe3+e-2Fe2+ =-0.770VE=0.770-0.5350反應正向進行反應正向進行。若若在非標準態時在非標準態時:E=E-(0.0592/2)lg121/(0.00120.0012) =-0.121V即反應逆向進行。即反應逆向進行。結論：離子濃度改變可能影響氧化還結論：離子濃度改變可能影響氧化還原反應方向。原反應方向。第44頁/共68頁第45頁/共68頁 Mn2+ =

12、H+=1.0mol/L，求電對MnO4-/Mn2+的。第46頁/共68頁計算結果表明，有氫離子參加的電極反應，其氫離子濃度的影響往往比氧化劑（或還原劑）本身濃度的影響。第47頁/共68頁第48頁/共68頁pH0， 1.229VpH7， 0.815VpH14， 0.400V 1.229-0.0592pH第49頁/共68頁 -0.8277+0.0592pOH -0.8277+0.0592(14-pH) -0.0592pHpH0， 1.229VpH7， 0.815VpH14， 0.400V第50頁/共68頁第51頁/共68頁第52頁/共68頁第53頁/共68頁第54頁/共68頁1、干電池干電池 干電

13、池的鋅片外殼是負極，在電池中作為干電池的鋅片外殼是負極，在電池中作為還原劑。中間的碳棒是正極，它的周圍用石還原劑。中間的碳棒是正極，它的周圍用石墨和墨和MnO2的混合物填充固定。正極和負極間的混合物填充固定。正極和負極間裝入氯化鋅和氯化鐵的水溶液作為電解質，裝入氯化鋅和氯化鐵的水溶液作為電解質，為了防止溢出，與漿糊制成糊狀物。為了防止溢出，與漿糊制成糊狀物。電池放電時反應如下：電池放電時反應如下：Zn+2MnO2+H2OZn(OH)2+Mn2O3普通干電池中學已經介紹過了，我們看普通干電池中學已經介紹過了，我們看一下一下疊層式疊層式干電池干電池和和扣式電池扣式電池。第55頁/共68頁H2氫氧燃料電池示意圖氫氧燃料電池示意圖 負負極極H22+4H+e-4O2（空空氣氣）+e-4H+2H2O正正極極+4O2電電解解質質e-e-負負荷荷H+第56頁/共68頁電解是在外電源作用下被迫發生的氧電解是在外電源作用下被迫發生的氧化還原過程，把電能轉變為化學能。而化還原過程，把電能轉變