原電池及電動勢演示文稿現在是1頁\一共有97頁\編輯于星期一第章第節原電池及電動勢現在是2頁\一共有97頁\編輯于星期一第七章氧化還原與電化學第一節氧化還原反應第二節原電池與電動勢★★第三節電極電勢的應用★現在是3頁\一共有97頁\編輯于星期一第二節原電池與電動勢一、原電池二、原電池的電動勢三、原電池的電極電勢四、電動勢E與△G的關系五、能斯特方程現在是4頁\一共有97頁\編輯于星期一Cu2+(aq)+Zn(s)=Cu(s)+Zn2+(aq)燒杯中的氧化還原反應：一、原電池(定義)化學能→熱能

氧化還原反應都有電子轉移，但不能產生定向移動的電流，能否設計一種裝置將其轉化為定向移動的電流，即能否將化學能轉化為電能呢?現在是5頁\一共有97頁\編輯于星期一普通干電池充電干電池鈕扣電池筆記本電腦專用電池攝像機專用電池手機電池生活中的電池現在是6頁\一共有97頁\編輯于星期一Cu-Zn原電池裝置接通內電路原電池:借助于氧化還原反應將化學能轉變為電能的裝置現在是7頁\一共有97頁\編輯于星期一電極:分為負極和正極。

由電極導體和電解質溶液組成。負極:

Zn片和硫酸鋅溶液

失電子即電子流出的一極

如:Zn-2e-＝Zn2+(氧化反應)

正極:Cu片和硫酸銅溶液

得電子即電子流入的一極

如:Cu2++2e-＝Cu(還原反應)

電子流向：鋅片(負極)→

銅片(正極)

電流流向：銅片(正極)→

鋅片(負極)

溶液中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。一般由電極、導線、鹽橋等組成。

Cu-Zn原電池組成現在是8頁\一共有97頁\編輯于星期一Cu-Zn原電池組成—鹽橋什么是鹽橋？鹽橋的作用是什么？(凍膠的作用是防止管中的溶液流出，K+和Cl-能在凍膠內自由移動。)①構成閉合回路，代替兩溶液直接接觸②平衡電荷(中和Zn2+過剩和SO42-過剩，保持兩個半電池溶液的電中性)。飽和的KCl溶液和5％瓊脂做成的凍膠現在是9頁\一共有97頁\編輯于星期一電極反應與電池反應原電池由兩個半電池組成，半電池又稱電極。在兩電極上發生的半反應(氧化反應和還原反應)均稱為電極反應。兩個電極反應之和即總反應稱為電池反應。Cu-Zn原電池中：

負極反應：Zn-2e→Zn2+

(氧化半反應)正極反應：Cu2++2e→Cu(還原半反應)電池反應：Zn+Cu2+═Zn2++Cu(總反應)

金屬導體如Cu、Zn

惰性導體如Pt、石墨棒電極/CuCu2+/ZnZn2+電對半反應通式：

[氧化型]+ne[還原型]現在是10頁\一共有97頁\編輯于星期一①負極“(-)”寫在左邊，正極“(+)”寫在右邊。

②半電池中兩相界面用“│”表示;同相不同物種用“,”分開;溶液、氣體要注明cB,pB；鹽橋用“||”表示。③

若電極反應無金屬導體,用惰性電極Pt或C(石墨)。④

純液體、固體和氣體寫在靠惰性電極一邊，用“,”分開。(如氫電極)如Cu－Zn原電池的電池圖式為：(-)Zn(s)│Zn2+(1.0mol/L)||Cu2+(1.0mol/L)│Cu(s)

(+)

原電池符號(電池圖式)的書寫方法：原電池的圖式表示

(-)Zn|Zn2+(c1)

H+(c1)|H2(p)|

Pt(+)Fe3+(c1)，Fe2+(c2)|Pt(+)

(-)Pt|Cl2(p)|Cl-(c)

現在是11頁\一共有97頁\編輯于星期一電極中含有不同氧化態同種離子時，高氧化態離子靠近鹽橋，低氧化態離子靠近電極，中間用“，”分開。Sn4+(c1)，Sn2+(c2)|Pt(+)

Cr2O72-(c1),H+(c2),Cr3+(c3)|Pt(+)

(-)Pt|O2(p)|H2O，OH-(c1)參與電極反應的其它物質也應寫入電池符號中。原電池的圖式表示現在是12頁\一共有97頁\編輯于星期一半反應與常見電極類型⑴

金屬及其離子電極

Cu2++2e-=CuCu(s)∣Cu2+(c)⑵氣體電極，須加惰性電極(PtorC)2H++2e-=H2Pt(s)∣H2(p)∣H+(c)現在是13頁\一共有97頁\編輯于星期一⑶不同價態的離子電極，須加惰性電極

Fe3++e-=Fe2+Pt(s)∣Fe3+(c1),Fe2+(c2)⑷金屬及其難溶鹽電極

AgCl+e-=Ag+Cl-

Ag(s)∣AgCl(s)∣Cl-(c)Fe3+Fe2+PtCl-AgAgCl半反應與常見電極類型現在是14頁\一共有97頁\編輯于星期一銅銀原電池銅氫原電池銅與鐵離子如銅鋅原電池例：寫出如下原電池的圖式現在是15頁\一共有97頁\編輯于星期一二、原電池的電動勢原電池中正、負兩個電極形成的電位差叫做該原電池的電動勢，用E表示。原電池電動勢的大小與構成原電池物質的性質、溫度、反應物濃度和壓力有關現在是16頁\一共有97頁\編輯于星期一標準條件下的電動勢叫做原電池的標準電動勢，用EΘ表示。標準條件：c=1mol/L,p=100kPa。二、原電池的電動勢原電池：(–)Zn|ZnSO4(c1)‖CuSO4(c2)|Cu(+)若反應寫作Cu2++Zn→Cu+Zn2+EΘ

＝1.1037V；

若反應寫作Cu+Zn2+→Cu2++Zn

EΘ

＝–1.1037V；原電池電動勢的正負號代表了氧化還原反應自發進行的方向。現在是17頁\一共有97頁\編輯于星期一三、原電池的電極電勢如果溶解>

沉積則如圖a；如果沉積>溶解則如圖b。都會形成雙電層,產生電勢差,稱之為金屬的電極電勢。

用

(氧化態/還原態)表示,例如(Cu2＋/Cu)等。

雙電層理論：金屬在其鹽溶液中,溶解和沉積形成動態平衡：

M(s)

溶解

Mn+(aq)

+ne-值越大,氧化能力越強;值越小,氧化能力越弱。沉積(1)電極電勢

(

)：每個電極上半反應的電位差。M活潑Mn+稀M不活潑Mn+濃

MMn+(aq)+ne-雙電層

MMn+(aq)+ne-溶解>沉積

沉積

>溶解現在是18頁\一共有97頁\編輯于星期一

(3)原電池的電動勢(E):

E=正－負

原電池的正、負極之間的電極電勢差稱為原電池的電動勢，用E來表示。規定:原電池的電動勢等于正極的電極電勢減去負極的電極電勢。(2)標準電極電勢(θ)

標準狀態(即溶液中有關離子的濃度為1.0mol·L-1,氣體的壓力為100kPa)下電極的電極電勢，稱為標準電極電勢。

表示為:θ(氧化態/還原態)

例如:θ(Cu2＋/Cu);

θ(Zn2＋/Zn)

等。

Eθ=θ正－θ負三、原電池的電極電勢現在是19頁\一共有97頁\編輯于星期一(4)標準電極電勢的測定:三、原電池的電極電勢

電極電勢的絕對值無法測定，實際應用中只需知道它們的相對值，我們人為地選擇某一電極為標準，規定電極電勢為零，而把其他電極與此標準電極構成的原電池的電動勢，作為該電極的電極電勢。

國際上統一規定標準氫電極作為標準電極，并規定任何溫度下，其電極電勢為零?，F在是20頁\一共有97頁\編輯于星期一標準氫電極裝置圖氫電極電極反應:2H+(aq)+2e-H2(g)氫電極半電池符號:Pt|H2(100kPa)|H+(1.0mol·L-1)規定:

(H+/H2)=0.000V(伏)(4)標準電極電勢的測定:理論上，一般選擇標準氫電極作為參比電極。標準氫電極:

三、原電池的電極電勢現在是21頁\一共有97頁\編輯于星期一根據

未知電極的標準電極電勢？將未知電極和標準氫電極組成原電池，測定原電池的電動勢，即可求出未知電極的標準電極電勢。(－)未知電極標準氫電極(＋)

或(－)

標準氫電極未知電極(＋)

Eθ=θ正－θ負三、原電池的電極電勢(4)標準電極電勢的測定:現在是22頁\一共有97頁\編輯于星期一三、原電池的電極電勢(5)使用標準電極電勢表應注意的事項測定方法：(-)標準氫電極

待測電極(+)①規定標準氫電極的電極電勢為零，即：②

規定所有電極反應都寫成還原反應的形式，即：氧化態＋ne-＝還原態，共同比較電對獲得電子的能力，因此又稱標準還原電對。其標準電極電勢表示為

θ(氧化態/還原態)

?，F在是23頁\一共有97頁\編輯于星期一④

φ

的大小與半電池反應的寫法無關。例如：

(aq)2Cl

2e)g(Cl2+--φ

＝1.3583V

(aq)Cl

e(g)Cl21

2+--φ

＝1.3583V三、原電池的電極電勢(5)使用標準電極電勢表應注意的事項③

φ小的電對對應的還原型物質還原性強；φ大的電對對應的氧化型物質氧化性強?，F在是24頁\一共有97頁\編輯于星期一⑤

同一物質在一電對中是氧化型，在另一電對中可能是還原型。例如：Fe2++2e=Fe

φFe2+/Fe＝－0.44VFe3++e=Fe2+

φFe3+/Fe2+＝0.77V三、原電池的電極電勢(5)使用標準電極電勢表應注意的事項⑥

一些電對的φ與介質的酸堿性有關。酸性介質：φA，查酸表；堿性介質：φB

,查堿表。現在是25頁\一共有97頁\編輯于星期一

【例】將標準氫電極與標準銀電極組成原電池，經測量標準氫電極為原電池的負極，原電池的標準電動勢為+0.7996V。試計算標準銀電極的電極電勢。

解：由題意知：θ負

=

θ氫電極=0.000Vθ正=

θ銀電極根據

Eθ=

θ正-θ負

=

θ正-0.000V

則有θ正=Eθ=+0.7996V答：標準銀電極的電極電勢為+0.7996V?，F在是26頁\一共有97頁\編輯于星期一(-)Zn|Zn2+(1mol·L-1)||H+(1mol·L-1)|H2(100kPa)|Pt(+)

298.15K時測得標準電動勢E=+0.76V，求Zn2+/Zn的標準電極電勢?！纠恳阎獦藴蕷潆姌O與標準鋅電極組成下面原電池:解:

由題意知:氫電極為正極，鋅電極為負極。根據E=

正

-

負

=

(H+/H2)-

(Zn2+/Zn)=0.000V-θ(Zn2+/Zn)∴

(Zn2+/Zn)=-Eθ=-0.76V答:(略)。現在是27頁\一共有97頁\編輯于星期一電極反應:Hg2Cl2(s)+2e-2Hg(l)+2Cl-(aq)電極符號:Pt|Hg(l)|

Hg2Cl2(s)|KCl(c)將待測電極與參比電極組成原電池參比電極在實際測定中，常用易于制備、使用方便且電極電勢穩定的甘汞電極或氯化銀電極等作為電極電勢的對比參考，稱為參比電極。

標準甘汞電極：飽和甘汞電極：甘汞電極現在是28頁\一共有97頁\編輯于星期一電極反應:T=298K時，標準電極電勢為0.2223V

飽和電極電勢為0.2000V銀-氯化銀電極電極符號:

Ag∣AgCl∣Cl-參比電極現在是29頁\一共有97頁\編輯于星期一圖為由Ni2+濃度分別為1.0010–3mol/L和1.00mol/L的兩種溶液組成的濃差電極。濃差電極由兩種不同濃度的某金屬離子的溶液分別與該金屬所形成的兩個電極，也可以組成一個原電池，叫濃差電池?，F在是30頁\一共有97頁\編輯于星期一電池反應為：負極：

Ni(s)Ni2+(稀溶液)+2e正極：

Ni2+(濃溶液)+2e

Ni(s)總反應：

Ni2+(濃溶液)Ni2+(稀溶液)酸度計就是利用了濃差電極的原理對溶液中的氫離子濃度進行測量。濃差電極現在是31頁\一共有97頁\編輯于星期一四、電動勢E與ΔrGm的關系在標準狀態下:

G

=-nFE在任意狀態下:

G=-nFE研究表明：在恒溫恒壓下，系統對環境所做的最大非體積功等于系統的吉布斯自由能變。對于原電池來說，系統對環境所做的非體積功只有電功。G=-nFEF

=96485C·mol-1

法拉第常數,n—反應中得失電子數，mol

G=-nF;G=-nF對于電極反應：現在是32頁\一共有97頁\編輯于星期一【例】

已知銅鋅原電池的標準電動勢為1.10V,試計算原電池的標準摩爾吉布斯函數變△rGm

。解:

Zn+Cu2+=Zn2++Cu因為發生1mol化學反應需轉移2mol電子,所以n=2mol;又∵F=96485C·mol-1,Eθ=1.10V

∴△rGθm=-nFEθ=-2mol×96485C·mol-1×1.10V=-212267(J·mol-1)=-212.3kJ·mol-1答:該原電池的標準摩爾吉布斯函數變為-212.3kJ·mol-1?，F在是33頁\一共有97頁\編輯于星期一例：計算由標準氫電極和標準鎘電極組成的原電池的E?,△G?,K?，并寫出電池圖解、電極反應、電池反應方程。解：電池圖解：電池反應：電極反應：正極負極現在是34頁\一共有97頁\編輯于星期一現在是35頁\一共有97頁\編輯于星期一

aA+bBdD+eE五、能斯特方程濃度對電動勢和電極電勢的影響——能斯特方程對于任意狀態下的氧化還原反應：

標準狀態下：

Eθ=θ正－θ負非標準狀態下，電極電勢的大小與電對本身性質，反應溫度、反應濃度和壓力有關其中:rGm=-nFE,rGmθ=-nFEθ代入上式得：[cD/cθ]d[cE/cθ]e[cA/cθ]a[cB/cθ]b-nFE=-nFEθ+2.303RTlg

原電池電動勢的Nernst方程現在是36頁\一共有97頁\編輯于星期一E=Eθ-lg2.303RT

nF[cD/cθ]d[cE/cθ]e[cA/cθ]a[cB/cθ]b0.0592V

n[cA/cθ]a[cB/cθ]b[cD/cθ]d[cE/cθ]e濃度對原電池電動勢E影響的能斯特方程：將T=298.15K,R＝8.314J·mol·K-1,F=96485C·mol-1代入,則得:E=Eθ-lg整理：五、能斯特方程現在是37頁\一共有97頁\編輯于星期一a氧化態+ne-b還原態將rGm

=-nF,rGm=-nF對于非標準態下的任意電極反應:同理：代入上式得:[c(還原態)/cθ]b[c(氧化態)/cθ]a-nF=-nFθ+2.303RTlg

ΔrGm=ΔrGmθ+2.303RTlgQ

電極電勢的Nernst公式五、能斯特方程現在是38頁\一共有97頁\編輯于星期一=θ+lg=θ-lg2.303RT

nF

n

0.0592V

[c(還原態)/cθ]b[c(氧化態)/cθ]a[c(氧化態)/cθ]a[c(還原態)/cθ]b或:將T=298.15K,R＝8.314J·K-1,F=96485C·mol-1代入上式可得:=θ-lg

0.0592V

n

[c(還原態)/cθ]b[c(氧化態)/cθ]a濃度對電極電勢影響的能斯特方程：(最常用公式)五、能斯特方程現在是39頁\一共有97頁\編輯于星期一

使用電極電勢能斯特方程的注意事項

(1)分清氧化態和還原態；(2)電極反應中的化學計量系數為指數。

(3)若電極反應有H+或OH-參與,其濃度也列入方程中。

n

0.0592V[c(氧化態)/cθ]a[c(還原態)/cθ]b=θ+lg五、能斯特方程現在是40頁\一共有97頁\編輯于星期一(4)能斯特方程中的n、a、b要對應，即要寫出半反應式MnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2O(5)氣體用分壓表示，溶液用濃度表示

Cl2(g)+2e-=2Cl-Cl2(g)+2e-=2Cl-五、能斯特方程現在是41頁\一共有97頁\編輯于星期一(6)純固體、純液體和稀溶液中的溶劑水不寫入能斯特方程。Br2(l)+2e-=2Br-五、能斯特方程現在是42頁\一共有97頁\編輯于星期一例1：寫出下列電對的能斯特方程Br2(l)

+2e→2Br-

Fe3++e→Fe2+現在是43頁\一共有97頁\編輯于星期一例2：已測得某銅鋅原電池的電動勢為1.06V，已知c(Cu2+)=0.020mol/L，求該原電池中c(Zn2+)？解：電池反應由附表知所以鋅電極為負極，銅電極為正極Eθ=θ正－θ負=0.3419-(-0.7618)=1.1037Vθ(Zn2+/Zn)=-0.7618V,θ(Cu2+/Cu)=0.3419VZn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)現在是44頁\一共有97頁\編輯于星期一例3：計算Zn2+/Zn電對在c(Zn2+)

=0.001mol·L-1時的電極電勢。(已知(Zn2+/Zn)=-0.7618V)

(Zn2+/Zn)=

θ(Zn2+/Zn)

+

lg解：

Zn2+

+2e-=Zn，n=2

2

0.0592V

2

0.0592V[c(Zn2+)/cθ]答:(略)。=-0.7618V

+lg[0.001/1.0]=-0.8506V現在是45頁\一共有97頁\編輯于星期一回答下列問題（1）寫出電池反應方程和電池圖解例：某原電池的一個半電池是由金屬Co浸在1.0mol/LCo2+溶液中組成；另一半電池由Pt片浸入1.0mol/LCl-的溶液中并不斷通入Cl2（p(Cl2)

=100kPa）組成，實驗測得電池的電動勢為1.63V，鈷電極為負極，已知（2）（3）p(Cl2)增大時，電池電動勢如何變化？（4）當Co2+濃度為0.01mol/L時，電池的電動勢。現在是46頁\一共有97頁\編輯于星期一解：（1）電池反應方程電池圖解（2）現在是47頁\一共有97頁\編輯于星期一（3）當p(Cl2)增大時，增大，E增大（4）應用原電池電動勢的Nernst方程∴∵

E=正

-負

現在是48頁\一共有97頁\編輯于星期一第三節電極電勢的應用一、比較氧化劑和還原劑的相對強弱二、判斷原電池的正負極和計算電動勢三、判斷氧化還原反應自發進行的方向四、衡量氧化還原反應進行的程度五、歧化反應的判斷現在是49頁\一共有97頁\編輯于星期一電極電勢最大的電對所對應的氧化態是最強的氧化劑；電極電勢最小的電對所對應的還原態是最強的還原劑。

例：找出下列四組電對中最強的氧化劑和最強的還原劑。

(Fe3+/Fe2+)=+0.771V;(I2/I-)=+0.5355V(Sn4+/Sn2+)=+0.151V；(Ce4+/Ce3+)=+1.72V

解:

最強的氧化劑是:

Ce4+

最強的還原劑是:

Sn2+一、比較氧化劑和還原劑的相對強弱現在是50頁\一共有97頁\編輯于星期一標準電極電勢表規律:

值越大，其氧化態的氧化性越強；

值越小，其還原態的還原性越強。一、比較氧化劑和還原劑的相對強弱現在是51頁\一共有97頁\編輯于星期一二、判斷原電池的正負極和計算電動勢利用E=正

-

負

電極電勢值大的電對作正極電極電勢值小的電對作負極注意兩種情況:◆標準狀態下,

直接查表得標準電極電勢θ值,然后比較θ大小確定正、負極,

計算電動勢Eθ;◆

非標準狀態下,

先根據能斯特方程計算出電極電勢值

,再比較大小確定正、負極,計算電動勢E?，F在是52頁\一共有97頁\編輯于星期一例：將標準錫電極Sn(s)│Sn2+(1.0mol·L-1)與標準鉛電極Pb(s)│Pb2+(1.0mol·L-1)組成原電池，試判斷該原電池的正、負極，計算電動勢。解:

本題中組成原電池的兩個電極均為標準電極,查表知：θ(Sn2+/Sn)=-0.1375V

θ(Pb2+/Pb)=-0.1262V∵θ(Pb2+/Pb)＞θ(Sn2+/Sn)

∴標準鉛電極為正極，標準錫電極為負極。

Eθ

=θ正-θ負

=-0.1262V-(-0.1375V)

=+0.0113V答:(略)?，F在是53頁\一共有97頁\編輯于星期一例：通過計算確定原電池的正、負極和原電池的電動勢。Zn∣Zn2+-1)||Cu2+-1)∣Cu

解:

先分別計算兩個電對的電極電勢，然后比較大小。

(Zn2+/Zn)=θ(Zn2+/Zn)+(0.0592/2)lg[c(Zn2+)/cθ]=-0.7912V

(Cu2+/Cu)=

θ(Cu2+/Cu)+(0.0592/2)lg[c(Cu2+)/cθ]=0.3508V

∵

(Cu2+/Cu)＞

(Zn2+/Zn)∴Cu2+/Cu正極,Zn2+/Zn作負極。E=正

-負=0.3508-(-0.7912)=1.142V∴(-)Zn∣Zn2+-1)||Cu2+-1)∣Cu(+)

現在是54頁\一共有97頁\編輯于星期一對于任意氧化還原反應：aA+bB=dD+eE

氧化還原反應自發進行的判斷??E判據

①

rGm=-

nFE＜0,E＞0，+>-

正向自發進行;②rGm=-

nFE=0,E=

0，+=-

達到平衡狀態;

③rGm=-

nFE＞0,

E＜0，

+<-

逆向自發進行。

三、判斷氧化還原反應自發進行的方向現在是55頁\一共有97頁\編輯于星期一例：判斷標準狀態下氧化還原反應進行的方向:2Fe3++2I-

=

2Fe2++I2

解：假設反應能正向進行，則Fe3+/Fe2+為正極，I2/I-為負極。標準狀態下，查表得各電對的標準電極電勢為:

θ(I2/I-)=+0.5355V;

θ(Fe3＋/Fe2＋)=+0.771V

∵E=

正-負=+0.2355V＞0

∴

反應能向正方向自發進行?，F在是56頁\一共有97頁\編輯于星期一例：判斷非標準態下氧化還原反應進行的方向。已知反應:Pb2++Sn

=Pb+Sn2+

當c(Pb2+)=0.1mol·dm-3，c(Sn2+)=1.0mol·dm-3時，反應能否自發向右進行?查表θ(Pb2+/Pb)=-0.1262V,θ(Sn2+/Sn)=-0.1375V=-0.1262V+(0.0592V/2)×lg[0.1/1.0](Pb2+/Pb)=θ(Pb2+/Pb)+(0.0592V/2)×lg[c(Pb2+)/cθ]=-0.1558V

(Sn2+/Sn)=θ(Sn2+/Sn)=-0.1375V∵E

=正-負=-0.1558V-(-0.1375V)=-0.0183V＜0

∴

反應不能正向自發進行，而是逆向自發進行。解:

假設反應能向右進行，則Pb2+/Pb為正極，Sn2+/Sn為負極?，F在是57頁\一共有97頁\編輯于星期一lgKθEθ=0.0592VnEθ2.303RT∴lgKθ=氧化還原反應進行的程度可以由標準平衡常數Kθ來衡量。Kθ值越大,表明反應進行得越完全。根據△rGmθ=-2.303RTlgKθ,△rGmθ=-nFEθnF將T=298.15K,R＝8.314J·K-1,F=96485C·mol-1代入,可得:lgKθEθ=0.0592Vn則有-2.303RTlgKθ=-nFEθ

四、衡量氧化還原反應進行的程度現在是58頁\一共有97頁\編輯于星期一解：若將此氧化還原反應組成原電池，根據電子得失知:

Zn2+/Zn為負極:Zn-2e-=Zn2+Cu2+/Cu為正極:Cu2++2e-=Cu查表得θ(Zn2+/Zn)=-0.7618V

;

θ(Cu2+/Cu)=0.3419VEθ=

θ正-θ負=0.3419V-(-0.7618V)=1.1037V轉移電子數:n=2(mol)∴

Kθ=2.0×1037(徹底)例：將下面反應組成原電池,計算在298.15K時的標準電動勢、標準平衡常數和標準摩爾吉布斯函數變。0.0592VnEθlgKθ==37.3

△rGmθ=

-2.303RTlgKθ=-nFEθ=-212.9kJ·mol-1Zn+Cu2+Zn2++Cu現在是59頁\一共有97頁\編輯于星期一歧化反應：對具有三種氧化態的元素，處在中間氧化態的原子在反應時，氧化數可以同時升高和降低，這就是歧化反應。

歧化反應：負極反應：五、歧化反應的判斷正極反應：現在是60頁\一共有97頁\編輯于星期一第二節原電池與電動勢總結一、原電池原電池定義、原電池組成、電極反應與電池反應、原電池圖式(符號)表示★、半反應與常見電極類型★二、原電池的電動勢原電池的電動勢標準電動勢三、原電池的電極電勢原電池的電極電勢★、標準電極電勢★、標準氫電極、參比電極、濃差電極

E=正－負

Eθ=θ正－θ負現在是61頁\一共有97頁\編輯于星期一第二節原電池與電動勢總結G=-nF四、電動勢E與△G的關系★★五、能斯特方程★★★在標準狀態下:

rGm

=-nFE

在任意狀態下:

rGm=-nFEG=-nF;對于電極反應：標準狀態下：

Eθ=θ正－θ負非標準狀態下，濃度對電動勢和電極電勢的影響——能斯特方程0.0592V

n

[cA/cθ]a[cB/cθ]b

[cD/cθ]d[cE/cθ]e

E=Eθ-lg=θ+lg

n

0.0592V

[c(氧化態)/cθ]a[c(還原態)/cθ]b(最常用公式)

E=正－負

現在是62頁\一共有97頁\編輯于星期一第三節電極電勢的應用總結一、比較氧化劑和還原劑的相對強弱二、判斷原電池的正負極和計算電動勢三、判斷氧化還原反應自發進行的方向電極電勢最大的電對所對應的氧化態是最強的氧化劑；電極電勢最小的電對所對應的還原態是最強的還原劑。

電極電勢值大的電對作正極電極電勢值小的電對作負極

氧化還原反應自發進行的判斷??E判據

①

E＞0，+>-

正向自發進行;②E=

0，+=-

達到平衡狀態;③E＜0，+<-

逆向自發進行。

四、衡量氧化還原反應進行的程度

0.0592VnEθlgKθ=現在是63頁\一共有97頁\編輯于星期一p204四、計算題3、4交作業時間：作業現在是64頁\一共有97頁\編輯于星期一現在是65頁\一共有97頁\編輯于星期一現在是66頁\一共有97頁\編輯于星期一現在是67頁\一共有97頁\編輯于星期一現在是68頁\一共有97頁\編輯于星期一現在是69頁\一共有97頁\編輯于星期一現在是70頁\一共有97頁\編輯于星期一現在是71頁\一共有97頁\編輯于星期一現在是72頁\一共有97頁\編輯于星期一簡答：5分；計算題：15分現在是73頁\一共有97頁\編輯于星期一現在是74頁\一共有97頁\編輯于星期一現在是75頁\一共有97頁\編輯于星期一理論上講，任何一個氧化還原反應都能組成原電池。每個原電池都由兩個半電池構成，分別對應兩個電極反應。根據氧化還原反應可以設計原電池:

原電池設計現在是76頁\一共有97頁\編輯于星期一例：將下列反應設計成原電池并以原電池符號表示。解：解題關鍵:先判斷正負極現在是77頁\一共有97頁\編輯于星期一Fe2++Cr2O72-+H+→Fe3++Cr3++H2O(-)Fe2+-e-=Fe3+(+)Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O(-)Pt∣Fe2+(c1),Fe3+(c2)‖Cr2O72-(c3),H+(c4),Cr3+(c5)

∣Pt(+)例：將下列反應設計成原電池并以原電池符號表示?，F在是78頁\一共有97頁\編輯于星期一Cl-+MnO4-+H+→Cl2+Mn2++H2O

(-)2Cl--2e-=Cl2(+)MnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2O10Cl-+2MnO4-+16H+=5Cl2+2Mn2++8H2O例：將下列反應設計成原電池并以原電池符號表示。現在是79頁\一共有97頁\編輯于星期一電極的類型構成原電池的電極通常分為三類，如下表所示?，F在是80頁\一共有97頁\編輯于星期一解：可能的反應Ag(s)-e-=Ag+(aq)Ag+(aq)+Br-(aq)=AgBr(s)即：Ag在NaBr溶液中比在AgNO3溶液中更易失電子。同理，金屬離子形成配離子時也有相似的情況。例4-6、已知25℃時，

θ(Ag+/Ag)＝0.7996V，若在銀電極中加入NaBr溶液，使AgBr沉淀達平衡，平衡時c(Br-)=1.0mol·dm-3

，求銀電極的電極電勢。七、由Eθ計算Kθ現在是81頁\一共有97頁\編輯于星期一例：由

(H+/H2)=0.000V,

(Pb2+/Pb)=-0.126V知2H++Pb=H2+Pb2+

反應能自發進行（標態），若在氫電極中加NaAc,并使平衡后溶液中HAc及Ac－濃度為1.00mol/L,pH2

為100kPa,上述反應能自發進行嗎？解：正極反應：2H++2e=H2加入NaAc后，在氫電極的溶液中存在以下平衡：

H++Ac–=HAc現在是82頁\一共有97頁\編輯于星期一E=

(H+/H2)－(Pb2+/Pb)=-0.281－(-0.126)=-0.155V所以，該反應不能自發進行。新電對HAc/H2:2HAc+2e=H2+2Ac－標態下：現在是83頁\一共有97頁\編輯于星期一例：電池

(-)Pt,H2(p)|HA(1.0mol/L),

A－(1.0mol/L)||H+(1.0mol/L)|H2(p),Pt(+)求：在298K時，測得電池電動勢為0.551V,試計算HA的Ka.解：E=

(H+/H2)

－

(HA/H2)

E

(HA/H2)=0.000－0.551=-0.551V據：－0.551=0.000+0.0592lgKa,HA

lgKa,HA=-0.551/0.0592=-9.307Ka,HA=4.93×10－10同樣地，形成絡合物時，也會影響電極電勢。通過電池電動勢的測定，也可求絡合物穩定常數?，F在是84頁\一共有97頁\編輯于星期一正、負極標準電勢差值越大，平衡常數也就越大，反應進行得越徹底.因此，可以直接利用E

的大小來估計反應進行的程度.一般地，平衡常數K=105，反應向右進行程度就算相當完全了。當n=1時，相應的E=0.3V，這是一個直接從電勢的大小來衡量反應進行程度的有用數據。八估計反應進行的程度現在是85頁\一共有97頁\編輯于星期一298K時，測得下列原電池電動勢為0.460V，求溶液的pH。九、求溶液的pHZn|Zn2+(1.00mol/L)||H+(?)|H2(100kPa),Pt解：

Zn+2H+=Zn2++H2

E=0.460V得：

(Zn2+/Zn)=-0.763V

(H3O+/H2)=0.000V現在是86頁\一共有97頁\編輯于星期一例4-1、（1）分解為兩個半反應還原反應：氧化反應：總反應：26714十、氧化還原反應離子方程的配平現在是87頁\一共有97頁\編輯于星期一()×5(

)×2例4-1、（2）分解為兩個半反應還原反應：氧化反應：總反應：現在是88頁\一共有97頁\編輯于星期一現在是89頁\一共有97頁\編輯于星期一濃差電池（Concentrationcell）

Pt∣H2(g,1×105Pa)∣H3O+(xmoldm-3)‖H3O+(1moldm-3)∣H2(g,1×105Pa)∣Pt兩邊c(H3O+)相等時電池耗盡,外電路不再有電流通過。H2氧化,c(H3O+)不斷增大H3O+還原,c(H3O+)不斷減小現在是9