2019无机化学ppt课件.ppt

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1、无机化学2019级应用化学专业刘晓瑭E-mail：xtliuscau.eduTel：85280325Blog：sciencenet/u/jlxt33/8/8/20211刘晓瑭第七章氧化还原反应本章要求:理解氧化还原反应的有关概念，能较熟练地配平氧化还原反应方程式。理解标准电极电势的概念，并能用它来判断氧化剂和和还原剂的强弱、氧化还原反应进行的方向以及计算平衡常数。能利用能斯特方程式进行有关计算。了解化学电源与电解重点:电极电势和能斯特方程及其应用难点:能斯特方程课时:88/8/20212刘晓瑭目录7.1基本概念7.2电池反应的热力学7.3能斯特方程及其应用7.4化学电源与电解8/8/20213

2、刘晓瑭7.3能斯特方程及其应用7.3.1能斯特方程7.3.2能斯特方程的应用7.3.3电势-pH图8/8/20214刘晓瑭能斯特(NernstWH,1864-1941)德国化学家和物理学家主要从事电化学、热力学、光化学方面的研究。1889年，引入溶度积概念以解释沉淀溶解平衡。同年提出能斯特方程。1906年，提出热力学第三定律，并断言绝对零度不可能达到。1918年，提出光化学的链反应理论，用以解释氯化氢的光化学合成反应。因研究热力学，提出热力学第三定律的贡献而获1920年诺贝尔化学奖。8/8/20215刘晓瑭影响电极电位大小的因素电对的本性浓度或分压温度浓度和温度的影响可用能斯特方程(1889年

3、提出)计算。8/8/20216刘晓瑭能斯特方程——非标准状态下电极电势的计算对于一个半反应，Ox(aq)+neRed(aq)298K时电极电势与标准电极电势具有如下关系：φφθφφθlg8/8/20217刘晓瑭对于一个电池反应：aOx1(aq)+dRed2(aq)gRed1(aq)+hOx2(aq)8/8/20218刘晓瑭书写能斯特方程时应注意能斯特方程是从化学反应等温式导出的，因此，书写该式的注意事项与化学反应等温式的相同。1.首先写出电极反应；2.根据电极反应书写能斯特方程。在电极反应中出现的所有物质，除纯固体和纯液体外，其浓度或分压均应写入能斯特方程中。8/8/20219刘晓瑭写出下列

4、电极反应的Nernst方程Zn2+(aq)+2e=Zn(s)Fe3+(aq)+e=Fe2+(aq)AgCl(s)+e==Ag+Cl-(aq)MnO4-(aq)+8H+(aq)+5e==Mn2+(aq)+4H2OCr2O72-(aq)+14H+(aq)+6e=2Cr3+(aq)+7H2O从Nernst方程的书写中不难看出，任何电极物质的浓度变化都会引起电极电位的改变。8/8/202110刘晓瑭一些电极反应的能斯特方程(1)Fe3++eFe2+(2)AgCl+eAg++Cl-(3)MnO4-+8H++5eMn2++4H2O(4)Cl2+2e2Cl-8/8/202111刘晓瑭例设c(Cr2O72-)

5、=c(Cr3+)=lmol·L-1，计算298K时电对Cr2O72-／Cr3+在0.lmo1·L-1HCl溶液中的电极电势。解电极反应为：Cr2O72-+14H++6e2Cr3++7H2O查附录12得，E(Cr2O72-／Cr3+)=1.33V，在0.lmo1·L-1HCl溶液中：8/8/202112刘晓瑭7.3能斯特方程及其应用7.3.1能斯特方程7.3.2能斯特方程的应用7.3.3电势-pH图8/8/202113刘晓瑭1.氧化型和还原型物质浓度对电极电势的影响例：求298K时金属锌放在0.1moldm-3Zn2+溶液中的电极电势。解：Zn2++2e-Zn结论：电对的电极电势随氧化型浓

6、度的增加而增大；随还原型浓度的增加而减小。8/8/202114刘晓瑭2.酸度对电极电势的影响固定[Cr2O72-]=[Cr3+]=1mol·dm-3,(1)当[H+]=1.0mol·dm-3，==1.33V(2)当[H+]=10-3mol·dm-3，=0.92VCr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2O8/8/202115刘晓瑭3.沉淀对电极电势的影响例：Ag++e-=Ag，ӨAg+/Ag=0.779V若在溶液中加入NaCl，使Ag+生成AgCl沉淀Ag++Cl-=AgCl当平衡时[Cl-]=1mol·dm-3，[Ag+]=Ksp/[Cl-]=Ksp=1.610-1

7、0moldm-3Ag+/Ag=θAg+/Ag+0.0591lg[Ag+]=0.779V+0.0591lg1.610-108/8/202116刘晓瑭AgCl（S）+e-=Ag（S）+Cl-Ag+/Ag=0.221V=θAgCl/AgAg++e-=Ag(S)Cl-生成沉淀对电极电势的影响的实质是生成沉淀导致电对中物质的浓度发生变化。若氧化型物质的浓度变小，则电极电势变小；若还原型物质的浓度