氧化还原反应无机化学市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

无机化学级应用化学专业刘晓瑭E-mail：Tel：[phone]Blog：http:/ 氧化还原反应本章要求本章要求:n了解氧化还原反应相关概念，能较熟练地配平氧化还原反了解氧化还原反应相关概念，能较熟练地配平氧化还原反应方程式。应方程式。n了解标准电极电势概念，并能用它来判断氧化剂和和还原了解标准电极电势概念，并能用它来判断氧化剂和和还原剂强弱、氧化还原反应进行方向以及计算平衡常数。剂强弱、氧化还原反应进行方向以及计算平衡常数。n能利用能斯特方程式进行相关计算。能利用能斯特方程式进行相关计算。n了解化学电源与电解了解化学电源与电解重点重点:电极电势和能斯特方程及其应用电极电势和能斯特方程及其应用难点难点:能斯特方程能斯特方程课时课时:810/10/2刘晓瑭第2页目 录n7.1 基本概念基本概念n7.2 电池反应热力学电池反应热力学n7.3 能斯特方程及其应用能斯特方程及其应用n7.4 化学电源与电解化学电源与电解10/10/3刘晓瑭第3页7.1基本概念n7.1.1 氧化与还原氧化与还原n7.1.2 原电池原电池n7.1.3 电极电势和电动势电极电势和电动势10/10/4刘晓瑭第4页1.氧化还原定义n氧化氧化失去电子过程；失去电子过程；n还原还原得到电子过程；得到电子过程；n还原剂还原剂失去电子物质；失去电子物质；n氧化剂氧化剂得到电子物质；得到电子物质；n氧化还原反应氧化还原反应有电子得失反应。有电子得失反应。n表示为：表示为：还原剂还原剂1+氧化剂氧化剂2 氧化剂氧化剂1+还原剂还原剂210/10/5刘晓瑭第5页氧化还原反应类型氧化还原反应类型普普通通氧氧化化还还原原反反应应 Cu2+Zn=Cu+Zn2+本身氧化还原反应本身氧化还原反应 2KClO3=2KCl+3O2 岐化反应岐化反应 2Cu+=Cu+Cu2+反岐化反应反岐化反应 2Fe3+Fe=3Fe2+10/10/6刘晓瑭第6页例例:（1）检验司机是否酒后开车反应：检验司机是否酒后开车反应：3CH3CH2OH+2Cr2O72-+16H+=3CH3COOH+4Cr3+11H2O氧化剂：氧化剂：-1+3+6+3Cr2O72-还原剂：还原剂：CH3CH2OHCH3CH2OH被被Cr2O72-氧化成氧化成CH3COOH，表现出，表现出还原性还原性；Cr2O72-被被CH3CH2OH还原成还原成Cr3+，表现出，表现出氧化性氧化性。（2）高锰酸钾热分解反应）高锰酸钾热分解反应2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2+7-2+6+40KMnO4既是氧化剂，又是还原剂。氧化还原反应发生既是氧化剂，又是还原剂。氧化还原反应发生在同一物质不一样原子上，称为在同一物质不一样原子上，称为分子内氧化还原反应分子内氧化还原反应。10/10/7刘晓瑭第7页（3）氯气与氢氧化钠溶液反应）氯气与氢氧化钠溶液反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O0-1+1 Cl2既是氧化剂，又是还原剂。氧化还原反既是氧化剂，又是还原剂。氧化还原反应发生在同一物质同一个原子上，元素原子一部应发生在同一物质同一个原子上，元素原子一部分被氧化，另一部分被还原，称为分被氧化，另一部分被还原，称为岐化反应岐化反应。分子内氧化还原反应和岐化反应均称分子内氧化还原反应和岐化反应均称为自氧化还原反应。为自氧化还原反应。10/10/8刘晓瑭第8页2.半反应n一个氧化还原反应可分解为两个一个氧化还原反应可分解为两个“半反应半反应”。n氧化还原反应氧化还原反应 Cu(s)+O2(g)=CuO(s)n氧化半反应氧化半反应 Cu(s)Cu2+(aq)+2e n还原半反应还原半反应 O2(g)+2e O2-(aq)n半反应通式：半反应通式：10/10/9刘晓瑭第9页半反应书写n先写出氧化型物质和还原型物质；先写出氧化型物质和还原型物质；n然后经过加入介质离子、水和电子等，使半反然后经过加入介质离子、水和电子等，使半反应配平（应配平（见见p254p254）Hg2Cl2+2e 2Hg+2Cl-10/10/10刘晓瑭第10页3.氧化还原电对n 氧化还原反应：氧化还原反应：Zn +Cu2+=Zn2+Cu n 氧化半反应氧化半反应:ZnZn2+2e 元素氧化数升高，氧化元素氧化数升高，氧化n 还原半反应还原半反应:Cu2+2eCu 元素氧化数降低，还原元素氧化数降低，还原n 氧化还原电对：氧化还原电对：Zn2+/Zn，Cu2+/Cu氧化还原反应通式氧化还原反应通式:Red(I)+Ox(II)=Ox(I)+Red(II)半反应通式：半反应通式：OxneRed 氧化还原电对通式：氧化还原电对通式：Ox/Red氧氧化化态态与与其其还还原原态态之之间间共共轭轭关关系系：强强氧氧化化剂剂还还原原产产物物是是弱弱还原剂，强还原剂氧化产物是弱氧化剂。表示为：还原剂，强还原剂氧化产物是弱氧化剂。表示为：强氧化剂强氧化剂+ne=弱还原剂弱还原剂10/10/11刘晓瑭第11页例：（例：（1）写出电对）写出电对 MnO4/Mn2+半反应式。半反应式。答：答：MnO4 8H+5e Mn2+4H2O （2）找出以下反应氧化还原电对。）找出以下反应氧化还原电对。2MnO45H2O26H+2Mn2+5O28H2O 答：分别为：答：分别为：MnO4/Mn2+；O2/H2O2例：例：H2O2既可作还原剂，也可作氧化剂，如：既可作还原剂，也可作氧化剂，如：酸介质酸介质 O2/H2O2 ;H2O2/H2O 碱介质碱介质H2O2/OHv上面提及上面提及“得失电子得失电子”是广义泛指。是广义泛指。v氧化剂与还原剂只是相对而言。氧化剂与还原剂只是相对而言。注意：注意：10/10/12刘晓瑭第12页4.元素氧化数n1970年国际纯粹和应用化学会年国际纯粹和应用化学会(IUPAC)对氧化数对氧化数(oxidation number)作了以下定义：作了以下定义：n氧化数氧化数某元素一个原子所带形式电荷数。某元素一个原子所带形式电荷数。n原子形式电荷数原子形式电荷数能够经过以下假设而得到：把含能够经过以下假设而得到：把含该原子化学键中电子指定给电负性大原子。该原子化学键中电子指定给电负性大原子。n元素电负性元素电负性表示中原子吸引成键电子能力。表示中原子吸引成键电子能力。n在周期表中，从左到右，元素电负性增大，从上到下，在周期表中，从左到右，元素电负性增大，从上到下，元素电负性减小。元素电负性减小。10/10/13刘晓瑭第13页确定元素氧化数规则v单质：氧化数为零。单质：氧化数为零。v氢：氧化数普通为氢：氧化数普通为+1；在金属氢化物（如在金属氢化物（如 NaH）中为）中为-1。v氧：氧化数普通为氧：氧化数普通为-2；在过氧化物（如在过氧化物（如H2O2、NaO2等）中为等）中为-1；在超氧化物（如在超氧化物（如KO2）中为）中为-0.5；在含氟氧键时（在含氟氧键时（OF2）为）为+2。v离子：简单离子氧化数等于其电荷数；离子：简单离子氧化数等于其电荷数；复杂离子中各元素氧化数代数和等于其电荷数。复杂离子中各元素氧化数代数和等于其电荷数。v分子：各元素氧化数代数和等于零。分子：各元素氧化数代数和等于零。10/10/14刘晓瑭第14页例：例：FeCl3，H2O，SO42-，O2，CH3CH2OH，CH3COOH，Fe3O4，KMnO4，Na2S2O3。解：解：FeCl3，H2O，SO42-，O2，CH3CH2OH，CH3COOH，Fe3O4，KMnO4，Na2S2O3。+3-2+60-3-1-3+3+8/3+7+210/10/15刘晓瑭第15页了解氧化数概念应注意：（1）氧化数与化合价、共价键数不一样：）氧化数与化合价、共价键数不一样：n 氧化数表示是单质或化合物中原子形式电荷数。氧化数表示是单质或化合物中原子形式电荷数。离子化合物：元素氧化数离子化合物：元素氧化数=原子所带电荷数原子所带电荷数共价化合物：元素氧化数共价化合物：元素氧化数=电子偏移对数电子偏移对数n化合价是指某元素一个原子与一定数目标其它元化合价是指某元素一个原子与一定数目标其它元素原子相结合个数，表示是一个原子结合其它原子素原子相结合个数，表示是一个原子结合其它原子能力。能力。（2）氧化数可认为分数，而化合价不能是分数。（3）氧化数是一个有一定人为性、经验性概念，也）氧化数是一个有一定人为性、经验性概念，也就是说，是指化合物中元素原子按一定规则确定数就是说，是指化合物中元素原子按一定规则确定数值。值。10/10/16刘晓瑭第16页n化合价表示原子间成键情况，化合价只能是不为零整数。n氧化数与原子间成键情况无关，氧化数有正有负，可认为零，还可认为分数。n例如，在H2O2分子中，O氧化数为-1，是因为存在过氧链：H-O-O-H，但O化合价还是2。10/10/17刘晓瑭第17页例：例：化合物：化合物：CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4化合价：化合价：+4 +4 +4 +4 +4氧化数：氧化数：-4 -2 0 +2 +4键键 数：数：4 4 4 4 410/10/18刘晓瑭第18页例例 确定以下物质中确定以下物质中S氧化数：氧化数：H2SO4、H2SO3 、H2S2O3、S4O62、H2S2O8HO OHO O S SHO SHO SH2S2O8 过二硫酸过二硫酸 O OHOSOOSOH O Ov氧化数不一定是整数。氧化数不一定是整数。如如 Fe3O4v有些元素氧化数确实定要了解物质结构。有些元素氧化数确实定要了解物质结构。注意：注意：HO OHO O S SHO OHO O答：答：+6 +4 +2 +2.5 +6+710/10/19刘晓瑭第19页5.氧化还原反应配平方法氧化数法氧化数法 离子电子法离子电子法n氧化数法适合用于各种氧化还原反应配平。氧化数法适合用于各种氧化还原反应配平。n离子电子法只限于水溶液中进行反应离子电子法只限于水溶液中进行反应(两个半两个半反应中均必须有离子存在，不然不能用此法配反应中均必须有离子存在，不然不能用此法配平平)。n离子电子法优点是不需要找出元素氧化数，惯离子电子法优点是不需要找出元素氧化数，惯用于半反应配平。用于半反应配平。10/10/20刘晓瑭第20页氧化数法配平步骤n(1)写出反应物和生成物，将氧化数发生改变元素先配平：写出反应物和生成物，将氧化数发生改变元素先配平：KMnO4+2FeSO4+H2SO4 MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4n(2)标出氧化数改变情况：标出氧化数改变情况：+5e KMnO4+2FeSO4+H2SO4MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4 -2e(3)依据氧化剂氧化数降低数值与还原剂氧化数升高数值相等依据氧化剂氧化数降低数值与还原剂氧化数升高数值相等标准，在对应化学式之前乘以适当系数，得到：标准，在对应化学式之前乘以适当系数，得到：2KMnO4+10FeSO4+H2SO4 2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4(4)配平反应前后氧化数没有改变原子。普通先配平除氢和氧配平反应前后氧化数没有改变原子。普通先配平除氢和氧以外其它原子数，然后再检验两边氢原子数，必要时能够加水以外其它原子数，然后再检验两边氢原子数，必要时能够加水进行平衡。进行平衡。2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O(5)查对氧原子数。查对氧原子数。10/10/21刘晓瑭第21页例1：HClO3+P4 HCl+H3PO4 HClO3 +P4 HCl +H3PO4+50-1+5-1-5=-64(5-0)=2031010HClO3+3P4 10HCl+12H3PO4 10HClO3+3P4+18H2O=10HCl+12H3PO4 10/10/22刘晓瑭第22页例例2 As2S3+HNO3 H3AsO4+H2SO4+NOAs2S3+HNO3 H3AsO4+H2SO4+NO+3-2+5+5+6+22(5-3)+3(6+2)=282-5=-33283As2S3+28HNO3 6H3AsO4+9H2SO4+28NO3As2S3+28HNO3+4H2O=6H3AsO4+9H2SO4+28NO 10/10/23刘晓瑭第23页4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO22FeS2 +O2 Fe2O3 +SO2+2-10+3-2+4-22(3-2)+4(4+1)=222(-2-0)=-4211例例3 FeS2+O2 Fe2O3+SO2 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO210/10/24刘晓瑭第24页例例4 酸性条件：酸性条件：MnO4-+SO32-Mn2+SO42-中性条件：中性条件：MnO4-+SO32-MnO2 +SO42-碱性条件：碱性条件：MnO4-+SO32-MnO42-+SO42-MnO4-+SO32-Mn2+SO42-+7+4+6+26-4=22-7=-5522MnO4-+5SO32-2Mn2+5 SO42-酸性，反应物多氧酸性，反应物多氧 加加H+：2MnO4-+5SO32-+6H+=2Mn2+5 SO42-+H2O 10/10/25刘晓瑭第25页MnO4-+SO32-MnO2+SO42-+7+4+6+46-4=24-7=-3322MnO4-+3SO32-2MnO2 +3SO42-中性，反应物多氧中性，反应物多氧 加加H2O：2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2 +3SO42-+2OH-10/10/26刘晓瑭第26页MnO4-+SO32-MnO42-+SO42-+7+4+6+66-4=26-7=-1122MnO4-+SO32-2MnO42-+SO42-碱性，反应物少氧碱性，反应物少氧 加加OH-：2MnO4-+SO32-+2OH-=2MnO42-+SO42-+H2O10/10/27刘晓瑭第27页例例5 Cl2+KOH KClO3+KClCl2+KOH KClO3+KCl0+5-15-0=5-1-0=1153Cl2+6KOH KClO3+5KCl3Cl2+6KOH=KClO3+5KCl+3H2O系数系数5 5加在产物上加在产物上对于自氧化还原反应对于自氧化还原反应10/10/28刘晓瑭第28页离子电子法配平步骤配平方法：配平方法：(1)写出离子方程式。写出离子方程式。(2)写成两个半反应，进行化学配平和电子配平。写成两个半反应，进行化学配平和电子配平。化学配平：等号两边原子数相等化学配平：等号两边原子数相等(酸性溶液用酸性溶液用6H+、H2O，碱，碱 性溶液用性溶液用OH、H2O)。电子配平：加电子使等号两边电荷数相等。电子配平：加电子使等号两边电荷数相等。(3)两式乘以适当系数使电子数相等，相加。两式乘以适当系数使电子数相等，相加。注意注意：在半反应中在半反应中vH+加在氧原子多那一边，另一边加加在氧原子多那一边，另一边加H2O；vOH加在氧原子少那一边，另一边加加在氧原子少那一边，另一边加H2O。10/10/29刘晓瑭第29页例：例：配平配平MnO4-在强酸性介质中氧化在强酸性介质中氧化H2O2反应式。反应式。离子反应式：离子反应式：MnO4-+H2O2 Mn2+O2 (+)MnO4-+8H+5e=Mn2+4H2O 2 (-)H2O2=O2+2H+2e 5 2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2+5O2+8H2O又：又：2Cr3+3H2O2+10OH-=2CrO42-+8H2O (+)Cr3+8OH-=CrO42-+4H2O+3e 2 (-)H2O2+2e=2OH-310/10/30刘晓瑭第30页7.1基本概念n7.1.1 氧化与还原氧化与还原n7.1.2 原电池原电池n7.1.3 电极电势和电动势电极电势和电动势10/10/31刘晓瑭第31页1.原电池装置铜锌原电池铜锌原电池n负极：负极：Zn ZnZn Zn2+2+2e+2en正极：正极：CuCu2+2+2e Cu+2e Cun电池反应：电池反应：Zn+CuZn+Cu2+2+ZnZn2+2+Cu+Cu 将化学能直接转变为电能装置盐桥盐桥第一个原电池第一个原电池 1799年制成年制成10/10/32刘晓瑭第32页原电池组成与电池反应原电池由两个半电池组成，每个半电池也称为原电池由两个半电池组成，每个半电池也称为电极电极。电极上发生反应称电极上发生反应称电极反应电极反应，也称，也称半电池反应半电池反应。氧化反应电极称氧化反应电极称负极负极，还原反应电极称，还原反应电极称正极正极。如：如：锌电极，锌电极，Zn2+/Zn电极电极铜电极，铜电极，Cu2+/Cu电极电极电极反应：负极电极反应：负极(氧化氧化)ZnZn2+2e 正极正极(还原还原)Cu2+2eCu电池反应电池反应：ZnCu2+=Zn2+Cu 10/10/33刘晓瑭第33页原电池表示方法原电池表示方法为了书面表示方便，能够用电池符号表示原电池。为了书面表示方便，能够用电池符号表示原电池。电池符号书写有以下要求：电池符号书写有以下要求：1.习惯上把负极写在左边，正极写在右边。2.电极物质用化学式表示。用“”表示相界面，用“”表示盐桥。处于同一溶液中两种电极物质之间用“，”分隔。3.电极物质为溶液时要注明浓度，为气体时要注明分压。4.一些电极需加入惰性电极。惰性电极惰性电极：不参加电极反应，仅起导电作：不参加电极反应，仅起导电作用物质。惯用惰性电极如用物质。惯用惰性电极如Pt、石墨等、石墨等。如铜锌原电池为：（如铜锌原电池为：（-）Zn Zn2+(c1)Cu2+(c2)Cu（+）又又:（-）Pt H2(p)HCl(c1)Fe3+(c2)，Fe2+(c3)Pt（+）10/10/34刘晓瑭第34页例例:将以下反应设计成原电池，并以电池符号表示。将以下反应设计成原电池，并以电池符号表示。电池符号电池符号:10/10/35刘晓瑭第35页单液电池n有些原电池只有一个溶液，没有盐桥，称为单液电池。有些原电池只有一个溶液，没有盐桥，称为单液电池。(-)Zn(s)Zn2+(aq),Cl-(aq)AgCl(s)Ag(s)Pt(+)n测量溶液测量溶液pH值电池也是单液电池。值电池也是单液电池。10/10/36刘晓瑭第36页2.惯用氧化还原电极类型 依据电极组成不一样，电极大致上分四类：依据电极组成不一样，电极大致上分四类：1.金属金属-金属离子电极金属离子电极:锌电极锌电极 Zn Zn2+(1mol.L-1)标准铜电极标准铜电极 Cu Cu2+(c)2.气体气体-离子电极离子电极:标准氢电极标准氢电极 Pt H2(p)HCl(c)3.氧化还原电极氧化还原电极:Pt Fe3+(c)，Fe2+(c)4.金金属属-金金属属难难溶溶盐盐-阴阴离离子子电电极极 (将将金金属属表表面面涂涂以以该该金金属属难难熔熔盐后，将其浸入含有该难溶盐负离子溶液中组成。盐后，将其浸入含有该难溶盐负离子溶液中组成。)标准氯电极标准氯电极 Ag AgCl(s)Cl-(c)饱和甘汞电极饱和甘汞电极 Pt Hg Hg2Cl2(s)KCl(饱和饱和)10/10/37刘晓瑭第37页1ZnZnZnZn2+2+3PtPtFeFe3+3+Fe Fe2+2+2410/10/38刘晓瑭第38页3.电化学分支形成氢氧燃料电池n（-）石墨）石墨 H2 KOH（aq）O2石墨（石墨（+）n负极：负极：2H2（g）+4OH(aq）=4H2O（l）+4en正极：正极：O2（g）2H2O（l）4e=4OH（aq）n电池总反应：电池总反应：2H2（g）O2（g）=4H2O（l）从理论上讲，任何一个自发氧化还原反应都能够设计在原从理论上讲，任何一个自发氧化还原反应都能够设计在原电池中进行。但对一些比较复杂氧化还原反应在实际操作电池中进行。但对一些比较复杂氧化还原反应在实际操作上存在很大困难，真正实用化学电池并不很多。上存在很大困难，真正实用化学电池并不很多。原电池意义不但是把化学能转变为电能，证实氧化还原反原电池意义不但是把化学能转变为电能，证实氧化还原反应中有电子转移，而且它把电学现象与化学反应联络起来，应中有电子转移，而且它把电学现象与化学反应联络起来，使人们能利用电学现象探讨化学反应规律，从而形成了化使人们能利用电学现象探讨化学反应规律，从而形成了化学一个主要分支学一个主要分支电化学。电化学。10/10/39刘晓瑭第39页 载荷载荷 负极负极-+正极正极气室气室 多孔碳电极多孔碳电极 隔膜隔膜 H2 O2 eH2 H+O2 H2O 4H+H2O 碱性碱性H2-O2燃料电池示意图燃料电池示意图10/10/40刘晓瑭第40页7.1基本概念n7.1.1 氧化与还原氧化与还原n7.1.2 原电池原电池n7.1.3 电极电势和电动势电极电势和电动势10/10/41刘晓瑭第41页 疑 问？n在在Cu-Zn原电池中，为何检流计指针只偏向一原电池中，为何检流计指针只偏向一个方向，即电子由个方向，即电子由Zn传递给传递给Cu2+，而不是从，而不是从Cu传递给传递给Zn2+？n这是因为原电池中这是因为原电池中Zn电极电极电势比电极电极电势比Cu电极电极电极电势更负（或更低）电极电势更负（或更低）;n电极电势是怎样产生？是什么原因引发各个电电极电势是怎样产生？是什么原因引发各个电极电势不一样呢？极电势不一样呢？10/10/42刘晓瑭第42页1.电极电势产生 当溶液浓度和温度一定时，当溶液浓度和温度一定时，活泼性不一样金属其沉积活泼性不一样金属其沉积或溶解倾向不一样：或溶解倾向不一样：v对于活泼金属，溶解倾对于活泼金属，溶解倾向向沉积倾向；沉积倾向；v对于不活泼金属，溶解对于不活泼金属，溶解倾向倾向沉积倾向沉积倾向 M Mn+ne 不活泼金属不活泼金属溶解倾向溶解倾向沉积倾向沉积倾向 Nn+ne N +M-Nn+-N+盐桥盐桥产生产生电位差电位差Mn+产生产生电流电流10/10/44刘晓瑭第44页电池电动势v不论哪种双电层结构，其结果都使得金属与溶液不论哪种双电层结构，其结果都使得金属与溶液界面之间产生电位差，该电位差称为界面之间产生电位差，该电位差称为电极电位电极电位，用符号用符号 表示。表示。v将两个电极电位不相等电极组成原电池，就会有将两个电极电位不相等电极组成原电池，就会有电流产生，而且电池电动势电流产生，而且电池电动势E等于这两个电极电极等于这两个电极电极电位之差：电位之差：E=+-v电极电位越高，说明物质氧化能力越强。电极电位越高，说明物质氧化能力越强。v能够利用电极电位高低来判断物质氧化还原能力。能够利用电极电位高低来判断物质氧化还原能力。10/10/45刘晓瑭第45页电池电动势测量电池电动势测量q电池电动势电池电动势E E在试验室中惯用在试验室中惯用pH计计(毫伏计毫伏计)来测来测量。量。10/10/46刘晓瑭第46页绝对电极电势n电极电势电极电势 电极中存在电势差。电极中存在电势差。n表表示示电电极极中中氧氧化化态态氧氧化化能能力力或或还还原原态态还还原原能能力力强强弱弱q 值值越越小小(或或负负值值越越大大)表表示示还还原原态态失失去去电电子子能能力力越越强强，是越强还原剂；是越强还原剂；q 值值越越大大(或或正正值值越越大大)，表表示示氧氧化化态态得得到到电电子子能能力力越越强，是越强氧化剂。强，是越强氧化剂。n 值值大大小小除除与与电电极极本本性性相相关关，还还与与温温度度、介介质质以以及离子浓度等原因相关。及离子浓度等原因相关。n 值无法测出。值无法测出。10/10/47刘晓瑭第47页相对电极电势和电池电动势n选选择择某某个个电电极极作作为为比比较较标标准准，能能够够测测出出其其它它电电极极相对电极电势相对电极电势 。n电池电动势电池电动势E可用两个电极相对电极电势计算：可用两个电极相对电极电势计算：E=+-10/10/48刘晓瑭第48页2.标准氢电极与标准电极电势n电电极极电电势势相相对对值值能能够够测测出出，也也称称为为电电极极电电势势，仍仍用用 表示。表示。n测定方法：测定方法：q(1)选选择择某某种种电电极极作作为为比比较较标标准准。标标准准上上任任意意电电极极均均可可作作为为比比较较标标准准，1953年年IUPAC提提议议采采取取标标准准氢氢电电极极，并要求：在任何温度下标准氢电极电极电势都为零。并要求：在任何温度下标准氢电极电极电势都为零。q(2)将将其其它它标标准准电电极极与与标标准准氢氢电电极极组组成成原原电电池池，测测出出电电池电动势，即可计算出各电极标准电极电势。池电动势，即可计算出各电极标准电极电势。10/10/49刘晓瑭第49页（1）标准氢电极n标准氢电极结构：把一块镀有铂黑金属铂片插入氢离子浓度为标准氢电极结构：把一块镀有铂黑金属铂片插入氢离子浓度为1molkg-1(H+活度为活度为 1molL1)硫酸溶液中，然后不停通入压硫酸溶液中，然后不停通入压强为强为105Pa纯氢气，使铂黑吸附氢气并到达饱和。纯氢气，使铂黑吸附氢气并到达饱和。n氢电极电极反应和标准电极电势为：氢电极电极反应和标准电极电势为：n电极反应电极反应 2H+(c)2e-=H2（105Pa）电极符号：电极符号：Pt H2(p)HCl(c)（H+/H2）=0 V 国际上要求：国际上要求：任何温度下任何温度下标准氢电极标准氢电极电极极电位位值定定为零零。10/10/50刘晓瑭第50页（2）标准电极电位n假如待测电极作正极，则假如待测电极作正极，则 假如待测电极作标负极，则假如待测电极作标负极，则 比如，在比如，在298K时，对于电池时，对于电池 Cu2+(aq)+H2(g)=Cu(s)+2H+(aq)测得电池电动势为测得电池电动势为0.3419V，标准铜电极为正极，标准氢电，标准铜电极为正极，标准氢电极为负极，则极为负极，则10/10/51刘晓瑭第51页（3）标准电极电势表n附录附录12列出了一些惯用电极在列出了一些惯用电极在298K时标准电极电势。时标准电极电势。n使用标准电极电势表时应注意：使用标准电极电势表时应注意：(1)标准电极电势大小标准电极电势大小(正负正负)表示得失电子倾向。表示得失电子倾向。(2)标准电极电势值与电极反应式书写无关。标准电极电势值与电极反应式书写无关。(3)电极反应中各物质均处于标准状态。电极反应中各物质均处于标准状态。(4)附录附录12数据为数据为298K时数值。时数值。(5)附附录录12中中数数据据不不能能用用于于非非水水溶溶液液或或熔熔融融盐盐。因因为为在在不不一一样样溶溶剂剂中溶剂化作用不一样，而在熔融盐中则没有溶剂化作用。中溶剂化作用不一样，而在熔融盐中则没有溶剂化作用。10/10/52刘晓瑭第52页注注 意意不一样介质中，电极反应不一样，对应电极电势也就不不一样介质中，电极反应不一样，对应电极电势也就不一样。所以查表时，应依据详细情况选择不一样标准一样。所以查表时，应依据详细情况选择不一样标准电极电势表。电极电势表。1、在电极反应中不论在反应物或产物中出现、在电极反应中不论在反应物或产物中出现H+，均查，均查酸表。酸表。2、在电极反应中不论在反应物或产物中出、在电极反应中不论在反应物或产物中出 现现OH-，均，均查碱表。查碱表。3、电极反应中，既无、电极反应中，既无H+，有没有，有没有OH-时，要依据物质时，要依据物质存在形式进行判断。存在形式进行判断。4、标准电极电势正负号不因电极反应写法而改变。、标准电极电势正负号不因电极反应写法而改变。10/10/53刘晓瑭第53页本节小结n氧化还原概念氧化还原概念n氧化数概念氧化数概念n氧化还原反应配平氧化还原反应配平n原电池概念和表示方法原电池概念和表示方法n电极电势概念电极电势概念n标准电极电势标准电极电势n电动势概念和计算电动势概念和计算10/10/54刘晓瑭第54页10/10/55刘晓瑭第55页