无机化学天津大学04-3氧化还原反应的方向和限度课件.ppt

第四章 氧化还原反应与应用电化学,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,无 机 化 学,崔建中 鲁凡丽 田昀 编制,高等教育出版社 出版,第八章 配位化合物,无机化学电子教案 无机化学电子教案 无机化学电子教案,第四章 氧化还原反应,第三节 氧化还原反应的方向和限度,4.3.1,氧化还原反应的方向,1.,氧化还原反应自发进行的判据,化学反应自发进行的条件,r,G,m,0,；,E,(,氧化剂,),E,(,还原剂,),氧化还原反应的规律：,r,G,m,0,氧化剂 还原剂 还原剂 氧化剂,较强 较强 较弱 较弱,+,+,1.,氧化还原反应自发进行的判据,E,0,；,E,(,氧化剂,),E,(,还原剂,),只需计算电动势,E,或比较两电对,E,的大小,(1),标准态时,例,1,试判断下列反应,:,Pb,2+,+Sn Pb+Sn,2+,在标准态时反应自发进行的方向,反应自发向右进行,Sn,2+,/Sn,-0.136V,-0.126V,Pb,2+,/Pb,电对,E,/V,E,=,E,(,Pb,2+,/Pb,)+,E,(Sn,2+,/Sn),=0.010 V,4.3.1,氧化还原反应的方向,先根据,Nernst,方程求出,E,(,电对,),再计算电动势,E,或比较,E,(,电对,),。,(2),非,标准态时,c,(,Pb,2+,)0.0010,c,(,Sn,2+,)1.0,例,2,试判断下列反应,:,Pb,2+,+Sn Pb+Sn,2+,在,=,时反应自发进行的方向,0.0592V,2,0.0592V,2,E,(,Pb,2+,/Pb,)=,E,(,Pb,2+,/Pb,)+lg,c,(,Pb,2+,)/,c,=-0.126V+lg 0.0010,=-0.215V,4.3.1,氧化还原反应的方向,先根据,Nernst,方程求出,E,(,电对,),再计算电动势,E,或比较,E,(,电对,),。,(2),非,标准态时,例,2,试判断下列反应,:,Pb,2+,+Sn Pb+Sn,2+,在,=,时反应自发进行的方向,c,(,Pb,2+,)0.0010,c,(,Sn,2+,)1.0,E,(Pb,2+,/Pb)/V,反应自发向左进行,-0.136,-0.215,-0.126,E,(Sn,2+,/Sn)/V,E,(Pb,2+,/Pb)/V,E,=,E,(,Pb,2+,/Pb,)+,E,(Sn,2+,/Sn),=-0.215-(-0.136),=-0.079V,0.2V,一般情况下浓度的变化,不会导致,E,(,电动势,)0.2V,电极反应中有关物质浓度的变化,没有导致反应方向的改变。,E,0.340,0.72,0.7991,(Cu,2+,/Cu)/V,E,(Ag,+,/Ag)/V,(Ag,+,/Ag)/V,E,反应向右进行,例：判断反应,2Ag,+,+Cu,2,Ag+Cu,2+,进行方向,2.,影响氧化还原反应方向的因素,酸度,对于某些有含氧酸及其盐参加,的氧化还原反应,溶液的酸度有可能导,致反应方向的改变。,向,左,0.5355,0.086,1.010,-8,碱性,向,右,0.5355,0.60,4.0,酸性,反应方向,(I,2,/I,-,),V,E,(H,3,AsO,4,/HAsO,2,),V,c,(H,+,),mol,L,-1,介质,E,H,3,AsO,4,+2I+2H,+,HAsO,2,+I,2,+2H,2,O,强酸性介质,强碱性介质,-,2.,氧化还原反应进行的次序,一般而言，反应首先发生在,电极电势差值较大的两个电对之间,例,在,Br,-,和,I,-,的混合溶液中加入,Cl,2,哪种离子先被氧化,?,0.5355,1.065,1.3583,I,2,/I,-,Br,2,/Br,-,Cl,2,/Cl,-,电对,E,解,E,(Cl,2,/Cl,-,)-,E,(Br,2,/Br,-,),E,(Cl,2,/Cl,-,)-,E,(I,2,/I,-,),反应首先在,Cl,2,和,I,-,之间进行,4.,选择合适的氧化剂或还原剂,从,Fe,2,(SO,4,),3,和,KMnO,4,中选择一种合适的氧化剂,使含有,Cl,-,、,Br,-,和,I,-,混合溶液中的,I,-,被氧化,而,Cl,-,、,Br,-,不被氧化,。,例解,E,1.51,MnO,4,-,/Mn,2+,0.771,Fe,3+,/Fe,2+,1.3583,Cl,2,/Cl,-,1.065,Br,2,/Br,-,0.5355,I,2,/I,-,/V,电对,KMnO,4,不可采用,E,(Fe,3+,/Fe,2+,),可采用,Fe,2,(SO,4,),3,4.3.2,氧化还原反应的限度,2.303,RT,2.303,RT,-,z,FE,r,G,m,当,R,=8.314 J,K,-1,mol,-1,F,=96485,J,V,-1,T,=298.15,K,值越大,值越大,正反应进行得越完全,。,E,K,E,lg =,K,0.0592V,0.0592V,z),-,(-),E,E,z,氧化还原反应的平衡常数,(),只与标准电动势,(),有关,与物质浓度无关,E,K,为氧化还原反应中转移电子数,lg,K,=-=-,4.3.2,氧化还原反应的限度,E,lg =,K,0.0592V,0.0592V,z,(+),-,(-),E,E,z,例,1,已知反应：,Pb,2+,+Sn Pb+Sn,2+,计算反应的标准平衡常数,解,E,(Pb,2+,/Pb)=-0.126V,(Sn,2+,/Sn)=-0.136V,E,lg =,K,0.0592V,0.0592V,z,(,+,),-,(-),2,(-0.126)-(-0.136),E,E,=0.34,=2.2,K,4.3.2,氧化还原反应的限度,E,lg =,K,0.0592V,0.0592V,z,(+),-,(-),E,E,z,例,2,已知反应：,Pb,2+,+Sn Pb+Sn,2+,反应开始时,c,(Pb,2+,)=2.0,mol,L,-1,计算反应达平衡时,Pb,2+,和,Sn,2+,的浓度。,解,Pb,2+,+Sn Pb+Sn,2+,平衡浓度,/,mol,L,-1,2.0-x x,x=1.4,=2.2,c,(Pb,2+,)/,c,2.0-x,c,(Sn,2+,)/x,K,c,c,(Sn,2+,)=1.4,mol,L,-1,，,c,(Pb,2+,)=0.6,mol,L,-1,E,lg =,K,0.0592V,0.0592V,z,(+),-,(-),E,E,z,1.,当,n=2,时,极小,很完全,反应进行程度,6,10,6,0.2V,(,标准电动势,),E,K,2.,电极电势的相对大小不能判断反应速率的大小,如,:2MnO,4,-,+5Zn+16H,+,2Mn,2+,+5Zn,2+,+8H,2,O,K,=,2.7,10,383,E,E,(,MnO,4,-,/,Mn,2+,)=1.51V,(,Zn,2+,/Zn,)=-0.7626V,由 可看出，反应理应可完全进行。,但实验证明：,若用纯,Zn,与,KMnO,4,反应，反应速率极小，,只有在,Fe,3+,的催化下，反应才明显进行。,K,卖油翁,下课了，回顾学习一个小故事吧！,学习目标,1,、复述故事，深入理解文章内容，初步把握人物形象。,2,、学会利用文中关键词句分析人物形象。,3,、体会文章所揭示的深刻道理。,故事发生的时间、地点、人物、事件的起因、经过和结果要复述清楚。,看图复述课文内容,自学指导,(,一,),1,、作者运用哪几种方法去刻画人物的形象？从文中找出具体句子进行分析。并说说你是如何看待这两个人物的。,2,、从这个故事中你懂得了什么道理？,自学指导,(,二,),陈尧咨（善射）,卖油翁（善酌）,动作,神态,语言,睨之,无他，但手熟尔,以我酌油知之,我亦无他，惟手熟尔,汝亦知射乎,吾射不亦精乎,尔安敢轻吾射,释担而立 但微颔之,取 置 覆 酌 沥,性格,:,自矜（骄傲）,谦虚,对比,道理,:,熟能生巧,即使有什么长处也不必骄傲自满。,忿然 笑而遣之,笑而遣之,1,、联系生活、学习，说说熟能生巧的事例。,2,、你认为一个人应该如何看待自己的长处？又如何看待他人的长处？,课外延伸,人外有人，天外有天。,取人之长，补己之短。,自满人十事九空，虚心人万事可成。,谦受益，满招损。,三人行，必有我师焉。,择其善者而从之，其不善者而改之。,骄傲自满是我们的一座可怕的陷阱；而且，这个陷阱是我们自己亲手挖掘的。,老舍,尺有所短；寸有所长。物有所不足；智有所不明。,屈原,1,、正视自己的长处，扬长避短，,2,、正视自己的缺点，知错能改，,3,谦虚使人进步，,4,、人应有一技之长，,5,、自信是走向成功的第一步，,6,强中更有强中手，一山还比一山高，,7,艺无止境,8,、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来，刻苦训练才能有所收获，取得成效。,9,、骄傲自大、不可一世者往往遭人轻视；,10,、智者超然物外,