能斯特方程解析省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

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,*,*,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,为了实用方便，提出了标准电极电势概念。,当电对处于,标准状态,（即物质皆为,纯净物,，组成电正确相关物质,浓度（活度）,为,1.0 moldm,-3,，包括气体,分压,为,1.010,5,Pa,时，该电正确电极电势为,标准电极电势,，用符号,表示。通常温度为,298.15K。,标准电极电势,第1页,若干电正确标准电极电势（298.15K),电对,氧化型ne,-,还原型,/V,K,/K,Zn,2,/Zn,Fe,2,/Fe,H,/H,2,Cu,2,/Cu,Ag,/Ag,F,2,/F,-,K,e,-,K,Zn,2,2e,-,Zn,Fe,2,2e,-,Fe,2H,2e,-,H,2,Cu,2,2e,-,Cu,Ag,e,-,Ag,F,2,2e,-,F,-,2.925,0.763,0.44,0.000,0.34,0.7999,2.87,氧化能力增强,还原能力增强,代数值增大,电极电势测定,第2页,能斯特方程式,电极电势大小，不但取决于电对本身性质，还与反应温度、相关物质浓度、压力等相关。,能斯特,从理论上推导出电极电势与浓度（或分压）、温度之间关系，对任一电对：,1.,能斯特方程(,Nernst equation,),能斯特方程式,电极反应：,aOx +ne,-bRed,第3页,其中：,F,法拉第常数,，,F,=96485Jmol,-1,V,-1,n,电极反应中,转移电子数,将式中常数项,R,=8.314 JK,-1,mol,-1,F,=96485 Jmol,-1,V,-1,代入,并将自然对数改成惯用对数，在,298.15K,时，则有：,能斯特方程式,第4页,应用能斯特方程时，应注意：,（1）假如组成电正确物质,是固体或液体,，则它们浓度项不列入方程式中；,假如是,气体,，则要以气体物质,分压,来表示。,（2）假如电极反应中，除了氧化态和还原态物质外，,还有参加电极反应其它物质,，如,H,+,、OH,-,存在，则应把这些物质也表示在能斯特方程中。,3）半反应中计量系数作为指数。,能斯特方程式,第5页,（1）浓度对电极电势影响,从能斯特方程式可看出，当体系温度一定时，对确定电对来说，,主要取决于,c,(,OX)/,c,(Red),比值大小。,2.,影响电极电势原因,能斯特方程式,第6页,例：计算298.15K下，,c,(Zn,2+,)0.100molL,-1,时,(Zn,2+,/Zn）值。,即当,c,(Zn,2+,),降低为,c,(Zn,2+,),十分之一时，,(,Zn,2+,/Zn,）值比,(Zn,2+,/Zn),仅降低,0.03V,。,（Zn,2+,/Zn）,(Zn,2+,/Zn)+lg,c,(Zn,2+,)/,c,-0.7626Vlg0.100,-0.7922V,解：电极反应为 Zn,2+,+2e,-,Zn,能斯特方程式,第7页,例：计算298.15K下，,c,(OH,-,)0.100molL,-1,时,(O,2,/OH,-,)值。(已知,p,(O,2,)10,5,Pa),(O,2,/OH,-,),(O,2,/OH,-,)+lg,解：电极反应为O,2,+,2H,2,O,+4e,-,4OH,-,+0.401V+lg,+0.460 V,能斯特方程式,第8页,（2）酸度对电极电势影响,假如,H,+,、OH,-,也参加电极反应，那么溶液酸度改变也会对电极电势产生影响。,例：,在298.15K下，将Pt片浸入,c,(),c,(Cr,3+,)0.100 molL,-1,，,c,(H,+,)10.0 molL,-1,溶液中。,计算,(/Cr,3+,)值。,能斯特方程式,第9页,(Cr,2,O /Cr,3+,),(Cr,2,O /Cr,3+,),+1.36V+lg,+1.50V,解：电极反应为,Cr,2,O +,14H,+,+6e,-,2,Cr,3+,+7H,2,O,能斯特方程式,第10页,解:,电极反应为：,MnO,4,-,(aq)+8H,+,(aq)+5e,-,=Mn,2+,(aq)+4H,2,O,已知:,c,(MnO,4,-,)=,c,(Mn,2+,)=1mol,.,dm,-3,c,(H,+,)=1.0,10,-5mol,.,dm,-3,Z,=5,查表:,E,(,MnO,4,-,/Mn,2+,)=+1.512V,E,(,MnO,4,-,/Mn,2+,)=,E,(,MnO,4,-,/Mn,2+,),+lg,0,.0592V,Z,c,(MnO,4,-,)/,c,c,(H,+,)/,c,8,c,(Mn,2+,)/,c,例题:,计算298K下 pH=5时，MnO,4,-,/Mn,2+,电极电势(其它条件同标准态)。,第11页,E,(,MnO,4,-,/Mn,2+,)=1.512V+lg(,10,-5,),8,=1.04V,当,c,(H,+,)=2.0,mol,.,dm,-3,E,(,MnO,4,-,/Mn,2)=1.512V+lg(,2),8,=1.541V,0.0592V,5,0.0592V,5,可知：,c,(H,+,)浓度增加，电极电势增加，,MnO,4,-,氧化性增强。,第12页,二、离子浓度改变对氧化还原反应方向影响,例 判断2Fe,3+,+2I,-,2Fe,2+,+I,2,在标准状态下和Fe,3+,=0.001molL,-1,I,-,=0.001 molL,-1,Fe,2+,=1 molL,-1,时反应方向怎样?,解：(1)标准状态：,E,0,0,(Fe,3+,/Fe,2+,)-,0,(I,2,/I,-,)0.770-0.5350.235 V0,所以在标准状态下，上述反应能自发进行。2)非标准状态：,+,0.770,0.0592lg=0.0592(V),0.001,1,-,0.535,0.0592lg=0.718(V),0.001,1,I,2,+e=I,-,0,0.535 V,1,2,Fe,3+,+e=Fe,2+,0,0.770 V,E,+,-,0.592-0.718-0.121(V)0,所以在非标准状态下，上述反应向逆方向自发进行。,第13页,作业：已知Cl,2,+2e,-,=2Cl,-,1.358V,MnO,2,+4H,+,+,2e,-,=Mn,2+,+2H,2,O,1.228V,MnO,4,-,+8H,+,+,5e,-,=Mn,2+,+4H,2,O,1.491V,经过计算，用MnO,2,制取氯气时候盐酸浓度最少为多少？,第14页,