第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平氧化還原反應(yīng)與電極電位第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平氧化還原反應(yīng)在醫(yī)學(xué)上的意義除了厭氧生物以外，一切生物都需要氧，氧化還原反應(yīng)是生物體內(nèi)的重要反應(yīng)生物傳感器工作原理，比如醫(yī)學(xué)上測(cè)定青霉素、葡萄糖、尿素第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平

氧化還原反應(yīng)概念的發(fā)展早期：得氧-氧化反應(yīng)燃料燃燒：2Mg+O2=2MgO失氧-還原反應(yīng)冶金：C+2CuO=Cu+CO2后來：沒有得氧但失氫2H2S＋O2=2H2O＋2S沒有失氧但得氫H2＋Cl2=2HCl發(fā)展：失去電子的被氧化Cu2++Zn=Cu+Zn2+得到電子的被還原電子偏移H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)

共同特征：氧化數(shù)發(fā)生變化第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平多原子離子中各元素原子的氧化數(shù)之和等于離子的電荷數(shù)

單質(zhì)的氧化數(shù)為零:AlBr2氧的氧化數(shù)為-2氫的氧化數(shù)為+1,但在NaH中為

1中性分子中:氧化數(shù)之代數(shù)和為零單原子離子的氧化數(shù)等于其電荷數(shù)但在H2O2中為

1，在KO2中為

1/2，在KO3中為

1/3，在OF2中為+2有關(guān)氧化數(shù)的規(guī)定p132第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平氧化還原反應(yīng)：氧化數(shù)發(fā)生變化的反應(yīng)Zn+Cu2+

→Zn2++Cue-理論上講，任何氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平原電池Zn+Cu2+

→Zn2++Cue-(-)Zn|Zn2+(c1)Cu2+(c2)|Cu(+)原電池的表示方法第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平1.電極電勢(shì)的產(chǎn)生

2.電極電勢(shì)的表示

3.電極電勢(shì)的確定、特征

4.電極電勢(shì)的影響因素

5.電極電勢(shì)的應(yīng)用

電極電勢(shì)

第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平Mn+MMn+Mn+Mn+Mn+Mn+Mn+Mn+Mn+Mn+Mn+Mn+Mn+nenenenenenenenenenenene1.電極電勢(shì)的產(chǎn)生M→Mn+(aq)

+ne第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平

2.電極電勢(shì)的表示M→Mn+(aq)

+ne

(Mn+/M)

?(Mn+/M)

例如：

(Zn2+/Zn)

(Cu2+/Cu)

?(Zn2+/Zn)

?

(Cu2+/Cu)第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平3.電極電勢(shì)的確定電極電勢(shì)的絕對(duì)值現(xiàn)還無法測(cè)知但可用比較方法確定它的相對(duì)值選用標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為比較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定它的電極電勢(shì)值為零

即

?

(H+/H2)=0V

E=

(+)-

(-)電極電勢(shì)的確定第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)P296第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的大小與物質(zhì)的氧化還原能力的關(guān)系

氧化型/還原型越大，氧化型物質(zhì)的氧化能力越強(qiáng)

氧化型/還原型越小，還原型物質(zhì)的還原能力越強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)應(yīng)用1----判斷物質(zhì)氧化還原能力的強(qiáng)弱第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平例：已知

Fe3++e=Fe2+

=0.771VCu2++2e=Cu

=0.340VFe2++e=Fe

=

0.442VAl3++3e=Al

=

1.660V則最強(qiáng)的還原劑是：

A.Al3+；B.Fe；C.Cu；D.Al.第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平◆

沒有加合性◆

與電極反應(yīng)的寫法無關(guān)Cl2+2e→2Cl-

Cl2/Cl-=1.3583V1/2Cl2+e→Cl-Cl2→2Cl--2e

Cl2/Cl-=1.3583V

Cl2/Cl-=1.3583V標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)特征第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平1.電極電勢(shì)如何產(chǎn)生

2.電極電勢(shì)的表示

3.電極電勢(shì)的確定、特征

4.電極電勢(shì)的影響因素

5.電極電勢(shì)的應(yīng)用

電極電勢(shì)

4.電極電勢(shì)的影響因素----能斯特方程1864年西普魯士的布里森1887年畢業(yè)于維爾茨堡大學(xué)，獲博士學(xué)位1888年得到電極電勢(shì)與溶液濃度的關(guān)系式，即能斯特方程1897年，能斯特發(fā)明了能斯特?zé)?905年，確立了

熱力學(xué)第三定律1920年榮獲的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)WaltherNernst第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平能斯特方程298K(1)氣體物質(zhì)用分壓(Pa)表示并除以p(105Pa)溶液中的物質(zhì)用濃度(mol

L-1)表示并除以c(1mol

L-1)2[c(Cl-)/c

]2例

Cl2(g)+2e-2Cl-

0.0592Vp(Cl2)/p

(Cl2/Cl-)=

(Cl2/Cl-)+lg能斯特方程應(yīng)用：(2)純固體或純液體物質(zhì)不寫入

例

Zn2++2e-Zn例

Br2(l)+2e-2Br-

(Zn2+/Zn)=

(Zn2+/Zn)+lg[c(Zn2+)/c]20.0592V2

[c(Br)/c]2-0.0592V1

(Br2/Br-)

=

(Br2/Br-)+lg(3)電極反應(yīng)中電對(duì)以外物質(zhì)也應(yīng)寫入，但溶劑(如H2O)不寫入例

Cr2O7+6e-+14H+2Cr3++7H2O2-+lg6[c(Cr3+)/c]20.0592V

[c(Cr2O7)/c]·[c(H+)/c]14

(Cr2O7/Cr3+)=

(Cr2O7/Cr3+)

2-2-2-酸度對(duì)電極電位的影響

ClO3-+6H++6e

Cl-+3H2O(1)[H+]=1.0mol

L1時(shí)(2)[H+]=0.001mol

L1時(shí)[H+]

第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平生成沉淀對(duì)電極電位的影響

Ag++e

Ag(s)

第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平當(dāng)，[Cl

]=1.0mol

L1電化學(xué)生物傳感器的工作原理葡萄糖生物傳感器測(cè)定葡萄糖含量O2+2H2O+4e-==4OH-

第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平1.電極電勢(shì)如何產(chǎn)生

2.電極電勢(shì)的表示

3.電極電勢(shì)的確定、特征

4.電極電勢(shì)的影響因素

5.電極電勢(shì)的應(yīng)用

氧化還原反應(yīng)方向、反應(yīng)限度電極電勢(shì)

第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平

rGm=W電=-qE

=

nFE

rGm

=

nFE化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)

rGm<0反應(yīng)方向

rGm<0，E>0E=

(+)-

(-)>0即：

(+)>

(-)

rG

m<0，E

>0E=

(+)-

(-)>0即：

(+)>

(-)第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平反應(yīng)限度第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平注意n數(shù)值！

K

與E

及n有關(guān)，而與濃度無關(guān)反應(yīng)限度298K第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平例判斷在酸性溶液中H2O2與Fe2+混合時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)？若能反應(yīng)，說明反應(yīng)的完全程度。所以能發(fā)生反應(yīng)將過量的H2O2加入到Fe2+溶液時(shí)，

Fe2+可以被完全氧化成Fe3+反應(yīng)程度很大第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平說明：通過Kθ（或Eθ

）的大小判斷反應(yīng)的完全程度

熱力學(xué)角度→說明反應(yīng)的可能性

動(dòng)力學(xué)角度→說明反應(yīng)的現(xiàn)實(shí)性幾乎覺察不到反應(yīng)的進(jìn)行第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平(1)確定金屬的活動(dòng)性順序(2)計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)(3)判斷氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱(5)選擇合適的氧化劑和還原劑(6)判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的次序(4)判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向電極電勢(shì)的應(yīng)用第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平活動(dòng)性順序?yàn)椋篗n>Zn>Cr>Fe>Co>Ni>Pb(1)確定金屬的活動(dòng)性順序例:試確定金屬Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Zn、Pb在水溶液中的活動(dòng)性順序。第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平電動(dòng)勢(shì)E

=

(+)-

(-)=0.771V-0.154V=0.617V解：

(Fe3+/Fe2+)=+0.771V

(Sn4+/Sn2+)=+0.154V

例:由電對(duì)Fe3+/Fe2+、Sn4+/Sn2+構(gòu)成原電池,

判斷原電池正、負(fù)極,計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)。(2)計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)(+)極

(-)極∨第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平(3)判斷氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平判斷反應(yīng)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+

能否自發(fā)由左向右進(jìn)行？

反應(yīng)可由左向右自發(fā)進(jìn)行(4)判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向第一節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平有一含有Cl-

、Br-

、I-