大学化学-电极电势的应用-判断氧化还原反应方向性

xx师范大学化学化工学院xx《大学化学》电极电势的应用—判断氧化还原反应的方向性课程导入2我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家，比欧洲早500多年。早在东晋时期，化学家葛洪在其所著的《抱朴子内篇·黄白》中就有“以曾青（硫酸铜）涂铁，铁赤色如铜"的记载。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu比较Fe和Cu的还原性强弱。还原性强弱：Fe>Cu。课程导入3判断下列反应是否可以发生。Hg+CuSO4=HgSO4+CuBr2+2Fe2+

=2Fe3+

+2Br-

一、原电池的电动势E与ΔrG的关系4判断化学反应自发进行方向要用吉布斯自由能变即△G来衡量。热力学表明，系统的吉布斯自由能的减少量，在恒温恒压下等于系统所作的最大有用功（非膨胀功），在原电池中若非膨胀功只有电功一种，则自由能与电池电动势间应有如下关系：

∆G=-W电功=-Q×E=-zFE=-zF(

+

)Q为电路中的电量；E为原电池的电动势；z为电极反应中得失电子数，F为法拉第常数（96500C/mol）;

为原电池两个电极的电极电势。判断氧化还原反应的方向性5二、判断氧化还原反应进行的方向热力学反应方向判据反应正向进行

G=

zFE

E=

+

反应逆向进行平衡状态

G

0

G

0

G=0E

0E

=0E<0

+

+<

+=

判断氧化还原反应的方向性6判断氧化还原反应进行的方向——方法一对于氧化还原反应，可由原电池的电动势大小来判断反应的自发进行的方向。方法如下：把某个氧化还原反应分为两个电极反应，将两个电极组成原电池，计算原电池的电动势，

若E

>0，则反应正向自发进行；

若

E<0，则反应逆向自发进行；若

E=0，则氧化还原反应达到平衡状态。判断氧化还原反应的方向性7判断下列反应是否可以发生。Br2+2Fe2+

=2Fe3+

+2Br-

(Br2/Br-)=1.087V

(Fe3+/Fe2+)=0.771VE=

+

=

(Br2/Br-)

(Fe3+/Fe2+)=1.087V

0.771V=0.316V

>0判断氧化还原反应的方向性8标准电极电势(298K，酸性介质)判断氧化还原反应的方向性判断氧化还原反应进行的方向——方法二若

+

，则反应正向自发进行；若

+<

，则反应逆向自发进行；若

+=

，则氧化还原反应达到平衡状态。氧化还原反应自发进行的方向为：电极电势大的氧化型氧化电极电势小的还原型9判断下列反应是否可以发生。Br2+2Fe2+

=2Fe3+

+2Br-

(Br2/Br-)=1.087V

(Fe3+/Fe2+)=0.771V氧化性强弱：

Br2

>Fe3+；还原性强弱：Fe2+>Br-。判断氧化还原反应的方向性10古代银针验毒是否靠谱？

(Ag+/Ag)=0.7991V

(AsO33-/As)=0.248V3Ag+AsO33-+6H+═3Ag++

As

+3H2O案例分析E=

+

=

(AsO33-/As)

(Ag+/Ag)

=0.248V

0.7991V=-0.5511V<0

As2O311古代银针验毒是否靠谱？案例分析4Ag+2H2S+O2═2Ag2S+2H2O

(Ag+/Ag)=0.7991V

(O2/O2-)=1.201VE=

+

=

(O2/O2-)

(Ag+/Ag)

=1.201V

0.7991