九章节氧化还原与电化学ppt课件

1、第九章第九章 氧化复原与电化学氧化复原与电化学 10.1 氧化数与氧化复原方程式的配平 10.2 原电池的电动势与电极电位势 10.3 规范电极电位势 10.4 影响电极电位的要素 10.5 与电极电位势有关的三种图形 10.1 氧化数与氧化复原方程式的配平一、氧化数Oxidation number氧化态. 中学：化合价单质： 00 0 0 0 0H2 O2O3C60 Na Ne化合物： 氧化数 = 0 +1 -1 +2 -1 Na Cl Ca F2 +1 -1 +1 -2 H : Cl H2O 氧化数的本质：在离子化合物中，即正、负离子所带的电荷数；在极性化合物中，即元素的一个原子提供参与共

2、价键的电子数，其中电负性小,共用电子对离得较远的元素为正氧化数，电负性大、共用电子以离得较近的元素为负氧化数。二、氧化复原反响二、氧化复原反响 一氧化复原反响定义一氧化复原反响定义 例例1：2 Na(s) + Cl2 (g) = 2 Na+Cl-(s) H2(g) + Cl2(g) = 2 HCl (g)氧化复原反响氧化复原反响凡有电子得失或共用电子对凡有电子得失或共用电子对偏移发生的反响。偏移发生的反响。氧化氧化失去电子或共用电子对偏离的变化，失去电子或共用电子对偏离的变化，相应的物质称为相应的物质称为“复原剂复原剂;复原复原得到电子或共用电子对接近的变化，得到电子或共用电子对接近的变化，相

3、应的物质称为相应的物质称为“氧化剂。氧化剂。 氧化过程：元素的氧化数氧化过程：元素的氧化数; 复原过程：元素复原过程：元素的氧化数的氧化数。凡假设干元素氧化数发生变化的过程，就是凡假设干元素氧化数发生变化的过程，就是氧化复原反响。氧化复原反响。二自氧化复原反响二自氧化复原反响 例： 2 KClO3 (s) 2 KCl(s) + 3 O2(g) 2 HgO (s) 2 Hg(l) + O2(g)同一物质，既是氧化剂，又是复原剂，但氧化、复原发生在不同元素的原子上。三歧化反响例： 0 +1 -1 Cl2 (g) + H2O (l) = HOCl (aq) + HCl (aq) 同一物质中同一元素的

4、原子，有的氧化数，有的氧化数，称为“歧化反响。 三、氧化复原反响方程式的配平三、氧化复原反响方程式的配平 一氧化数法：适用于任何氧化复原反响。 根据：复原剂氧化数的升高总值 = 氧化剂氧化数降低总值 例1：KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 1.据反响现实，写出反响产物，留意介质酸性：KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 MnSO4 +Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O2.调整计量系数，使氧化数升高值 = 降低值: +7 +2KMnO4+5FeSO4 + H2SO4 +2 +3 MnSO4+5/2Fe2(SO4)3 + K2SO4+ H2O3.假设出现分数，可调整为最

5、小正整数：2 KMnO4 +10 FeSO4 + H2SO4 = 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O3. 配平各元素原子数察看法配平各元素原子数察看法 先配平非H、O原子，后配平H、O原子。 1配平K+、SO42-数目 SO42-：左11，应+7；右18 2 KMnO4 +10 FeSO4 + 8 H2SO4 = 2 MnSO4 +5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O2配平H+数目 H+：左16，右2，应8H2O 2 KMnO4 +10 FeSO4 + 8 H2SO4 = 2 MnSO4 +5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8 H2O

6、3配平或核对O在原子数目：已平衡。对于电解质在溶液中的反响，也可经过对于电解质在溶液中的反响，也可经过“离子方程式离子方程式表示更简约，配平步骤类似：表示更简约，配平步骤类似： MnO4- + Fe2+ + H+ Mn2+ + Fe3+ + H2O MnO4- + 5 Fe2+ + H+ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ = Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O3配平或核对O在原子数目：已平衡。 注 意 介质酸碱性电荷平衡物料平衡321注注 意意n假设写为

7、： nMnO4- + 3 Fe2+ + 4 H+ = MnO2+ 3 Fe3+ + 2 H2O n错！产物与实验现实不符，不是MnO2，而是Mn2+；n假设写为：nMnO4- +5 Fe2+ + 4 H2O = Mn2+ +5 Fe3+ + 8 OH-n错！虽然物料平衡、电荷平衡，但介质不符。例例2：歧化反响方程式配平：歧化反响方程式配平 32IOIOHsII2 既是氧化剂，又是复原剂，可分开写 3222105IOIOHII再配平H、O原子数目： OH6IO2I10OH12I5I2322合并I2 ： OH6IO2I10OH12I6232约简计量系数： OH3IOI5OH6I3232二离二离 子

8、子-电子法：电子法：只适用于发生在水溶液中的氧化复原反响。只适用于发生在水溶液中的氧化复原反响。 例例1： 1.把反响分为氧化反响把反响分为氧化反响, 复原反响复原反响(均为均为“半反响半反响, “电极反响电极反响): 复原反响复原反响 氧化反响氧化反响2.调整两个调整两个“半反响的计量系数，使得电子总数半反响的计量系数，使得电子总数 = 失电子总失电子总数数. 5e 和和 e 的计量系数最小公倍数是的计量系数最小公倍数是5 OHMnFeHFeMnO22324OH4Mne5H8MnO224eFeFe32OH4Mne5H8MnO224eFeFe532二离二离 子子-电子法电子法(续续)3. 合并

9、上述合并上述2个个“半反响：半反响： OH4Fe5MnH8Fe5MnO2222410.2 原电池的电动势与电极电位势原电池的电动势与电极电位势 一、原电池、电解池与电化学一、原电池、电解池与电化学 一原电池：一原电池： 氧化复原反响是电子转移的反响氧化复原反响是电子转移的反响 同一溶液内的氧化复原反响过程，电子转同一溶液内的氧化复原反响过程，电子转移时无定向运动，不产生电流移时无定向运动，不产生电流: 但假设选择适当的电极，组装为但假设选择适当的电极，组装为“原电池，原电池，使转移的电子定向运动使转移的电子定向运动产生电流。产生电流。 原电池：是化学能原电池：是化学能电能的安装。电能的安装。

10、CuaqZnSOaqCuSOZn44教材教材P.269图图11.2 锌锌-铜电池铜电池Daniell Cell电池电池发生的反响： Zn极负极, Cathode:Cu极正极, Anode: e2ZnsZn2 sCue2aqCu2原电池总反响： sCuaqZnaqCusZn2盐桥盐桥(饱和饱和KCl (aq) + 琼脂琼脂)的作用：的作用： 作为正、负离子通道，使两个“半电池的溶液都坚持电中性. Cl- , SO42- ZnSO4 (aq) K+ , Zn2+ CuSO4 (aq)总结原电池： 负极(Cathode): 电势低,电子流出,发生氧化反响; 正极(Anode): 电势高,电子流入,发

11、生复原反响. 原电池符号：n(-) Zn(s) | ZnSO4 (1 mol/dm3) | | CuSO4 (1 mol/dm3) | Cu(s) (+)n 相界 浓度或活度 盐桥n可简化为不严厉:n (-) Zn(s) | ZnSO4 | | CuSO4 | Cu(s) (+)n n 给出总反响方程式，要可以设计为原电池，写出电池符号和半反响(电极反响)方程式.例2. 原电池n() (Pt), H2(1p )H+(1moldm-3) n Fe3+(1moldm-3) , Fe2+ (1 moldm-3) Pt (+)n负极：氧化半反响 H2 2e = 2H+n正极：复原半反响 Fe3+ +

12、e = Fe2+ n放电总反响： n H2 + 2 Fe3+ = 2 H+ + 2 Fe2+ n 给出电池符号，要可以写出半反响n (电极反响)和放电总反响方程式.二二 电解池电解池 电解池是运用直流电促使非自发的氧化复原反响发生的安装，电解池是运用直流电促使非自发的氧化复原反响发生的安装， 即电能即电能化学能的安装。化学能的安装。例：电解精炼铜例：电解精炼铜 . 电解池电解池: 阳极阳极(Anode)-与原电池正极衔接与原电池正极衔接,总是发生氧化反响总是发生氧化反响: Cu(s) = Cu2+(aq) + 2e (阳极为粗铜阳极为粗铜)阴极阴极(Cathode)-与原电池负极衔接与原电池负

13、极衔接,总是发生复原反响总是发生复原反响: Cu2+(aq) + 2e = Cu(s) (阴极为精铜阴极为精铜) 化学电池化学电池电解池原电池 三电化学 (Electrochemistry) 研讨化学电池中氧化复原反响过程以及化学能与电能相互转变规律的化学分支，称为“电化学。 二、原电池的电动势与电极电位势二、原电池的电动势与电极电位势 一原电池的电动势一原电池的电动势 指原电池正、负电极之间的平衡电势差。指原电池正、负电极之间的平衡电势差。 = + - - (10.1.1) = + - - (10.1.2) 可用电位差计或高阻抗晶体管伏特计直接可用电位差计或高阻抗晶体管伏特计直接丈量丈量.例

14、：上述例：上述Daniell cell, 测出电动势测出电动势 = + 1.10 V 表示表示Cu电极电势比电极电势比Zn电极高电极高1.10V 电极电位的产生电极电位的产生“双电层模型双电层模型 教材教材P.270图图11-3.n把金属晶体插入它的盐溶液中：把金属晶体插入它的盐溶液中：nM(s) = Mn+(aq) + n en e 留在留在M(s)外表外表n 金属金属“溶解溶解n Mn+(aq)堆积堆积n在一定温度下到达在一定温度下到达“平衡，有两种能够平衡，有两种能够:n1. M活泼性活泼性，或，或/和和Mn+(aq)浓度小，浓度小，n 占优，生成左边的占优，生成左边的“双电层。双电层。

15、n2. M活泼性活泼性，或，或/和和Mn+ (aq)浓度大，浓度大，n 占优，生成右边的占优，生成右边的“双电层。双电层。电极电位的产生电极电位的产生(续续)例：Zn(s) = Zn2+(aq) + 2 e 金属“溶解占优势 Cu(s) = Cu2+(aq) + 2 e Mn+(aq)堆积占优势 电极电位势，金属与其盐溶液之间产生的这种电势差，称为“电极电位势。 符号 : . SI单位: V .由于 ( Zn2+/Zn) H+ Zn2+ 复原性复原性 Cu H2 Zn规范电极电位是强度性质规范电极电位是强度性质其值与电极反响式的计量系数的写法其值与电极反响式的计量系数的写法无关：无关： 电极反

16、响式电极反响式 / V G / kJ.mol-1 Cl2(g) + e = Cl-(aq) 1.36 -131Cl2(g) + 2e = 2Cl-(aq) 1.36 -2623Cl2(g) + 6e = 6Cl-(aq) 1.36 -786 G , H , S 为广度为广度(容量容量)性质，其值与电极性质，其值与电极反响计量系数写法有关。反响计量系数写法有关。因此，写因此，写 (Cl2/Cl-), 不写不写 (Cl2/2Cl-). 三、规范电极电位的运用三、规范电极电位的运用 一判别水溶液中氧化剂氧化性和复原剂复原性相对强弱，以及有关氧化复原反响自发的方向。 表示水溶液中氧化型物质氧化性 表示

17、水溶液中复原型物质复原性 “复原电位 (氧化型/复原型) 国际欧洲、中国通用; (Cu2+/Cu)= +0.34 V“氧化电位 (复原型/氧化型) 美国通用。 (Cu/Cu2+)= -0.34 V氧化复原反响自发的方向氧化复原反响自发的方向 aqZngHsZnaqH222 sIX2aqI2XaqZnsCusZnaqCu2222 强氧化剂1 + 强复原剂2 弱复原剂1 + 弱氧化剂2例1： X = F、Cl、Br 二合理选择氧化剂或复原剂二合理选择氧化剂或复原剂 例2：有一混合溶液含I-、Br -、Cl-各1 moldm-3，欲使I-氧化而不使Br-、Cl-氧化，试从Fe2(SO4)3和KMnO

18、4中选出合理的氧化剂。 解：查出各 值/V : (I2/I-) 0.535, (Br2/Br-) 1.07, (Cl2/Cl-) 1.36, (Fe3+/Fe2+) 0.77, (MnO4-/Mn2+) 1.51 Fe3+是适宜的氧化剂 : 2 Fe3+ + 2 I- = 2Fe2+ + I2 但 Fe3+不会把 Br-, Cl-氧化. MnO4- 会把 I -、Br -、Cl -都氧化，不合要求。 三计算反响平衡常数三计算反响平衡常数 先推导规范电动势 K 的关系如下： F = 1.6021917 10-19 C 6.022 1023 mol-1 = 96484 C.mol-1 = 9650

19、0 C.mol-1 Faraday constant, 即1 mol 电子的电量设一原电池电动势为 ，保送n mol电子所做的电功为： W = Q = nF (10.2.1) 标态: W = Q = nF (10.2.2)n是原电池放电总反响电子转移的计量系数，无量纲。三计算反响平衡常数三计算反响平衡常数(续续)n在等温、等压、只做电功的条件下，原电池体系的在等温、等压、只做电功的条件下，原电池体系的Gibbs自在能自在能降低值全部用于做电功，即：降低值全部用于做电功，即： n - rG = W (10.3.1)n (热力学热力学-电化学桥樑电化学桥樑)n标态标态: - rG = W n =

20、nF (10.3.2)n - rG = RT lnK n整理，对数换底，得：整理，对数换底，得：n lgK = nF /(2.303RT ) (10.4.1)n =(2.303RT lgK )/ nF (10.4.2)n = + - - (10.1.2)例例1：利用：利用 计算以下反响在计算以下反响在298 K的平衡常数。的平衡常数。 2 Cu(s) + 2 HI (aq) = 2 CuI (s) + H2 (g)解：1把题示反响设计为一个原电池 :负极氧化反响：2 Cu(s) + 2 I- (aq) = 2 CuI (s) + 2 e正极复原反响：2 H+(aq) + 2 e = H2 (g

21、)相应的电池符号为： (-) Cu(s), CuI(s)| HI (1 mol.dm-3)| H2 (1 p), Pt (+) = + - - = (H+/H2) - (CuI/Cu) = 0 (-0.1852) = + 0.1852 V例例1 (续续): 2 Cu(s) + 2 HI (aq) = 2 CuI (s) + H2 (g)原电池放电总反响：n = 2. lg K = nF / (2.303 RT) = (2 96484 C.mol-1 0.1852 V) / (2.303 8.314 J.mol-1.K-1 298 K) = 6.263 K = 1.83 106 ( CV = J

22、 )例2：利用有关规范电极电位值， 求AgCl(s)在298K的溶度积常数。n解：Ag+ + Cl- = AgCl (s) K = 1/Kspn是非氧化复原反响，但可改写为：n Ag+ + Cl- + Ag(s) = AgCl (s) + Ag(s) n设计为原电池 :n (-) Ag(s), AgCl(s) | Cl-(1 mol.dm-3)| | Ag+(1 mol.dm-3)| Ag(s) (+) 那么：负极反响： esAgClClsAgV2223.0Ag/AgCl正极反响： sAgeAgV7996.0Ag/AgCl显然，n = 1.原电池放电总反响为： = (Ag+/Ag) - ( A

23、gCl /Ag) = 0.7996 0.2223 = 0.5773 V KsAgClClAg91078. 5K762. 95914. 05773. 015914. 0nFKlg101073. 1K1AgCl,Ksp10.4 影响电极电位的要素影响电极电位的要素 Nernwst方方程程 规范电极电位规范电极电位 恣意形状电极电位恣意形状电极电位 - 关系？关系？影响电极电位的要素影响电极电位的要素 :1. 电对本身的性质电对本身的性质不同电对有不同的不同电对有不同的 数值数值.2. 电对体系的浓度电对体系的浓度(压力压力)和温度和温度Nernst方程方程. ox - oxidizing stat

24、e 氧化态氧化态 red - reducing state 复原态复原态一、一、Nernst方程方程 设一氧化-复原反响为： a ox1 + n e = c red1 b red2 = d ox2 + n e 总反响: a ox1 + b red2 = c red1 + d ox2 G T = G T + 2.303 RT lgQ其中，反响商把 - G T = nF 和 - G T = nF 等温、等压、只做电功代入上式，得： - nF = - nF + 2.303 RT lgQ b2a1d2c1redoxoxredQ 把 T = 298 K、R = 8.314 Jmol-1K-1、F = 9

25、6500 Cmol-1代入，整理后，得:Qlgn0591. 0即：即： = - 0.0591/n lg (red1)c(ox2)d / (ox1)a (red2)b 10.6 原电池的原电池的Nernst方程方程 此式阐明恣意形状电动势与规范电动势以及浓度、温度之此式阐明恣意形状电动势与规范电动势以及浓度、温度之间的关系。间的关系。 把把 = + - - 和和 = + - - 代入代入10.6式，式， 得得: redoxlgn0591. 0redoxlgn0591. 0redoxoxredlgn0591. 0b2d2c1a1b2a1d2c1普遍地，对于电极反响 m ox + n e = q r

26、ed = + 0.0591/n lg (ox)m / (red)q (10.7) 电极反响的电极反响的 Nernst 方程，其中气体浓度可由分压替代。方程，其中气体浓度可由分压替代。 例例1. 求求(H+) = 10.0 mol.dm-3及及(H+) = 1.00 10-3 mol.dm-3时电对时电对 Cr2O72- / Cr3+ 的电极电位：的电极电位：解：解： Cr2O72- + 14 H+ + 6 e = 2 Cr3+ + 7 H2O (1) 当当 (H+) = 10.0 mol.dm-3 时时, 代入代入Nernst方程：方程： (Cr2O72- / Cr3+)= (Cr2O72-

27、/ Cr3+) + 0.0591/6 lg (Cr2O72-)(H+)14/(Cr3+)= 1.23 + 0.0591/6 lg1 1014 / 1 = 1.23 + 0.14 = 1.37 V 2当 (H+) = 1.0010-3 mol.dm-3 时， 同法得 (Cr2O72- / Cr3+) = 0.82 V可见: (ox) 包括(H+) 或/和 (red)，那么 ; (ox) 包括(H+) 或/和 (red) ，那么 例2：沉淀生成对电极电位的影响 (氧化-复原平衡与沉-溶平衡共存)计算 (Cu2+/CuI)，判别标态下以下反响可否自发进展，并求K . 2 Cu2+ 4 I- = 2

28、CuI(s) + I2 (s)知： (Cu2+/Cu+) = 0.158 V， (I2 / I-) = 0.535 V ，Ksp(CuI) = 5.06 10-12 .解： (Cu2+/CuI) 对应于： Cu2+ I- + e = CuI(s)其中 CuI(s) = Cu+ + I-，(Cu+)受Ksp(CuI)控制，不在标态： (Cu2+/CuI) = (Cu2+/Cu+) = (Cu2+/Cu+) + 0.059 lg(Cu2+)/(Cu+) = 0.158 + 0.059 lg(1/5.0610-12) = 0.158 + 0.668 = 0.826 V 12121006. 51100

29、6. 5ICuI,KspCu反响 2 Cu2+ 4 I- = 2 CuI(s) + I2 (s)n = (Cu2+/CuI) - (I2/I-)n = 0.826 0.535 = 0.291 Vn - rG = W = nF (等温等温,等压等压,只作电只作电功功) (10.3.2)n rG 0 (恣意态恣意态: rG 0)n 标态标态, 正反响自发正反响自发 0 或或 0:电动势判电动势判据据n lg K = n /0.059 n =2 0.291/0.059 =9.841n K = 6.93 109 正反响单向正反响单向 推行：假设K = 1107 视为正反响完全 由当 n=1时，可视为正

30、反响完全.nKlg0591. 0V41. 0110lg0591. 07V41. 0101K1n7 例例4：配合物生成对电极电位的影响：配合物生成对电极电位的影响(氧化氧化-复原平衡与配位平衡共存复原平衡与配位平衡共存)例: Co2+和Co3+分别与NH3(aq)反响生成Co(NH3)62+和Co(NH3)63+, 求 Co(NH3)63+/Co(NH3)62+,并判别Co(NH3)62+在空气中能否稳定。知： (Co3+/Co2+) = 1.82 V, (O2/OH-)= 0.401 V , 6 Co(NH3)63+=1.601035 , 6 Co(NH3)62+= 1.28105解：解：Co

31、3+ + 6 NH3 = Co(NH3)63+ 6 Co(NH3)63+=1.601035 Co2+ + 6 NH3 = Co(NH3)62+ 6 Co(NH3)62+=1.28105可见，氨配合物的生成使(Co3+) ， 远超越使(Co2+) .(Co3+) 和(Co2+)由配位平衡决议。 Co(NH3)63+/ Co(NH3)62+对应的电极反响为: Co(NH3)63+ + e = Co(NH3)62 标态 标态 (Co3+) 和(Co2+)不在标态, 由配位平衡决议。 04. 078. 182. 11060. 11028. 1lg0591. 082. 1NHCoNHColg0591.

32、0NHNHCoNHCoNHNHCoNHColg0591. 0CoColg10591. 035536362636Co/Co632636263633636363Co/Co23Co/CoNHCo/NHCo232323263363而碱性介质中， 2633632NHCo/NHCoOH/OV401. 0 OH4NHCo4OH2gONHCo436322263V361. 004. 0401. 02633632NHCo/NHCoOH/O很大 241071. 2K433.240591. 0361. 040591. 0nKlg即 263NHCo在氨水介质中不稳定，会被空气中的氧气氧化为 363NHCo10.5 与电

33、极电位势有关的三种图形与电极电位势有关的三种图形一、 - pH图 反映各电对 随溶液pH的变化趋势。作图方法：与H2O有关的2个氧-还反响 1. 2 H2O(l) + 2 e = H2(g) + 2 OH- H2O被复原 (H2O / H2) = - 0.828 V2. O2(g) + 4 H+ + 4 e = 2 H2O H2O被氧化 (O2 / H2O) = + 1.23 V1由反响由反响1，运用，运用Nernst方程：方程： ( H2O/H2) = ( H2O/H2) + 0.0591/2 lgpH2-1(OH-)-2 = ( H2O/H2) + 0.0591/2 pOH = - 0.8

34、28+ 0.0591/2 (14 pH) = - 0.828+ 0.828 - 0.0591 pH ( H2O/H2) = 0.591 pH 为不断线方程，斜率为-0.0591，截距为0 2由反响由反响2，运用，运用Nernst方程方程 (O2 / H2O) = (O2 / H2O) + 0.0591/4 lgpO2(H+)4 (O2 / H2O) = 1.23 0.591 pH 也是直线方程.根据方程和分别以 对 pH作图,得 - pH图.0.401Br2+2e=2Br-I2+2e=2I-H2O区-0.8292H2O+2e=H2+2OH-H2区O2+4H+4e=2H2OCl2+2e=2Cl-

35、O2区 / VpH14.07.00210-1-2 其他电对的图同法作出。其他电对的图同法作出。 O2稳定区，落入此区内的电对的氧化型物质可把稳定区，落入此区内的电对的氧化型物质可把H2O氧化为氧化为O2。例：例：2. H2O稳定区：落入此区内的电对，不论氧化型或复原型物质均稳定区：落入此区内的电对，不论氧化型或复原型物质均不与不与H2O反响，故可稳定存在。反响，故可稳定存在。例：例： Cu2+/Cu, I2/I-H2稳定区：落入此区内的电对的复原型物质可把稳定区：落入此区内的电对的复原型物质可把H2O复原为复原为H2。 例：例：同时，各电对同时，各电对随随 pH的变化趋势也可以很方便地从图看出

36、。的变化趋势也可以很方便地从图看出。 gOaqHF4lOH2gOH2222 22HOH2Na2lOHNa2二、元素电势位图二、元素电势位图W.M.Latimer图图 一作图方法： 各元素物种：元素氧化 数高 低。 元素电势图二运用 0.519 1.065 例1： B BrO3- Br2(l) Br - V/1a1aOHH碱性介质图酸性介质图 BrlBrBrO065. 12519. 03BBr/Br2右，对应 Br2(l) + e = Br -23Br/BrO左，对应 BrO3- + 3 H2O + 5 e = Br2(l) + 6 OH-二、元素电势位图二、元素电势位图(续续)n5 - , 得

37、:n5/2 Br2 (l) + 1/2 Br2 (l) + 6 OH- = 5 Br- + BrO3- + 3 H2On3 Br2 (l) + 6 OH- = 5 Br- + BrO3- + 3 H2On = + - - = 右 - 左n =1.065 0.519 = 0.546 V 0.40 Vn S.S.下, 正反响(歧化反响)自发进展.n结论: 右 左 , S.S.下, 歧化反响自发;n 右 左 , S.S.下, 逆歧化反响自发.二、元素电势位图二、元素电势位图(续续)n例2. 由知 求未知 .n 1.47 1.36n A ClO3- Cl2(g) Cl n | 1 , n1, G 1

38、2 , n2, G 2 |n |_ |n , n, G ?n G = G 1 + G 2 n -n F = (-n1 F 1 ) + (-n2 F 2)n =(-n1 1 + n2 2) / n = 1.45 V (其中n = n1 + n2)二 ZF/G图根本的物理意义：斜率= 1212ZZFGFG 1ZZFGFG212三 ZF/G图运用 1.热力学稳定性“谷底物种稳定，酸介质：Mn2+最稳定。“峰顶“物种不稳定: MnO42-不稳定.Mn 元素的元素的 G /F Z 图图 Mn 3d 54s 2氧化态：-3 +7主要：0 ，+2，+3，+4，+6，+7 。01234567-5-4-3-2-

39、1012345碱性 介 质酸性 介 质Mn的 G / F Z图 G / F (V)Mn3+(-0.85)MnO2(0.10)MnO4-(5.18)MnO42-(4.62)MnO4-(-1.44)MnO42-(-2.0)Mn2+(-2.36)MnO2(-3.2)Mn(OH)3(-3.0)Mn(OH)2(-3.13)Z斜率斜率= 2.“峰顶物种自发歧化: MnO42- MnO4- + MnO2 “谷底两侧物种自发逆岐化： 碱介质: Mn(OH)3 + MnO4- MnO23.氧化剂、复原剂强弱：斜率= 4.判别氧化复原反响方向: S.S.下, MnO4- + Fe2+ + H+ Mn2+ + Fe3+ + H2O 自发进展 本本 章章 小小 结结n一一. 氧化态数概念与氧化数的本质氧化态数概念与氧化数的本质.n二二. 氧化复原反响概念和方程