当前位置：文档之家 › 普通化学(浙江大学)第4章

普通化学(浙江大学)第4章

  • 格式：ppt
  • 大小：1.77 MB
  • 文档页数：85

下载文档原格式

  / 85

合集下载

浙大版_普通化学第六版知识点归纳【通用】.ppt

浙大版_普通化学第六版知识点归纳【通用】.ppt

（4）多重平衡规则： Kθ= Kθ1. Kθ2 3.化学反应等温方程式：
（1） ΔrGm(T) ＝ -RTlnK(T)
（2）ΔrGm (T)＝ RT lnJc/K
ΔrGm (T) ＝ RT lnJp /K
（3） ln Kθ(T)＝-ΔrHθm / RT +ΔrSθm / R
＝ （ ） ln K2θ
K1θ
➢ n=1,2,3,4,5,6等正整数，电子层分别用K,L,M,N,O,P表示, 称 为电子层的符号。
➢在氢原子中n值越大的电子层，电子的能量越高。但在多电 子原子中，核外电子的能量则由主量子数n和角量子数l两者决 定。
最新.课件
16
2.角量子数 l
角量子数 l 可表示原子轨道或电子云的形状。
l= 0, 1, 2, 3, …, (n-1) ➢ l=0时（s轨道），原子轨道或电子云呈球形分布； ➢ l=1时（p轨道），原子轨道的角度分布图为双球面，电子云 的角度分布的图为两个交于原点的橄榄形曲面； ➢ l=2（d轨道）及3（称f轨道）时,原子轨道的形状更为复杂。 ➢ 角量子数就表示同一电子层n的不同“电子亚层”。 ➢ n, l相同的各原子轨道属于同一 “电子亚层”，简称“亚 层”。
（2）生成沉淀（配离子）影响：氧化型形成沉淀 ，E↓；还原型形成沉淀 ，
E↑； 氧化型和还原型都形成沉淀，看二者Ks 的相对大小。
最新.课件
6
4. 电动势E与△G的关系
-DrG =Welec,max
DrGm= --zFE 或 DrGmθ = --zFE θ
5.电极电势的应用
（1）氧化剂和还原剂相对强弱的比较 E（O/R) O氧化能力 R还原能力
a O + z e - = b R (R=8.315 J ·K -1 ·mol-1 ；F = 96,485 C ·mol-1 ;T＝298.15K）

浙江大学工程化学第四章习题答案参考

浙江大学工程化学第四章习题答案参考

第四章 化学反应与能源§4. 1 热化学与能量转化 练 习 题 (p. 136)1．(1) a 、b ； (2) b 、d ； (3) c ； (4) b 。

2． (1) (s)CO CaO(s) (s)CaCO 2C8103+−−−→−∆f H m (298. 15 K)/kJ ⋅mol -1 －1207. 6 －634. 9 －393. 5 ∆r H m (298. 15 K) = [ (－634. 9) + (－393. 5) －(－1207. 6)] kJ ⋅mol -1= 179. 2 kJ ⋅mol -1∆U = ∆H － ∆nRT = [179.2 － 1 ×8. 314 ×1083. 15 × 10―3] kJ ⋅mol -1 = 179. 2 kJ ⋅mol -1(2) O(l)H 2 (g)O (g)H 22C2522−−→−+∆f H m (298. 15 K)/kJ ⋅mol -1 0 0 －285. 8 ∆r H m (298. 15 K) = [2 ×(－285. 8) － 2 ×0 － 0 ] kJ ⋅mol -1 = －571. 6 kJ ⋅mol -1 ∆U = ∆H － ∆nRT = [－571. 6 － (－3) × 8. 314 ×298. 15 × 10―3] kJ ⋅mol -1= －564. 16 kJ ⋅mol -1(3) O(g)H 2 (g)CO (g)O (g)CH 22C2524+−−→−+∆f H m (298. 15 K)/kJ ⋅mol -1 －74. 6 0 －393. 5 －241. 8 ∆r H m (298. 15 K) = [(－393. 5) + 2 × (－241. 8) － (－74. 6)] kJ ⋅mol -1 = －802. 5 kJ ⋅mol -1∆U = ∆H － ∆nRT = [－802. 5 － 1 × 8. 314 ×298. 15 × 10―3] kJ ⋅mol -1= －804. 98 kJ ⋅mol -1(4) Cu (aq) Zn Zn (aq)Cu 2C252+−−−→−+++∆f H m (298. 15 K)/kJ ⋅mol -1 64. 8 0 －153. 9 0 ∆r H m (298. 15 K) = [(－153. 9) + 0 － 64. 8 －0 ] kJ ⋅mol -1 = －218. 7 kJ ⋅mol -1 ∆U = ∆H － ∆nRT = [－218. 7 － 0 × 8. 314 ×298. 15 × 10―3] kJ ⋅mol -1= －218. 7 kJ ⋅mol -1∆U 与 ∆H 之间存在一定的差距，尤其是有气体参与的反应。

普通化学第五版浙江大学课后习题答案

普通化学第五版浙江大学课后习题答案

普通化学第五版第一章 习题答案1. 答案（1-）（2-）（3+）（4-）2. 答案（1c ）（2d ）（3a ）（4d ）（5abd ）（6ad ）（7d ）（8d ）3. 答案（1）燃烧前后系统的温度（2）水的质量和比热（3）弹式量热计热容4..答案：根据已知条件列式K C g K g J g molg mol J b )35.29659.298](120918.4[5.0122100032261111-+⨯⋅⋅-=⨯⋅⋅⨯----- C b =5.答案：获得的肌肉活动的能量=kJ mol kJ mol g g 8.17%3028201808.311=⨯⋅⨯⋅--6. 答案：设计一个循环 3× )(2)(32s Fe s O Fe →×3→)(243s O Fe )(3s FeO ×2（）+2+6p q =3 17.166)1.38(2)6.58()6.27(3-⋅-=----=mol kJ q p7.答案：由已知可知 ΔH=ΔH=ΔU+Δ（PV ）=ΔU+P ΔVw ‘=-P ΔV= -1×R ×T = ×351J =ΔU=ΔH-P ΔV=下列以应（或过程）的q p 与q v 有区别吗 简单说明。

（1） NH 4HS 的分解NH 4HS(s) NH 3(g)＋H 2S(g)（2）生成的HClH 2(g)＋Cl 2(g) 2HCl(g) （3） mol CO 2(s)（干冰）的升华CO 2(s) CO 2(g)（4）沉淀出 AgCl(s)AgNO 3(aq)＋NaCl(aq) AgCl(s)＋NaNO 3(aq)9.答案：ΔU-ΔH= -Δ（PV ）=-Δn g RT (Δn g 为反应发生变化时气体物质的量的变化) (1)ΔU-ΔH=-2×(2-0)××1000= -(2)ΔU-ΔH=-2×(2-2)×R ×T= 0 (3)ΔU-ΔH=-5×(1-0)××/1000= (4)ΔU-ΔH=-2×(0-0)×R ×T= 010.（1）4NH 3(g)+3O 2(g) = 2N 2(g) +6H 2O(l) 答案（2）C 2H 2(g) + H 2(g) = C 2H 4(g) 答案 （3）NH 3(g) +稀盐酸 答案 写出离子反应式。

普通化学第五版浙江大学课后习题答案免费

普通化学第五版浙江大学课后习题答案免费

大众化学第五版第一章习题谜底1.谜底〔1-〕〔2-〕〔3+〕〔4-〕2.谜底〔1c 〕〔2d 〕〔3a 〕〔4d 〕〔5abd 〕〔6ad 〕〔7d 〕〔8d 〕3.谜底〔1〕熄灭前后零碎的温度〔2〕水的品质跟比热〔3〕弹式量热计热容4..谜底：依照曾经明白前提列式K C g K g J g molg mol J b )35.29659.298](120918.4[5.0122100032261111-+⨯⋅⋅-=⨯⋅⋅⨯-----C b =849J.mol -15.谜底：取得的肌肉运动的能量=kJ mol kJ mol g g8.17%3028201808.311=⨯⋅⨯⋅--6.谜底：计划一个轮回3×)(2)(32s Fe s O Fe →×3→)(243s O Fe )(3s FeO ×2〔-58.6〕+2(38.1)+6p q =3(-27.6)17.166)1.38(2)6.58()6.27(3-⋅-=----=mol kJ q p7.谜底：由曾经明白可知ΔH=39.2kJ.mol -1ΔH=ΔU+Δ〔PV 〕=ΔU+P ΔVw ‘=-P ΔV=-1×R ×T=-8.314×351J=-2.9kJ ΔU=ΔH-P ΔV=39.2-2.9=36.3kJ8.以下以应〔或进程〕的q p 与q v 有区不吗？复杂阐明。

〔1〕2.00molNH 4HS 的剖析NH 4HS(s)NH 3(g)＋H 2S(g)〔2〕天生1.00mol 的HClH 2(g)＋Cl 2(g)2HCl(g) 〔3〕5.00molCO 2(s)〔干冰〕的升华CO 2(s)CO 2(g) 〔4〕积淀出2.00molAgCl(s)AgNO 3(aq)＋NaCl(aq)AgCl(s)＋NaNO 3(aq)9.谜底：ΔU-ΔH=-Δ〔PV 〕=-Δn g RT(Δn g 为反响发作变更时气体物资的量的变更) (1)ΔU-ΔH=-2×(2-0)×8.314×298.15/1000=-9.9kJ(2)ΔU-ΔH=-2×(2-2)×R ×T=0(3)ΔU-ΔH=-5×(1-0)×8.314×(273.15-78)/1000=-8.11kJ (4)ΔU-ΔH=-2×(0-0)×R ×T=010.〔1〕4NH 3(g)+3O 2(g)=2N 2(g)+6H 2O(l)谜底-1530.5kJ.mol -1〔2〕C 2H 2(g)+H 2(g)=C 2H 4(g)谜底-174.47kJ.mol -1〔3〕NH 3(g)+稀盐酸谜底-86.32kJ.mol -1写出离子反响式。

普通化学_4

普通化学_4
5
4.1.2 电极和电极电势的表示方式
国际化学会对电极和电极电势的表示方法没有强制规定。中国国 家标准采用的电极电势是还原电势。即对应以氧化态为反应物， 还原态为产物的电极反应的电势。如： Fe2+(aq) + 2e = Fe(s)
o Fe
2
|Fe
0.771V
相对应的，电极的表示方法的通式为：
显然，电池反应是两个电极反应的加和。
书写原电池反应时，应当标注反应组分的状态、浓度或压力。
||
||
9
原电池的表示方法
原电池的表示使用电池图式。电池图式可以准确地反 映原电池的化学性质以及原电池中所发生的反应。如 铜-锌电池的电池图式为： (–)Zn(s) | Zn2+(c1) Cu2+(c2) | Cu(s)(+)
(2) 熟悉浓度对电极电势的影响以及电极电势的应用： 能比较氧化剂还原剂的相对强弱，判断氧化还原反应进 行的方向和程度。
||
||
2
4.0 本章各节内容及学习重点和难点
4.1 电极电势的产生 4.2 原电池的电池反应
4.3 原电池的电动势(重点)
4,4 电极和电极电势(重点)
4.5 电动势与电极电势在化学中的应用(重点)
按照化学定义的电极在原电池和电解池中是统一的。
2 电极的物理定义： 电势高的电极为正极，电势低的电极为负极。
按照物理定义的电极在原电池和电解池中不一致。
||
||
7
4.1.4 原电池和电解池
在原电池中，电极Zn2+|Zn上发生氧化 反应，表面有富余电子，电势较低， 按照电极定义，为阳极或负极。电极 Cu2+|Cu上发生还原反应，缺少电子， 电势较高，则为阴极或正极。 在电解池中，Zn电极连接负极，电势 较低为负极，电子流向Zn电极，溶液 中Zn2+在金属表面还原为Zn，为阴极 极。Cu电极连接电源正极，电势较高 为正极，电极上的Cu则因失去电子而 溶解发生氧化反应，为阳极。 担负两个电解质溶液间导电任务的是 盐桥，一般使用KCl溶胶。目的是消 除溶液接触(称液接)。使电池具备可 逆的一个要求。

浙江大学新编普通化学(第二版)第4章_化学反应动力学基础

浙江大学新编普通化学(第二版)第4章_化学反应动力学基础
第4章 化学动力学
＝-457kJ·mol-1, Kθ极大。生成物状态相 如：O2+H2＝2H2O，ΔrGθ m 比反应物状态具有极大的稳定性，这仅说明了该反应能够进行得 很彻底。可能性并不是现实性。实际上这个反应需要提供引发反 应的最小激发能。实现反应的条件、快慢与原子重新组合的步骤， 这些都不是化学热力学的研究内容。 可能性研究：化学反应的方向和限度。化学热力学是研究反应进 行的方向及影响因素和化学平衡的科学，主要内容有两个方面： 研究化学反应自发进行的方向及其影响因素和化学平衡的科学。 研究方法是比较状态的热力学量的高低。 现实性研究：化学反应的快慢与机理。化学动力学是研究反应速 率的科学，主要内容有两个方面：研究化学反应的快慢及其影响 因素和化学反应机理。研究方法是通过实验测定、记录反应过程 中物质的形态和浓度，配合物质结构原理、数学方法的应用解决 反应机理和数理方程问题。
r
1/2
无简单 1+k ' [ HBr ]/[Br2 ] 级数 k [S] 无简单 r K s +[S] 级数
k [H 2 ][Br2 ]1/2
应尽量将速率表达为整式且指数为整数或分数。
反应级数与反应速率常数的确定方法：
1. 微分法 ln r ln k ln cA 原理为： r k cA 实验确定的步骤：⑴由浓度随时间变化曲线(ti，ci)； ⑵获得各数据点上曲线的切线斜率，得到(ti ，ri)，取 对应数据(ci ，ri)处理得(lnci ，lnri)；⑵若(lnci ，lnri)为 直线则斜率即为级数、截距为lnk，速率具有整式表达 式；若(lnci ，lnri)不为直线则反应没有级数。
速率对 数lnr 浓度c (t2，c2)
反应物[R] 反应物[R]

《普通化学》第4章作业题解(氧化还原反应与电化学)

= -119641 J·mol-1 = -119.641 kJ·mol-1 (3) (-) = ⊝(Fe3+/ Fe2+ ) + (0.059/2)lg(1/1.0×10-3)
= 0.15 + 0.0885 = 0.238 V ∴E = (+) - (-) = 0.770 - 0.238 = 0.532 V (4) 使用后： c(Fe3+) ↙， c(Fe2+) ↗， ∴ (+) ↙；
= 31.39
解得:K⊝
2021/1/14
=2.43
×1031
15. 计算下列反应的平衡常数和所组成的原电池 的电动势(设离子浓度均为1.0 mol·dm-3)。 Fe3++I-= Fe2+ + ½ I2 解：⊝+ = ⊝(Fe3+/ Fe2+) = 0.770 V ⊝- = ⊝(I2/I-) = 0.535 V ∴E⊝ = ⊝+ - ⊝- = 0.770 - 0.535 = 0.235 V
(2) ⊝(Fe3+/Fe2+) = +0.770 V ⊝(Cr2O72-/Cr3+ ) = +1.33 V E⊝ = ⊝(Fe3+/Fe2+) - ⊝(Cr2O72-/Cr3+ ) = 0.770 - 1.33 = -0.56 V < 0 即Cr2O72-为氧化剂， Fe2+为还原剂 所以反应逆向进行。
(2) 负极：Ni = Ni2+ + 2e-；正极：Sn4+ + 2e- = Sn2+ ∴原电池符号：
(-) Ni | Ni2+ (c1) || Sn2+(c2) , Sn4+(c3) | Pt (+)

浙江大学《普通化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(电化学与金属腐蚀)【圣才出品】

Pb(s) PbO2 (s) 2H2SO4 (aq) 2PbSO4 (s) 2H2O(l)
②镉镍电池 镉镍电池的总反应为
6 / 66
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
4 / 66
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台

1．氧化剂和还原剂相对强弱的比较 （1）电极电势代数值小 ①当该电极越易収生氧化反应，其还原态物质越易失电子，则该电极是较强的还原剂； ②该电极的氧化态物质越难得电子，则该电极是较弱的氧化剂。 （2）电极电势代数值大 ①该电极上越易収生还原反应，其氧化态物质越易得电子，则该电极是较强的氧化剂； ②该电极的还原态物质越难失电子，则该电极是较弱的还原剂。 2．反应斱向的判断 在原电池中，由亍 ΔG＝-nEF，若 E＞0，则 ΔG＜0，在没有非体积功的恒温恒压条件 下，反应可以自収迚行。 3．反应迚行秳度的衡量 （1）KΘ 不 EΘ 的关系 在原电池的热力学讨论中，T＝298.15K 时电池反应的平衡常数 KΘ 不电池的标准电动 势 EΘ 的关系为 lnKΘ＝nEΘ/（0.05917V）。 （2）分析反应迚行的秳度 当电池反应为所讨论的化学反应时，可通过该原电池的 EΘ 推算该反应的平衡常数 KΘ， 从而分析该反应能够迚行的秳度。
电能势为 E 的电池反应 aA（aq）＋bB（aq）＝gG（aq）＋dD（aq），其电势能表达式为
E E RT ln nF
c(G) / c c( A) / c
g a
c(D) / c d c(B) / c b
2 / 66
圣才电子书

①锌锰干电池
锌锰干电池的总反应为
Zn(s)

2MnO2
(s)

普通化学课 程 简 介

课程简介课程编码：JCB010A43课程名称：普通化学英文名称：General Chemistry周学时：4学时学分：4学分先修课程：无授课对象：一年级学生开课单位：基础部自然科学教研室授课教师：缪瑞课程简介：普通化学是高等学校工程技术专业必修的一门基础课。

本课程简明地阐述了化学基本原理和基本知识。

理论部分重视联系生产和科研实际，元素和化合物部分侧重基本知识、反应规律和重要应用的论述。

本课程的教学目的：1、学生初步掌握化学热力学、化学平衡、化学反应速率、水化学、基础电化学、近代物质结构等基本概念和基本理论。

2、培养学生运用上述理论去掌握无机化学中有关元素和化合物的基本知识。

通过对整个课程的学习提高对一般无机化学问题进行理论分析和解决的能力。

为以后学习后继课程及新理论、新实验技术打下必要的化学基础。

3、培养学生正确的学习和研究方法。

教材及参考书：1、教材：《普通化学》第五版浙江大学普通化学教研组编，高等教育出版社出版；面向21世纪课程教材；普通高等教育"九五"国家教委重点教材。

《普通化学实验》第三版浙江大学普通化学教研组编，高等教育出版社出版。

2、参考书：⑴、傅献彩主编大学化学（上、下册）北京高等教育出版社，1999。

⑵、华彤文，杨俊英，陈景祖等普通化学原理(第二版)北京北京大学出版社，1993。

⑶、严宣申，王长富普通无机化学北京大学出版社，1987。

教师教学及科研简历：缪瑞，1982年毕业于天津大学化学工程系。

曾主讲《普通化学》、《有机化学》、《化学与环保》、《环境保护概论》、《生活中的自然科学》等课程。

课程教学大纲第一部分：教学要求一、授课对象：工科类一年级本科学生。

二、先修课程：无三、学分学时分配：本课程4学分，总学时为60学时，讲课时数：46学时，实验时数：14学时。

第二部分：教学内容一、教学目的和基本要求本课程是高等学校工程技术专业必修的一门基础课。

普通化学简明地阐述了化学基本原理和基本知识。

(NEW)浙江大学《普通化学》(第6版)配套题库【名校考研真题+课后习题+章节题库+模拟试题】

目　录第1部分　名校考研真题第1章　热化学与能源第2章　化学反应的基本原理与大气污染控制第3章　水溶液化学第4章　电化学与金属腐蚀第5章　物质结构基础第6章　无机化合物第7章　高分子化合物第8章　生物大分子基础第9章　仪器分析基础第2部分　课后习题第1章　热化学与能源第2章　化学反应的基本原理与大气污染控制第3章　水溶液化学第4章　电化学与金属腐蚀第5章　物质结构基础第6章　无机化合物第7章　高分子化合物第8章　生物大分子基础第9章　仪器分析基础第3部分　章节题库第1章　热化学与能源第2章　化学反应的基本原理与大气污染控制第3章　水溶液化学第4章　电化学与金属腐蚀第5章　物质结构基础第6章　无机化合物第7章　高分子化合物第8章　生物大分子基础第9章　仪器分析基础第4部分　模拟试题浙江大学《普通化学》（第6版）配套模拟试题及详解（一）浙江大学《普通化学》（第6版）配套模拟试题及详解（二）第1部分　名校考研真题说明：本部分从指定浙江大学编写的《普通化学》（第6版）为考研参考书目的名校历年考研真题中挑选最具代表性的部分，并对其进行了详细的解答。

所选考研真题既注重对基础知识的掌握，让学员具有扎实的专业基础；又对一些重难点部分进行详细阐释，以使学员不遗漏任何一个重要知识点。

第1章　热化学与能源一、选择题1．下列过程或反应中，哪一个是熵增的过程或反应？（ ）[华南理工大学2016研]A．I2（g）＝I2（l）B．H2O（s）＝H2O（g）C．2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）D．2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）【答案】B【解析】熵增过程是系统的混乱度增高的过程，B项由固体变为气体的过程是系统的混乱度增高的过程，熵值增大。

2．如果系统经过一系列的变化后，又变回初始态，则系统的（ ）。

[华南理工大学2014研]A．Q＝0，W＝0，ΔH＝0，ΔU＝0B．Q＝0，W＝0，ΔH≠0，ΔU≠0C．Q≠－W，ΔU＝Q＋W，ΔH＝0D．Q＝－W，ΔU＝Q＋W，ΔH＝0【答案】D【解析】ΔU、ΔH为状态函数，与变化途径无关；Q、W为非状态函数，变化途径不同，数值不同。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

氧化还原电极 Fe3+/Fe2+
首
页
上一页
下一页
末
页
11
4.1.2 原电池的热力学
1.电池反应的△Gm与电动势E的关系 对电动势为E的电池反应： Cu2++Zn→Zn2++Cu
根据标准摩尔生成焓和标准摩尔生成吉 布斯函数，可求得(298.15K时)：
rHm = -217.2 kJ· -1 mol
与待测电极组成原电池后,测 其电池反应的电动势E。
首 页 上一页 下一页
图4.1 标准氢电 极示意图
末
页
17
附例4.1：Zn与H2在标准条件下组成电池，Zn为负极，在 25℃时测得电池的电动势E = 0.7618V。求 φ (Zn2+/Zn) = ?
解：根据 E= φ(正极)- φ(负极)
0.7618V = 0V–φ (Zn2+/Zn) 可求出待测电极φ (Zn2+/Zn)的标准电极电势 得： (Zn2 / Zn) = – 0.7618V
b(还原态)
离子浓度对电极电势的影响，可从热力学推导而得如 下结论: RT [c(氧化态）c ]a / ln (4.4a) b
nF
[c(还原态）c ] /
又如，T=298.15K时:
0.05917 V [c(氧化态）/ c ]a lg n [c(还原态）/ c ]b
(4.4b)
- 能斯特方程式表示为： 4OH
0.05917 V [ p (O 2 ) / p ] (O2 / OH ) lg 4 4 [c(OH ） c ] /
首 页 上一页 下一页 末 页 26
附例4.2 计算OH-浓度为0.100mol· -3时，氧的电 dm -)。已知：p(O )=101.325kPa， 极电势 φ(O2/OH 2 T=298.15K。 解：从附录10中可查得氧的标准电极电势： -(aq) ， (O /OH -)=0.401V φ 2 O2(g)+ 2H2O +4e 4OH 当c(OH -)=0.100mol· -3时，氧的电极电势为 dm
(H /H2 ) 0V
上一页 下一页
首
页
末
页
16
标准氢电极
标准氢电极:将镀有一层疏松铂
黑的铂片插入a(H+) = 1 的酸溶液中。 在298.15K时不断通入p(H2) =100kPa的 纯氢气流，铂黑很易吸附氢气达到饱 和，同时对电化学反应有催化作用， 使氢气很快与溶液中的H＋达成平衡。 其可逆程度很高,这样组成的电极称为 标准氢电极。在右上角加“”以示 “标准”,括号中电对“H+/H2”表示 “氢电极”。 未知 的测定:标准氢电极
RT [c(产物）c ]b / EE ln nF [c(反应物）c ]a /
上式称为电动势的能斯特（W.Nernst）方程,电动势 是强度性质,其值与反应中化学计量数的选配无关。
首 页 上一页 下一页 末 页 13
4.2 电极电势
4.2.1标准电极电势 原电池能够产生电流,表明原电池两极间存在 电势差,即每个电极都有一个电势,称为电极电 势。用符号:(氧化态/还原态)表示。
如: (Zn2+/Zn); (Cu2+/Cu);
(O2/OHˉ); (MnO4ˉ/Mn2+);
(Cl2/Clˉ)等。
首 页 上一页 下一页 末 页 14
电池反应的K 与标准电动势E 的关系 已知K 与rGm的关系如下：
r Gm RT ln K
而 ΔrGm = -nFE
nFE 可得： ln K RT
式(4.4a)和(4.4b)称为电极电势的能斯特方程
首 页 上一页 下一页 末 页 25
在能斯特方程式中：
① n 为半反应中得失的电子数；
②a[氧]或b[还]皆以半反应中各物质的化学计量数为指数； ③电极反应中某物质若是气体，则用相对分压 p/p 表示。
④纯液体、纯固体不表示在式中。
例如:O2+2H2O+4e
φ (Fe2+/ Fe)= -0.447v
φ (Fe3+/ Fe2+) = 0.771v
2H2O (H2O2/H2O) = 1.776V
H2O2(aq) (O2/H2O2) = 0.695V
首
页
上一页
下一页
末
页
24
4.2.2 电极电势的能斯特方程式
对于任意给定的电极，电极反应通式为
a(氧化态)+ne-
上述讨论的电极电势，是在电对的氧化态物质与还原态物 质处于可逆平衡状态，且在整个原电池中无电流通过的条 件下测得的。这种电极电势称为可逆电势或平衡电势。
首 页 上一页 下一页 末 页 18
参比电极*
使用标准氢电极不方便，一般常用易于 制备、使用方便且电极电势稳定的甘汞 电极或氯化银电极等作为电极电势的对 比参考，称为参比电极。 如：右图的甘汞电极： Pt∣Hg∣Hg2Cl2∣Cl当c (KCl)为饱和溶液时， φ =0.2412V
对于自发进行的电池反应，都可以把它分成两个部分(相应 于两个电极的反应)，一个表示氧化剂的(被)还原，一个表示 还原剂的(被)氧化。对于其中的任一部分称为原电池的半反 应式。
首 页 上一页 下一页 末 页 6
(2)半反应（电极反应）涉及同一元素的氧化态和 还原态：
a(氧化态) + ne
b(还原态)
首
页
上一页
下一页
末
页
20
标准电极电势表
还原能力逐渐增强
电对 Na+/Na Zn2+/Zn H+/H2 电极反应 Na+(aq)+eˉ =Na(s) Zn2+(aq)+2eˉ = Zn(s) 2H+(aq)+2eˉ = H2 (g) φ /V -2.71 -0.7618 0
Cu2+/Cu
O2/OHˉ F2/Fˉ
首 页 上一页 下一页 末 页 5
2. 若干概念
(1) 原电池是由两个半电池组成的；半电池中的反应
就是半反应,即电极反应。因此将半电池又叫电极。 如：电池反应 Cu(s) + 2Ag+(aq) = Cu2+(aq) + 2Ag(s)
在负极上发生Cu的氧化反应： Cu(s)=Cu2+(aq)+2e在正极上发生Ag+的还原反应：2Ag+(aq)+2e-=2Ag(s)
首
页
上一页
下一页
末电池 4.2 电极电势 4.3 电极电势在化学上的应用 4.4 化学电源
4.5 电解 4.6 金属的腐蚀与防止
首
页
上一页
下一页
末
页
3
4.1 原电池
4.1.1 原电池中的化学反应 1. 原电池组成与反应 将氧化还原反应的化学能转变为电能的装臵。 电池反应： Cu2++Zn→Zn2++Cu
首 页 上一页 下一页 末 页 22
(2) φ 代数值与电极反应中化学计量数的选配无关
φ 代数值是反映物质得失电子倾向的大小，它与 物质的数量无关。 如：Zn2++2e- = Zn 与 2Zn2++4e- = 2Zn φ 数值相同 (3) φ 代数值与半反应的方向无关。 IUPAC规定，表中电极反应以还原反应表示（故 有称之谓“还原电势”），无论电对物质在实际反应 中的转化方向如何，其φ 代数值不变。 如Cu2++2e- = Cu与Cu = Cu2++2e φ 数值相同
式中n是所写电极反应中电子的化学计量数
从反应式可以看出，每一个电极反应中都有两类物 质：一类是可作还原剂的物质，称为还原态物质， 如上面所写的半反应中的Zn、Cu、Ag等；另一类 是可作氧化剂的物质，称为氧化态物质，如Zn2+、 Cu2+、Ag+等。
首 页 上一页 下一页 末 页 7
(3) 氧化态和相应的还原态物质能用来组成电对， 通常称为氧化还原电对，用符号“氧化态/还原态” 表示。 一般只把作为氧化态和还原态的物质用化学式表示出 来，通常不表示电极液的组成。如，铜锌原电池中的 两个半电池的电对可分别表示为Zn2+/Zn和Cu2+/Cu。 又如:Fe3+/Fe2+, O2/OH-, Hg2Cl2/Hg, MnO4-/Mn2+ 等。
第
4章
电化学与金属腐蚀
首
页
上一页
下一页
末
页
1
本章学习要求
(1)了解原电池的组成、半反应式以及电极电 势的概念。能用能斯特方程计算电极电势和原电池 电动势。 (2) 熟悉浓度对电极电势的影响以及电极电势 的应用：能比较氧化剂还原剂的相对强弱，判断氧 化还原反应进行的方向和程度。 (3)了解电解池中电解产物一般规律，明确电 化学腐蚀及其防止的原理。
首
页
上一页
下一页
末
页
8
(4) 任一自发的氧化还原反应都可以组成一 个原电池。 原电池装臵可用图式表示。
规定:负极写在左边，正极写在右边，以双虚垂线( ) 表示盐桥，以单垂线(|)表示两个相之间的界面。用 “,”来分隔两种不同种类或不同价态溶液。 例如：Cu-Zn原电池可表示为
(-)Zn｜ZnSO4(c1) CuSO4(c2)｜Cu(+)
首
页
上一页
下一页
末
页
9
3. 电极类型
可用来组成半电池电极的氧化还原电对，除金 属与其对应的金属盐溶液以外，还有非金属单 质及其对应的非金属离子(如H2/H+，O2/OH-， Cl2/Cl-)、同一种金属不同价的离子(如Fe3+/Fe2+， Cr2O72-/Cr3+，MnO4-/Mn2+)等。对于后两者，在 组成电极时常需外加惰性导电体材料(惰性电极) 如Pt，以氢电极为例，可表示为 H+(c)|H2 (p) |Pt。