能斯特方程推到(能斯特方程用法)

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4.4氧化还原反应和能源的开发与利用

4.4.3.4能斯特方程

对于一般化学反应a皆以半反应中各物质的化学计量数为指数

3)电极反应中,如果物质是气体,则用相对分压p/pө表示

4)纯液体、纯固体不表示在式中

5)用H+和OH-参与反应式时,其离子相对浓度计入式中

氢离子和氢氧根离子要计入公式

注意不要忘掉化学计量数作为在能斯特方程中作为指数出现

电极电势的影响因素:浓度和酸度

浓度对电极电势的影响

氧化态浓度变大,电极电势变大;还原态浓度变大,电极电势变小。

有H+/OH-参加的电极反应,酸度的变化会对电极电势产生影响

一定不要忘掉指数,初学者蕞容易犯的错

4.4.3.5电极电势的应用

1)计算原电池电动势

当电极中的物质处于标准状态时,电池中电极电势代数值大的为正极,代数值小的为负值,原电池的标准电动势为:

Eө=φө-φө

当电极中的物质为非标准状态时,先用能斯特方程计算出正负电极的电极电势,再计算原电池的电动势:

E=φ-φ

2)比较氧化剂/还原剂的相对强弱

φө数值越大,表明电对的氧化态越易得电子,即氧化态即是越强的氧化剂;

φө数值越小,表明其电对的还原态越易失电子,即还原态是越强的还原剂。

例:比较氯溴碘三种元素单质的氧化性及其负离子的还原性

φө=1.358V

φө=1.066V

φө=0.5355V

可以得出,Cl2的氧化性蕞强,I-的还原性蕞强

3)判断氧化还原反应的方向

ΔrGmө是系统做非体积功的那部分能量。

ΔrGmө=W非体积

在原电池中,非体积功就是电功。

W非体积=-nFE

ΔrGmө= -nFE=-nF(φ正极-φ负极)

E>0时, ΔrGmө<0,反应正方向自发进行

E=0时, ΔrGmө=0,反应平衡

E<0时, ΔrGmө>0,反应逆方向自发进行

标准电极电势和电极电势不一定相等哦

上例的化学反应方程式中,氯气被还原,所以氯气是正极,Mn2+被氧化,所以是负极,判断出正负极后,用正极减去负极,就是电动势。

4)确定氧化还原反应的程度

化学反应的程度即是标准平衡常数来表示

范特霍夫方程的变形

举例说明:

K值极大,说明反应的很彻底

课堂习题:

想想这个答案是哪个

下一节讲能源的相关知识

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