标准电极电势表

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电极电势的产生 — 双电层理论 定义 公式 电极电势内容

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电极电势的产生 — 双电层理论

德国化学家能斯特（H．W．Nernst）提出了双电层理论（electron double layer theory）解释电极电势的产生的原因。当金属放入溶液中时，一方面金属晶体中处于热运动的金属离子在极性水分子的作用下，离开金属表面进入溶液。金属性质越活泼，这种趋势就越大；另一方面溶液中的金属离子，由于受到金属表面电子的吸引，而在金属表面沉积，溶液中金属离子的浓度越大，这种趋势也越大。在一定浓度的溶液中达到平衡后，在金属和溶液两相界面上形成了一个带相反电荷的双电层(electron double layer)，双电层的厚度虽然很小(约为10-8厘米数量级), 但却在金属和溶液之间产生了电势差。通常人们就把产生在金属和盐溶液之间的双电层间的电势差称为金属的电极电势（electrode potential），并以此描述电极得失电子能力的相对强弱。电极电势以符号E Mn+/ M表示, 单位为V(伏)。 如锌的电极电势以EZn2+/ Zn 表示, 铜的电极电势以ECu2+/Cu 表示。

氧化还原与电极电势

1.25℃时将铂丝插入Sn4+和Sn2+离子浓度分别为0.1mol/L和0.01mol/L的混合溶液中，电对的电极电势为（ ）。 A．??(Sn4?/Sn2?) B． ??(Sn4?/Sn2?)?0.05916/2 C．??(Sn4?/Sn2?)?0.05916 D．??(Sn4?/Sn2?)?0.05916/2

2.对于电池反应Cu＋Zn = Cu＋Zn下列说法正确的是（ ）。 A．当[Cu+] = [Zn]，反应达到平衡。

B．??（Cu2+/Cu）= ??（Zn2+/Zn）, 反应达到平衡。 C．?(Cu2+/Cu）= ?（Zn2+/Zn）, 反应达到平衡。 D． 原电池的标准电动势等于零时，反应达到平衡。

3.今有原电池(－)Pt,H2(?)H＋(c)施是（ ）。

A 增大H＋离子浓度 B 增大Cu离子浓度 C 降低H2的分压 D 在正极中加入氨水 E 降低Cu离子浓度，增大H＋离子浓度

4.已知下列反应；

CuCl2＋SnCl2 = Cu ＋SnCl4 FeCl

氧化还原与电极电势

1.25℃时将铂丝插入Sn4+和Sn2+离子浓度分别为0.1mol/L和0.01mol/L的混合溶液中，电对的电极电势为（ ）。 A．??(Sn4?/Sn2?) B． ??(Sn4?/Sn2?)?0.05916/2 C．??(Sn4?/Sn2?)?0.05916 D．??(Sn4?/Sn2?)?0.05916/2

2.对于电池反应Cu＋Zn = Cu＋Zn下列说法正确的是（ ）。 A．当[Cu+] = [Zn]，反应达到平衡。

B．??（Cu2+/Cu）= ??（Zn2+/Zn）, 反应达到平衡。 C．?(Cu2+/Cu）= ?（Zn2+/Zn）, 反应达到平衡。 D． 原电池的标准电动势等于零时，反应达到平衡。

3.今有原电池(－)Pt,H2(?)H＋(c)施是（ ）。

A 增大H＋离子浓度 B 增大Cu离子浓度 C 降低H2的分压 D 在正极中加入氨水 E 降低Cu离子浓度，增大H＋离子浓度

4.已知下列反应；

CuCl2＋SnCl2 = Cu ＋SnCl4 FeCl

氧化还原与电极电势

1.25℃时将铂丝插入Sn4+和Sn2+离子浓度分别为0.1mol/L和0.01mol/L的混合溶液中，电对的电极电势为（ ）。 A．??(Sn4?/Sn2?) B． ??(Sn4?/Sn2?)?0.05916/2 C．??(Sn4?/Sn2?)?0.05916 D．??(Sn4?/Sn2?)?0.05916/2

2.对于电池反应Cu＋Zn = Cu＋Zn下列说法正确的是（ ）。 A．当[Cu+] = [Zn]，反应达到平衡。

B．??（Cu2+/Cu）= ??（Zn2+/Zn）, 反应达到平衡。 C．?(Cu2+/Cu）= ?（Zn2+/Zn）, 反应达到平衡。 D． 原电池的标准电动势等于零时，反应达到平衡。

3.今有原电池(－)Pt,H2(?)H＋(c)施是（ ）。

A 增大H＋离子浓度 B 增大Cu离子浓度 C 降低H2的分压 D 在正极中加入氨水 E 降低Cu离子浓度，增大H＋离子浓度

4.已知下列反应；

CuCl2＋SnCl2 = Cu ＋SnCl4 FeCl

应用固体化学研究中心

第八章 氧化还原与电极电势

2013-8-13

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化学反应的分类 依据反应特点 沉淀反应 酸碱中和反应 热分解反应 取代反应 依据反应过程中电子转移或氧化值(数)变化 氧化还原反应 非氧化还原反应

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第一节

氧化还原反应

1.1 元素的氧化值 (或称：氧化数)

电负性：原子在分子中吸引电子能力的相对大小 氧化值：化合物中某元素一个原子的表观荷电数 (apparent charge number)。

元素氧化值计算规则 单质的氧化值为零； 在多原子分子中所有元素氧化值的代数和等于零; 在多原子

离子中所有元素氧化值的代数和等于离子所带的电荷数； 氢在化合物中的氧化值一般为+1,但在活泼金属的氢化物 中为–1 (如NaH,CaH2等); 氧在化合物中的氧化值一般为–2; 在过氧化物中为–1; 在 超氧化物中为–1/2; 在OF2中为+2; 氟在化合物中氧化值为–1; 共价化合物中共用电子对归属于电负性较大的原子。上一页 下一页 —03—

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例1:

计算下列物质中以红色标

实验五 氧化还原反应与电极电势 一、实验目的

1、掌握电极电势对氧化还原反应的影响。 2、定性观察浓度、酸度对电极电势的影响。

3、定性观察浓度、酸度、温度、催化剂对氧化还原反应的方向、产物、速度的影响。 4、通过实验了解原电池的装置。 二、实验原理

氧化剂和还原剂的氧化、还原能力强弱，可根据她们的电极电势的相对大小来衡量。电极电势的值越大，则氧化态的氧化能力越强，其氧化态物质是较强氧化剂。电极电势的值越小，则还原态的还原能力越强，其还原态物质是较强还原剂。只有较强的氧化剂才能和较强还原剂反应。即φ氧化剂-φ还原剂﹥0时，氧化还原反应可以正方向进行。故根据电极电势可以判断氧化还原反应的方向。

利用氧化还原反应而产生电流的装置，称原电池。原电池的电动势等于正、负两极的电极电势之差：E = φ正-φ负。根据能斯特方程：

其中[氧化型]/[还原型]表示氧化态一边各物质浓度幂次方的乘积与还原态一边各物质浓度幂次方乘积之比。所以氧化型或还原型的浓度、酸度改变时，则电极电势φ值必定发生改变，从而引起电动势E将发生改变。准确测定电动势是用对消法在电位计上进行的。本实验只是为了定性进行比较，所以采用伏特计。浓度及酸度对电极电势的影响，可能导致氧化还原反应方向

引：一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?

在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加什么能转换为动能的呢？

静电力做功的特点

把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？

沿甲路径电场力做功:W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM|

电势能和电势

E

+F

B

M

A?

甲

乙

丙

1

2 沿乙路径电场力做功: W 乙= qE ·|AM|

沿丙路径电场力做功:W 丙= qE ·|AM|

沿任意路径电场力做功: W 任意=qE ·|AM|

结论：静电力做功与路径无关,由初末位置来决定.

电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？

一、电势能

1．静电力做功的特点：静电力做功与路径无关，或者说：电荷在电场中沿一闭合路径移动，静电力做功为零．

2．电势能概念：电荷在电场中具有势能，叫电势能．电荷在某点的电势能，等于把电荷从该点移动到零势能位置时，静电力做的功，用E P 表示．

3．静电力做功与电势能变化的关系：①静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加．②关系式：W AB =E PA ﹣E PB ．

4．单位：J （宏观能量）和eV （微观能量），它们间的换算关系为：1eV=1.6×

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第2讲 电势能 电势 电势差

考点1

电场力做功与电势能

1.电场力做功 路径 (1)特点：电场力做功与电荷移动的______无关，只取决于 电量 电势差 初、末位置的________和被移动电荷的______. (2)电场力做功的表达式：WAB=(φA-φB)· q=UAB· q. .

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2.电势能

(1)定义：电荷在电场中具有的势能，等于静电力把它从该零势能 点移动到_______位置时所做的功. 标量 (2)矢标性：电势能是_____,但有正负之分，负值表明比 零电势能低，正值表示比零电势能高.

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3.重力做功与电场力做功的比较 重力做功 电场力做功①重力做功与路径无关 ①电场力做功与路径无关 ②重力对物体做

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电势能和电势（一）

_________班____组___号 姓名________________

学习目标：

1、知道静电力做功与路径无关的特点； 2、理解静电力做功与电势能变化的关系； 3、认识理解电势能及其特点。

学习重点：

电势能及其特点的理解应用。

学习难点：

掌握电势能与静电力做功的关系并应用。 【课前预习】

1．静电力、电场强度概念，

2．回顾重力做功的特点是什么?

从静电力做功使试探电荷获得动能入手，思考：是什么能转化为试探电荷的动能？

【自主学习,合作探究】

1．静电力做功的特点

结合课本图1.4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。 q沿直线从A到B

q沿折线从A到M、再从M到B

q沿任意曲线线A到B

静电力做功的特点:

2．

第一课时

（一）创设问题情景

1．复习静电力、电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。起到一个承上启下的过渡作用。

2．创设问题情景：在匀强电场中某电由静止释放一试探电荷，静电力将对试探电荷做功使试探电荷获得动能，是什么能转化为试探电荷的动能呢？这种能又该如何量度呢？从而引入新课。

（二）新课教学

1、认识电场力做功的特点

依据“功是能量转化的量度”的思想，要研究问题情境中的能量转化，不妨先从研究电场力做功的问题，自然过渡到分析电场力做功的特点。

呈现问题1：让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点(A、B沿场强方向的距离为L)，计算这几种情况下电场力对电荷所做的功。

沿电场线方向运动时，根据恒力做功的计算方法：W＝F|AB|＝qEL| ；

沿与电场线有一定夹角的直线运动时，根据恒力做功的计算方法：W＝F|AB|cosθ＝qEL；

沿任一曲线路径运动时，根据选取微元“化曲为直”的思想，求功的累加可得： W＝W1＋W2＋W3＋……＝qEL |

分析三种情况下的做功的数据结果，结合具体的问题情景，得出初步结论：匀强电场中静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，与电荷经过的路径