第二节第二节 电极电势的应用电极电势的应用一、比较氧化剂和还原剂的相对强弱一、比较氧化剂和还原剂的相对强弱 电对的电对的 值越大，表示电对中氧化态值越大，表示电对中氧化态物质的氧化能力越强，是强氧化剂；其物质的氧化能力越强，是强氧化剂；其相应的共轭还原态物质的还原能力越弱，相应的共轭还原态物质的还原能力越弱，是弱的还原剂。反之，是弱的还原剂。反之， 值越小，表示值越小，表示电对中还原态物质的还原能力越强，是电对中还原态物质的还原能力越强，是强还原剂；其相应的共轭氧化态物质的强还原剂；其相应的共轭氧化态物质的氧化能力越弱，是弱的氧化剂。氧化能力越弱，是弱的氧化剂。 从电极电势来看，氧化态物质的从电极电势来看，氧化态物质的氧化能力从上到下逐渐增强，还原氧化能力从上到下逐渐增强，还原态的还原能力从下到上逐渐增强。态的还原能力从下到上逐渐增强。即即Li是最强的还原剂，是最强的还原剂，Li是最弱是最弱的氧化剂；的氧化剂；F2是最强的氧化剂，是最强的氧化剂，F-则是最弱的还原剂。则是最弱的还原剂。二、判断氧化还原反应进行的方向二、判断氧化还原反应进行的方向方向：较强的氧化剂与较强的还原剂作用，方向：较强的氧化剂与较强的还原剂作用，生成较弱的还原剂与较弱的氧化剂。位于第生成较弱的还原剂与较弱的氧化剂。位于第二纵行左下方的氧化剂可以氧化其右上方的二纵行左下方的氧化剂可以氧化其右上方的还原剂；同样位于右上方的还原剂可以还原还原剂；同样位于右上方的还原剂可以还原其左下方的氧化剂。而且氧化剂和还原剂在其左下方的氧化剂。而且氧化剂和还原剂在表中的位置相隔越远，它们之间的得失电子表中的位置相隔越远，它们之间的得失电子自发反应趋势越大。自发反应趋势越大。例例3-7判断标准态下反应判断标准态下反应 Fe+Cu2+ Fe2+Cu自发进行的自发进行的 方向方向解：查表知解：查表知 Fe22e Fe 0.447V Cu22e Cu 0.3419V 0.3419（0.447） 0.7889V 因为因为 所以电对所以电对 Cu2/Cu为正极，发生还原反应；为正极，发生还原反应； 电对电对Fe2/Fe为负极，发生氧化反应。为负极，发生氧化反应。故反应正向自发进行故反应正向自发进行例例3-8 判断下列反应在判断下列反应在298.15K时自发进时自发进行的方向。行的方向。Pb2+(0.001molL-1)SnPbSn2（0.100molL-1）解：查表知解：查表知 Pb22e Pb 0.1262V Sn22e Sn 0.1375V由于是非标准态下的反应，需根据由于是非标准态下的反应，需根据Nemst方程方程式计算非标准态下电对的式计算非标准态下电对的 值，才能进行判值，才能进行判断：断： 因为因为 所以电对所以电对Sn2+/Sn为正极，发生还原为正极，发生还原 反应；反应；电对电对Pb2/Pb为负极，发生氧化为负极，发生氧化反应。故反应按所写方程式逆向反应。故反应按所写方程式逆向进行。进行。三、判断氧化还原反应进行的程度三、判断氧化还原反应进行的程度例：例：39判断反应判断反应ZnCu2 Zn2Cu在在298.15K时进行的程度。时进行的程度。解：根据解：根据Nermst方程方程反应开始时，由于反应开始时，由于故反应能正向进行。但随着反应的进行故反应能正向进行。但随着反应的进行， Cu2不断降低，不断降低，Zn2不断升高，不断升高，从而使从而使 不断降低，不断降低， 不断不断升高，当达到升高，当达到 时，时，反应即达到平衡，此时：反应即达到平衡，此时：Zn2/Cu2的比值就是此反的比值就是此反应的平衡常数。由于数值很大，说应的平衡常数。由于数值很大，说明此反应进行得很彻底。根据上面明此反应进行得很彻底。根据上面计算，可以导出利用标准电极电势计算，可以导出利用标准电极电势来计算平衡常数来计算平衡常数K值公式：值公式：式中：式中： 氧：氧：反应中氧化剂电对的反应中氧化剂电对的 标准电极电势；标准电极电势； 还：还：反应中还原剂电对的反应中还原剂电对的 标准电极电势；标准电极电势； n：反应中转移的电子数反应中转移的电子数 由上式可以看出，两个电对的由上式可以看出，两个电对的 值相差越值相差越大，平衡常数大，平衡常数K值也越大，反应进行的越值也越大，反应进行的越彻底。计算表明，对于彻底。计算表明，对于n2的反应的反应 差差值为值为0.2V时，或者当时，或者当n=1, 差值为差值为0.4V时，均时，均有有k106，此平衡常数己较大，此平衡常数己较大，可以认为反应进行已相当完全。可以认为反应进行已相当完全。例：例：3-10判断反应判断反应SnPb2 Sn2Pb 在在298.15K时进行的程度。时进行的程度。