当前课程知识点：大学化学 > 第十章 氧化还原反应与电化学基础 > 10.4 电极电势的应用—判断元素的氧化还原能力 > Video
同学们好
这一节我们继续电极电势的
应用的学习
在上一节当中
我们跟大家讨论了
通过氧化还原反应所构成的
原电池的电动势的变化
来判断氧化还原反应的
自发方向的相关准则
那么这一节当中
我们要和大家一起来分享
如何判断
元素的氧化还原能力
首先
我们可以通过电极电势
来判断金属的活泼性
通过我们的氧化还原电对的
标准电极电势
它的代数值
我们可以了解到
如果代数值越大
电极电对当中
氧化态的物质的氧化能力呢
就会越强
那么相应的
代数值如果越小呢
电极电对当中
还原态的物质的还原能力呢
就会越强
相关的知识
我们在前述的章节当中
也讨论过
不同的是
那时候我们只讨论了
代数值大
对于氧化能力的影响
和还原能力的影响
而这时候呢
我们同样讨论了
代数值小的时候
对于还原态物质的
还原能力的影响
那么依据这样的规律呢
我们不难发现
对于Cu2+和Zn2+
它们的标准电极电势
我们如果同样用还原电势
来加以讨论的话
我们就不难发现
氧化性而言
Cu2+会大于Zn2+
因为Cu2+的
标准电极电势
它是大于
我们相应的Zn2+的
标准电极电势的代数值的
那么与之相反
还原性呢
却是Zn会大于单质的Cu
这已经是我们
学习化学当中的
最常见的知识
原因是
从活泼性上来讲
Zn要比Cu活泼
所以
Zn可以置换出
强酸当中的H2
而Cu则不可以
同时
如果我们把Zn
放入含有Cu2+的溶液当中
也可以把Cu2+
从溶液当中置换出来
因此
根据标准电极电势的大小
我们可以很方便地来判断
金属的活泼性的顺序
同时呢
我们还可以判断
合适的选择氧化剂
还是还原剂的标准
因为
在一个电极电对当中
我们既需要
失去电子的还原剂
也需要
得到电子的氧化剂
那么在过程当中
如何选择电极电对
作为氧化剂和还原剂呢
那么就是依靠
我们在电极电对当中
标准电极电势的
大小的比较
了解了上述的内容以后
我们还需要跟大家分享一个
有关电化学讨论过程当中的
带有特殊性的问题
比如说在前边
我们跟大家在分析
电极电势的变化规律时
曾经提起过的一个话题
也就是
总的反应的它的电极电势
与分步反应的
所对应的电极电势
两者之间
并没有直接的加和性
这一点和我们在前期
通过盖斯定律
来讨论反应的
标准摩尔焓变
在总的反应
与分步反应之间的关系
有了明显的差异
那么
总反应与分步反应之间的
标准电极电势
虽然没有加和效应
但是它们彼此内部
一定存在着某种
相互关联的关系
那么这种关系
到底有什么样的特点呢
我们通过这个例子
来跟大家一起分享
分步反应与总反应之间的
标准电极电势
相互的联系
我们假设
对于由A到D的这个反应
可以通过A到B
B到C和C到D
这样的三步来完成
在其中每一步当中
分别转移的电子数是
n1,n2和n3
我们具体来分析
这三步的过程
在第一步当中
形成的这样一个电极电对
它的标准的电极电势
我们定义为E1⊖
相应的我们可以把
这样一个过程呢
用电极电对的
标准电极电势
与标准的摩尔反应
吉布斯自由能
建立起相应的数学关系
因为都处在标准状态下
所以我们依照同样的方法
可以解决
在第二步和第三步当中的
相应的标准电极电势
分别命名为E2⊖
和E3⊖
相应的反应的
标准摩尔吉布斯自由能的变化呢
也有类似的关系
同时同学们还不难发现
如果从A到D
这样一个反应作为一步的
整体反应来考虑
在总的反应当中
就包含了电子转移数
n1,n2和n3
与总的电子转移数
n之间的关系
显然
他们之间是有加和关系的
而由A到D的总的反应的
标准的电极电势
和E1⊖,E2⊖,E3⊖之间
虽然没有直接的
代数加和关系
但是
我们可以通过相应的
吉布斯自由能的改变
来找到它们彼此之间的联系
带着这样的思路
我们进一步的讨论
在第一步的情况下
第二步的情况下
和第三步情况下
相应的转移电子数
和电极电势之间的
相互联系
我们把这样的一个过程
进行一个代数的加和
在这样的加和过程当中
我们不是要简单的
加和这样的氧化还原反应
而是通过分步反应当中的
吉布斯自由能的变化
与总反应当中的
吉布斯自由能的变化
来讨论这当中
有关的标准的电极电势
与分步反应的
标准电极电势
之间的代数关系
相互加和以后
我们会发现
在总反应当中的电子转移数
等于各分步
电子转移数的总和
这一点没有人会提出疑问
那么
对于总反应
和分步反应当中的
摩尔吉布斯自由能的改变
与分步反应之间的关系
也是同学们
早已掌握的知识
那么代入相关的数值
同学们就不难发现
这时候共同的参数
法拉第常数
会在方程的两边
被同时削掉
而这时候
总反应的电极电对的
标准电势与分步反应当中的
每一步氧化还原电对的
电极电势之间的相互关系
就变成了与每一步的
相应的电子转移数
和相应的电极电势之间的
加权的平均值
这个加权呢
就在于相互叠加的
这样一个代数和
再除以在总反应当中
电子的转移数
这也就是在电化学当中
分步反应的电极电势
与总反应的电极电势之间的
相应的数学关系
与前边我们通过盖斯定律
来讨论的
热化学方程式当中的
标准反应焓变
之间的关系呢
这当中相差了一个
电子转移数
与总的电子转移数之间的
一个加权平均数
这个规律
同学们一定要牢记
掌握了这个规律以后呢
就为我们后续解决
分步反应与总反应之间的
标准电极电势的关系呢
奠定了良好的
数学和物理基础
有关这部分的内容
同学们在课后
还可以多加练习
和通过例题、作业呢
帮助你们加深记忆
这节的内容
我们就介绍到这儿
-1.1 不一样的大学化学
--Video
-1.2 化学体系的建立
--Video
-1.3 应该了解的化学
--Video
-1.4 课程学习的必要准备
--Video
-第一章 绪论--第一章 习题
-2.1 物质的聚集状态—物质的相与相变
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—理想气体与实际气体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—实际气体的状态方程
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—单晶多晶与非晶结构；晶体的宏观性质
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—晶体的对称性
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液晶
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子、液晶与平板显示技术
--Video
-2.2 溶液的性质—溶液的特点与分类
--Video
-2.2 溶液的性质—气体、液体和固体的溶解
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—饱和蒸气压降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—稀溶液的沸点升高
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—溶液的凝固点降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性— 溶液的渗透压
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—反渗透现象
--Video
-第二章 物质的聚集状态与溶液的性质--第二章习题
-3.1原子核外电子运动的描述-原子结构理论的发展
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-核外单电子运动的量子化模型
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-电子运动的特点
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道- 电子运动的波函数与原子轨道
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道-量子数的取值与原子轨道
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道-自旋量子数的取值原则
--Video
-3.3核外电子排布-多电子原子核外电子运动的描述
--Video
-3.3核外电子排布-基态原子核外电子的排布
--Video
-3.4元素周期律-元素周期律与元素周期表
--Video
-3.4 元素周期律-元素性质的周期性
--Video
-3.4元素周期律-电子结构与元素性质
--Video
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 小论文
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 习题
-4.1 离子键理论—离子键理论
--Video
-4.1 离子键理论—离子键价键构型
--Video
-4.1 离子键理论—离子半径与离子晶体的结构
--Video
-4.2 共价键理论—经典路易斯理论
--Video
-4.2 共价键理论—现代价键理论
--Video
-4.2 共价键理论—共价键的性质
--Video
-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道的理论要点
--Video
-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（一）
--Video
-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（二）
--Video
-4.3 杂化轨道理论—不等性杂化轨道理论
--Video
-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）I
--Video
-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）II
--Video
-4.5 分子轨道理论-分子轨道的建立
--Video
-4.5 分子轨道理论-分子轨道能级图
--Video
-4.5 分子轨道理论-异核双原子分子和离子
--Video
-4.6 分子间作用力-分子的极性
--Video
-4.6 分子间作用力-分子间作用力
--Video
-4.7 氢键
--Video
-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 小论文
-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 习题
-5.1 配合物的基本特征-配合物的形成
--Video
-5.1 配合物的基本特征-配合物的命名规则
--Video
-5.2 配合物的化学键理论-配位学说
--Video
-5.2 配合物的化学键理论-配合物价键理论
--Video
-5.2 配合物的化学键理论-晶体场理论
--Video
-5.3 配合物化学键理论的应用-配合物的几何异构现象
--Video
-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（一）
--Video
-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（二）
--Video
-第五章 配位化学概论--第五章 习题
-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(一)
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(二)
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-热力学第一定律
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(一)
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(二)
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-反应进度
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(一)
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(二)
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(一)
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(二)
--Video
-6.2 化学平衡-可逆反应与平衡常数
--Video
-6.2 化学平衡-化学平衡的规则
--Video
-第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡--第六章 习题
-7.1 自发过程与自发反应（一）
--Video
-7.1 自发过程与自发反应（二）
--Video
-7.2 熵与热力学第二定律—熵
--Video
-7.2 熵与热力学第二定律—熵与Entropy
--Video
-7.2 熵与热力学第二定律—热力学第二定律
--Video
-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—热力学第三定律
--Video
-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—孤立系统熵判据
--Video
-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（一）
--Video
-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（二）
--Video
-7.4 吉布斯自由能的判据—标准吉布斯自由能的计算
--Video
-7.4 吉布斯自由能的判据—反应方向的标准吉布斯自由能判据
--Video
-7.4 吉布斯自由能的判据—非标准状态下自发反应方向性的判据
--Video
-7.4 吉布斯自由能判据—吉布斯-亥姆霍兹方程
--Video
-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（一）
--Video
-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（二）
--Video
-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（一）
--Video
-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（二）
--Video
-第七章 化学反应的方向--第七章 小论文
-第七章 化学反应的方向--第七章 习题
-8.1 化学反应速率-化学反应的方向与反应速率
--Video
-8.1 化学反应速率-化学反应速率的表示方式
--Video
-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（一）
--Video
-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（二）
--Video
-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程
--Video
-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-一级反应速率方程
--Video
-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-二级反应速率方程
--Video
-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-温度对化学反应速率的影响
--Video
-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（一）
--Video
-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（二）
--Video
-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（一）
--Video
-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（二）
--Video
-8.4 催化剂对化学反应速率的影响
--Video
-第八章 化学动力学基础--第八章 习题
-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（一）
--Video
-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（二）
--Video
-9.1 酸碱平衡—水的解离平衡
--Video
-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（一）
--Video
-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（二）
--Video
-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（三）
--Video
-9.1 酸碱平衡—同离子效应
--Video
-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（一）
--Video
-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（二）
--Video
-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（三）
--Video
-9.2 配位平衡—配合物的解离平衡
--Video
-9.2 配位平衡—配合物解离平衡的移动
--Video
-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积常数
--Video
-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（一）
--Video
-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（二）
--Video
-第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡--第九章 习题
-10.1 氧化还原反应方程式配平
--Video
-10.2 原电池与电极电势—原电池
--Video
-10.2 原电池与电极电势—电极电势（一）
--Video
-10.2 原电池与电极电势—电极电势（二）
--Video
-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（一）
--Video
-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（二）
--Video
-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电极电势的影响
--Video
-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应的方向性
--Video
-10.4 电极电势的应用—判断元素的氧化还原能力
--Video
-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应进行的程度
--Video
-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（一）
--Video
-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（二）
--Video
-10.4 电极电势的应用—金属的电化学腐蚀与防护
--Video
-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 小论文
-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 习题
-无机元素化学-s区元素
--Video
-无机元素化学-p区元素
--Video
-无机元素化学-过渡元素
--Video
-生命化学概论-生命有机化合物官能团
--Video
-生命化学概论-生命元素-碳
--Video
-生命化学概论-生命元素-氧
--Video
-生命化学概论-蛋白质
--Video
-生命化学概论-核酸
--Video
-生命化学概论-糖
--Video
-生命化学概论-金属酶与金属蛋白
--Video
-生命化学概论-药物
--Video
-第十一章 元素与生命化学概论--第十一章 习题
-纳米科学与化学-自然界中的纳米现象
--Video
-纳米科学与化学-微观结构与仿生
--Video
-纳米科学与化学-纳米结构的观察
--Video
-纳米科学与化学-纳米结构与特殊浸润性
--Video
-化学与材料-材料科学领域中的化学问题
--Video
-化学与材料-正渗透与水处理技术
--Video
-化学与材料-相变材料（一）
--Video
-化学与材料-相变材料（二）
--Video
-化学与材料-范德华力与二维材料
--Video
-第十二章 化学与现代科学--第十二章 习题
-大学化学期末考试
