甘肃农业大学 教案 章节 第八章氧化还原反应与电化学基础（第二讲） 1、熟悉电极电势、标准电极电势、标准氢电极、参比电极、电动势及其测 教 量、标准电动势等概念；； 学目的 2、掌握原电池的标准电动势与Gibbs函数变的关系： 与要求 3.掌握影响电极电势的因素，熟练掌握能斯特方程的书写。 8.2.2电极电势 教 8.2.3电池电动势与化学反应吉布斯自由能的关系 学内容 8.3影响电极电势的因素 8.3.1能斯特方程 重 重点：电极电势的意义、原电池电动势与电池反应吉布斯自由能变的关系、能斯 点、难 特方程 点分析 难点： 能斯特方程 教学设计 调控对策 1.复习电极与电池 2.图示说明电极电势的产生：使学生初步理解电极电势与物质得失电 子有关： 3.介绍电极电势的测定方法，使学生掌握标准电极电势的意义，以及 例题 标准电极电势的特点和使用要求。 4.根据化学反应的自由能变的物理意义，引出化学反应的自由能变与 练习 电池电动势的重要关系 5.详细介绍电极反应的能斯特方程，通过练习让学生熟练书写电极反 例题 应的能斯特方程： 4.课堂小结，复习重点。 课后补遗 55
甘肃农业大学 教案 55 章 节 第八章 氧化还原反应与电化学基础（第二讲） 教 学目的 与要求 1、熟悉电极电势、标准电极电势、标准氢电极、参比电极、电动势及其测 量、标准电动势等概念； ； 2、掌握原电池的标准电动势与 Gibbs 函数变的关系； 3.掌握影响电极电势的因素，熟练掌握能斯特方程的书写。 教 学内容 8.2.2 电极电势 8.2.3 电池电动势与化学反应吉布斯自由能的关系 8.3 影响电极电势的因素 8.3.1 能斯特方程 重 点、难 点分析 重点：电极电势的意义、原电池电动势与电池反应吉布斯自由能变的关系、能斯 特方程 难点： 能斯特方程 教学设计 调控对策 1.复习电极与电池 2.图示说明电极电势的产生；使学生初步理解电极电势与物质得失电 子有关； 3.介绍电极电势的测定方法，使学生掌握标准电极电势的意义，以及 标准电极电势的特点和使用要求。 4.根据化学反应的自由能变的物理意义，引出化学反应的自由能变与 电池电动势的重要关系； 5.详细介绍电极反应的能斯特方程，通过练习让学生熟练书写电极反 应的能斯特方程； 4.课堂小结，复习重点。 例题 练习 例题 课后补遗
甘肃农业大学 教案 教学过程 批注 导入新课(5分钟) 复习上节课内容承上启下导入新课。 二讲授新课 8.2.2电极电势 8.2.2.1电极电势的产生 一一板书 双电层的产生使金属表面与含金属离子的溶液间产生一定的电位差，这个电位差 一一以锌电极为 称为“金属的平衡电势”，又叫作金属的“电极电势”()。它除了与金属的本质和溶 例简要介绍电极 液中金属离子的浓度有关外，还与温度等有关。当金属的活泼性越强或溶液中金属离子 电势的产生 的浓度较小时，溶解的趋势越大，平衡时电极电势越低。金属越不活泼或溶液中金属离 一一要同学掌握 子的浓度较大时，沉积的趋势越大，平衡时电极电势越高。 离子浓度金属活 由于原电池的两极间存在电势差，电路联通后电子由电势低的负极流向电势高的正 泼性与电极电势 极。原电池两极间的电势差称为“电池电动势（ε）”，并规定： 的关系 ε=0w-9(-) 一板书 8.2.2.2标准电极电势 一一介绍标准 1标准氢电极(SHE)E9(H/H)=0.000V 氢电极的组成 2饱和甘汞电极(SCE)Ee(Hg2Cl2/Hg)=0.2415V 3标准电极电势表 在表中按电极电势由小到大排列。电对E值的大小决定了电对氧化还原能力的相 一一举例 对强弱，E值越大，电对中氧化态的氧化能力越强，还原态的还原能力越弱：相反E© 值越小，还原态的还原能力越强，氧化态的氧化能力越弱。 在使用电极电势表时要注意以下几点： (1)在应用E时，注意它只适用于在标准状态下水溶液中进行的反应。对固相或 一一举例并反 气相中进行的氧化还原反应，不能判断氧化还原能力的相对强弱。 复强调注意事 (2)因反应与溶液的介质有关，所以电极电势表分为酸介质表EA,碱介质表E项 B,使用时应注意反应的介质。若电极反应中有H或不受介质影响的电极反应的电极 电势，则查EA表，相反若电极反应中有OH,则查EB表。 (3)电极电势的负值，表明当该电极与标准氢电极相连时，做为负极。正值表明 该电极与标准氢电极相连时，做为正极。这里的正与负是相对于标准氢电极而言。 (4)表中的电极反应以还原反应表示，即：a氧化态+心三b还原型，电对 符号为氧化态/还原态，相应的电极电势称还原电势，但不表明电极反应进行的方向。 (5)E是强度性质，与反应方程式的书写无关。 8.2.3原电池的电动势与原电池反应的自由能变化 W电=Q·c 一一板书 W电=nFe 一一举例 式中，F=96500Cmo1,称为法拉第常数，物理意义是1mol电子所带电量为96500 库仑(C)。 原电池放电后，体系的自由能降低。根据化学热力学原理，在等温等压条件下原电 池体系自由能的降低值等于其能对外所做之最大电功。故等温等压条件下原电池反应完 成lmol时： △G(原电池)=-W电=-nFe 一一举例 若原电池中各物质都处于标准态下，即反应物浓度均为1modm3,各气体分压均 为1.013×10Pa,则： 56
甘肃农业大学 教案 教 学 过 程 批 注 56 一 导入新课（5 分钟） 复习上节课内容承上启下导入新课。 二 讲授新课 8.2.2 电极电势 8.2.2.1 电极电势的产生 双电层的产生使金属表面与含金属离子的溶液间产生一定的电位差φ，这个电位差 称为“金属的平衡电势”，又叫作金属的“电极电势”（φ）。它除了与金属的本质和溶 液中金属离子的浓度有关外，还与温度等有关。当金属的活泼性越强或溶液中金属离子 的浓度较小时，溶解的趋势越大，平衡时电极电势越低。金属越不活泼或溶液中金属离 子的浓度较大时，沉积的趋势越大，平衡时电极电势越高。 由于原电池的两极间存在电势差，电路联通后电子由电势低的负极流向电势高的正 极。原电池两极间的电势差称为“电池电动势（ε）”，并规定： ε =φ(+)－φ(－) 8.2.2.2 标准电极电势 1 标准氢电极（SHE） E θ(H+ /H2)＝0.000 V 2 饱和甘汞电极（SCE）E θ(Hg2Cl2/Hg)＝0.2415 V 3 标准电极电势表 在表中按电极电势由小到大排列。电对 E θ值的大小决定了电对氧化还原能力的相 对强弱，E θ值越大，电对中氧化态的氧化能力越强，还原态的还原能力越弱；相反 E θ 值越小，还原态的还原能力越强，氧化态的氧化能力越弱。 在使用电极电势表时要注意以下几点： （1）在应用 E θ时，注意它只适用于在标准状态下水溶液中进行的反应。对固相或 气相中进行的氧化还原反应，不能判断氧化还原能力的相对强弱。 （2）因反应与溶液的介质有关，所以电极电势表分为酸介质表 E θ A，碱介质表 E θ B，使用时应注意反应的介质。若电极反应中有 H+或不受介质影响的电极反应的电极 电势，则查 E θ A 表，相反若电极反应中有 OH － ,则查 E θ B表。 （3）电极电势的负值，表明当该电极与标准氢电极相连时，做为负极。正值表明 该电极与标准氢电极相连时，做为正极。这里的正与负是相对于标准氢电极而言。 （4）表中的电极反应以还原反应表示，即：a 氧化态 + ne － b 还原型，电对 符号为氧化态/还原态，相应的电极电势称还原电势，但不表明电极反应进行的方向。 （5） E θ是强度性质，与反应方程式的书写无关。 8.2.3 原电池的电动势与原电池反应的自由能变化 W 电 = Q·ε W 电 = nFε 式中，F = 96500C∙mol-1，称为法拉第常数，物理意义是 1 mol 电子所带电量为 96500 库仑(C)。 原电池放电后，体系的自由能降低。根据化学热力学原理，在等温等压条件下原电 池体系自由能的降低值等于其能对外所做之最大电功。故等温等压条件下原电池反应完 成 lmol 时： ∆G(原电池) = -W 电= -nFε 若原电池中各物质都处于标准态下，即反应物浓度均为 1 mol∙dm-3 , 各气体分压均 为 1.013×105Pa，则： ――板书 ――以锌电极为 例简要介绍电极 电势的产生 ――要同学掌握 离子浓度金属活 泼性与电极电势 的关系 －－板书 ― ― 介绍 标 准 氢电极的组成 ――举例 ― ― 举例 并 反 复 强 调注 意 事 项 ――板书 ――举例 ――举例
甘肃农业大学 教案 教学过程 批注 △G(原电池)=-nFe9 8.3影响电极电势的因素 8.3.1能斯特方程 能斯特方程描述了非标准状态下电极电势与电基本型、系统浓度、酸度和温度之间 一一多举例 的定量关系。 练习 三.小结：(3分钟) (1)电极电势的产生： (2)标准电极电势： (3)标准电极电势的应用。 4能斯特方程 四.布置作业： 板书设计 主板 副板 8.2.2电极电势与电池电动势 8.2.2.1电极电势的产生 8.2.2.2标准电极电势 1标准氢电极(SHE)E(HH)= 0.000V 2饱和甘汞电极(SCE)Ee(Hg2C1/Hg) =0.2415V (a) (b) 3标准电极电势表 图6-2金属的电极电势（双电层示意） 8.2.3原电池的电动势与原电池反应的自由能变化 △G9(原电池)=-nFe9 8.3影响电极电势的因素 8.3.1能斯特方程 57
甘肃农业大学 教案 教 学 过 程 批 注 57 (a) (b) 图 6-2 金属的电极电势 （双电层示意） ∆G θ(原电池) = -nFε θ 8.3 影响电极电势的因素 8.3.1 能斯特方程 能斯特方程描述了非标准状态下电极电势与电基本型、系统浓度、酸度和温度之间 的定量关系。 三．小结：（3 分钟） （1）电极电势的产生； （2）标准电极电势； （3）标准电极电势的应用。 4 能斯特方程 四．布置作业： 板书设计 主板 副板 8.2.2 电极电势与电池电动势 8.2.2.1 电极电势的产生 8.2.2.2 标准电极电势 1 标准氢电极（SHE） E θ(H+ /H2)＝ 0.000 V 2 饱和甘汞电极（SCE）E θ(Hg2Cl2/Hg) ＝0.2415 V 3 标准电极电势表 8.2.3 原电池的电动势与原电池反应的自由能变化 ∆G θ(原电池) = -nFε θ 8.3 影响电极电势的因素 8.3.1 能斯特方程 ――多举例 练 习