教案提纲 [教学对象] 农科本科一年级 [学 科] 普通化学 [课 型 合班理论讲授 [授课题目] 电极电势与电池电动势 [授课纲目] 第十章氧化还原反应/第三节电极电势与电池电动势： [授课时数] 2学时 [教学目的] 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： 1、标准氢电极(SE),标准电极电势E [教学重点] 2、e。与△G. 3、掌握标准电极电势的应用及注意事项。 [教学难点] 标准电极电势的应用 [教学方法] 讲授法 [参考文献] 1、赵士铎主编，普通化学，面向21世纪课程教材，北京，中国农业出版 社，1997.7,43~56 2、徐伟亮主编，化学知识体系与学习指南，北京，科学出版社，2001.2， 17~18 3、张永安编，无机化学，北京，北京师范大学出版社，1998.9,74~81 4、刘晓庚主编，基础化学学习指导，北京，气象出版社，1995.5,43~47 5、翟仁通主编，普通化学，北京，中国农业出版社，1996.12,28~41 6.J.D Lee.A New Concise Inorganic Chemistry (Third edition).New York:Van Nostrand Reinhold Company Ltd.1977
教案提纲 [教学对象] 农科本科一年级 [学 科] 普通化学 [课 型] 合班理论讲授 [授课题目] 电极电势与电池电动势 [授课纲目] 第十章氧化还原反应／第三节 电极电势与电池电动势； [授课时数] 2 学时 [教学目的] 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； [教学重点] 1、标准氢电极（SHE），标准电极电势 E° 2、ε°与ΔrGm° 3、掌握标准电极电势的应用及注意事项。 [教学难点] 标准电极电势的应用 [教学方法] 讲授法 [参考文献] 1、 赵士铎主编，普通化学，面向 21 世纪课程教材，北京，中国农业出版 社，1997.7,43～56 2、 徐伟亮主编，化学知识体系与学习指南，北京，科学出版社，2001.2， 17～18 3、 张永安编，无机化学，北京，北京师范大学出版社，1998.9，74～81 4、 刘晓庚主编，基础化学学习指导，北京，气象出版社，1995.5，43～47 5、 翟仁通主编，普通化学，北京，中国农业出版社，1996.12，28～41 6、J.D Lee. A New Concise Inorganic Chemistry (Third edition). New York: Van Nostrand Reinhold Company Ltd. 1977
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 10.3电极电势与电池电动势 10.3.1电极电势的产生 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”(Q)。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 ￡=0-p(- 一一板书 10.3.2电极电势的测定标准氢电极 一一介绍标准 1标准氢电极(SHE)E(H/H)=0.000V 氢电极的组成 2饱和甘汞电极(SCE)E9(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 9,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+ne一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。 10.3.3原电池的电动势与原电池反应的自由能变化 W电=Q·e 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1 mol-dm3,各气体分压均 为1.013×105Pa,则： △G(原电池)=-nFee
教 学 过 程 批 注 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 10.3 电极电势与电池电动势 10.3.1 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(－) 10.3.2 电极电势的测定 标准氢电极 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。 10.3.3 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： ∆G θ(原电池) = -nFε θ ――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
教学过程 批注 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。 四.布置作业 板书设计 主板 副板 10.3电极电势与电池电动势 10.3.1电极电势的产生 10.3.2电极电势的测定标准氢电极 1标准氢电极(SHE)Ee(H/H)= 0.000V 2饱和甘汞电极(SCE)Ee(Hg2C/Hg) 二- =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） 10.3.3原电池的电动势与原电池反应的自由能变化
教 学 过 程 批 注 (a) (b) 图 6-2 金属的电极电势 （双电层示意） 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。 四．布置作业： 板书设计 主板 副板 10.3 电极电势与电池电动势 10.3.1 电极电势的产生 10.3.2 电极电势的测定 标准氢电极 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 10.3.3 原电池的电动势与原电池反应的自由能变化