Question

关于氧化还原反应与电极电势的问题。。。。

如何依据电极电势判断一个氧化还原反应是否能进行？。。

Answer 1

1．根据Eφ值，判断标准状况下氧化还原反应进行的方向。
通常条件下，氧化还原反应总是由较强的氧化剂与还原剂向着生成较弱的氧化剂和还原剂方向进行。从电极电势的数值来看，当氧化剂电对的电势大于还原剂电对的电势时，反应才可以进行。反应以“高电势的氧化型氧化低电势的还原型”的方向进行。在判断氧化还原反应能否自发进行时，通常指的是正向反应。
2．根据电池电动势Eφ池值，判断氧化还原反应进行方向。
任何一个氧化还原反应，原则上都可以设计成原电池。利用原电池的电动势可以判断氧化还原反应进行的方向。由氧化还原反应组成的原电池，在标准状态下，如果电池的标准电动势 ＞0, 则电池反应能自发进行；如果电池的标准电动势 ＜0, 则电池反应不能自发进行。在非标准状态下，则用该状态下的电动势来判断。
从原电池的电动势与电极电势之间的关系来看，只有 ＞ 时，氧化还原反应才能自发地向正反应方向进行。也就是说，氧化剂所在电对的电极电势必须大于还原剂所在电对的电极电势，才能满足E ＞0的条件。
从热力学讲电池电动势是电池反应进行的推动力。当由氧化还原反应构成的电池的电动势Eφ池大于零时，则此氧化还原反应就能自发进行。因此，电池电动势也是判断氧化还原反应能否进行的判据。
电池通过氧化还原反应产生电能，体系的自由能降低。在恒温恒压下，自由能的降低值（－△G）等于电池可能作出的最大有用电功（W电）：
－△G＝W电＝QE＝nFE池
即△G＝－nFE池
在标准状态下，上式可写成：
△Gφ ＝ －nFEφ池
当Eφ池 为正值时，△Gφ为负值，在标准状态下氧化还原反应正向自发进行；当Eφ池为负值时，△Gφ为正值，在标准状态下反应正向非自发进行，逆向反应自发进行。E或Eφ愈是较大的正值，氧化还原反应正向自发进行的倾向愈大。E池或Eφ池愈是较大的负值，逆向反应自发进行的倾向愈大。
[例2] 试判断反应 Br + 2Fe 2Fe +2Br 在标准状态下进行的方向。
解:查表知：Fe + e Fe ＝ +0.771V
Br + 2e 2Br ＝ +1.066V
由反应式可知：Br 是氧化剂，Fe 是还原剂。
故上述电池反应的 ＝ +1.066-0.771＝0.295V＞0

Answer 2