山东理工大客7.1.3氧化还原反应平衡常数SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY平衡常数标准电势（条件电势）0.059aoxi式11 =0°Ox, + zje = Red1g0,aRed0.059aox20IgD式2?2XOx, + z,e = Red,-dRed212如果>，有氧化还原反应a'ai02RIKz20 + z,R2 = z2R +z)0,aoaiU当反应达到平衡时，Pi=(P20.0590.059aox2aox61g1gXDP2aRed2Z1aRedZ221
21 标准电势（条件电势） 平衡常数 1 + 1 = Red1 Ox z e 1 1 1 Re 1 1 lg 0.059 = + d Ox a a z 2 + 2 = Red2 Ox z e 2 2 2 Re 2 2 lg 0.059 d Ox a a z = + 如果φ1 > φ2 ，有氧化还原反应 2 1 + 1 2 = 2 1 + 1O2 z O z R z R z 1 2 2 1 1 2 2 R1 z R z O z O z a a a a K = 当反应达到平衡时，φ1=φ2 2 2 1 1 2 Re 2 1 Re 1 lg 0.059 lg = + 0.059 + d Ox d Ox a a a z a z 式1 式2 7.1.3 氧化还原反应平衡常数 21
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY0.059aox20.059aoxiHp? = p?lglg-Φ22Z1aRed2aRed;aox2z,0.0590.059aoxiZlglgZ221a Red2Z122aRed;Z11Z2z为两电对得失电子0.0590.059aox2aoxi的最小公倍数，也即1gIg氧化还原反应实际上aRed2Z,Z1Z2Z1aRed,的转移的电子数。Z22aa0.0590.05902Ri KlgIgK2122Z2Z1ZaaR2O平衡常数←Apzi1gKj- (" -p)z电子转移数0.0590.059结论：K与Ao及z有关，A相差越大，IgK越大，反应越完全
22 1 1 2 2 Red Ox Red 1 Ox 2 θ 2 θ 1 θ a a lg z 0.059 a a lg z 0.059 Δ = − = − 1 1 2 2 Red Ox 1 2 2 Red Ox 2 1 1 a a lg z z z 0.059 a a lg z z z 0.059 = − 2 1 1 1 2 2 z Red Ox 2 1 z Red Ox 2 1 a a lg z z 0.059 a a lg z z 0.059 − = 2 1 2 1 1 2 1 2 z O z R z R z O 2 1 a a a a lg z z 0.059 lgK = K z 0.059 z为两电对得失电子 的最小公倍数，也即 氧化还原反应实际上 的转移的电子数。 0.059 Δφ z = 0.059 ( φ - φ )z lgK = θ θ 2 θ 1 平衡常数 电子转移数 结论：K与Δφ θ及z有关，Δφ θ相差越大，lgK越大，反应越完全22
第久车公武大得考虑各种副反应，则应用相应的条件电势SHANDONG UNIVERST到条件平衡常数KCO2CRedi1ZK二TCoxICRed2CO2CRedi10112)21(lg K'= lg(0.059COXCRed2K'更能说明氧化还原反应实际进行的程度化学计量点时，反应进行的程度还可用氧化态与还原态的浓度的比值来表示，这个比值是可以根据平衡常数求导的23
23 考虑各种副反应，则应用相应的条件电势带入上述公式，得 到条件平衡常数Kʹ 0.059 z ) = c c ) ( c c lg K'= lg( ′ z Ox Red z Red Ox 2 1 1 1 2 2 2 1 1 1 2 2 z Ox z Red Red Ox ) c c ) ( c c K′ = ( Kʹ更能说明氧化还原反应实际进行的程度 化学计量点时，反应进行的程度还可用氧化态与还 原态的浓度的比值来表示，这个比值是可以根据平衡常 数求导的 23
山东理工大客7.1.4化学计量点时反应进行的程度SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY[例题|计算在1mol/LHCI介质中Fe3+与Sn2+反应的平衡常数及化学计量点时反应进行的程度解：查询附录表得，1mol/LHCI中，p°Fe3+/Fe2+=0.68V,p°'Sn4+/Sn2+ = 0.14 VSn2+ +2Fe3+= Sn4+ +2Fe2+Ao°z(0.68 -0.14)×2lgK'==18.300.0590.0591化学计量点时2?美Sn4+Fe2Fe3A22SnCCCCFe2+42Fe2+FeSnK'=(felgK'=1g(gCCCCFe3+Fe3+Sn2+Fe3tCFe2+= 106.1018.30/3转化率>99.9999%，反应很完全得10C24Fe3t
24 [例题] 计算在1 mol/L HCl 介质中Fe3+与Sn2+ 反应的平衡常数及 化学计量点时反应进行的程度 2+ 3+ 4+ 2+ Sn + 2Fe = Sn + 2Fe 解：查询附录表得，1 mol/L HCl 中, φ ө´ Fe3+/Fe2+ = 0.68 V, φ ө´ Sn4+/Sn2+ = 0.14 V =18.30 0.059 (0.68 - 0.14)×2 = ) c c ) ( c c lgK'= lg( 2+ 4+ 3+ 2+ Sn 2 Sn Fe Fe 化学计量点时 2+ 4+ Fe Sn c = c 2 1 3+ 2+ Fe Sn c = c 2 1 3 Fe Fe ) c c = lg( + 3 2+ 3 Fe Fe ) c c K'= ( 3+ 2+ 得 18.30/3 Fe Fe =10 c c 3+ 2+ 6.10 =10 转化率>99.9999%，反应很完全 0.059 Δφ z lgK'= θ' 7.1.4 化学计量点时反应进行的程度 24
山东理工大客如何快速判断反应进行的程度？SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYAβ°zlg K =(" -p)zK越大，Ox/Red比值越大，△p越大0.0590.059△β"多大时，反应才算比较完全呢?定量进行：反应转化率≥99.9%99.9%99.9%CO2CRI103≥103计量点时：0.1%0.1%CoCe?26lg K'=Z2△pCR(Co2) ≥ 3(z, + Z2)Z2= lg(0.059CRCo25
25 如何快速判断反应进行的程度？ 0.059 Δφ z = 0.059 ( φ - φ )z lgK = θ θ 2 θ 1 K越大，Ox/Red比值越 大， Δφ θ越大 Δφ θ多大时，反应才算比较完全呢？ 定量进行： 反应转化率 99.9% 3 R 3 O O R 10 0.1% 99.9% = c c 10 0.1% 99.9% = c c 2 2 1 计量点时： 1 ≥ ， ≥ 0.059 ' lg ' 1 2 = z z K ) 3(z + z ) c c ) ( c c = lg( 1 2 z R z O O R 1 2 2 2 1 1 ≥ 25