1.基本物理意义: A、B两点直线的斜率=Q(B/A) 2.传递的信息: (1)判断元素不同氧化态物质的热力学相对稳 定性; (2)判断元素不同氧化态物质的氧化还原性 质 16
16 n 2. 传递的信息： (1) 判断元素不同氧化态物质的热力学相对稳 定性; (2) 判断元素不同氧化态物质的氧化-还原性 质。 1. 基本物理意义: A、B两点直线的斜率 = φØ(B/A)
(1)判断元素不同氧化态物质的热力学相对稳定性 MnO(4.62) ■酸性介质中Mn2+ 3.0 最稳定,碱性介 质中MnO2最稳 定 Mn20.10) (-0.85) 2■酸性介质中 MnO4(-1.44) MnO42和Mm3计 Mn(-2.36) MnO2(-2.0) 不稳定,碱性介 3 Mno 4.0 (-313)(30)(-32) 质中Mn(OH3不 稳定。 锰元素的△G/F-Z图 17
17 (1) 判断元素不同氧化态物质的热力学相对稳定性 n 酸性介质中Mn2+ 最稳定，碱性介 质中MnO2最稳 定； n 酸性介质中 MnO4 2-和Mn3+ 不稳定，碱性介 质中Mn(OH)3不 稳定。 0 1 2 3 4 5 6 7 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -5.0 -4.0 -3.0 -2.0 -1.0 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 (b) MnO4 -(-5.18) MnO4 2-(4.62) MnO2(0.10) Mn 3+ (-0.85) Mn 2+ (-2.36) MnO4 -(-1.44) MnO4 2-(-2.0) MnO2 (-3.2) Mn(OH) 3 (-3.0) G /F(V) Z Mn(OH) 2 (-3.13) (a) 6.0 锰元素的G/F – Z图
(2)判断元素不同氧化态物质的氧化还原性质 ①判断氧化剂或还原剂的相对强弱和氧化还原 反应自发方向: B 斜率个,则个 A D 若gO(BA)>p(C/D) 则B+D=A+C自发进行。 斜率数值相差越大,E池个,反应倾向(K)个 例:g0(C2/CH)>g0(Br2/Br)>0(2/I) Cl2+2Br=2Cr+Br2自发 Br2+2I=2Br+l2自发 e 池 9+-9 △G0=-nFE地6 lgk6=(nFE池6)/(2.303R7) lgK6=(nE池)(0.05916(298.15K) 18
18 (2) 判断元素不同氧化态物质的氧化-还原性质 ① 判断氧化剂或还原剂的相对强弱和氧化-还原 反应自发方向： B C 斜率 ，则φØ A D 若φØ (B/A) φØ (C/D) 则B + D = A + C自发进行。 斜率数值相差越大， E池 ，反应倾向(KØ) 例:φØ (Cl2 /Cl -) φØ (Br2 /Br -) φØ (I2 /I -) Cl2 + 2 Br - = 2 Cl - + Br2 自发 Br2 + 2 I - = 2 Br - + I2 自发 E池 = φ + – φ - G = -nFE池 lgK = (nFE池 )/ (2.303RT) lgK = (nE池 )/ (0.05916) (298.15 K)
②判断歧化逆歧化自发性: 峰顶物种自发歧化;谷底物种自发逆歧化。 C在AB连线上方,C自发歧 化,生成A和B D在AB连线下方,A、B自 发逆歧化为D; C ■若C(D)在A、B连线上, 则为平衡点 例1标准态下溴在碱性溶液 中歧化为Br和BrO 3Br2()+6OH 5 Br+ Bro2+3H,O 例2在酸性介质中、标准态 则Br和BrO3将自发逆歧 化为Br2(D) 岐化反应和逆岐化反应 BrO2+5 Br+6H+ 自发性示意图 =Br2()+3H2O 19
19 ② 判断歧化/逆歧化自发性： 峰顶物种自发歧化；谷底物种自发逆歧化。 n C在AB连线上方， C自发歧 化，生成A和B; n D在AB连线下方， A、B自 发逆歧化为D; n 若C（D）在A、B连线上， 则为平衡点。 n 例1 标准态下,溴在碱性溶液 中歧化为Br -和BrO3 - 3 Br2(l) + 6 OH- = 5 Br - + BrO3 - + 3 H2O n 例2 在酸性介质中、标准态 下,则Br -和BrO3 -将自发逆歧 化为Br2(l)： BrO3 - + 5 Br - + 6 H+ = Br2(l) + 3 H2O Z A D C B G /F / V 岐化反应和逆岐化反应 自发性示意图
卤素的元素电势图 例1由氯元素在酸性溶液的“元素电势图”,试求ρO (CIO3 /CI). 47 1.36 CIO Cl(g) q01,n1,△G1 q02n2,△G2 q0,n,△G° 解:吉布斯自由能是“广度性质”,其变化量具有加和 性,故 △G0=△G°1+△G°2 nYe=(-n, Fp1+(-n2 Foe2) q0=145V(其中n=n1+m2)
20 二、卤素的元素电势图 n 例1 由氯元素在酸性溶液的“元素电势图” ，试求φØ (ClO3 -/Cl -). 1.47 1.36 n φØ A ClO3 - Cl2(g) Cl - φØ 1 ,n1 ,G 1 φØ 2 ,n2 ,G 2 ______________________________ φØ , n, G n 解：吉布斯自由能是“广度性质” ，其变化量具有加和 性，故 n G = G 1 + G 2 n -nFφ = (-n1Fφ 1) + (-n2Fφ 2) n φ = 1.45 V (其中n = n1 + n2)