4.4氧化还原反应和能源的开发与利用
4.4.3.4能斯特（Nernst）方程
对于一般化学反应a(氧化态） ne- ⇋ b（还原态）
其电极电势φ与标准电极电势φө的关系可以用能斯特方程表示
能斯特方程
有的教科书上把对数部分写成还原态/氧化态，同时把标准电极电势后面的加号写成了减号
能斯特是德国化学家，但这个人的名声有污点，主要和战争有关
能斯特方程的注意点：
1）n为半反应中得失的电子数（能斯特方程适用于半反应，而不是一个完整的电池反应）
2）氧化态(或者还原态)皆以半反应中各物质的化学计量数为指数
3）电极反应中，如果物质是气体，则用相对分压p/pө表示
4）纯液体、纯固体不表示在式中（实际上表示在式中了，但其数值是1）
5）用H 和OH-参与反应式时，其离子相对浓度计入式中
氢离子和氢氧根离子要计入公式
注意不要忘掉化学计量数作为在能斯特方程中作为指数出现
电极电势的影响因素：浓度和酸度
浓度对电极电势的影响
氧化态浓度变大（还原态浓度变小），电极电势变大；还原态浓度变大（氧化态浓度变小），电极电势变小。
有H /OH-参加的电极反应，酸度的变化会对电极电势产生影响
一定不要忘掉指数，初学者最容易犯的错
4.4.3.5电极电势的应用
1）计算原电池电动势
当电极中的物质处于标准状态时，电池中电极电势代数值大的为正极，代数值小的为负值，原电池的标准电动势为：
Eө=φө(正极)-φө(负极)
当电极中的物质为非标准状态时，先用能斯特方程计算出正负电极的电极电势，再计算原电池的电动势：
E=φ(正极)-φ(负极)
2）比较氧化剂/还原剂的相对强弱
φө数值越大，表明电对的氧化态越易得电子，即氧化态即是越强的氧化剂；
φө数值越小，表明其电对的还原态越易失电子，即还原态是越强的还原剂。
例：比较氯溴碘三种元素单质的氧化性及其负离子的还原性
φө(Cl2/Cl-)=1.358V
φө(Br2/Br-)=1.066V
φө(I2/I-)=0.5355V
可以得出，Cl2的氧化性最强，I-的还原性最强
3）判断氧化还原反应的方向
ΔrGmө是系统做非体积功的那部分能量。
ΔrGmө=W非体积
在原电池中，非体积功就是电功。
W非体积=-nFE（F为1 mol电子的带电量）
ΔrGmө= -nFE=-nF(φ正极-φ负极）
E>0时， ΔrGmө<0，反应正方向自发进行
E=0时， ΔrGmө=0，反应平衡
E<0时， ΔrGmө>0，反应逆方向自发进行
标准电极电势和电极电势不一定相等哦
上例的化学反应方程式中，氯气被还原，所以氯气是正极，Mn2 被氧化，所以是负极，判断出正负极后，用正极减去负极，就是电动势。
4）确定氧化还原反应的程度
化学反应的程度即是标准平衡常数来表示
范特霍夫方程的变形
举例说明：
K值极大，说明反应的很彻底
课堂习题：
想想这个答案是哪个
下一节讲能源的相关知识
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