元素电势图及其应用

浅谈标准电极电势的图示法 - 西北大学精品课程

浅谈标准电极电势的图示法康祎璠（西北大学化学系05级化学专业西安 710069）摘要：标准电极电势是氧化还原反应很好的定量标度，有时为了直观和便利起见，可用图示法对电势数值作以表示，本文就几种常用的图示形式作一讨论。关键词：标准电极电势电对氧化态歧化反应标准电极电势是氧化还原反应很好的定量标度，通常在教材和手册中，都以“标准电极电势表”的形式给出。但是列表的方式是依电极电势数值从小到大自上而下排列的，这就使得要集中而全面地了解某一种元素的相关氧化态遇到了困难。而用图示法讨论与某元素相关的电极电势不仅克服了上述的不便，而且会提供元素及其化合物更多的信息。本文将详细的对图示法作一介绍。一﹑拉蒂麦尔图(Latimer diagram) 拉蒂麦尔图又称元素电势图，是用图形表示标准电极电势数据中最简单的一种。在特定的pH 条件下，将元素各种氧化数的存在形式依氧化数降低的顺序从左向右排成一行，用线段将各种氧化态连接起来，在线段上写出其两端的氧化态所组成的电对O ?值，便得到该pH 下该元素的元素电势图。下例为碘在酸性和碱性条件下的元素电势图（经常以pH = 0和pH = 14两种条件作图）： O A ?/V O A ?/V 在元素图的绘制过程中我们应该注意到： 1.写法：氧化态由高至低，从左向右排列，短线上电位是电对的O ?； 2.O A ?, O B ?分别指在酸性介质和碱性介质条件下的值。元素电势图作为用图形表示标准电极电势数据中最简单，最常用的一种，它的用途也是很广泛的：首先可以通过它来判断物质酸性的强弱。从元素电势图上，可以看出某些酸的强弱，以及非强酸在给定的pH 条件下的解离方式。如上例中：高碘酸在酸性

电化学原理及其应用(习题及答案)

第六章电化学原理及其应用一、选择题 1．下列电极反应中，溶液中的pH值升高，其氧化态的氧化性减小的是(C) A. Br2+2e = 2Br－ B. Cl2+2e=2Cl— C. MnO4—+5e+8H+=2Mn2++4H2O D. Zn2++2e=Zn 2．已知H2O2在酸性介质中的电势图为O2 0.67V H2O2 1.77V H2O，在碱性介质中的电势图为O2-0.08V H2O2 0.87V H2O，说明H2O2的歧化反应（C） A.只在酸性介质中发生 B.只在碱性介质中发生 C.无论在酸、碱性介质中都发生Ｄ.与反应方程式的书写有关 3．与下列原电池电动势无关的因素是Zn |Zn2+‖H+，H2 | Pt （B） A. Zn2+的浓度 B. Zn电极板的面积 C.H+的浓度 D.温度 4．298K时，已知Eθ（Fe3+/Fe）=0.771V，Eθ（Sn4+/Sn2+）=0.150V，则反应2Fe2++Sn4+=2Fe3++Sn2+的△r G mθ为（D）kJ/mol。 A. －268.7 B. －177.8 C. －119.9 D. 119.9 5．判断在酸性溶液中下列等浓度的离子哪些能共存（D） A Sn2+和Hg2+ B. SO32—和MnO4— C. Sn4+和Fe D. Fe2+和Sn4+ 已知Eθ(Hg2+/Hg)=0.851V，Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.15V ，Eθ(MnO4—/Mn2+)=1.49V Eθ(SO42—/H2SO3)=1.29V ，Eθ(Fe2+/Fe)= —0.44V 6．已知下列反应在标准状态下逆向自发进行 Sn4++Cu = Sn2++Cu2+ Eθ(Cu2+/Cu)=(1) , Eθ(Sn4+/Sn2+)=(2) 则有（C） A. (1) = (2) B. (1)＜(2) C. (1)＞(2) D. 都不对二、填空题 1．将下列方程式配平 3PbO2 + 2 Cr3+ + ____H2O___ ＝1Cr2O72—+ 3Pb2+ + __2H+___ (酸性介质) 2MnO2 + 3 H2O2 +__2OH-___ ＝2MnO4—+ ___4H2O______ （碱性介质）2．现有三种氧化剂Cr2O72—，H2O2，Fe3+，若要使Cl—、Br—、I—混合溶液中的I—氧化为I2，而Br-和Cl-都不发生变化，选用Fe3+最合适。(EθCl2/Cl-=1.36V, EθBr2/Br-=1.065V, EθI2/I-=0.535V) 3．把氧化还原反应Fe2++Ag+=Fe3++Ag设计为原电池，则正极反应为Ag++ e = Ag，负极反应为Fe3++e= Fe2+ ，原电池符号为Pt︱Fe3+(c1),Fe2+(c2)‖Ag+(c3)︱Ag。 4．在Ｍn++n e＝M(s)电极反应中，当加入Ｍn+的沉淀剂时，可使其电极电势值降低，如增加Ｍ的量，则电极电势不变 5．已知EθAg+/Ag=0.800V, K sp=1.6×10—10则Eθ（AgCl/Ag）= 0.222V。 6．已知电极反应Cu2++2e=Cu的Eo为0.347Ｖ,则电极反应2Cu - 4e =2Cu2+的Eθ值为0.347V 。7．用氧化数法配平下列氧化还原反应。（1）K2Cr2O7＋H2S＋H2SO4K2SO4＋Cr2(SO4)3＋S＋H2O K2Cr2O7＋3H2S＋4H2SO4 =K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3S＋7H2O

电动势的测定及其应用(实验报告)

实验报告电动势的测定及其应用一．实验目的 1．掌握对消法测定电动势的原理及电位差计，检流计及标准电池使用注意事项及简单原理。 2．学会制备银电极，银～氯化银电极，盐桥的方法。 3．了解可逆电池电动势的应用。二．实验原理原电池由正、负两极和电解质组成。电池在放电过程中，正极上发生还原反应，负极则发生氧化反应，电池反应是电池中所有反应的总和。电池除可用作电源外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质，从化学热力学得知，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系： △r G m =-nFE 式中△r G m 是电池反应的吉布斯自由能增量；n 为电极反应中电子得失数；F 为法拉第常数；E 为电池的电动势。从式中可知，测得电池的电动势E 后，便可求得△r G m ，进而又可求得其他热力学参数。但须注意，首先要求被测电池反应本身是可逆的，即要求电池的电极反应是可逆的，并且不存在不可逆的液接界。同时要求电池必须在可逆情况下工作，即放电和充电过程都必须在准平衡状态下进行，此时只允许有无限小的电流通过电池。因此，在用电化学方法研究化学反应的热力学性质时，所设计的电池应尽量避免出现液接界，在精确度要求不高的测量中，常用“盐桥”来减小液接界电势。为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，一般均采用电位差计测量电池的电动势。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和，如能分别测定出两个电极的电势，就可计算得到由它们组成的电池电动势。附【实验装置】（阅读了解） UJ25型电位差计 UJ25型箱式电位差计是一种测量低电势的电位差计，其测量围为 mV .V 1171-μ(1K 置1?档)或 mV V 17110-μ（1K 置10?档）。使用V V 4.6~7.5外接工作电源，标准电池和灵敏电流计均外接，其面板图如图5.8.2 所示。调节工作电流（即校准）时分别调节1p R （粗调）、2p R （中调）和3p R （细调）三个电阻转盘，以保证迅速准确地调节工作电流。n R 是为了适应温度不同时标准电池电动势的变化而设置的，当温度不同图5.8.2 UJ31型电位差计面板图 + - -++- + -标准检流计 5.7-6.4V 未知1 未知2 K 1 R P2 R P3 R P1 R n K 2 I II III 1.01×10 ×1 未知1 未知2 标准断断粗中细 ×1 ×0.1 ×0.001 粗细短路

几种典型电场场强电势及图像

几种典型电场线分布示意图及场强电势特点表列表比较下面均以无穷远处为零电势点，场强为零。孤立的正点电荷电场线直线，起于正电荷，终止于无穷远。 E 离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等，方向不同。φ离场源电荷越远，电势越低；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为正。等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。孤立的负点电荷电场线直线，起于无穷远，终止于负电荷。 E 离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等，方向不同。φ离场源电荷越远，电势越高；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为负。等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。等量同种负点电荷电场线大部分是曲线，起于无穷远，终止于负电荷；有两条电场线是直线。 φ每点电势为负值。连线上 E 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是背离中点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。 φ由连线的一端到另一端先升高再降低，中点电势最高不为零。中垂线上 E 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向中点；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。 φ中点电势最低，由中点至无穷远处逐渐升高至零。等量同种正点电荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；有两条电场线是直线。电势每点电势为正值。连线上 E 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是指向中点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。 φ由连线的一端到另一端先降低再升高，中点电势最低不为零。中垂线 E 以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向无穷远处；由中点至无穷远处，先增大再减小至零，必有一个位置场强最大。 φ中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至零。等量异种点电荷E 大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三条电场线是直线。 φ中垂面有正电荷的一边每一点电势为正，有负电荷的一边每一点电势为负。连线 E 以中点最小不等于零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是由正电荷指向负电荷；由连线的一端到另一端，先减小再增大。 φ由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。中垂线上 E 以中点最大；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是与中垂线垂直，由正电荷指向负电荷；由中点至无穷远处，逐渐减小。 φ中垂面是一个等势面，电势为零

第二节电极电势

2-1 第二节电极电势知识要点一、电极电势和电池电动势 1. 电极电势 (金属－金属离子电极) 在铜锌原电池中,为什么电子从Zn 原子转移给Cu 2＋离子而不是从Cu 原子转移给Zn 2＋离子? 这与金属在溶液中的情况有关,一方面金属M 表面构成晶格的金属离子和极性大的水分子互相吸引,有一种使金属棒上留下电子而自身以水合离子M n ＋ (aq)的形式进入溶液的倾向,金属越活泼,溶液越稀,这种倾向越大,另一方面,盐溶液中的M n ＋ (aq) 离子又有一种从金属M 表面获得电子而沉积在金属表面上的倾向,金属越不活泼,溶液越浓,这种倾向越大.这两种对立着的倾向在某种条件下达到暂时的平衡: M n ＋ (aq)＋ne － M 在某一给定浓度的溶液中,若失去电子的倾向大于获得电子的倾向,到达平衡时的最后结果将是金属离子M n ＋进入溶液,使金属棒上带负电,靠近金属棒附近的溶液带正电,如右图所示,这时在金属和盐溶液之间产生电位差,这种产生在金属定于温度. 在铜锌原电池中,Zn 片与Cu 片分别插在它们各自的盐溶液中,构成Zn 2＋ /Zn 电极与Cu 2＋ /Cu 电极.实验告诉我们,如将两电极连以导线,电子流将由锌电极流向铜电极,这说明Zn 片上留下的电子要比Cu 片上多,也就是Zn 2＋ /Zn 电极的上述平衡比 Cu 2＋/Cu 电极的平衡更偏于右方,或Zn 2＋ /Zn 电对与Cu 2＋ /Cu 电对两者具有不同的电极电势,Zn 2＋ /Zn 电对的电极电势比Cu 2＋ /Cu 电对要负一些.由于两极电势不同,连以导线,电子流(或电流)得以通过. 2. 原电池的电动势电极电势 φ表示电极中极板与溶液之间的电势差.当用盐桥将两个电极的溶液连通时,若认为两溶液之间等电势,则两极板之间的电势差即两电极的电极电势之差,就是电池的电动势.用 E 表示电动势,则有E ＝φ＋－φ－若两电极的各物质均处于标准状态,则其电动势为电池的标准电动势,E ○— =φ ○— (+) －φ ○— (－) 电池中电极电势 φ大的电极为正极,故电池的电动势 E 的值为正.有时计算的结果 E 为负值,这说明计算之前对于正负极的判断有误.E > 0 是氧化还原反应可以自发进行的判据. 3. 标准氢电极 (气体－离子电极) 电极电势的绝对值无法测量,只能选定某种电极作为标准,其他电极与之比较,求得电极电势的相对值,通常选定的是标准氢电极. 标准氢电极是这样构成的:将镀有铂黑的铂片置于H +浓度(严格的说应为活度a )为 1.0mol·kg －1 的硫酸溶液(近似为 1.0mol·dm － 3)中,如右图.然后不断地通入压力为1.013×105Pa 的纯H 2,使铂黑吸附H 2达到饱和,形成一个氢电极.在这个电极的周围发生了如下的平衡: 2H + +2e － H 2 氢电极属于气体－离子电极.标准氢电极作为负极时,可以表示为 Pt | H 2(1.013×105Pa) | H +(1mol·dm － 3) 这时产生在标准氢电极和硫酸溶液之间的电势,叫做氢的标准电极电势,将它作为电极电势的相对标准,令其为零.在任何温度下都规定标准氢电极的电极电势为零(实际上电极电势同温度有关).所以很难制得上述那种标准氢电极,它只是一种理想电极. 用标准氢电极与其他各种标准状态下的电极组成原电池,测得这些电池的电动势,从而计算各种电极的标准电极电势,通常测定时的温度为298K.所谓标准状态是指组成电极的离子其浓度为1mol·dm － 3(对于氧化还原电极来讲,为氧化型离子和还原型离子浓度比为1),气体的分压为1.013×105Pa,液体或固体都是纯净物质.标准电极电势用符号φ○— 表示. 例如:标准氢电极与标准铜电极组成的电池,用电池符号表示为 (－)Pt | H 2(p ○— ) | H +(1mol·dm － 3)‖Cu 2+(1mol·dm － 3) | Cu(+) 在298K,用电位计测得该电池的电动势E ○— = 0.34V E ○— =φ○— (+) －φ○— (－),得φ○— (+) = E ○— +φ○— (－), 故φ○— ( Cu 2+/Cu)= E ○— ＋φ○— (H +/H 2)

电极电势的应用

?无机及分析化学?课程单元教学设计 ──?电极电势的应用? 一、教案头：本次课题：电极电势的应用二、教学设计第一部分：组织教学和复习上次课主要内容（时间：5分钟） ①考勤 ②标准电极电势的测定及利用Nernst方程计算电极电势第二部分：学习新内容（时间：38分钟）步骤一告知，宣布本次课的教学内容、目标（时间：3分钟）

课件演示本次课的标题：电极电势的应用教师讲述引入：我们在上次课中学习了电极电势的知识，电极电势除了可以计算原电池电动势以外，还有其它的一些应用，这节课我们就要一起学习电极电势的这些应用。教学内容：一、氧化剂、还原剂的相对强弱二、氧化还原反应进行的方向三、氧化还原反应进行的程度四、元素电势图及其应用教学目的：通过学习能能根据标准电极电势大小判断氧化剂、还原剂的相对性强弱：判断反应进行的方向，能利用元素电势图判断能否发生歧化反应或逆歧化反应、掌握E?与K?的互算。步骤二讲授新课（时间：30分钟）一、判断氧化剂、还原剂的相对强弱教师讲述：E?小的电对对应的还原型物质还原性强 E?大的电对对应的氧化型物质氧化性强深化对上述知识点的理解：讲解例题9-11 巩固练习：P127简答题第四题二、判断氧化还原反应进行的方向教师讲述：E?值大的的氧化态(O)氧化E?值小的还原态(R) 深化对上述知识点的理解：讲解例题9-12、例题9-12 巩固练习：P127简答题第四题三、氧化还原反应进行的程度

教师指出：氧化还原反应的平衡常数K Θ与标准电极电势E Θ 的关系 ) -E (E 0.0592 0.0592¨ ¨lg -+==Z ZE K E ?越大，电势差越大，K ?也越大，所以K ?能判断氧化还原反应程度深化理解：K Θ与E Θ关系之互算例题9-14、例题9-15已知298K 时下列电极反应的E ?值: 试求AgCl 的溶度积常数。能力训练：有关K Θ与E Θ关系之互算的计算（1） 0.2222V )aq (Cl Ag(s) e (s) AgCl 0.7991V Ag(s) e )aq (Ag =++=+---+E E g(s)A )L 1.0mol (g A )L 1.0mol (Cl AgCl(s) g(s)A 11-+--??解：设计一个原电池： 1 (s) AgCl )aq (Cl )aq (Ag )aq (Cl Ag(s) e (s) AgCl Ag(s) e )aq (Ag sp K K = ++++-+---+10-sp sp ¨101.80 7449.90.0592V 0.5769V 0.0592V ¨ lg - 0.0592V ¨ lg 0.5769V 0.222V 0.7991V ) Ag /AgCl ()Ag /Ag ( ¨ ?======+=-=+K ZE K ZE K E E E 24224)aq (6H )aq (O C 5H )aq (2MnO ++++-例：求反应

专题电势图象(解析版)

1．(2016·鲁南六校联考)在光滑水平面有一沿x轴的静电场，其电势φ随坐标x的变化关系如图所示，一质量为m，带电荷量为q的带负电小球(可视为质点)从O点以初速度v0沿x 轴正向移动，则下列叙述正确的是( ) A．带电小球在0～x1段做匀加速运动，在x2～x3段做反方向匀加速运动 B．带电小球从x1到x3的过程中，电势能一直增大 C．若该带电小球能运动到x4处，则初速度应满足v0>2qφ0 m D．若v0＝3qφ0 m ，带电小球在运动过程中的最大速度为 11qφ0 m 【参考答案】．BCD 2．（2016金丽衢十二校联考）如图所示，两个等量异种点电荷，关于原点O对称放置，下列能正确描述其位于x轴上的电场或电势分布随位置x变化规律正确的是

【参考答案】AC 3.（二中2016届高三第四次模拟考试理科综合试题）如图（a ）所示，AB 是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB 由点A 运动到点B ，所经位置的电势随距A 点的距离变化的规律如图（b ）所示，以下说确的是（） A 、该电场是匀强电场 B 、电子在A 、B 两点的电势能pA pB E E < C 、电子在A 、B 两点的加速度关系是A B a a > D 、电子在A 、B 两点的速度A B v v < 【参考答案】BC 【名师解析】由E=U/d=△φ/△x 可知，电势图象的斜率等于电场强度。由于图象斜率减小，说明从A 到B 的电场强度逐渐减小，该电场不是匀强电场，选项A 错误。由于A 点的电势高于B 点，电子在A 、B 两点的电势能pA pB E E <，选项B 正确。由a=qE/m 可知，电子在A 、B 两点的加速度关系是A B a a >，选项C 正确。电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿 AB 由点A 运动到点B ，克服电场力做功，电势能增大，动能减小，电子在A 点的速度大于B 点，选项D 错误。考点：电场线、电势能

(完整版)两电荷电场强度电势图像

一、两个等量异种点电荷电场 1．电场特征 (1)两个等量异种点电荷电场电场线的特征是：电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三条电场线是直线．如图16所示．图16 (2)在两电荷连线上，连线的中点电场强度最小但是不等于零；连线上关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是由正电荷指向负电荷；图17 由连线的一端到另一端，电场强度先减小再增大．以两电荷连线为x轴，关于x＝0对称分布的两个等量异种点电荷的E－x图象是关于E轴(纵轴)对称的U形图线，如图17所示． (3)在两电荷连线的中垂线上，电场强度以中点处最大；中垂线上关于中点对称的任意两点处场强大小相等，方向相同，都是与中垂线垂直，由正电荷指向负电荷；由中点至无穷远处，

图18 电场强度逐渐减小．以两电荷连线中垂线为y轴，关于y＝0对称分布的两个等量异种点电荷在中垂线上的E－y图象是关于E轴(纵轴)对称的形图线，如图18所示． 2．电势特征 (1)沿电场线，由正电荷到负电荷电势逐渐降低，其等势面如图19所示．若取无穷远处电势为零，在两电荷连线上的中点处电势为零．

图19 (2)中垂面是一个等势面，由于中垂面可以延伸到无限远处，所以若取无穷远处电势为零，则在中垂面上电势为零． (3)若将两电荷连线的中点作为坐标原点，两电荷连线作为x轴，则两个等量异种点电荷的电势φ随x变化的图象如图20所示．图20 二、两个等量同种点电荷电场 1．电场特征 (1)电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；只有两条电场线是直线．(如图22所示) 图22 (2)在两电荷连线上的中点电场强度最小为零；连线上关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是指向中点；由连线的一端到另一端，电场强度先减小到零再增大． (3)若以两电荷连线中点作为坐标原点，沿两电荷连线作为x轴建立直角坐标系，则关于坐标原点对称分布的两个等量同种点电荷在连线方向上的E－x图象是关于坐标原点对称的图线，两个等量正点电荷的E－x图象如图23所示的曲线．

高中物理选修3-1电势能和电势知识点-高中物理电势图

高中物理选修3-1电势能和电势知识点|高中物理电势图电势能和电势的概念一直以来都是高中物理教学的难点，下面是小编给大家带来的高中物理选修3-1电势能和电势知识点，希望对你有帮助。高中物理电势能和电势知识点一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值。电场中某点的电势，就是该点相对于零势点的电势差。 (1)单位：伏特(V) (2)电势差是标量。其正负表示大小。二、电场力的功电场力做功的特点：电场力做功与重力做功一样，只与始末位置有关，与路径无关。 1. 电势能：电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能. 注意：系统性、相对性 2. 电势能的变化与电场力做功的关系 (1)电荷在电场中具有电势能。 (2)电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小。 (3)电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大。

(4)电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。 (5)电势能是相对的，与零电势能面有关(通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。) (6)电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。 (7)电势能是标量。 3. 电势能大小的确定电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。三、电势电势：置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势。是描述电场的能的性质的物理量。其大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。 1. 电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。 2. 电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。 3. 电势是标量,只有大小,没有方向.(负电势表示该处的电势比零电势处电势低.) 4. 计算时EP,q, 都带正负号。

《静电场知识网络图》及其应用

《静电场》基础知识网络图及其应用一、《静电场》基础知识网络图二、对《静电场》基础知识网络图的理解 1、重构教材逻辑，恢复正确的因果关系中学课本在建立“静电场”一章的知识体系时，采用的是从学生熟悉的“力”、“功”和“能”的角度引入，进而建立起静电场的基本概念体系——电场强度、电势差、电势、电场线、等势面等。然而，这只是教学的逻辑，理论上讲，应该是先有场源电荷激发电场，电场就有电场强度、电势、电势差及电场线、等势面等概念来描述其特点与分布，然后才是将试探电荷放进电场，从而受到静电力、具有电势能，试探电荷移动时才涉及到电场力的功。 “《静电场》基础知识网络图”首先从场源电荷Q 出发，以描述静电场的基本概念“电场强度”、“电势”为中心，搭建起静电场的核心概念体系，再进一步向左建立起形象直观描述电场强度分布、电势分布的“电场线”、“等势面”概念——这两步即建立起静电场本身的概念体系，也是试探电荷活动的背景。然后，才将试探电荷放进电场，进而研究试探电荷在静电场中的受力与能量问题，以及运动过程中的静电力做功问题。特别值得一提的是，所谓库仑定律，其实是点电荷电场强度决定式2 r Q k E =和静电力公式qE F =结合而推导出来的：22r qQ k r Q k q qE F =?==；对称的，两个电荷组成系统的静电势能公式r qQ k E =p 也是点电荷的电势决定式r Q k =?和电势能公式?q E =p 结合推导出来的：r qQ k r Q k q q E =?==?p 。 2、理清概念关系，搭建有机知识网络图绝大部分中学资料将静电场的概念划分为两个相对独立的主题“静电场的力的性质”和“静电场的能的性质”，并在“力的性质”主题下囊括“电场强度”、“电场力”、“电场线”三个内容，在“能的性质”主题下囊括“电势”、“电势能”、“等势面”，及其与“力的性质”三个内容的关系。上述这种划分，符合学生学习的循序渐进原则，但是，这种划分一定程度上造成了这些概念间的割裂，“《静电场》基础知识网络图”则通过清晰的关系连接线，将这些人为割裂开的概念重新“缝合”为一个层层递进的有机整体，每两个概念之间都存在着直接的联系和清晰的逻辑关系。学生拿到这幅知识网络图，就可以对静电场这一章的众多概念及其关系做到一目了然，而不再觉得混乱复杂。另一方面，“《静电场》基础知识网络图”还将几种典型电场囊括进来，使基础知识体系更加完整，符合学生对教材基本内容的认知，也是应付具体题目时的必须——讨论静电场基本概念，必然是在具体的静电场中进行；同时，“《静电场》基础知识网络图”还将静电场的知识体系与力学的知识体系建立起直接的联系——这实际上就是高中物理中静电场这一章的落脚点：研究带电粒子或导体在电场中运动变化问题。电荷Q 电场强度E 电势差U 电势φ静电力F 静电力的功W 电势能E p 电场线等势面电场电荷q 分布 122,... Q E k E E E r ==++ F qE =F E q =静电平衡AB AB W U q =电容器点电荷AB AB W qU =等量异种电荷E W qEd =等量同种电荷p ΔW E =-p E q ?=p E q ? =A AO U ?=AB A B U ??=-E U Ed =E U E d = 12,... Q k r ????==++由高指低你密我密线面垂直2 F k r =p Qq E k r =牛顿运动定律动能定理、功能关系能量守恒定律

立体静电势图的制作方法

一、立体静电势图步骤： 1．从GaussView打开目标体系的.chk文件 2逐步点选Results; surface，出现如下图对话框 3.其中Cube Actions…一项，选择New Cub，跳出下图对话框，kind一栏选择Total Density，然后点击OK 4.稍等待空白栏中出现计算结果。Surface Actions…一项选择New Mapped Surface，跳出下图对话框，点击OK. 图4 5.稍等，便出现下图漂亮彩色静电势图编辑显示效果，依次请点击File, Preferences,如下图示：点击Surface选项卡，Transparent就是用来调节透明度的。 6. 点击File主菜单下的Save Image File子菜单，根据需要勾选复选框，点击Save按钮即可保存为.tif,.jpg或者.eps格式的图片文件。二、HOMO与LUMO图绘制 1.用Gaussview构建水分子，保存为.gjf输入文件； 2.用记事本打开.gjf文件，修改相应的关键字（opt freq b3lyp/6-31g(d)，然后保存； 3.将.gjf文件“拖至”G03程序的主界面，按运行键进行计算； 4.待计算完成后，用Gaussview打开.out文件，Results ->Summy->Total Energy(总能量) ->Dipole Moment(偶极矩) -> RMS（均方根梯度） 5.Results ->Charge Distribution-> Mulliken ->Show Number (看原子序数) 6.用Gaussview打开.out文件，Results -> Vibrations 看振动模式与freq(频率)与保存紫外光谱图数据；点击Spectrum->右击鼠标Save Data为.TXT文件->打开UE将.TXT文件拖入-> 点->按住Shift复制X/Y的数据到Orginal. ->点击“/”光谱图。->修改数据与坐标； 7.然后用Gaussview打开.chk文件，Edit->MOs->Visualize->Update看分子轨道->右击出现File->Save Image+空白（.TIF）{最低未占有分子轨道(LUMO) 最高占有分子轨道(HOMO)} 8.前线轨道能级差=最低未占有分子轨道能量-最高占有分子轨道能量 9.Gaussview打开.chk文件->右击-> View-> Labels和Symbos->右击File->Save Image+空白（.TIF）

元素部分讲义

元素化学讲义 §11—1卤族元素 11-1-1通性卤素是周期系第Ⅶ主族元素氟、氯、溴、碘、砹的统称。 1．价层电子构型卤素原子的价层电子构型均为ns2 np5与稳定的8电子构型相比，仅缺少一个电子；核电核是同周期元素中最多的（希有气体除外）；原子半径是同周期元素中最小的，最容易取得电子。非金属性是最强的，从氟到碘非金属性依次减弱。 2．氧化剂：卤素原子都有取得一个电子而形成卤素阴离子的强烈趋势： X2+e-→2X- 故卤素单质均为氧化剂。卤素原子取得电子趋势与其原子半径大小有关。原子半径越小取得电子的趋势越大，故氟是最强的氧化剂。 3.氧化值：卤素在化合物中最常见的氧化值为－1。氟的电负性最大，通常不表现出正氧化值。其它卤族元素，与电负性较大的元素化合，可以表现出正氧化值：＋1，＋3，＋5和＋7。由于氟原子半径小，氟与多种氧化值的元素化合时，该元素往往可以呈现最高氧化值，例如AsF6,SF6 ,IF7等。 11-1-2 卤素单质 1. 物理性质卤素单质皆为双原子分子随着卤素原子半径的增加和核外电子数目的增多，卤素分子之间的色散力也逐渐增大，因此卤素单质的一些物理性质呈规律性变化。卤素单质的熔沸点、气化焓和密度等物理性质按F－Cl－Br－I的顺序依次增大。聚集状态：在常温下，氟、氯是气体，溴是易挥发的液体，碘是固体。 1 / 44

颜色：卤素单质均有颜色。随着分子量的增大，卤素单质的颜色依次加深（由浅黄、黄绿、红棕到紫），这是由于不同的卤素单质对光线选择性吸收所致。溶解度：卤素单质在水中溶解度小，而易溶于非极性的有机溶剂。（可用于萃取和分离鉴定）。碘难溶于水，但易溶于碘化物溶液（如碘化钾）中，这主要是由于生产的I3-缘故: I2+I- =I3- 气态的卤素均有刺激气味，强烈刺激眼、鼻等粘膜，其毒性按F－Cl－Br－I 的顺序依次减小。 2.化学性质卤素单质最突出的性质是氧化性。除碘外，它们均为强氧化剂，从标准电极电势?θ（X2 /X-）可以看出：电对F2／F-Cl2/ Cl-Br2/Br-I2/I- ?θ／V 2.87 l.36 1.09 0.536 F2是卤素单质中最强的氧化剂。卤素的氧化能力依次减弱： F2>C12>Br2> I2。 a.卤素与单质的反应卤素单质都能和氢直接化合。氟与氢在阴冷处就能化合，放出大量的热并引起爆炸；氯与氢的化合物在常温下缓慢地化合，但在强光照射时反应加快，甚至会爆炸；溴与氢化合剧烈程度远不如氯；碘与氢在高温下才能化合。 X2+H2→2HX b. 卤素与水的反应卤素与水可发生两类化学反应。 ⑴卤素对水的氧化作用 2X2+2H2O→4HX+O2 具体来说，氟与水剧烈反应而放出氧气，氯在日光下缓慢地置换水中的氧。溴与水缓慢地反应而放出氧气，但当溴化氢浓度高时，HBr与氧作用而析出溴。碘不能置换水中地氧。 ⑵卤素的水解作用