A-level 化学/AQA/模块 5/氧化还原平衡
氧化还原反应在 AS 级被广泛研究。关键点总结如下
• 电子得失可以用完整的方程式表示；
• 氧化是指失去电子。当一种物质失去电子时，它被称为被氧化。例如：Fe2+ à Fe3+ + e-
• 还原是指获得电子。当一种物质获得电子时，它被称为被还原。例如：MnO4- + 8H+ + 5e- à Mn2+ + 4H2O
• 事实上，电子永远不会被创造或毁灭；它们只能从一种物质转移到另一种物质。涉及电子转移的反应被称为氧化还原反应。
• 通过将氧化过程和还原过程的半反应方程式组合起来，可以创建总的氧化还原方程式，方法是将其中一个半反应方程式中所有物质的系数乘以一个因子，以确保获得的电子数等于失去的电子数。例如：Fe2+ à Fe3+ + e- 氧化 MnO4- + 8H+ + 5e- à Mn2+ + 4H2O 还原 将氧化反应中的所有系数乘以 5：5Fe2+ à 5Fe3+ + 5e- 表示总共获得 5 个电子并失去 5 个电子 总方程式：MnO4- + 8H+ + 5Fe2+ à Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
• 一种能从另一种物质接受电子的物质是氧化剂。氧化剂在氧化还原反应中被还原。例如：MnO4- 是上述反应中的氧化剂。
• 一种能向另一种物质捐赠电子的物质是还原剂。还原剂在氧化还原反应中被氧化。例如：Fe2+ 是上述反应中的还原剂。
• 原子氧化数是指如果键完全是离子键，原子将带的电荷。
在简单离子中，原子的氧化数等于离子上的电荷：Na+、K+、H+ 的氧化数均为 +1。O2-、S2- 的氧化数均为 -2。
在分子或化合物中，原子氧化数之和为零：例如：SO3；S 的氧化数 = +6，O 的氧化数 = -2。+6 + 3(-2) = 0
在复杂离子中，原子氧化数之和等于离子上的总电荷。例如：MnO4-；Mn 的氧化数 = +7，O 的氧化数 = -2。+7 + 4(-2) = -1 例如：Cr2O72-；Cr 的氧化数 = +6，O 的氧化数 = -2。2(+6) + 7(-2) = -2 例如：VO2+；V 的氧化数 = +5，O 的氧化数 = -2。+5 + 2(-2) = +1
在元素的标准状态下，每个原子的氧化数为零：在 Cl2、S、Na 和 O2 中，所有原子的氧化数均为零。
许多原子，包括大多数 d 区原子，存在于不同的氧化数中。在复杂离子或分子中，可以通过假设该物质中其他原子的氧化数是固定的来计算这些原子的氧化数。
• 氧化数对编写半反应方程式很有用
获得或失去的电子数可以通过以下公式推断：获得/失去的电子数 = 氧化数变化 * 发生氧化数变化的原子数
通过在一边放置适当数量的水分子来平衡氧原子。
通过在一边放置适当数量的 H+ 离子来平衡氢原子。
• 歧化反应是指同一物质同时发生氧化和还原。许多 d 区物质很容易同时发生氧化和还原，因此可以充当氧化剂和还原剂。Cu+、Mn3+ 和 MnO42- 都是例子
例如：Cu+ à Cu2+ + e- 氧化 Cu+ + e à Cu 还原
例如：Mn3+ + 2H2O à MnO2 + 4H+ + e- 氧化 Mn3+ + e- à Mn2+ 还原
例如：MnO42- à MnO4- + e- 氧化 MnO42- + 2H+ + 2e- à MnO2 + 2H2O 还原
这类物质能够同时发生氧化和还原。歧化反应是氧化还原反应的特殊例子。
考虑将一根锌棒浸入含有 Zn²⁺ 离子的溶液中（例如：ZnSO4）
棒上的 Zn 原子可以在棒上沉积两个电子并以 Zn²⁺ 离子的形式进入溶液：Zn(s) == Zn²⁺(aq) + 2e 此过程会导致锌棒上积聚负电荷。或者，溶液中的 Zn²⁺ 离子会从棒上接受两个电子并转移到棒上变成 Zn 原子：Zn²⁺(aq) + 2e == Zn(s) 此过程会导致锌棒上积聚正电荷。
在这两种情况下，棒和溶液之间都会建立起电势差。这被称为电极电势。
如果将一根铜棒浸入含有铜离子的溶液中（例如：CuSO4），由于以下过程，也会建立起类似的电极电势：Cu²⁺(aq) + 2e == Cu(s) - 还原（棒变为正极） Cu(s) == Cu²⁺(aq) + 2e - 氧化（棒变为负极）
请注意，没有发生化学反应 - 棒和溶液之间只是存在电势差。电势差将取决于溶液中离子的性质、溶液中离子的浓度、所用电极的类型以及温度。
如果将两个不同的电极连接起来，两个电极之间的电势差将导致电流流过它们。因此，建立了电动势（emf），该系统可以产生电能。
通过允许离子从一个溶液流到另一个溶液来完成电路。这是通过盐桥实现的 - 通常是一段浸泡在惰性电解质溶液（例如：KNO3(aq)）中的滤纸。
可以使用电压表测量 emf。电压表具有很高的电阻，因此它们不会从主电路中分流太多电流。
以这种方式组合两个电极被称为电化学电池，可用于发电。构成电池的两个组件被称为半电池。
可以通过将锌电极浸泡在硫酸锌溶液中，与铜电极浸泡在硫酸铜溶液中组合，来制作典型的电化学电池。
正极是最有利于还原的电极。在本例中，是正极的铜电极。
负极是最有利于氧化的电极。在本例中，是负极的锌电极。
因此，电子从锌电极流向铜电极。因此，还原在铜电极处发生：Cu²⁺(aq) + 2e à Cu(s) 因此，氧化在锌电极处发生：Zn(s) à Zn²⁺(aq) + 2e
总的电池反应如下：Zn(s) + Cu²⁺(aq) à Zn²⁺(aq) + Cu(s)
硫酸根离子通过盐桥从 Cu2+(aq) 溶液流向 Zn²⁺(aq) 溶液，以完成电路并补偿 Cu2+ 浓度降低和 Zn2+ 浓度升高。包括旁观离子的电池反应可以写成如下：CuSO4(aq) + Zn(s) à Cu(s) + ZnSO4(aq)。
外部连接必须由金属线制成，以允许电子流动。盐桥必须由水性电解质制成，以允许离子流动。
通过允许两种化学试剂在电气上连接，但不在化学上连接，反应只能在电子在外部流动的情况下发生。因此，化学能转化为电能。
设计电化学电池
[edit | edit source]半电池不一定必须由浸入其离子溶液中的金属组成。任何半反应都可以用来创建一个半电池。
如果半反应不包含其元素状态的金属，则必须使用惰性电极。在这种情况下通常使用铂，因为它是一种极其惰性的金属。如果涉及气体，则必须以使其与电极接触的方式将其鼓泡到溶液中。
下面给出了一些示例
a) Fe3+(aq) + e == Fe2+(aq) 使用铂电极，浸入含有 Fe2+ 和 Fe3+ 离子的溶液中
b) Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e == 2Cr3+(aq) + 7H2O(l) 使用铂电极，浸入含有 Cr2O72-、H+ 和 Cr3+ 离子的溶液中
c) Cl2(g) + 2e == 2Cl-(aq) 使用铂电极，浸入含有 Cl- 离子的溶液中。氯气通过溶液鼓泡，与电极接触
d) 2H+(aq) + 2e == H2(g) 使用铂电极，浸入含有 H+ 离子的溶液中。氢气通过溶液鼓泡，与电极接触
除了发电外，半电池还提供了有关半反应发生氧化或还原的相对能力的重要信息。电极越正，发生还原的趋势越大，电极越负，发生氧化的趋势越大。
标准条件
[edit | edit source]电极电位取决于所用条件，包括温度、压力和反应物的浓度。
因此，在测量电极电位时有必要指定所用条件。这些条件通常设置为 298 K 的温度、1 atm 的压力以及溶液中所有物质的浓度为 1.0 moldm-3。在这些条件下测量的电极电位称为标准电极电位。它们用符号 Eo 表示。
可以使用勒沙特列原理预测如果使用非标准条件电极电位将如何变化。
如果氧化剂的浓度大于 1.0 moldm-3，则更有可能有利于还原，电极电位将比标准电极电位更正。如果它的浓度小于 1.0 moldm-3，则更有可能有利于氧化，电极电位将比标准电极电位更负。对于还原剂，情况正好相反。
例如：Fe2+(aq) + 2e == Fe(s) 标准电极电位 = -0.44 V 如果 [Fe2+] = 0.1 moldm-3，则电极电位 = -0.50 V 浓度低于标准，因此还原不太可能发生，因此电极电位比预期更负。
如果温度高于 298 K，则系统将向吸热方向移动，电极电位将相应变化。
如果压力大于 1 atm，则系统将向降低压力的方向移动，电极电位将相应变化。
通常，有利于还原方向的变化将使电极电位更正，有利于氧化方向的变化将使电极电位更负。
参比电极
[edit | edit source]电化学电池的电动势很容易测量，但单个电极电位本身实际上根本无法测量；只能测量两个电极之间的电位差。即使将另一个电极插入溶液，它也会建立自己的电极电位，而且只能测量两个电极之间的差值。
因此，只有在任意分配一个半电池的值的情况下，才能为半电池分配一个值，所有其他电极都是相对于它测量的。用于此目的的电极称为参比电极。通常用于此目的的电极是标准氢电极。
气体压力固定在 1 atm，温度为 25oC，H+ 离子的浓度为 1.0 moldm-3。
该电极被任意分配为 0.00V。
使用该电极，可以为所有其他半电池分配电极电位。
电压表测量电池右侧的电位，并从电池左侧的电位中减去它
电动势 = ERHS - ELHS
因此，如果标准氢电极放置在电压表的左侧，则 ELHS 将为零，电池的电动势将是右侧电极的电极电位
例如，如果标准 Zn2+(aq) + 2e == Zn(s) 电极连接到标准氢电极，并且标准氢电极放置在左侧，则电池的电动势为
-0.76V.
因此，Zn2+(aq) + 2e == Zn(s) 半电池的电极电位为 -0.76V。
例如，如果 Cu2+(aq) + 2e == Cu(s) 电极连接到标准氢电极，并且标准氢电极放置在左侧，则电池的电动势为 +0.34V。因此，Cu2+(aq) + 2e == Cu(s) 半电池的电极电位为 +0.34V。
半反应的标准电极电位可以定义如下
"半反应的标准电极电位是电池的电动势，其中左侧电极是标准氢电极，右侧电极是所讨论的标准电极”。
方程电动势 = ERHS - ELHS 可以以两种方式应用于电化学电池
a) 如果指定了 RHS 和 LHS 电极，并相应地测量了电池的电动势，那么如果已知一个电极的 Eo，则可以推导出另一个电极。
例如，如果将标准铜电极 (+0.34V) 放置在左侧，并将标准银电极放置在右侧，则电池的电动势为 +0.46V。计算银电极的标准电极电位。
电动势 = ERHS - ELHS +0.46 = E - (+0.34V) E = 0.46 + 0.34 = +0.80V
b) 如果两个 SEP 都已知，则如果指定了右侧电极和左侧电极，则可以计算形成的电池的电动势。
例如，如果 RHS = 银电极 (+0.80V) 并且 LHS 是铜电极 (+0.34V)，则电动势 = +0.80 - 0.34 = +0.46V
事实上，氢电极很少在实践中使用，原因如下：- 电极反应很慢 - 电极不易携带 - 难以保持恒定压力
一旦一个标准电极电位相对于标准氢电极测量出来，就不需要再次使用标准氢电极。任何已知电极电位的电极都可以用来测量标准电极电位。这样的电极被称为二级标准电极。一个有用的例子是甘汞电极。
电池的常规表示
[edit | edit source]由于完全绘制每个电化学电池既麻烦又费时，因此使用了一种符号系统来完整地描述电池，而无需绘制它。
半电池写成如下
- 电极放在垂直线的一侧。- 溶液中的物质，无论是固体、液体、水溶液还是气体，都放在垂直线的另一侧。- 如果溶液中有多种物质，并且物质位于半方程的不同侧，则不同的物质用逗号隔开。
例如 Zn²⁺(aq) + 2e == Zn(s)
例如 Fe3+(aq) + e == Fe2+(aq)
例如 Cl2(g) + 2e == 2Cl-(aq)
当两个半电池连接形成一个完整的电化学电池时，电池写成如下
- 更正的电极始终放在右侧 - 两个半电池放在两个垂直断线的两侧（代表盐桥 - 电极放在最左侧和最右侧，其他物质放在中心相邻的垂直断线旁边 - 在左侧（氧化），较低的氧化态物质首先写，较高的氧化态物质其次写。- 在右侧（还原），较高的氧化态物质首先写，较低的氧化态物质其次写。
例如电池反应 = Zn(s) + 2H+(aq) à Zn2+(aq) + H2(g)
例如电池反应 = Cu2+(aq) + H2(g) à Cu(s) + 2H+(aq)
例如电池反应 = Ag+(aq) + Fe2+(aq) à Ag(s) + Fe3+(aq)
这种表示电化学电池的方法被称为电池的常规表示，并且被广泛使用。
这种符号的一个优点是可以很容易地看到正在发生的还原和氧化过程。
在 LHS（氧化）：电极 à 还原物质 à 氧化物质 在 RHS（还原）：氧化物质 à 还原物质 à 电极
电化学系列
[edit | edit source]如果将所有标准电极电位按顺序排列，通常从最负的开始，就会建立一个系列，清楚地显示所有半反应发生氧化和还原的相对趋势。这个系列被称为电化学系列，该系列的简化形式如下所示
半方程 Eo/V
Li+(aq) + e == Li(s) -3.03
K+(aq) + e == K(s) -2.92
Ca2+(aq) + 2e == Ca(s) -2.87
Na+(aq) + e == Na(s) -2.71
Mg2+(aq) + 2e == Mg(s) -2.37
Be2+(aq) + 2e == Be(s) -1.85
Al3+(aq) + 3e == Al(s) -1.66
Mn2+(aq) + 2e == Mn(s) -1.19
V2+(aq) + 2e == V(s) -1.18
Zn2+(aq) + 2e == Zn(s) -0.76
Cr3+(aq) + 3e == Cr(s) -0.74
Fe2+(aq) + 2e == Fe(s) -0.44
2H2O(l) + 2e == H2(g) + 2OH-(aq) -0.42
PbSO4(s) + 2e == Pb(s) + SO42-(aq) -0.36
Co2+(aq) + 2e == Co(s) -0.28
V3+(aq) + e == V2+(aq) -0.26
Ni2+(aq) + 2e == Ni(s) -0.25
Sn2+(aq) + 2e == Sn(s) -0.14
CrO42-(aq) + 4H2O(l) + 3e == Cr(OH)3(s) + 5OH-(aq) -0.13
Pb2+(aq) + 2e == Pb(s) -0.13
CO2(g) + 2H+(aq) + 2e == CO(g) + H2O(l) -0.10
2H+(aq) + 2e == H2(g) 0.00
S4O62-(aq) + 2e == 2S2O32-(aq) +0.09
Cu2+(aq) + e == Cu+(aq) +0.15
4H+(aq) + SO42-(aq) + 2e == H2SO3(aq) + 2H2O(l) +0.17
Cu2+(aq) + 2e == Cu(s) +0.34
VO2+(aq) + 2H+(aq) + e == V3+(aq) + H2O(l) +0.34
Cu+(aq) + e == Cu(s) +0.52
I2(aq) + 2e == 2I-(aq) +0.54
2H+(aq) + O2(g) + 2e == H2O2(aq) +0.68
Fe3+(aq) + e == Fe2+(aq) +0.77
Ag+(aq) + e == Ag(s) +0.80
2H+(aq) + NO3-(aq) + e == NO2(g) + H2O(l) +0.81
VO2+(aq) + 2H+(aq) + e == VO2+(aq) + H2O(l) +1.02
Br2(aq) + 2e == 2Br-(aq) +1.09
2IO3-(aq) + 12H+(aq) + 10e == I2(aq) + 6H2O(l) +1.19
O2(g) + 4H+(aq) + 4e == 2H2O(l) +1.23
MnO2(s) + 4H+(aq) + 2e == Mn2+(aq) + 2H2O(l) +1.23
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e == 2Cr3+(aq) + 7H2O(l) +1.33
Cl2(g) + 2e == 2Cl-(aq) +1.36
PbO2(s) + 4H+(aq) + 2e == Pb2+(aq) + 2H2O(l) +1.46
MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 5e == Mn2+(aq) + 4H2O(l) +1.51
PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) == PbSO4(s) + 2H2O(l) +1.69
MnO4-(aq) + 4H+(aq) + 3e == MnO2(s) + 2H2O(l) +1.70
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e == 2H2O(l) +1.77
Ag2+(aq) + e == Ag+(aq) +1.98
F2(g) + 2e == 2F-(aq) +2.87
• 注意所有半反应方程式都写成还原反应。这符合 IUPAC 编写电极反应半反应方程式的惯例。
电化学序列具有许多有用的特点
• 序列左侧的所有物质都可以接受电子并被还原为较低的氧化态。因此，它们都是氧化剂。序列右侧的所有物质都可以释放电子并被氧化为更高的氧化态，因此它们是还原剂。
• 电化学序列中半反应方程式的位置越高，标准电极电位越负，发生氧化的趋势越大。因此，序列顶部的还原剂非常强，氧化剂非常弱。电化学序列中半反应方程式的位置越低，标准电极电位越正，发生还原的趋势越大。因此，序列底部的氧化剂非常强，还原剂非常弱。
因此可以推断出：i) 氧化剂在电化学序列中向下移动时强度增加 ii) 还原剂在电化学序列中向下移动时强度减弱
• 如果两个半电池连接，则电化学序列中位置更高的半电池（即更负）将发生氧化，电化学序列中位置更低的半电池（即更正）将发生还原。
• 许多这些电极电位无法通过实验测量，因为其中一种物质会与水发生反应。在这种情况下，标准电极电位通常是使用复杂的玻恩-哈伯循环计算得到的。
如果两个半电池用电连接并允许电流流动，则更正的电极将发生还原，更负的电极将发生氧化。更正电极上的氧化剂被还原，因此氧化更负电极上的还原剂。
例如，如果锌电极和铜电极连接，则发生以下反应：Zn(s) + Cu2+(aq) à Zn2+(aq) + Cu(s)
可以假设，如果反应在电化学上发生，它也会在化学上发生。因此，如果将锌金属加入硫酸铜 (II) 溶液中，将发生上述反应。然而，如果将铜金属加入硫酸锌 (II) 溶液中，则不会发生反应。如果发生任何反应，它必须是 Cu(s) + Zn2+(aq) à Cu2+(aq) + Zn(s)
此反应不是两个半电池连接时发生的反应，因此不能指望它在其他情况下发生。
由于更正的电极位于电化学序列的底部，因此这些系统中的氧化剂将氧化电化学序列中位于其上方的任何还原剂。
例如，H+(aq) 会将 Pb(s) 氧化为 Pb2+(aq)，以及位于其上方的任何其他金属，但不会将 Cu(s) 氧化为 Cu2+(aq) 或位于其下方的任何金属。Pb(s) + 2H+(aq) à Pb2+(aq) + H2(g)
然而，硝酸等酸含有更强的氧化剂 NO3-(aq)，它会氧化任何标准电极电位比 +0.81V 更负的还原剂，例如 Cu(s) Cu(s) + 4H+(aq) + 2NO3-(aq) à Cu2+(aq) + 2NO2(g) + 2H2O(l)
还原剂会还原位于其下方电化学序列中的任何氧化剂。
例如，Fe2+(aq) 会将 VO2+(aq) 还原为 VO2+(aq)，但不会将 VO2+(aq) 还原为 V3+(aq) 或将 V3+(aq) 还原为 V2+(aq) VO2+(aq) + 2H+(aq) + Fe2+(aq) à VO2+(aq) + H2O(l) + Fe3+(aq)
预测反应是否会发生的更系统的方法是构建两个半反应方程式，一个还原反应和一个氧化反应，用于尝试发生的反应。由于还原反应发生在更正的电极上，因此将还原过程视为右侧电极，将氧化过程视为左侧电极。反应的电池电位由 ERHS - ELHS 或 EReduction - EOxidation 给出。如果电池电位为正，则反应将发生。如果电池电位为负，则反应将不会发生。此方法可用于预测任何给定的氧化还原反应是否会发生。
例如，预测锌金属是否会从 FeSO4(aq) 溶液中置换出铁。正在考虑的反应是 Zn(s) + Fe2+(aq) == Zn2+(aq) + Fe(s) 还原：Fe2+(aq) + 2e == Fe(s) (Eo = -0.44V) 氧化：Zn(s) == Zn2+(aq) + 2e (Eo = -0.76V) ECELL = -0.44 -(-0.76) = +0.32V 因此反应将发生。
例如，预测锌金属是否会从 MnSO4(aq) 溶液中置换出锰正在考虑的反应是 Zn(s) + Mn2+(aq) à Zn2+(aq) + Mn(s) 还原：Mn2+(aq) + 2e == Mn(s) (Eo = -1.19V) 氧化：Zn(s) == Zn2+(aq) + 2e (Eo = -0.76V) ECELL = -1.19 -(0.76) = -0.43V 因此反应将不会发生。
例如，预测溴是否会从 KI(aq) 溶液中置换出碘正在考虑的反应是 Br2(aq) + 2I-(aq) == 2Br-(aq) + I2(aq) 还原：Br2(aq) + 2e == 2Br-(aq) (Eo = +1.09V) 氧化：2I-(aq) == I2(aq) + 2e (Eo = +0.54V) ECELL = 1.09 - 0.54 = +0.55V 因此反应将发生。
例如，预测溴是否会从 NaCl(aq) 溶液中置换出氯正在考虑的反应是 Br2(aq) + 2Cl-(aq) == 2Br-(aq) + Cl2(aq) 还原：Br2(aq) + 2e == 2Br-(aq) (Eo = +1.09V) 氧化：2Cl-(aq) == Cl2(aq) + 2e (Eo = +1.36V) ECELL = 1.09 - 1.36 = -0.27V 因此反应将不会发生。
标准电极电位可用于预测物质是否会发生歧化反应。
例如，预测 Ag+ 离子是否会在水溶液中发生歧化反应。可以预期 Ag+ 会根据以下半反应发生歧化反应：Ag+(aq) + e == Ag(s) 还原，Eo = + 0.80V Ag+(aq) == Ag2+(aq) + e 氧化，Eo = + 1.98V ECELL = 0.80 - 1.98 = -1.18V 因此 Ag+ 不会发生歧化反应
例如，预测 H2O2 是否会在水溶液中发生歧化反应。可以预期 H2O2 会根据以下半反应发生歧化反应：H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e == 2H2O(l) 还原，Eo = +1.77V H2O2(aq) == 2H+(aq) + O2(g) + 2e 氧化，Eo = +0.68V ECELL = 1.77 - 0.68 = +1.09V 因此 H2O2(aq) 会发生歧化反应：2H2O2(aq) + 2H+(aq) à 2H+(aq) + O2(g) + 2H2O(l) 2H2O2(aq) à 2H2O(l) + O2(g)
虽然电池电位通常可以正确预测给定反应是否会发生，但它严格来说仅适用于标准条件。如果使用的溶液非常浓或非常稀，则电极电位将不是标准电极电位，电池电位的符号可能与标准条件下预测的符号不同。因此，许多在标准条件下预计不会发生的反应实际上确实发生了，如果溶液很热或很浓，并且许多在标准条件下预计会发生的反应不会发生，如果溶液太稀。
例如，二氧化锰与盐酸的反应。MnO2(s) + 4H+(aq) + 2Cl-(aq) à Mn2+(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l) 还原：MnO2(s) + 4H2+(aq) + 2e == Mn2+(aq) + 2H2O(l) Eo = +1.23V 氧化：2Cl-(aq) àCl2(g) + 2e Eo = +1.36V ECELL = Er - Eo = -0.13V
此反应在标准条件下不会发生。但是，如果使用热的浓 HCl，高 Cl- 浓度有利于氧化，电极电位变得不那么正，因此 ECELL 变得正，反应发生。
例如，重铬酸钾 (VI) 与盐酸的反应。Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6Cl-(aq) à 2Cr3+(aq) + 3Cl2(g) + 7H2O(l) 还原：Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e == 2Cr3+(aq) + 7H2O(l) Eo = +1.33V 氧化：2Cl-(aq) == Cl2(g) + 2e Eo = +1.36V ECELL = Er - Eo = -0.03V 此反应在标准条件下不会发生。但是，如果将固体重铬酸钾溶解在盐酸中，高 Cr2O72- 浓度有利于还原，并使电极电位更正。因此 ECELL 变得正，反应发生。
电池电势可以有效地预测特定反应是否会发生，但无法指示反应进行的速度。在许多情况下，ECELL为正值，但没有明显的反应发生。这是因为反应物动力学稳定；反应具有很高的活化能，因此在室温下非常缓慢。在无机化学中有很多这样的例子。
例如，Mg(s) + 2H2O(l) à Mg2+(aq) + 2OH-(aq) + H2O(g) E = -0.42V，E = -2.38V 因此 ECELL = Er - Eo = +1.96V 预计会发生反应，但实际上没有发生。这是因为活化能太高（镁会与蒸汽反应，并缓慢与热水反应）。
因此，如果预期会发生反应，但发现没有发生，可能有两种可能的原因：- 溶液太稀（即条件非标准） - 反应非常缓慢（即反应物动力学稳定）
如果预期不会发生反应，但实际上发生了，则是因为条件非标准（即溶液浓度高）。