742-氧化还原反应.pptVIP

本章要求 熟练掌握氧化还原的概念及氧化还原反应式的配平方法；熟练掌握奈斯特方程及其应用，电极电势及元素电势图的应用 重点：电极电势及元素电势图的应用 §7-1 氧化还原反应的基本概念 §7-2 电化学电池 §7-3 电极电势 §7-4 电极电势的应用 §7-1 氧化还原反应的基本概念 参加反应的物质之间有电子转移或偏移的一类反应称氧化还原反应。 一、氧化值（数） 氧化值（数） 表示元素氧化态的代数值。即 化合物中某元素所带的形式电荷数。 确定氧化值的规则 ⑴ 单质中元素的氧化值为零。如：H2，O2，S8。 ⑵ 氢的氧化值一般为+1，在活泼金属氢化物中为-1。如：NaH,CaH2 。 ⑶ 氧的氧化值一般为-2，在过氧化物中为-1。如H2O2 、Na2O2 ；在超氧化物中为-1/2，如KO2 ；在氧的氟化物中为+1或+2，如：OF2 、O2F2。 ⑷ 离子型化合物中，元素的氧化值等于该离子所带的电荷数。如：NaCI。 二、氧化还原反应的特征 Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+ Cu氧化值：+2→0,得电子，氧化值降低,被还原, 还原过程。Cu2+做氧化剂。 Zn氧化值：0→+2,氧化值升高,失电子，被氧化,氧化过程。Zn做还原剂。 整个氧化还原反应可看成由2个半反应构成 还原半反应：Cu2++2е-→Cu 氧化半反应：Zn→Zn2++2е- 氧化反应和还原反应总是同时发生，相辅相成。 自氧化还原反应：氧化值的升和降都发生在同一个化合物中的氧化还原反应。 2KCIO3=2KCI+3O2↑ 歧化反应：同一物质中，处于同一氧化态的同一元素（三同），其氧化值发生相反变化的自氧化还原反应。 CI2+H2O=HCIO+HCI 4KCIO3=3KCIO4+KCI 三、氧化还原电对 在氧化还原半反应中（Cu2++2е-→Cu），同一元素的不同氧化值的物种可构成氧化还原电对。电对中高氧化态物种称氧化型，低氧化态物种称还原型。 电对通式：氧化型/还原型 Cu2+/Cu ;Zn2+/Zn ;H+/H2 ; O2/OH- 说明: ⑴电对不需配平 ⑵氧化型或还原型物种必须是能稳定存在的。 一个氧化还原电对 对应一个半反应（要配平） H+/H2 2H++2е- →H2 Zn2+/Zn Zn2++2е- →Zn 一个氧化还原反应是由两个或两个以上的氧化还原电对共同作用的结果。 Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+ 一个电对中，氧化型的氧化能力越强，则其共轭还原型的还原能力越弱；如还原型的还原能力越强，则其共轭氧化型的氧化能力越弱。 写出下列两个电对在酸性介质中的半反应和总反应 MnO4-/Mn2+ 和SO42-/SO32- MnO4-+8H+ +5е- →Mn2++4H2O SO42-+2H+ +2е- →SO32-+H2O 2MnO4-+6H+ +5SO32-= 2Mn2++5SO42- +3H2O 四、 氧化还原反应方程式的配平 1、氧化值法 配平原则：氧化值的升降值相等 反应前后各元素的原子总数相等。 配平步骤： ⑴ 写出基本反应式 ⑵ 找出元素原子氧化值的升降值 ⑶ 调整系数使氧化值变量相等 ⑷ 用观察法配平氧化值未改变的元素原子数目 一、原电池的构造 二、电解池与Faraday定律 三、原电池电动势的测定 四、原电池的最大功与Gibbs函数 一、原电池的构造 1.原电池 (primary cell) Cu2++Zn=Cu+Zn2+ 整个装置接通后，可观察到下列实验现象 (1)伏特表指针发生偏转 ─ 导线上有电流 电子由Zn片经导线到Cu片 (2)取出盐桥,表针回零;放回,表针重又偏转。 ─ 盐桥沟通整套装置成通路 (3)Zn片溶解，Cu片上有Cu沉积 ─ Zn比Cu易失电子，Cu2+比Zn2+易得电子 盐桥的主要成分是KCI饱和溶液，其作用就是消除两个半电池中由于电极反应发生的非电中性现象。 盐桥中的CI-向Zn半电池扩散和迁移，盐桥中的K+向Cu半电池扩散和迁移。从而维持了溶液的电中性，使反应继续进行。 这种使化学能变为电能的装置叫做原电池。 一个原电池是由两个“半电池”组成的。半电池有时也被称为电极。 电极反应（半电池反应） 负极（Zn)：Zn=Zn2+ + 2е- , 氧化反应