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氧化数（氧化值 oxidation number） 1970年IUPAC给出的定义是：氧化数是某元素一个原子的表观荷电数（apparent charge number），这种荷电数是假设把每一个化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。 例：NH3中，N的氧化数是-3，H的氧化数是+1。 确定元素氧化数的规则： (1) 单质中原子的氧化数为零。 (2) 单原子离子中原子的氧化数等于离子的电荷 例如Na+离子中Na的氧化数为＋1。 (3) 氧的氧化数在大多数化合物中为-2，但在过氧化物中为-1，如在H2O2、Na2O2中；在超氧化物中为-1/2，如在KO2中。 (4) 氢的氧化数在大多数化合物中为+1，但在金 属氢化物中为-1，如在NaH、CaH2中。 (5) 卤族元素。氟的氧化数在所有化合物中为-1。 其它卤原子的氧化数在二元化合物中为-1，但 在卤族的二元化合物中，列在周期表中靠前的 卤原子的氧化数为-1。 如Cl在BrCl中；在含氧化合物中按氧化物决 定，如ClO2中Cl的氧化数为+4。 (6) 电中性的化合物中所有原子的氧化数的和为 零。多原子离子中所有原子的氧化数的和等于离 子的电荷数。 原电池的概念 利用氧化还原反应将化学能转变成电能的装置称为原电池(primary cell)，简称电池。 原电池可以将自发进行的氧化还原反应所产生的化学能转变为电能，同时对外做电功。 理论上讲，任何一个氧化还原反应都可以设计成一个原电池。 标准电极电势表及其应用 标准态下测得的氧化还原电对的电极电势就 是标准电极电势，符号E?ox/red。 是热力学标准态下的电极电势； 反应用 Ox + ne- Red表示，所以电极电势 又称为还原电势； 电极电势与物质的量无关。 Zn2+ + 2e- Zn E (Zn2+/Zn) = -0.762V 1/2Zn2+ + e- 1/2Zn E(Zn2+/Zn) = -0.762V 标准电极电势表(298.15K) 较强氧化剂和较强还原剂作用，生成较弱的 还原剂和较弱的氧化剂，这是一个自发过程。如 Zn + Cu2+ Cu + Zn2+ E(Cu2+/Cu)=0.341 9V E(Zn2+/Zn)=-0.761 8V 较强氧化剂Cu2+与较强还原剂Zn发生反应， 生成较弱还原剂Cu与较弱氧化剂Zn2+。这个反应 的逆过程是非自发的。 在等温等压下，系统Gibbs降低值等于可逆 程中对外所作的最大非体积功。原电池是可逆电 池，系统所作的非体积功全部为电功： ?Gm= W电功,最大= -qE=- nFE n是转移电子的物质的量，单位mol；电动势 E单位V。法拉第常数F = 96500 C·mol-1。W单位J。 当电池中各物质均处于标准态时 ?G?m= - nFE? 电池电动势的能斯特（Nernst）方程式 由热力学等温方程 ?Gm= ?G?m + RTlnQ 又 ?Gm= - nFE， G?m= - nFE? 有 -nFE = - nFE? + RTlnQ 两边同除以-nF，得 这就是电池电动势的Nernst方程。 判断氧化还原反应进行的方向 对于一个氧化还原反应： Ox1 + Red2 Red1 + Ox2 电池组成 ： Pt | Ox2(aq), Red2(aq) || Ox1(aq), Red1(aq) | Pt 原电池电动势： E = E(Ox1/Red1) - E(Ox2/Red2) ?Gm= - nFE 标准状态下： E? (Ox1/Red1)E?(Ox2/Red2)，E?0，?G?m0, 反应正向自发； E?(Ox1/Red1)E?(Ox2/Red2)，E?0，?G?m0, 反应逆向自发； E?(Ox1/Red1)=E?(Ox2/Red2)，E?=0，?G?m=0, 反应达到平衡。 非标准状态下： E(Ox1/Red1)E(Ox2/Red2)，E0，?Gm0,