无机化学氧化还原反应培训资料.pptVIP

第三章 氧化还原反应;⑴纯化学物种的实际电荷数等于其组成元素的氧化数之和 ⑵一般情况下，元素在化合状态中的氧化数规定不为零，处于周期表左下方元素的氧化数为+，右上方的为－； ⑶化合状态，F为－1；大多数含氧化合物中O为－2，H除金属氢化物外，为+1； ⑷元素在分子间化合物中的氧化态与其在对应小分子中的一样。 [注] ①上述为计算元素氧化数的原则；规定将正负号置于数的前面。 ②氧化态亦简称价态，但它与化合价概念不同。 二、氧化还原反应——对立的统一体 定义：某些元素的氧化数发生改变的反应。 氧化——氧化数升高的过程 还原——氧化数降低的过程;[注] 氧化剂、还原剂、氧化、还原、被氧化、被还原、氧化数变化、电子得失等概念及关系。 三、氧化还原反应方程式配平（自学） 原则：质量守恒、电量守恒。(氧化数法和离子电子法) [规律]——介质产物的一??规律 酸中出水，碱中出水，水中出酸或碱 反应物多氧—— 酸性 加H+ → H2O 碱性 加H2O → OH- 反应物少氧—— 酸性 加H2O → H+ 碱性 加OH- → H2O 第二节 电极电势（位） [引言]引起氧化数变化的原因是什么？;一、氧化还原电对 一个氧化还原反应包含氧化、还原两过程，故拆分为两半反应。例 Zn + Cu2+ ? Zn2+ + Cu 氧化反应： Zn ? Zn2+ + 2e 还原反应： Cu2+ +2e ? Cu 每个半反应表明了某元素高低不同氧化态之间的转化关系 [氧化型] + ne ? [还原型] 正向为还原，逆向为氧化，它们彼此依存，相互转化，关系与共轭酸碱对一样。称为氧化还原电对（电对）。 电对符号：[氧化型]／[还原型] [小结]每个氧化还原反应至少有两个电对，分别称为氧化剂电对和还原剂电对。 氧化剂——氧化剂电对的氧化型充当 还原剂——还原剂电对的还原型充当;二、氧化还原反应与原电池 反应：Zn + H2SO4(稀) ? ZnSO4 + H2 用三种装置实现上述反应;2、标准电极电势 将标准氢电极固定作为负极半电池，其他电极（标态）作正极，构成原电池。 则：ε?=??(+)－??(－)= ??(+) 例：测Zn2+／Zn的? ? 电池：(－) Pt | H2(P) ? H+(1M)‖Zn2+(1M) | Zn (+) [注]①有酸表和碱表之分(?A?、 ?B?) ②又称还原电位； ③??值与电极写法无关； ④??仅适用于水溶液。 四、电极电势的意义和应用 ??为还原电位，即发生还原反应，故其电位的代数值越大，该电对中氧化型的氧化能力越强。;1. 意义：表征了电对中氧化型的氧化能力和还原型的还原能力。 2. 应用： ①氧化、还原能力的判断 金属活动顺序表。 ②判断氧化还原反应自发进行的方向。 ε＞0 ε= ?(+)－?(－) [强氧化型]1+[强还原型]2 ? [弱氧化型]2+[弱还原型]1 “对角线方向相互反应”规则（自己思考） 例：在含Cl－、Br－、I－混合液中，选用何种氧化剂只氧化I－为I2 ③判断反应产物； [前提]不考虑反应速度，水溶液中，标准态。;④反应限度 [问题]电池电动势与热力学的自由能变有何联系？ ∵ △G=Wf(有用功) 若只作电功，则 -Wf=C×ε=nFε ∴ －△G=nFε △G=－nFε 标态下，△G?=－nFε? 又∵ △G?=－RT?nK ∴ －RT?nK =－nFε? 由ε?可计算K 例：借助?? 确定AgCl的Ksp AgCl(s） ? Ag++Cl- 第三节 影响电极电势的因素 [讨论]实验室制取氯气反应MnO2+Cl2 [说明] ?要受到外界因素的影响(仅讨论浓度、压力);一、能斯特方程式 半反应：Fe3+ + e ? Fe2+ ∵－△G=△G? + RT?nQ =△G? + RT?n([Fe2+]／[Fe3+ ]) 又∵ △G=－nFε，△G?=－nFε? 这里ε= ? ε?= ?? ∴ －nF ? =－nF?? + RT?n([Fe2+]／[Fe3+ ]) ? =?? + (RT／nF)?n([Fe3+]／[Fe2+ ]) ? =?? + (RT／nF)?n([氧化型]／[还原型]) [注]①Nerst方程式应用的温度恒定；一般为298K ②式中的氧化型和还原型为参与电极反应的所有物种 二、应用 1. 氧化剂、还原剂浓度对?的影响 [定性分析];例：已知Cu+／Cu的??=0.52v，KspCuCl=10-6; 求：CuCl／Cu的 ?? 2. 酸度对的影响 对有H+、OH-参与的电极反应，溶液酸度的变化对?有影响。 PH——电势图：将恒温恒浓下， PH与?的关系作图。 纵