《无机化学》课件——第4章 氧化和还原.pptVIP

1.定义氧化数又叫氧化值是某元素一个原子的荷电数，这种荷电数由假设把每一个化学键中的电子指定给电负性大的原子而求得。氧化数就是指在物质中，组成元素的原子所带的形式电荷数，即元素在单质和化合物中的表观氧化数。原子相互化合时，若原子失去电子或电子发生偏离，规定该原子具有正氧化数。若原子得到电子或有电子偏近，规定该原子具有负氧化数。一、氧化数2.原则（1）单质中元素的氧化数为零。如N2、Cu等。（2）在一般化合物中氢的氧化数为＋1，氧的氧化数为－2。金属氢化物中氢的氧化数为－1，如NaH、CaH2；过氧化物氧的氧化数为－1，如H2O2（3）在共价化合物中电负性大的元素氧化数为负值，电负性小的元素氧化数为正值，其组成元素原子的氧化数的代数和为零。（4）对于离子而言，单原子离子的氧化数等于它所带的电荷数；多原子离子中，其组成元素的原子氧化数的代数和等于该离子所带的电荷数。在化学反应中元素的氧化数有所改变的反应称为氧化还原反应。氧化数升高（失去电子）的过程称氧化，氧化数降低（得到电子）的过程称还原，氧化与还原必然同时发生。氧化数降低（得到电子）的物质称氧化剂，氧化数升高（失去电子）的物质称还原剂。二、氧化与还原、氧化剂与还原剂在氧化还原反应中，某氧化态（型）物质氧化数降低后变成共轭的还原态（型）物质，或某还原态（型）物质氧化数升高后变成共轭的氧化态（型）物质，氧化态（型）物质与共轭的还原态（型）物质，称氧化还原电对（氧化还原半反应）。半反应式可表示为氧化态+ne-=还原态或Ox+ne-=Red氧化还原反应是两个半反应之和。如两个半反应为Fe=Fe2++2e-、Cu2++2e-=Cu氧化还原反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu。书写电对时，氧化态物质（电对中氧化数较大）写在左侧，还原态物质（电对中氧化数较小）写在右侧，中间用斜线“/”隔开。如上述反应中的铜电对可表示为Cu2+/Cu。三、氧化还原电对常见的氧化剂和还原剂氧化剂:X2、O2、XOn-、MnO4-、Cr2O72-、NaBiO3、PbO2、MnO2、Fe3+、H2O2、H2SO3、HNO2、浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3还原剂:M、H2、I-、S2-、Sn2+、Fe2+、H2O2、H2SO3、H2C2O4、H2S配平原则：氧化剂氧化数降低总数（得电子总数），一定等于还原剂氧化数升高总数（失电子总数）；反应前后，其组成元素的原子个数相等。氧化数法和离子-电子法四、氧化还原反应方程式的配平1.氧化数法（1）配平原则①反应前后氧化数升高的总数等于氧化数降低的总数。②反应前后各元素的原子总数相等。（2）配平步骤①写出未配平的反应方程式，标出被氧化和被还原元素反应前后的氧化数。②确定被氧化元素氧化数的升高值和被还原元素氧化数的降低值。③按最小公倍数即“氧化剂氧化数降低总和等于还原剂氧化数升高总和”原则。④用观察法配平氧化数未改变的元素原子数目。⑤检查方程式两边是否质量平衡，电荷平衡。例配平氯酸氧化白磷的反应方程式。解：①化学方程式为：②反应前后氧化数的变化值为：③在相应的化学式之前乘以适当的系数，使得氧化剂中氧化数降低的数值应与还原剂中氧化数升高的数值相等。④将找出的系数分别乘在氧化剂和还原剂的分子式前面,并使方程式两边的氯原子和磷原子的数目相等。⑤检查反应方程式两边的氢原子数目,找出参加反应的水分子数，使两边的氢原子数相等。⑥检查方程式两边质量平衡，电荷平衡,说明方程式已经配平,可以写成:2.离子-电子法（1）配平原则①反应前后氧化数升高的总数等于氧化数降低的总数。②反应前后各元素的原子总数相等。（2）配平步骤①先将反应物的氧化还原产物以离子形式写出（气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式）②把总反应式分解为两个半反应：还原反应和氧化反应。③将两个半反应式配平，使半反应式两边的原子数和电荷数相等。④根据第一条原则，用适当系数乘以两个半反应式，然后将两个半反应方程式相加、整理，即得配平的离子反应方程式。⑤需要时将配平的离子方程式改写