第四章氧化还原和电极电势无机化学(第二版郭小仪)祥解.ppt

第四章 氧化还原和电极电势 第一节 氧化还原反应的基本概念 第二节 原电池和电极电势 思考与练习 第一节 氧化还原反应的基本概念 一、 氧化数 二、 氧化还原 三、 氧化剂和还原剂 四、 氧化还原反应方程式的配平 五、 氧化还原反应的应用 一、 氧化数（oxidation number） ㈠ 氧化数的概念 元素的原子形式上所带的电荷数； 可以是正、负、整、分、或0； ㈡ 元素氧化数的计算（规定） 1、单质分子中元素氧化数为0； 2、离子化合物中，元素氧化数=所带电荷； 3、共价化合物中，X大为负，X小为正， （将电子偏移看成电子得失） A.O：-2 ,(除OF2中为+2,H2O2中为—1) ; B.H：+1 ,(除NaH中为-1); 4、每一个化合物中所有元素的氧化数的代数和为0 ㈡ 元素氧化数的计算 ［例１］试求氯酸（HClO3）分子中氯元素的氧化数 解：设氯元素的氧化数为x, （+1）＋X＋（-２）×３＝０　∴X = +5 　 [例2] 试求重铬酸根(Cr2O72-）离子中铬元素的氧化数。 解：设铬元素的氧化数为X 2 × X + (-2)×7＝-2 ∴X = ＋6 [例3] 试求连四硫酸钠（Na2S4O6）分子中，，硫元素的氧化数。 解： 4×X +1×2 +(-2)×6＝0 X= 二、 氧化还原 规律： 氧化数降低↓-得电子-被还原-氧化剂（OX.） 氧化数升高↑-失电子-被氧化-还原剂（Red.） 概念： 氧化反应：物质失去电子（氧化数升高）的反应。 还原反应：物质得到电子（氧化数降低）的反应。 氧化还原反应：凡是有电子得失的化学反应。 在有机化学和生物化学中，氧化还原反应还常常表现为失氢和加氢的现象。规定凡发生失氢现象的反应，即是氧化反应；凡发生加氢现象的反应，即是还原反应。 三、 氧化剂和还原剂 (一) 氧化剂和还原剂的概念 1、定义 还原剂：凡失去电子，氧化数升高的物质。 氧化剂：凡得到电子，氧化数降低的物质 2、说明： 氧化剂能使其他物质氧化，而本身被还原， 还原剂能使其他物质还原，而本身被氧化。 在还原剂被氧化的同时，氧化剂被还原。 在氧化还原反应中，电子是从还原剂转移到氧化剂。 因得失电子能力不同，氧化剂和还原剂有强弱之分。得电子能力强的氧化剂，称强氧化剂。 (一) 氧化剂和还原剂的概念 判断氧化剂还原剂应注意的问题： （１）同一种物质在不同反应中，有时作氧化剂，有时作还原剂。一般具有可变氧化数的元素，当处于中间氧化态时，具有这种性质。 处于最高氧化数的元素的化合物，只能作氧化剂；处于最低氧化数的元素的化合物，只能作还原剂。 （２）有些物质在同一反应中，既是氧化剂又是还原剂。 （３）氧化剂、还原剂的氧化还原产物与反应条件有密切的关系，反应条件不同，氧化还原的产物也不同。例如强氧化剂高锰酸钾在酸性、中性、碱性溶液中，其还原产物就各不相同。 (二) 氧化剂和还原剂 （1）常见的氧化剂 ——氧化数易降低的物质，见表3-1。 ① 活泼的非金属； ② 具有高氧化数的含氧化合物； ③ 某些氧化物和过氧化物； ④ 高价金属离子。 （2）常见的还原剂 ——氧化数容易升高的物质，见表3-2。 ①活泼金属和较活泼金属及某些非金属的单质； ②具有低或较低氧化数的化合物； ③低价金属离子。 四、 氧化还原反应方程式的配平 原则： 还原剂失去电子的总数（或氧化数升高的总数）与氧化剂得到电子的数（或氧化数降低的总数）必相等； 反应前后每一元素的原子数相等。 方法： 简单的氧化还原反应，可以用观察法来配平。 电子得失/氧化数升降配平法 （最小公倍数法） 四、 氧化还原反应方程式的配平 步骤： 1、根据反应事实，正确写出反应物和生成物的分子式，中间用——表示 2、标出氧化剂和还原剂中氧化数发生改变的元素 3、计算氧化剂和还原剂得失电子的总数，失电子用“－”表示，得电子用“＋”表示，用箭头分别标在反应式的上面和下面 ４、根据氧化剂得到电子和还原剂失去电子的总数必相等的原则求最小公倍数 ５、把得到的系数写在氧化剂和还原剂分子式前面，其它物质的系数用观察法配平 6、最后检查反应前后每一元素的原子数是否相等，并将“——”号改为等号 四、 氧化还原反应方程式的配平 说明： 其它物质的系数用观察法配平时，通常先其他，再配H，最后查O。 在配平氧化还原反应方程式时，当反应两边H 原子数或O原子数不相等时，可以根据情况在等式左边或右边加H20进行配平。 四、 氧化还原反应方程式的配平 四、 氧化还原反应方程式的配平 五、 氧化还原反应的应用 （一）分析