05第五章氧化还原反应研究.ppt

第五章 氧化还原反应 氧化还原反应 反应过程中有电子 的转移或偏移 还原反应 得电子的反应 氧化反应 失电子的反应 §5-1 氧化还原反应的 基本概念 一、氧化和还原 还原作用： 氧化作用： （半反应） 1 2 3 一个氧化还原反应由两 个半反应组成 Cu2+: 氧化剂，被还原 Zn : 还原剂，被氧化 得电子数＝失电子数 电子对的偏移也可以形成氧化还原反应 共用电子对偏向Cl原子，使H带 部分正电荷，Cl带部分负电荷 二、氧化数 化合价 表示元素原子能够化合或置换 一价原子 H 或一价基团的数目 离子化合物：化合价＝离子的电荷数 共价化合物：化合价＝共价单键的数目 氧化数 某元素的一个原子在化合物中表观 所带的电荷数，这种表观电荷数由 假设把每个键的电子指定给电负性 较大的原子而求得 NH4+：氧化数＝-3 化合价＝4 确定氧化数的规则 单质的氧化数为零 中性分子：所有原子的氧化数代数和为零 复杂离子：所有原子的氧化数代和 ＝离子电荷数 单原子离子：氧化数＝所带电荷数 规定H: +1; O: 化合物-2, 过氧化物-1, 超氧化物 -1/2; 卤素在卤化物中：-1; 硫在硫化物中：-2 CH4, CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, CCl4 氧化数：-4 -2 0 +2 +4 化合价： 4 4 4 4 4 化合价只能为整数 氧化数可以为整数和分数 用氧化数定义氧化还原 氧化数升高：被氧化 氧化数降低：被还原 §5-2 氧化还原方程式配平 一、氧化数法 写出方程式 根据氧化数上升值＝下降值，找出氧化剂 和还原剂前的化学计量数 配平氢氧外的原子数 配平水和氢 最后进行核对 二、离子电子法 写出方程式的两个半反应 配平半反应 根据得失电子数相等，把两个半反应相加 成总反应 核对总反应 §5-3 电极电势 一、原电池 （化学能 电能） ZnSO4 CuSO4 Zn Cu A e KCl盐桥 Cl- K+ 铜锌原电池 - Zn Zn2+ c1 Cu2+ c2 Cu + 负极：氧化反应 正极：还原反应 总反应 两个半电池：正极 Cu2+/Cu电对 负极 Zn2+/Zn电对 电对的表示法：氧化态/还原态 二、电极电势 金属的电极电势 由金属和它的盐 溶液之间产生 M的盐溶液 M - - - - - + + + + + + + + + a M - - - - - + + + + + + + + + + + - - - - - - b M - - - - - + + + + + + + + + + + - - - - - - 溶解：金属离子受到水分子的吸引进入溶液 金属越活泼，盐溶液越稀，这种倾向越大 沉积：水合离子从金属表面获得电子沉积到金属上 金属越不活泼，盐溶液越浓，这种倾向越大 影响金属电极电势的因素 金属本性,浓度,温度 标准电极电势 电极电势没有绝对值，只有相对值 规定：标准氢电极的电极电势为零 标准氢电极 H2 100 kPa Pt 1 molL-1 H+ 测定其他电极的电极电势 －－－用待测电极与标准氢电极组成原电池 测得该原电池的电动势，若待测电极为正极， 则：E 电极 E 电动势 ；若待测电极为负极， 则：E 电极 -E 电动势 例： 测Zn电极的电极电势 - Zn ZnSO4 1 molL-1 H+ 1 molL-1 H2 Pt + 测得电池的电动势： 测Cu电极的电极电势 - Pt H2 H+ 1 molL-1 CuSO4 1 molL-1 Cu + - Zn Zn2+ 1molL-1 Cu2+ 1molL-1 Cu + 关于电极电势的几点说明 越大，得电子能力越强， 一般为氧化剂，作正极 越小，失电子能力越强， 一般为还原剂，作负极 与物质的量无关，与电极反应方程式 的系数 也无关 有的电极电势与酸碱度有关 相等 三、能斯特 Nernst 方程 －－－非标准态时的电极电势如何求得 某电极：氧化态/还原态 电极方程式： （F：法拉第常数＝96485） a:活度，浓度代入 气体代入 注意: 电极方程式的写法 lg后的表达式与平衡常数写法一致 如何求氧化还原反应非标准态时的电动势 例5-4,5,6 四、原电池的电动势与ΔrG的关系 与 的关系 两边同乘以-zF 化学 等温式 §5-4 电极电势的应用 一、计算原电池的电动势 （例5-9） 二、判断氧化还原反应进行的方向 －－－把氧化还原反应排成原电池，计算 出电动势，如果E 0，正方向反应； E 0， 逆方向反应（注意标准态与非标准态） 正极，氧化剂 负