chapter 6 氧化还原反应和电化（oxidation-reduction reactions .doc

第六章　氧化─还原反应和电化学 Chapter 6　Oxidation-Reduction Reactions Electrochemistry 本章研究另一类化学反应──氧化─ 还原反应有电子转移的反应 §6-1　氧化─ 还原反应Oxidation—Reduction Reactions 一、氧化数（Oxidation Number） 　1．氧化数是一个经验值，是一个人为的概念2．引入此概念，有以下几方面的应用──氧化数升高、氧化反应、还原剂 reducing agent ( reductant )；氧化数降低、还原反应、氧化剂 oxidizing agent ( oxidant )。 (2) 计算氧化──还原当量 配平氧化──还原反应方程式 分类化合物，如Fe ( Ⅲ )、 (Ⅱ)；Cu (Ⅰ)、Cu (Ⅱ)。 引入氧化数，可以不用详细研究化合物的结构和反应机理实现四点3．怎样确定氧化数 在离子化合物中，元素的氧化数等于离子的正负电荷数在共价化合物中，元素的氧化数为两个原子共用电子对的偏移数在非极性键共价分子（单质）中，元素的氧化数为零如中的氧化数都为零在极性键共价分子中，，，，。 (3) 具体规定 a．单质的氧化数为零，中的氧化数都为零 b．除了中为(1以外，氢的氧化数为+1 c．所有氟化物中，氟的氧化数为(1d．氧的氧化数一般为(2但有许多例外例如、、、等； 　　　　　　目前元素的最高氧化数达到+8在、中，和的氧化数均为+8其它元素的最高氧化数其主、副族数如：的氧化数为+6（O的氧化数为(1）存在； e．在配合物中，当自由基或原子团作为配体时，其氧化数均看作(1(1)、 C5H5((1)等但作为配体时，氧化数为+1，，因为NO＋与CO是等电子体，所以NO作为配体时，可以看作先给出一个电子到中心体上，然后再提供一对电子占有中心体的空轨道。 　4．氧化数与化合价（化学键）的区别 它们的含义不同：化合价是原子间相互作用力的表示，反映出形成化学键的能力例如在有机化合物中原子呈4价而氧化数 CH4 H3COH HCOOH HCHO 化合价 4 4 4 4 氧化数 (4 (2 +2 0 (2) 所用的数字范围不同：化合价取整数（一般不超过+8或(4），如，的化合价为+2，+3。氧化数可以取零，分数整数，如的氧化数为(3) 表示的符号不同Pauling 建议，氧化数表示为+m(n；化合价：在离子化合物中，用m+n(表示共价化合物中，用罗马字母表示， (Ⅱ)、Fe (Ⅲ)。 二、氧化── 还原当量（Redox Equivalent）1．定义：氧化剂的当量氧化剂的分子量或式量氧化剂在反应中氧化数的降低值还原剂的当量还原剂的分子量或式量还原剂在反应中氧化数的升高值2．实例：K2MnO4 　157.8/1 　　 Fe FeO 　 56/2 KMnO4MnO2 　157.8/3 　　 Fe Fe2O3 　56/3 KMnO4Mn2+ 　157.8/5 　　 Fe Fe3O4 　 3(56/8 FeOFe ，Fe2O3Fe ，Fe3O4Fe 　3．在不同的氧化还原反应中，同一化合物的氧化当量（或还原当量）也可以不同，这是由于它们在不同的氧化还原反应中，氧化数的变化不同所致4．若氧化剂（或还原剂）用摩尔质量代入上式，所求的是氧化剂的克当量（或还原剂的克当量）5．在任何一个氧化还原反应中，氧化剂的克当量数还原剂的克当量数（Balancing Oxidation-Reduction Equations） 1．氧化数法 (1) 基本依据在配平的氧化还原方程式中，氧化数的总升高值氧化数的总降低值 (2) 步骤以HCl + H3PO4为例 a．正确书写反应物和生成物的分子式或离子式 b．找出还原剂分子中原子的氧化数的总升高值和氧化剂分子中原子的氧化数总降低值c．根据b中两个数值，找出它们的最小公倍数(60)，进而求出氧化剂还原剂分子前面的系数(103)，即12H3PO4 + 10HCl； d．用物质不灭定律来检查不发生氧化的分子数目达到方程式两边相等12H3PO4 + 10HCl 例：H3AsO4 + H2SO4 + NO 2As：2 ( ( 5 ( 3 ) = + 4