教学指导氧化还原反应与电极电位.pdf

第八章 氧化还原反应与电极电位 首 页 基本要求 重点难点 讲授学时 内容提要 1 基本要求 [TOP] 1.1 掌握离子 - 电子法配平氧化还原反应式、电池组成式的书写；根据标准电极电位判断氧化还原反应 方向；通过标准电动势计算氧化还原反应的平衡常数；电极电位的 Nernst 方程、影响因素及有关 计算。 1.2 熟悉氧化值的概念和氧化还原反应的定义， 熟练计算元素氧化值； 熟悉原电池的结构及正负极反应 的特征；熟悉标准电极电位概念；熟悉电池电动势与自由能变的关系。 1.3 了解电极类型、电极电位产生的原因；了解电位法测量溶液 pH 的原理及 pH操作定义；了解电化学 与生物传感器及其应用。 2 重点难点 [TOP] 2.1 重点 2.1.1 标准电极电位表的应用。 2.1.2 电极反应与电池反应，电池组成式的书写。 2.1.3 通过标准电动势计算氧化还原反应的平衡常数。 2.1.4 电极电位的 Nernst 方程、影响因素及有关计算。 2.2 难点 2.2.1 电极电位的产生 2.2.2 用设计原电池的方法计算平衡常数 2.2.3 Nernst 方程的推导 3 讲授学时 [TOP] 建议 6 学时 4 内容提要 [TOP] 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 1 4.1 第一节 氧化还原反应 4.1.1 氧化值 氧化值是某元素原子的表观荷电数，这种荷电数是假设把化学键中的电子指定给电负性较大的原子 而求得。确定元素氧化值的规则： 1）单质中原子的氧化值为零。 2）单原子离子中原子的氧化值等于离子的电荷。 3）氧的氧化值在大多数化合物中为 -2 ，但在过氧化物中为 -1 。 4）氢的氧化值在大多数化合物中为 +1，但在金属氢化物中为 -1 。 5 ） 卤族元素：氟的氧化值在所有化合物中均为 -1 ，其它卤原子的氧化值在二元化合物中为 -1 ，但 在卤族的二元化合物中， 列周期表靠前的卤原子的氧化数为 -1 ；在含氧化合物中按氧的氧化值为 -2 决定。 6） 电中性化合物中所有原子的氧化值之和为零。 4.1.2 氧化还原反应 元素的氧化值发生了变化的化学反应称为 氧化还原反应 。氧化还原反应可被拆分成两个半反应。 半反应中元素的 氧化值升高称为 氧化 ，元素的 氧化值降低称为 还原 。氧化还原反应中，氧化反应和还原 反应同时存在，还原剂被氧化，氧化剂被还原，且得失电子数相等。 半反应的通式为 氧化型 + ne- 还原型 或 Ox + ne- Red 式中 n 为得失电子数，氧化型 (Ox) 包括氧化剂及相关介质，还原型 (Red) 包括还原剂及相关介质。氧化 型物质及对应的还原型物质称为氧化还原电对（ Ox/Red ）。 4.1.3 氧化还原反应方程式的配平 离子 - 电子法（或半反应法）配平氧化还原反应方程式的方法是： 1）写出氧化还原反应的离子方程式。 2) 将离子方程式拆成氧化和还原两个半反应。 3) 根据物料平衡和电荷平衡，分别配平半反应（注意不同介质中配平方法的差异） 。 4) 根据氧化剂和还原剂得失电子数相等，找出两个半反应的最小公倍数，并把它们配平合并。 5) 可将配平的离子方程式写为分子方程式。 4.2 第二节 原电池与电极电位 [TOP] 4.2.1 原电池 2