《氧化還原平衡》.ppt

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1、第10章氧化還原反應(yīng)10.1　氧化還原反應(yīng)和原電池10.2電池反應(yīng)和熱力學(xué)10.3電極電位勢的影響因素10.4化學(xué)電源10.5元素電極電勢圖及其應(yīng)用主要內(nèi)容學(xué)習(xí)要求：1.掌握氧化還原反應(yīng)的基本概念.能配平氧化還原方程式2.理解電極電勢的概念.能用能斯特公式進行有關(guān)計算3.掌握電極電勢在有關(guān)方面的應(yīng)用4.了解原電池電動勢與吉布斯自由能變的關(guān)系5.掌握元素電勢圖及其應(yīng)用10.1氧化還原反應(yīng)的基本概念根據(jù)反應(yīng)物之間有無電子轉(zhuǎn)移，化學(xué)反應(yīng)分為兩大類:1,非氧化還原反應(yīng)；2，氧化還原反應(yīng)。10．1氧化還原反應(yīng)的基本概念10·1·1氧化數(shù)：根據(jù)化學(xué)式求得?；蟽r

2、：根據(jù)微觀結(jié)構(gòu)通常，氧化值在數(shù)值上與化合價相等。NaCl與HCl中Cl元素的氧化數(shù)分別是多少？確定氧化數(shù)的一般規(guī)則：單質(zhì)中元素的氧化數(shù)為零。中性分子中各元素的正負(fù)氧化數(shù)代數(shù)和為零。多原子離子中各元素原子正負(fù)氧數(shù)代數(shù)和等于離子電荷。在共價化合物中，共用電子對偏向于電負(fù)性大的元素的原子，原子的“形式電荷數(shù)”即為它們的氧化數(shù)。例10-1求NH4+中N的氧化數(shù)。解：已知H的氧化數(shù)為+1。設(shè)N的氧化數(shù)為x。根據(jù)多原子離子中各元素氧化數(shù)代數(shù)和等于離子的總電荷數(shù)的規(guī)則可以列出：x+（+1）×4=+1x=－3所以N的氧化數(shù)為-3。例10-2求Fe3O4中Fe的氧化數(shù)

3、。解:已知O的氧化數(shù)為-2。設(shè)Fe的氧化數(shù)為x，則3x＋4×（-2）＝0x=+8/3所以Fe的氧化數(shù)為+8/3氧化數(shù)為正或為負(fù)，可以是整數(shù)、分?jǐn)?shù)或小數(shù)。注意：在Na2S2O3中，判斷元素S的氧化數(shù)和化合價。氧化還原反應(yīng)：反應(yīng)前后元素的氧化數(shù)發(fā)生了變化的一類反應(yīng)。如Cu2++Zn=Cu+Zn2+氧化：失去電子，氧化數(shù)升高的過程。如:Zn-2e=Zn2+還原：得到電子，氧化數(shù)降低的過程。如：Cu2++2e=Cu還原劑：反應(yīng)中氧化數(shù)升高的物質(zhì)。如:Zn氧化劑：反應(yīng)中氧化數(shù)降低的物質(zhì)。如：Cu2+圖10-1丹尼爾原電池電流表指針發(fā)生偏移，說明有電流發(fā)生。在銅

4、片上有金屬銅沉積上去，而鋅片被溶解。取出鹽橋，電流表指針回至零點；放入鹽橋時，電流表指針又發(fā)生偏移。說明了鹽橋使整個裝置構(gòu)成通路的作用。原電池：借助于氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流的裝置。電極：在原電池中，組成原電池的導(dǎo)體稱為電極。(如銅片和鋅片)規(guī)定:負(fù)極：電子流出的電極稱為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng);正極：電子進入的電極稱為正極,發(fā)生還原反應(yīng)。在Cu－Zn原電池中：負(fù)極（Zn）：Zn（s）Zn2＋（aq）＋2e氧化反應(yīng)正極（Cu）：Cu2+（aq）＋2eCu（s）還原反應(yīng)Cu－Zn原電池的電池反應(yīng)為Zn（s）＋Cu2+（aq）Zn2＋（aq）十Cu（s）思考：任何

5、一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池嗎？原電池電池符號：（一）Zn∣ZnSO4（cl）║CuSO4（c2）∣Cu（＋）負(fù)極（一）寫在左邊，正極（＋）寫在右邊?！皑O”表示金屬和溶液兩相之間的接觸界面?！啊北硎钧}橋。c表示溶液的濃度，當(dāng)溶液濃度為1mol·L－1時，可不寫“半電池”：由同一種元素不同氧化數(shù)的兩種物質(zhì)構(gòu)成。一種是處于低氧化數(shù)的物質(zhì)（還原態(tài)物質(zhì)）；另一種是處于高氧化數(shù)的物質(zhì)（氧化態(tài)物質(zhì)）。原電池由兩個半電池組成的。氧化還原電對：由同一種元素的氧化態(tài)物質(zhì)和其對應(yīng)的還原態(tài)物質(zhì)所構(gòu)成的整體。常用符號[氧化態(tài)]／[還原態(tài)]來表示，如氧化還原電對

6、可寫成Cu2+／Cu、Zn2＋／Zn和Cr2O72-／Cr3+。10.2電極電勢四類常見電極電極類型電對電極Me-Men+電極Zn2+/ZnZn∣Zn2+A-An-電極Cl2/Cl-Cl-∣Cl2∣Pt氧化還原電極Fe3+/Fe2+Fe3+,Fe2+∣PtMe-難溶鹽-離子電極AgCl/AgAg∣AgCl∣Cl-10．3電極電勢在用Fe3+／Fe2+、Cl2／Cl一、O2／OH一等電對作為半電池時，可用金屬鉑或其他惰性導(dǎo)體作電極。氧化態(tài)物質(zhì)和還原態(tài)物質(zhì)在一定條件下，可以互相轉(zhuǎn)化；氧化態(tài)十ze還原態(tài)式中z表示互相轉(zhuǎn)化時得失電子數(shù)。半電池反應(yīng)(電極反應(yīng))

7、:表示氧化態(tài)物質(zhì)和還原態(tài)物質(zhì)之間相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。電極反應(yīng)包括參加反應(yīng)的所有物質(zhì)，不僅是氧化數(shù)變化的物質(zhì)。如電對Cr2O72-／Cr3+，對應(yīng)的電極反應(yīng)為Cr2O72-＋6e＋14H+＝Cr3+＋7H2O。10.3氧化還原反應(yīng)方程式的配平在化學(xué)方程式的配平中，設(shè)計了兩個半反應(yīng)。即氧化劑得電子還原劑失電子事實上任何一個氧化還原反應(yīng)，都可以拆成兩個半反應(yīng)。1836年，丹尼爾把一個氧化還原反應(yīng)拆成兩個半反應(yīng)，發(fā)明了世界上第一個實用電池，并用于早期鐵路信號燈。例10-3將下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計成原電池，并寫出它的原電池符號。(1)Sn2＋+Hg2Cl2Sn4+

8、+2Hg+2Cl-解：(1)氧化反應(yīng)(負(fù)極)Sn2+Sn4++2e還原反應(yīng)(正極)Hg2Cl2+2e2Hg+