VIII氧化還原反應(yīng)和電極電勢

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1、第五章氧化還原反應(yīng)和電極電勢反應(yīng)物之間有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)氧化還原反應(yīng)Introduction當(dāng)我們細(xì)心考察生命運(yùn)動的化學(xué)基礎(chǔ)時，便會發(fā)現(xiàn)新陳代謝總是伴隨著一連串的氧化-還原反應(yīng)，伴隨著電子從一個分子到另一個分子的轉(zhuǎn)移。例如氧化作用就是電子對從被燃燒的分子向氧的轉(zhuǎn)移，并在這一過程中釋放燃燒熱能。光合作用過程中，電子從水逐步傳遞到輔酶Ⅱ，使它還原并釋放出氧等等。第一節(jié)氧化還原反應(yīng)的基本概念第二節(jié)原電池和電極電勢第三節(jié)電極電勢的應(yīng)用第四節(jié)元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢圖和電勢-pH圖第五節(jié)電解與化學(xué)電源本章主要內(nèi)容四、氧化

2、還原反應(yīng)方程式的配平三、氧化還原電對第一節(jié)　氧化還原反應(yīng)的基本概念二、氧化劑和還原劑一、氧化值一、氧化值1970年國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)確定：氧化值定義為某元素一個原子的荷電數(shù)，這種荷電數(shù)由假設(shè)把每個化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得。如H:Cl電子靠近Cl一邊電負(fù)性H

3、數(shù)+1–1CO定義1.氧化數(shù)在離子化合物中,元素的氧化值等于該元素的離子電荷。如NaClNaClCaSO4+2+6-2氧化數(shù)+1–1CaSO1.氧化數(shù)定義(1)在單質(zhì)中，元素原子的氧化值為零。1.氧化數(shù)規(guī)則1.氧化數(shù)規(guī)則(2)O的氧化值一般為-2但氟化物如O2F2OF2OFOF氧化數(shù)+1-1+2-1過氧化物H2O2Na2O2HONaO氧化數(shù)+1-1+1-11.氧化數(shù)規(guī)則(2)O的氧化值超氧化物KO2KO氧化數(shù)+1-1/21.氧化數(shù)規(guī)則(3)H的氧化值一般為+1但活潑金屬氫化物如NaHCaH2NaHCaH氧

4、化數(shù)+1-1+2-11.氧化數(shù)規(guī)則(4)中性分子中，各元素原子的氧化值的代數(shù)和為零。如P2O5PO氧化數(shù)x-22x+5×(-2)=0+5如Fe3O4FeO氧化數(shù)x-23x+4×(-2)=0+8/3(5)電負(fù)性最大的F元素氧化值總是－1。OF2O+2F-11.氧化數(shù)規(guī)則1.氧化數(shù)注意(1)氧化值可以是正數(shù)、負(fù)數(shù)、整數(shù)、分?jǐn)?shù)、零。(2)氧化值與化合價不同如C氧化值C化合價CO2+44CH4-44氧化數(shù)與化合價（化學(xué)鍵）的區(qū)別：含義不同：化合價是原子間相互作用力的表示，反映出形成化學(xué)鍵的能力，而氧化數(shù)是人為規(guī)定

5、的，當(dāng)然也要服從公認(rèn)的規(guī)則。例如C原子在有機(jī)化合物中都呈4價，而在不同化合物中，碳可以有不同氧化數(shù)：所用的數(shù)字范圍不同：化合價取整數(shù)（一般不超過+8或?4），如Fe3O4，F(xiàn)e的化合價為+2，+3。氧化數(shù)可以取零，分?jǐn)?shù)和整數(shù)，如Fe3O4的表觀（平均）氧化數(shù)為+8/3表示的符號不同：鮑林建議，氧化數(shù)表示為+m、?n；在離子化合物中，化合價用m+、n?表示，在共價化合物中，化合價用羅馬字母表示，F(xiàn)e(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)CH4H3COHHCOOHHCHO化合價4444氧化數(shù)?4?2+20氧化還原反應(yīng)MnO2+4

6、HCl(濃)→MnCl2+Cl2↑+2H2OMnO2氧化劑HCl還原劑MnO2中的Mn被還原HCl中的Cl被氧化失去電子的過程叫氧化得到電子的過程叫還原失去電子的物質(zhì)被氧化得到電子的物質(zhì)被還原失去電子的物質(zhì)叫還原劑得到電子的物質(zhì)叫氧化劑在一個氧化還原反應(yīng)中,氧化和還原兩個過程總是同時發(fā)生的.歧化反應(yīng)在有些反應(yīng)中，氧化值的升高和降低都發(fā)生在同一個化合物中，這種氧化還原反應(yīng)稱為自氧化還原反應(yīng)；其中，當(dāng)氧化值改變發(fā)生在同一種元素中時，稱歧化反應(yīng)，例如：氧化還原半反應(yīng)通式[氧化型]+ne[還原型]氧化還原電對：一

7、對氧化態(tài)和還原態(tài)物質(zhì)構(gòu)成的共軛體系稱為氧化還原電對，可用“氧化態(tài)/還原態(tài)”表示。其中，氧化型物質(zhì)(氧化態(tài),Ox):氧化值較高的物質(zhì).還原型物質(zhì)(還原態(tài),Red):氧化值較低的物質(zhì).三、氧化還原電對（簡稱電對）電對的表示Ox／Red重點(diǎn)半反應(yīng)通式Ox+neRed半反應(yīng)通式Ox+neRed電對中，氧化型物質(zhì)得電子，在反應(yīng)中做氧化劑；還原型物質(zhì)失電子，在反應(yīng)中做還原劑.Ox氧化能力越強(qiáng)，對應(yīng)的Red還原能力就越弱；Ox氧化能力越弱，對應(yīng)的Red還原能力就越強(qiáng).判斷依據(jù)：當(dāng)元素的氧化值為最高值時，它的氧化值不能再

8、增大，只能做氧化劑。當(dāng)元素的氧化值為最低值時，它的氧化值不能再減小，只能做還原劑。處于中間氧化值的元素，它既可以做氧化劑，也可以做還原劑。氧化還原電對氧化數(shù)法離子-電子法氧化還原反應(yīng)方程式的配平元素原子氧化數(shù)升高的總數(shù)等于元素原子氧化數(shù)降低的總數(shù)(2)反應(yīng)前后各元素的原子總數(shù)相等配平原則2.配平方法2.配平步驟(2)找出元素原子氧化數(shù)降低值與元素原子氧化數(shù)升高值寫出未配平的反應(yīng)方程式HClO3+P4+H2O→HCl+H3PO4