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1、第10章氧化還原反應10.1 氧化還原反應和原電池10.2電池反應和熱力學10.3電極電位勢的影響因素10.4化學電源10.5元素電極電勢圖及其應用主要內容學習要求：1.掌握氧化還原反應的基本概念.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計算3.掌握電極電勢在有關方面的應用4.了解原電池電動勢與吉布斯自由能變的關系5.掌握元素電勢圖及其應用10.1氧化還原反應的基本概念根據反應物之間有無電子轉移，化學反應分為兩大類:1,非氧化還原反應；2，氧化還原反應。10．1氧化還原反應的基本概念10·1·1氧化數：根據化學式求得。化合價
2、：根據微觀結構通常，氧化值在數值上與化合價相等。NaCl與HCl中Cl元素的氧化數分別是多少？確定氧化數的一般規(guī)則：單質中元素的氧化數為零。中性分子中各元素的正負氧化數代數和為零。多原子離子中各元素原子正負氧數代數和等于離子電荷。在共價化合物中，共用電子對偏向于電負性大的元素的原子，原子的“形式電荷數”即為它們的氧化數。例10-1求NH4+中N的氧化數。解：已知H的氧化數為+1。設N的氧化數為x。根據多原子離子中各元素氧化數代數和等于離子的總電荷數的規(guī)則可以列出：x+（+1）×4=+1x=－3所以N的氧化數為-3。例10-2求Fe3O4中Fe的氧化數
3、。解:已知O的氧化數為-2。設Fe的氧化數為x，則3x＋4×（-2）＝0x=+8/3所以Fe的氧化數為+8/3氧化數為正或為負，可以是整數、分數或小數。注意：在Na2S2O3中，判斷元素S的氧化數和化合價。氧化還原反應：反應前后元素的氧化數發(fā)生了變化的一類反應。如Cu2++Zn=Cu+Zn2+氧化：失去電子，氧化數升高的過程。如:Zn-2e=Zn2+還原：得到電子，氧化數降低的過程。如：Cu2++2e=Cu還原劑：反應中氧化數升高的物質。如:Zn氧化劑：反應中氧化數降低的物質。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成通路的作用。原電池：借助于氧化還原反應產生電流的裝置。電極：在原電池中，組成原電池的導體稱為電極。(如銅片和鋅片)規(guī)定:負極：電子流出的電極稱為負極,發(fā)生氧化反應;正極：電子進入的電極稱為正極,發(fā)生還原反應。在Cu－Zn原電池中：負極（Zn）：Zn（s）Zn2＋（aq）＋2e氧化反應正極（Cu）：Cu2+（aq）＋2eCu（s）還原反應Cu－Zn原電池的電池反應為Zn（s）＋Cu2+（aq）Zn2＋（aq）十Cu（s）思考：任何
5、一個自發(fā)的氧化還原反應都可以設計成原電池嗎？原電池電池符號：（一）Zn∣ZnSO4（cl）║CuSO4（c2）∣Cu（＋）負極（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的兩種物質構成。一種是處于低氧化數的物質（還原態(tài)物質）；另一種是處于高氧化數的物質（氧化態(tài)物質）。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)物質和其對應的還原態(tài)物質所構成的整體。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體作電極。氧化態(tài)物質和還原態(tài)物質在一定條件下，可以互相轉化；氧化態(tài)十ze還原態(tài)式中z表示互相轉化時得失電子數。半電池反應(電極反應)
7、:表示氧化態(tài)物質和還原態(tài)物質之間相互轉化的關系式。電極反應包括參加反應的所有物質，不僅是氧化數變化的物質。如電對Cr2O72-／Cr3+，對應的電極反應為Cr2O72-＋6e＋14H+＝Cr3+＋7H2O。10.3氧化還原反應方程式的配平在化學方程式的配平中，設計了兩個半反應。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，都可以拆成兩個半反應。1836年，丹尼爾把一個氧化還原反應拆成兩個半反應，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設計成原電池，并寫出它的原電池符號。(1)Sn2＋+Hg2Cl2Sn4+
8、+2Hg+2Cl-解：(1)氧化反應(負極)Sn2+Sn4++2e還原反應(正極)Hg2Cl2+2e2Hg+
