普通化学 第十章 氧化还原反应.ppt

第十章氧化还原反应
教学目标
原电池和电极
1. 掌握有关原电池的基本概念。
2. 掌握电极电势的概念,了解其物理意义。
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第十章氧化还原反应
1. 理解原电池电动势与反应的摩尔吉布斯自由
能的关系,掌握判断氧化-还原反应自发方向的
方法。
2. 掌握能斯特方程的简单应用。
3. 掌握氧化-还原反应标准平衡常数与标准电极
电势的关系。
氧化-还原反应的方向和完成程度
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第十章氧化还原反应
主要内容:
4. 氧化还原反应自发方向
1. 基本概念
2. 原电池、电极
3. 原电池电动势和电极电势
5. 氧化还原反应的标准平衡常数
6. 元素标准电极电势图和电极电势的间接计算
7. 常见重要氧化还原反应
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第一节基本概念
一、氧化数(1970年、IUPAC)
氧化数是某元素一个原子的电荷数,这个电荷数可由假
设把每个键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。
H : H
Na+ Cl-
H :Cl
0 0
+1 -1
+1 -1
H :O::O: H
+1 -1 -1 +1
Fe3O4
-2
元素的原子在分子中吸引成键电子的能力。
第一节基本概念
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二、氧化还原反应、氧化剂、还原剂
凡是元素原子或离子的氧化数发生变化的反应,叫做
氧化还原反应。
还原剂
氧化(反应)
氧化剂
还原(反应)
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以上氧化(反应)或还原(反应)各是氧化还原反应
的一半,称为半反应。所以一个氧化还原反应是由
两个半反应组成。
氧化反应(半反应):
还原反应(半反应):
氧化还原电对:
(氧化态/还原态)
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三、氧化还原反应方程式的配平
(一)氧化数法
(二)离子-电子法
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以配平Cu2S与HNO3的反应为例,其配平方法如下:
(一)氧化数法
,并将有变化的氧化数注明在相应的元素符号上:
Cu2S +
HNO3
Cu(NO3)2 +
H2SO4 +
NO
+1 -2
+5
+2
+6
+2
,对氧化数升高和氧化数降低的物质各乘以适当的系数,使两者绝对值相等。
氧化数升高
Cu 2[(+2)-(+1)]=+2
S (+6)-(-2)=+8
+10
氧化数降低
N (+2)-(+5)=-3
×3=+30
×10=-30
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,并配平氧化数有变化的元素原子个数:
Cu2S +
HNO3
Cu(NO3)2 +
H2SO4 +
NO
3
10
6
3
10
,必要时加上适当数目的酸碱以及水分子(H2O)。上式右边有12个未被还原的NO3-,所以左边要增加12个HNO3。再检查氧和氢原子个数,显然应在反应式右边配上8个H2O。两边各元素的原子数目相等后,把箭头改为等号。
Cu2S +
HNO3
Cu(NO3)2 +
H2SO4 +
NO
3
22
6
3
10
+ 8H2O
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例-1
As2S3 + HNO3  H3AsO4 + H2SO4 + NO
氧化数升高的元素:
2As3+ → 2As5+ 升高 4
3S2–→ 3S6+ 升高24
N5+ → N2+
降低3
氧化数降低的元素:
3As2S3 + 28HNO3  6H3AsO4 + 9 H2SO4 + 28NO
左边28个H, 84个O ;右边36个H,88个 O
左边比右边少8个H,少4个O
3As2S3 +28HNO3 + 4 H2O  6H3AsO4 + 9 H2SO4 + 28NO
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