无机化学氧化还原反应.ppt

第三章 氧化复原反响
[引言]什么是氧化复原反响？
第一节 根本概念
[认识过程]
氧化——结合氧的过程 复原——失去氧的过程
氧化——失去电子过程 复原——得电子的过程
[问题]如何认识反响：H2+Cl22HCl
一、氧化数〔态、值〕
1、定义：元素的一个原子在纯化学物种中的特定形式电荷数。
特定性—— “特定形式电荷数〞 服从以下规那么
⑴纯化学物种的实际电荷数等于其组成元素的氧化数之和
⑵一般情况下，元素在化合状态中的氧化数规定不为零，处于周期表左下方元素的氧化数为+，右上方的为－；
⑶化合状态，F为－1；大多数含氧化合物中O为－2，H除金属氢化物外，为+1；
⑷元素在分子间化合物中的氧化态与其在对应小分子中的一样。
[注] ①上述为计算元素氧化数的原那么；规定将正负号置于数的前面。
②氧化态亦简称价态，但它与化合价概念不同。
二、氧化复原反响——对立的统一体
定义：某些元素的氧化数发生改变的反响。
氧化——氧化数升高的过程 复原——氧化数降低的过程
[注] 氧化剂、复原剂、氧化、复原、被氧化、被复原、氧化数变化、电子得失等概念及关系。
三、氧化复原反响方程式配平〔自学〕
原那么：质量守恒、电量守恒。(氧化数法和离子电子法)
[规律]——介质产物的一般规律
酸中出水，碱中出水，水中出酸或碱
反响物多氧—— 酸性 加H+ → H2O
碱性 加H2O → OH-
反响物少氧—— 酸性 加H2O → H+
碱性 加OH- → H2O
第二节 电极电势〔位〕
[引言]引起氧化数变化的原因是什么？
一、氧化复原电对
一个氧化复原反响包含氧化、复原两过程，故拆分为两半反响。例 Zn + Cu2+  Zn2+ + Cu
氧化反响： Zn  Zn2+ + 2e
复原反响： Cu2+ +2e  Cu
每个半反响说明了某元素上下不同氧化态之间的转化关系
[氧化型] + ne  [复原型]
正向为复原，逆向为氧化，它们彼此依存，相互转化，关系与共轭酸碱对一样。称为氧化复原电对〔电对〕。
电对符号：[氧化型]／[复原型]
[小结]每个氧化复原反响至少有两个电对，分别称为氧化剂电对和复原剂电对。
氧化剂——氧化剂电对的氧化型充当
复原剂——复原剂电对的复原型充当
二、氧化复原反响与原电池
反响：Zn + H2SO4(稀)  ZnSO4 + H2
用三种装置实现上述反响
H2SO4
(a)
H2SO4
(b)
H2SO4
(c)
1. 原电池：借助自发反响直接提供电能的装置。
例：Zn + Cu2+  Zn2+ + Cu 组成的Daniel电池
原那么上一个自发的氧化复原反响都可通过适当的方式获得电能。
原电池： 正极——得到电子流的极
负极——提供电子流的极
2. 组成原电池的条件
①自发反响——△G＜0
②氧化和复原反响分别在两处进行；
③两极的电解质溶液必须沟通。
3. 原电池的表示——电池符号书写规那么
①复原剂电对写在左边，构成负极半电池；
②“|或•〞表示分界面，“‖〞表示盐桥；
③应注明溶质的浓度、气体的分压；
④当电对中无固体电导体时，加惰性材料作电导体。
例：Daniel电池符号
Volta电池符号
[小结]
①原电池由正负两个半电池组成，分别由电池反响的两个电对构成。
②负极半电池提供电子流，由电池反响中的复原剂电对充当。
③电池反响中的氧化剂在正极。
三、电极电势及其测定
电极电势——电极的电位，是体系的性质之一，为状态函数，其绝对值难测定。
1、比较的基准——标准氢电极
电极符号：Pt | H2(P) • H+(1M)
规定：298K标准氢电极的电位为零
2、标准电极电势
将标准氢电极固定作为负极半电池，其他电极〔标态〕作正极，构成原电池。
那么：ε=(+)－(－)= (+)
例：测Zn2+／Zn的 
电池：(－) Pt | H2(P) • H+(1M)‖Zn2+(1M) | Zn (+)
[注]①有酸表和碱表之分(A、 B)
②又称复原电位；
③值与电极写法无关；
④仅适用于水溶液。
四、电极电势的意义和应用
为复原电位，即发生复原反响，故其电位的代数值越大，该电对中氧化型的氧化能力越强。
1. 意义：表征了电对中氧化型的氧化能力和复原型的复原能力。
2. 应用：
①氧化、复原能力的判断
金属活动顺序表。
②判断氧化复原反响自发进行的方向。
ε＞0 ε= (+)－(－)
[强氧化型]1+[强复原型]2  [弱氧化型]2+[