氧化还原反应和电化学.ppt

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1、第十一章氧化还原反应和电化学本章内容§11.1氧化还原反应§11.2原电池和电动势§11.3可逆电池热力学§11.4电动势产生的原理§11.5电极电势电极电势和标准电极电势§11.6电极电势的应用§11.7浓差电池§11.8电池电动势测定的应用§13.9电解目的要求熟悉氧化值和氧化还原反应的意义，熟练计算元素氧化值，掌握离子---电子法配平氧化还原反应式。掌握电池组成式的书写，了解电极电位产生的原因，熟悉标准电极电位概念，掌握用标准电极电位判断氧化还原反应的方向。了解电动势与自由能的关系，掌握通过标准电动势计算氧化还原反应平衡常数的方法。掌握电

2、极电位的Nernst方程、影响因素及有关计算。了解电位法测量溶液pH值的原理。重点原电池的图式运用能斯特方程式进行有关计算应用电极电势数据判断氧化剂，还原剂的相对强弱及氧化-还原反应自发进行的方向和程度§11.1氧化还原反应11.1.1氧化还原反应一、基本概念2、氧化值：是指某元素的一个原子的荷电数。该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得的。1、氧化还原反应：有电子得失或电子转移的反应。特点：因电子的转移而引起某些元素的氧化数变化。确定氧化值的规则：①单质中，元素的氧化值为零。②在单原子离子中，元素的氧化值等于该离子所带

3、的电荷数。③在大多数化合物中，氢的氧化值为+1；只有在金属氢化物中氢的氧化值为-1。④通常，氧在化合物中的氧化值为-2；但是在过氧化物中，氧的氧化值为-1，在氟的氧化物中，如OF2和O2F2中，氧的氧化值分别为+2和+1。例：⑤中性分子中，各元素原子的氧化值的代数和为零，复杂离子的电荷等于各元素氧化值的代数和。氧化还原电对：在半反应中，同一种元素的不同氧化态物质可构成一个氧化还原电对。氧化反应:氧化态升高的过程还原反应:氧化态降低的过程氧化半反应还原半反应氧化型和还原型：在电对中，高氧化态物质称为氧化型，低氧化态物质称为还原型。通式：氧化型/还

4、原型二.氧化还原反应方程式的配平配平原则：①电荷守恒：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数。②质量守恒：反应前后各元素原子总数相等。配平步骤：①用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式)。②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应。③分别配平两个半反应方程式，等号两边的各种元素的原子总数各自相等且电荷数相等。氧化数法和离子—电子法④确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。有时根据需要可将其改

5、为分子方程式。+7+2+4+6第一步第二步还原半反应氧化半反应第二步第三步多4个氧H+为多氧的个数的2倍酸性介质中配平的半反应方程式里不应出现OH–,在碱性介质中配平的半反应不应出现H+第三步+）×2×5第四步第四步P321例11.2——碱性溶液中的反应酸性介质：多n个O+2n个H+，另一边+n个H2O碱性介质：多n个O+n个H2O，另一边+2n个OH-小结：§11.2原电池和电动势一.原电池金属锌片加入硫酸铜溶液中现象？化学能热能自发化学反应同一溶液内的氧化还原反应过程，电子转移时无定向运动，不产生电流。化学能电能自发化学反应？若选择适当的电

6、极和导线，组装一个闭合回路，使转移的电子定向运动→产生电流：原电池原电池：是化学能→电能的装置。1.原电池的组成：1836年，丹尼尔Cu-Zn原电池装置原电极正极发生还原反应，负极发生氧化反应电池反应：原电池的构成氧化半电池还原半电池电极反应——每个半电池发生的反应，也称半电池反应。构成原电池的条件1、电极：金属导体如Cu、Zn惰性导体如Pt、石墨棒2、形成闭合回路3、电解质溶液盐桥(饱和KCl(aq)+琼脂)的作用：作为正、负离子通道，使两个“半电池”的溶液都保持电中性.Cl-ZnSO4(aq)K+CuSO4(aq)电池举例电池反应：电池

7、反应：2.原电池的图式表示(电池图式)负极写左边，正极写右边；单实线表示相之间的界面，双虚线表示“盐桥”；溶液应注明浓度，气体应注明分压；若含有两种离子参与电极反应，用逗号分开；当无金属参与反应，用惰性电极Pt或C书写方法:二.电极类型第一类电极:金属电极电极反应：非金属电极电极反应：第二类电极:金属—金属难溶盐—阴离子电极电极反应：第三类电极:氧化还原电极电极反应：给出总反应方程式，要能够设计为原电池，写出电池符号和半反应(电极反应)方程式给出电池符号，要能够写出半反应(电极反应)和放电总反应方程式要求:例：写出下列反应的电极反应和电池组成式

8、(-)Pt

9、Fe3+(c1),Fe2+(c2)MnO4-(c3),Mn2+(c4),H+(c5)

10、Pt(+)负极：氧化反应正极：还原反应Ni+Fe3+