高中化学竞赛课件：氧化还原反应..ppt

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1、第十一章氧化还原反应Review：基本概念一、原子价和氧化数原子价：表示元素原子能够化合或置换一价原子（H）或一价基团（OH－）的数目。氧化数：化合物中某元素所带形式电荷的数值。二、氧化还原反应三、氧化剂和还原剂四、氧化还原对§11.1方程式的配平Review：一、氧化数法基本原则：反应中氧化剂元素氧化数降低值等于还原剂元素氧化数增加值，或得失电子的总数相等。具体步骤：（1）写出基本反应式。（2）找出氧化剂元素氧化数降低值和还原剂元素氧化数增加值（3）按照最小公倍数的原子对各氧化数的变化值乘以相应的系数，使氧化数降低值和升高值相等。（4）将找出的系数分别乘在氧化剂和还原剂的分

2、子式前面，并使方程式两边的数目相等。（5）检查反应方程式两边氧化数有变化的原子数目是否相等，如相等则反应方程式已配平。二、电子－离子法方法是：将反应式改写为半反应式，先将半反应式配平，然后将这些半反应式加合起来，消去其中的电子而配平。具体步骤：以在酸性介质中反应MnO4-+SO32-→Mn2++SO42-为例：1.离子形式写出反应主要物质2.分别写出两个半反应3.各自原子数和电荷数配平5.得失的电子数相等（最小公倍数）4.注意依据反应介质，选择H+或OH－配平Cr(OH)4－+H2O2→CrO42－+H2OCr(OH)4－→CrO42－H2O2→H2OCr(OH)4－→CrO

3、42－+3eH2O2+2e→2OH－+4OH－+4H2O2×)Cr(OH)4－+4OH－→CrO42－+4H2O+3e3×)H2O2+2e→2OH－§11.2原电池一、组成和反应1.化学能转化为电能的装置能自发进行的反应才具有能量，即ΔG<0的反应；可利用的最大化学能等于ΔG的数值：电功（非体积功）Wmax＝－ΔG.电池反应一般是一氧化还原反应：Zn+Cu2+(aq)←→Zn2+(aq)+Cu标态下，298K时ΔrGø＝ΔfGøZn2+－ΔfGøCu2+＝－147.06－65.249＝－212.31kJ.mol-12.电池反应和电极反应电池反应一般是一氧化还原反应Zn+Cu2

4、+(aq)←→Zn2+(aq)+Cu分为两个半反应：氧化半反应Zn→Zn2+(aq)+2e还原半反应Cu2+(aq)+2e→Cu电池负极（－）输出电子，即失电子的反应（－）Zn→Zn2+(aq)+2e电池正极（＋）得到电子的反应（＋）Cu2+(aq)+2e→Cu两个电极反应相加就是电池反应注意电极反应就是半反应，有关某个元素的得或失电子的反应；同样需要配平。MnO4－→Mn2＋？MnO4－+5e→Mn2＋MnO4－+8H＋＋5e＝Mn2＋+4H2O配平要注意：酸性介质H＋－H2O，碱性介质用OH－－H2O3、电池符号－图式表示电极表示铜电极：Cu

5、Cu2+锌电极：Zn

6、Zn2

7、+图式表示：(-)Zn

8、Zn2+(c1)‖Cu2+(c2)

9、Cu(+)几种不同电极的表示氧化态还原态均为溶液：Fe3++e-＝Fe2+要加惰性电极，如Pt，C等：Pt

10、Fe2+,Fe3+有气体参与反应：2H＋+2e＝H2也要加惰性电极:(Pt)H2

11、H+(c)有沉淀参与反应：AgCl+e＝Ag+Cl－Ag

12、AgCl,Cl－(c)整反应→两个半反应→图式表示←(电极反应)←Cr2O72－+6Fe2＋+14H＋＝2Cr3＋+6Fe3++7H2O(+)Cr2O72－+14H＋+6e＝2Cr3＋+7H2O(－)Fe2＋－e＝Fe3+(－)Pt

13、Fe2+,Fe3+‖Cr3＋,Cr2O7

14、2－

15、Pt(+)(－)(C)I2

16、I－(c1)‖Fe2+(c2),Fe3+(c3)

17、C(+)+)Fe3++e＝Fe2+－)2I－＝I2+2e总反应：2Fe3++2I－＝2Fe2++I2二、反应ΔrG与电池电动势关系Zn+Cu2+(aq)←→Zn2+(aq)+Cu标态下，ΔrGø＝ΔfGøZn2+－ΔfGøCu2+298K时＝－147.06－65.249＝－212.31kJ.mol-1电功（非体积功）Wmax＝－ΔG.说明：前面热力学指出，可逆、平衡时ΔG=0。那是无其它功时，而有其它功时，体系自由能的减少等于所做最大功，我们就是依据这一点计算的。所以计算的电功、电动势均为可逆

18、状态时的值。电功W＝I·V·t＝电量•电压＝n×6.023×1023×1.602×10-19×E＝n×96485×E＝nFE－ΔrG＝nFE标态下反应：－ΔrGø＝nFEøΔrG＝ΔrGø+RT·lnQE＝Eø－RT/nF·lnQE＝Eø－0.0592/n·lgQ1.Nernst方程2.反应平衡常数与电池标准电动势的关系ΔrGø＝－nFEø同时，ΔrGø＝－RT·lnKølnKø=Zn+Cu2+(aq)←→Zn2+(aq)+Cu标态下，ΔrGø＝－212.31kJ.mol此反应组成电池，E0＝212.3