氧化还原反应及电化学基础.ppt

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1、氧化还原反应电化学一、氧化数及氧化还原反应方程式的配平1、氧化数2、氧化还原反应3、氧化还原反应方程式的配平二、电池电动势(E)与电极电势()1、原电池电池电动势2、电极电势标准电极电势3、电池电动势E和化学反应G的关系4、影响电极电势的因素三、电极电势的应用及相关计算1氧化数与电子转移(ElectronTransfer)Fe+Cu2+=Fe2++Cue转移H2+0.5O2=H2Oe偏移+1-2氧化数：规则：物质中各元素氧化数的代数和为零。1）单质中，元素的氧化数等于零。（N2、H2、O2等）2）离子化合物中，与元素的电荷数相一致。NaClCaF2+

2、1,-1+2,-13)共价化合物中，成键电子对偏向电负性大的元素。O:-2(H2O等)；－1(H2O2);－0.5(KO2超氧化钾）H:+1(一般情况)；－1(CaH2、NaH)由原子价(化合价)氧化数(某原子成键的数目）（某元素所带形式电荷的数值）化学结构理论的发展(价键理论和电负性)一、氧化数及氧化还原反应方程式的配平思考：氧化数—“表观化合价”（1）Na2S2O3Na2S4O6+2+2.5（2）CrO5+10化合价平均值=+2CrO5结构化合价+6，与O有能力形成六个共价键化合价“表观化合价”S2O32–中S的氧化数为＋2：2氧化还原反应，半反应，

3、氧化还原电对年代氧化反应还原反应18世纪末与氧化合从氧化物夺取氧19世纪中化合价升高化合价降低20世纪初失去电子得到电子认识不断深化Fe-2eFe2+Cu2++2eCu氧化(氧化)半反应(还原)半反应半反应写法：氧化态+ne=还原态氧化还原电对：氧化态/还原态历史发展还原例如:Fe+Cu2+=Fe2++Cu称为全(总)反应Fe2+/FeCu2+/Cu电子转移电对a、反应物写出氧化剂和还原剂，产物写出还原产物和氧化产物；b、确定氧化剂和还原剂的氧化数变化值，并根据变化相等的要求配上系数；KMnO4+HClMnCl2+Cl2+7-1+20降低5×2升高2×5

4、c、配平:先配平阳离子和阴离子，后配平氧和氢。+KCl+H2O2KMnO4+16HCl＝2MnCl2+5Cl2+2KCl+8H2O3氧化还原反应方程式的配平氧化数法氯气是重要的化工原料，可以用来制备很多化工产品，比如可以制备净水剂高铁酸钾，写出碱性条件下，由氯化铁制备高铁酸钾的离子方程式。酸性条件下，K2Cr2O7将碳氧化为CO2，自身被还原为Cr3+的离子方程式。氧化数法配平注意事项：写出的方程式必须与实验事实相符合:1、反应介质：酸性介质中，不能出现OH－碱性介质中，不能出现H＋2、难溶或弱电解质应写成分子形式3、注明沉淀、气体等配平原则：1、电荷守

5、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。二、电池电动势(E)与电极电势()负极正极1原电池:Cu-Zn原电池原电池（Galvaniccells）：------化学能转化成电能的装置(区别于电解池electrolyticcells)1）组成：①半电池（电极）②检流计③盐桥（琼脂＋强电解质KCl,KNO3等，作用是补充电荷、维持电荷平衡）2）电极反应：正极（Cu）:Cu2++2e=Cu负极（Zn）:Zn-2e=Zn2+3）电池反应及电池符号：Zn+Cu2+=Zn2++Cu(－)Zn

6、Zn2+(c1)

7、

8、Cu2+(c2

9、)

10、Cu(＋)写电池符号应注意事项：•正、负极：左(－)，右(＋)•界面“

11、”：单质写在极棒“

12、”的外面。•要注明：离子浓度(c)；气体分压(p)；•盐桥:“

13、

14、”标准电极电势(V)是指定温度(25ºC)，浓度均为1mol/dm3,气体的分压都是标准压力(100kPa),固体及液体都是纯净物状态下某电对的电极电势。电对的电极电势无法测定其绝对值，只有相对值。规定：标准氢电极“H+/H2(p)=0”1)标准氢电极(SHE):2H++2eH2(H+/H2)=0.0000(V)铂片上表面镀一层海绵状铂（铂黒，吸附H2的能力很强），插入H+浓度为1

15、mol/dm3的溶液中，25ºC下，不断地通入标准压力的纯H2气流，与溶液中的H+达平衡。2）标准电极电势的测定将待测的标准电极与标准氢电极组成原电池，在25ºC下，用检流计确定电池的正极(+)、负极(–)，然后用电位计测定电池的电动势E来决定。IUPAC规定：E＝(+)–(–)InternationalUnionofPureandAppliedChemistry国际理论和应用化学联合会如：标准锌电极为负极(-)，标准氢电极为正极(+)，组成原电池，测得E＝0.7618(V)＝(+)–(-),则：(-)=(Zn2+/Zn)=

16、0.0000–0.7618=-0.7618(V)由于标准氢电极的制作和使用都很困