第10章 氧化还原反应吉林大学无机化学ppt课件.ppt

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1、第10章氧化还原反应§10.1氧化还原反应的基本概念§10.2电化学电池§10.3电极电势§10.4电极电势的应用氧化还原的基本概念氧化与还原(oxidizationandreduction)（1）氧化还原概念的发展起先2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)与氧结合后来Zn+Cu2+=Cu+Zn2+电子转移现在2P(s)+2Cl2(g)=2PCl3(l)电子偏移通常用氧化数的变化来表明氧化还原反应，氧化数升高就是被氧化，氧化数降低就是被还原。氧化数=化合价？氧化数or氧化态：是指某元素的一个原子的表观电荷数，该电荷数是假定把每一化学键中的

2、电子指定给电负性更大的原子而求得的。（1）氧化数(oxidationnumber)氧化态(oxidationstate)确定氧化数的规则⑴离子型化合物中，元素的氧化数等于该离子所带的电荷数。⑵共价型化合物中，共用电子对偏向于电负性大的原子，两原子的形式电荷数即为它们的氧化数。⑶单质中，元素的氧化数为零。⑷中性分子中，各元素原子的氧化数的代数和为零，复杂离子的电荷等于各元素氧化数的代数和。氢的氧化数一般为+1，在金属氢化物中为-1，如。氧的氧化数一般为-2，在过氧化物中为-1，如　　　　　　　　在超氧化物中为-0.5，如在氧的氟化物中为+1或

3、+2，如有时，元素具体以何种物种存在并不十分明确，例如在盐酸溶液中，铁除了以Fe3+存在外，还可能有FeOH2+,FeCl2+,FeCl2+,…物种存在，这时，常用罗马数字表示它的氧化态，写成铁(III)或Fe(III)，意思是说铁的氧化数是+3，而不强调它究竟以何种物种存在。化合价(valence)化合价的原意是某种元素的原子与其他元素的原子相化合时，两种元素的原子数目之间一定的比例关系，所以化合价为整数。化合价分为电价和共价：离子化合物中元素的化合价等于离子所带的电荷数，称为电价；对于共价化合物，元素的化合价数值（共价数）就是这种元素的

4、一个原子跟其它元素的原子形成共用电子对的数目。共价数不分正负，也不可能为分数。氧化数和化合价两个概念的区别例如，在Fe3O4中，Fe实际上存在两种电价：+2和+3价。而氧化数为同一共价化合物中同种元素的氧化数和共价数的数值不一定相同。例如：H2分子和N2分子中H和N的氧化数皆为0，共价数分别为1和3；H2O2分子中O的共价数为2，氧化数为-1；CH3Cl分子中C的共价数为4，氧化数为-2；CO分子中O的氧化数为-2，C的氧化数为+2，而C和O之间的共价键数却为3。氧化剂：electronacceptor还原剂：electrondonor氧化

5、反应：氧化数增加的过程还原反应：氧化数降低的过程氧化反应，还原反应，氧化剂，还原剂10.2氧化还原与原电池(1)铜锌原电池，亦叫Daniell电池工作状态的化学电池同时发生三个过程：●两个电极表面分别发生氧化反应和还原反应●电子流过外电路●离子流过电解质溶液阴极阳极电动势(electromotiveforce)正极负极AnionsmigratetowardtheanodeCationstowardthecathode电势差(potentialdifference)电极反应表示方法Cu2++2e=CuZn2++2e=Zn电对表示方法氧化型/还

6、原型Cu2+/Cu,Zn2+/Zn电极种类及其表示方法：1.电对为金属离子和金属单质，则电极组成：以金属本身为集电极，该金属的盐溶液为电解液竖线表示相界，金属离子浓度用括号表示出来。2.电对为同一种元素不同氧化态的两种离子，例如Fe3+/Fe2+,Sn4+/Sn2+，则组成电极时需要惰性电极作为集电极。PtFe2+(c1),Fe3+(c2)PtH2(p)H+(c)3.电对为气体和它的离子，如H+/H2,Cl2/Cl-，组成电极时需要惰性电极作为集电极。4.电对为金属及金属难溶盐，例如表面涂有AgCl的银丝插在HCl溶液中。AgAgCl(s)

7、Cl-(c)Ag-AgCl(s)Cl-(c)或‖书写原电池符号的规则：负极“-”在左侧，正极“+”在右侧；每个电极的集电极写在外侧，电解液写在内侧；中间用盐桥（以“‖”表示）隔开。原电池符号例：将下列反应设计成原电池并以原电池符号表示思考：为什么两个不同的电极用导线或盐桥构成回路会有电流产生？是否有可能两个不同的电极构成回路后没有电流产生？§10.3电极电势10.3.1电极电势的产生10.3.2标准电极电势10.3.3浓度和Nernst方程式M活泼M不活泼溶解>沉积沉积>溶解----++++++++--------++++++++-----

8、---电极电势（electrodepotentials)的产生双电层理论以第1类电极为例，金属活泼性、温度及离子浓度等因素造成双电层电势差异。单个的电极电势无法测量，而两个电极的