第六章电化学原理及其应用ppt课件.ppt

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1、普通化学张金桐教授1第六章电化学原理及其应用6.1氧化还原反应的基本概念6.2原电池6.3电极电势与电池电动势6.4影响电极电势的因素6.5氧化还原反应的方向和限度6.6电极电势的应用2教学目的掌握和了解以下几个方面：1、氧化还原反应、氧化数、氧化还原方程的配平2、化学电池、电池反应和电池符号3、电池电动势、电极电势、标准氢电极、电极电势的应用4、Nernst方程5、电动势和自由能变化的关系、氧化还原反应的平衡常数6、电势图3电化学：研究化学反应的能量与电能之间相互转化规律的一门化学科学。研究内容：原电池的组成、电极电势、

2、电池电动势，氧化还原反应进行的方向和限度、电极电势的应用。化学能电能原电池电解或电镀氧化还原反应氧化还原反应非氧化还原反应反应类型电子得失或化合价变化46.1氧化还原反应的基本概念Cu(s)+2Ag+(aq)→Cu2+(aq)+2Ag(s)反应的特征：反应过程中伴随着电子的转移Cu(s)+2NO3-(aq)+4H+(aq)→Cu2+(aq)+2NO2(g)+2H2O(l)判定氧化还原反应的办法:判断反应前后是否有元素的荷电数（氧化数）发生了改变。1.氧化还原反应oxidation-reductionreaction给出电子

3、-e得到电子+e还原氧化氧化还原反应还原剂(reductant)氧化剂(oxidant)5定义：氧化数是指某元素一个原子的荷电数（或表观荷电数），（2）氧在化合物中的氧化数一般为-2，特例：H2O2、Na2O2氧为-1,在OF2中氧为+2。氢的氧化数一般为+1,特例：NaH,CaH2中氢为-1。含义：元素与其它元素的原子化合的能力。（1）单质中元素的氧化数为零。确定方法：假定把每个化学键中的电子指定给得电子相对能力强（电负性大）的原子而求得。氧化数规则：2.氧化数6（4）共价化合物中，元素的氧化数是把电子对指定给得电子能力

4、大（电负性大）的一方而求得的表观电荷数。NH3：H的氧化数为+1，N的氧化数为-3；（3）离子化合物中，单原子离子元素的氧化数为离子所带电荷数。NaCl：Na+氧化数为+1，Cl－氧化数为-1。（5）中性分子中，各元素氧化数的代数和为零。多原子离子中元素的氧化数代数和为离子所带电荷数。【例6.1】求Fe3O4、K2Cr2O7和S2O32－中Fe、Cr和S的氧化数。NH3SO42－7【解】设(在Fe3O4中）Fe的氧化数为x由规则得：3x＋4×(-2)=0得：x=+8/3，Fe的氧化数为+8/3设(在S2O32－中）S的氧化

5、数为x，则：2x＋3×(-2)=-2得：x=+2，S元素的氧化数为+2。设(在K2Cr2O7中）Cr的氧化数为x,则2x＋7×(-2)+2×(+1)=0得x=6，Cr的氧化数为+6。注：氧化数和化合价的区别：氧化数：在离子化合物中，它就等于离子所带电荷；而在共价化合物中，它是元素的表观电荷数，可以是±整数或分数。8化合价：某元素的一个原子与其它几种元素的原子化合的能力（通常指共用电子对数），它只能是正负整数。●在氧化还原反应中，某个元素氧化数的增加数正是该元素原子失掉(偏出)的电子数，氧化数的减少数也正是该元素原子得到(偏

6、入)的电子数。●从反应中氧化数的变化情况可以判定电子转移的过程。从而确定氧化还原反应。●在反应中得失电子数相等─氧化数增加的总和等于氧化数减少的总和。结论：93.氧化还原电对氧化还原反应：Zn+Cu2+Zn2++Cu氧化还原电对（简称电对）：氧化剂↔还原剂存在两个电对：Cu2+/Cu（氧化型）（还原型）Zn2+/Zn（氧化型）（还原型）Zn+Cu2+Zn2++Cu10氧化还原电对中：氧化数较高的氧化型物质为：Ox，氧化数较低的还原型物质称为Red：Ox＋neRed书写方式：Ox／Red：同一种元素构成的氧化剂与还原剂是共轭

7、关系。可用氧化还原半反应式来表示4.自身氧化还原反应和歧化反应：自身氧化还原反应：指的是在同一种物质中元素之间的氧化还原反应（氧化剂和还原剂是同种物质的不同元素）。11氯元素被还原，氧元素被氧化，KClO3既是氧化剂，又是还原剂。歧化反应:同一物质中同一种元素的原子部分被氧化，部分被还原的自身氧化还原反应。3/4KClO3的氯被氧化，1/4KClO3的氯被还原。如:4KClO3＝3KClO4+KCl如:2KClO3＝2KCl+3O2+5-1-20+5+7-1Cl2+H2O=HCl+HClO125.氧化还原反应方程式配平原则

8、：氧化剂与还原剂氧化数变化的总数相等─得、失电子总数相等的原则。氧化数法①氧化数守恒:元素的氧化数升高值和降低值相等.步骤：方法：氧化数法离子电子法。②质量守恒:反应前后各元素原子总数相等。配平原则：13(1)根据实验结果，正确写出基本反应式(2)确定元素原子氧化数，并配平该原子(3)配平氧化数。方法：