天津大学无机化学课件第四章氧化还原反应1
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(介观)
宏观
由宏观到微观，定性到定量，稳定态到亚稳定态，经验上升到理 论并用理论指导实践，进而开创新的研究。
哪些是关键性的问题呢？
化学反应的性能，化学催化，生命过程中的化学问题等。总之，
化学已成为中心科学，与21世纪科学）都有关。
8
1、化学研究的对象
原子 atom
5
1 化学的研究对象 绪论 2 化学的主要分支
3 怎样学习化学
6
什么是化学？它研究的对象是什么？如何才能学好化 学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些 问题来开始我们的化学学习。
一．化学研 究的物质
物质是不依赖于人们的感觉而存在并且可以 被人们的感觉所认识的客观实在。简而言之，物 质是客观存在的东西。
化学研究的物质 一般是指实物
具体地 说物质 包括实 物和场
具有静止质量、体积、占有空间的
实物 物体。如书桌、铁、木材、水、空
气等。
场 没有静止质量、体积、不占有空间。
如电场、磁场、光、声音。
7
物质结构层次：
质子
夸克
原子核
中子 电子
原子 (离子)
纳米 材料
宇宙
(宇观)
分子
单质 化合物
星体
微观 当今化学发展的趋势大致是:
2）化学物质（chemical substance） 不包括物质的另 一基本形态---场。化学研究的是以间断形式存在的物质形 态，而场是以连续形式存在的物质形态，属物理学的研究 范畴。
3）组成（form）包括定性组成和定量组成。弄清物 质的定性组成应确证它含有哪些元素，物质的定量组成包 括各元素的质量百分比、原子个数比、化学式及分子式。
1学时 3学时
大学无机化学课件氧化-还原
大学无机化学课件氧化-还原
目录
CONTENTS
• 氧化-还原反应的基本概念 • 氧化-还原反应的原理 • 氧化-还原反应的实例 • 氧化-还原反应的应用 • 氧化-还原反应的实验操作
01 氧化-还原反应的基本概念
CHAPTER
定义与分类
定义
氧化-还原反应是电子在两个不同原 子间转移的反应，其中氧化是指电子 损失的过程，还原则是电子获得的过 程。
ABCD
还原剂是能够提供电子的 物质，通常是具有较低氧 化数的元素或化合物。
常见的氧化剂包括氧气、 高锰酸钾、硝酸等，常见 的还原剂包括氢气、金属、 碳等。
氧化数的变化与电子转移的关系
氧化数表示元素或化合物在氧化-还原状态下的电荷数， 可以用来描述电子转移的过程。
当电子从还原剂转移到氧化剂时，还原剂的氧化数升高， 而氧化剂的氧化数降低。
通过双线桥法或单线桥法表示电子转移的方向和数量，清晰地展示出氧化剂、还 原剂以及电子转移的过程。
电极反应式表示法
将氧化-还原反应拆分为两个半反应，分别表示为阳极和阴极反应式，有助于理 解和分析反应机理。
02 氧化-还原反应的原理
CHAPTER
电子转移过程
01 02 03 04
电子转移是氧化-还原反应的核心，它决定了反应的进行方向和速率 。
金属与酸反应
金属与酸反应，通常会生 成氢气和对应的金属盐， 同时金属被氧化。
非金属的氧化
非金属氧化物生成
非金属与氧气反应，生成非金属氧化物，如二氧化碳 的生成。
非金属燃烧
非金属在氧气中燃烧，如硫在空气中燃烧生成二氧化 硫。
非金属与碱反应
非金属与碱反应，通常会生成盐和水，同时非金属被 氧化。
目录
CONTENTS
• 氧化-还原反应的基本概念 • 氧化-还原反应的原理 • 氧化-还原反应的实例 • 氧化-还原反应的应用 • 氧化-还原反应的实验操作
01 氧化-还原反应的基本概念
CHAPTER
定义与分类
定义
氧化-还原反应是电子在两个不同原 子间转移的反应，其中氧化是指电子 损失的过程，还原则是电子获得的过 程。
ABCD
还原剂是能够提供电子的 物质，通常是具有较低氧 化数的元素或化合物。
常见的氧化剂包括氧气、 高锰酸钾、硝酸等，常见 的还原剂包括氢气、金属、 碳等。
氧化数的变化与电子转移的关系
氧化数表示元素或化合物在氧化-还原状态下的电荷数， 可以用来描述电子转移的过程。
当电子从还原剂转移到氧化剂时，还原剂的氧化数升高， 而氧化剂的氧化数降低。
通过双线桥法或单线桥法表示电子转移的方向和数量，清晰地展示出氧化剂、还 原剂以及电子转移的过程。
电极反应式表示法
将氧化-还原反应拆分为两个半反应，分别表示为阳极和阴极反应式，有助于理 解和分析反应机理。
02 氧化-还原反应的原理
CHAPTER
电子转移过程
01 02 03 04
电子转移是氧化-还原反应的核心，它决定了反应的进行方向和速率 。
金属与酸反应
金属与酸反应，通常会生 成氢气和对应的金属盐， 同时金属被氧化。
非金属的氧化
非金属氧化物生成
非金属与氧气反应，生成非金属氧化物，如二氧化碳 的生成。
非金属燃烧
非金属在氧气中燃烧，如硫在空气中燃烧生成二氧化 硫。
非金属与碱反应
非金属与碱反应，通常会生成盐和水，同时非金属被 氧化。
最新大学无机化学课件氧化-还原
(1) 写出离子方程式：Cr2O72- + I- + H+ → Cr 3+ + I2+ H2O (2) 写出氧化半反应： I- － e - → I2
还原半反应： Cr2O72- + e - → Cr 3+
(3) 分别配平，使等式两边的原子个数和净电荷相等：
离子－电子式 2I- －2e - → I2
………………… ①
大学无机化学课件氧化-还原
(二) 氧化还原反应的特点
1. 氧化还原概念的发展 (1) 在化学发展的初期，氧化是指物质与氧化合的过程，
还原是指物质失去氧的过程。 例:2Hg + O2→2HgO ，2HgO →2Hg + O2 (2) 随后氧化还原的概念扩大了，认为物质失去氢的过程 也是氧化，与氢结合的过程则是还原。在有机化学和生 物化学中应用较为广泛。例：
(4)多原子离子中，所有元素的氧化值之和等于该离子所
带电荷数。 例：SO4 2-中，(Ⅵ)＋(- Ⅱ)× Ⅳ = -2。
(5)O在化合物-中Ⅰ的/ Ⅱ氧化值一般为Ⅰ-2-，ⅠH为＋1
-Ⅰ
但超氧化物KO2，过氧化物H2O2，金属氢化物如CaH2。
大学无机化学课件氧化-还原
【例1】求Cr2O72-中 Cr的氧化值。 解：设Cr2O72-中Cr的氧化值为x： 2 x + 7 ×(- Ⅱ) = - Ⅱ x = Ⅵ 则Cr的氧化值为Ⅵ 。
(+1)×2
(3) 调整系数，使氧化数变化值相等
2KMnO4 + 10HCl →2MnCl2 +5Cl2 (4) 原子数和静电荷数配平
2KMnO4 + 16HCl = 2MnCl2 +5Cl2 + 2KCl + 8 H2O
大学无机化学课件氧化-还原
描述氧化还原反应中电子的不同传递方式，包括直接接触和通过中间体的传 递。
氧化还原反应的物质平衡
讨论氧化还原反应的物质平衡和化学方程式的写法，以及如何平衡复杂氧化 还原反应。
氧化剂与还原剂的介绍
详细了解氧化剂和还原剂的性质、特点以及在氧化还原反应中的作用和应用。
标准氧化还原电势的概念
介绍标准氧化还原电势的概念和计算方法，以及与氧化还原反应的关系。
氧化还原电位表的构成和使用
探讨氧化还原电位表的结构和使用，以及该表对氧化还原反应的理解和预测的重要性。
反应中电子的传递方式
大学无机化学课件氧化还原
大学无机化学课件氧化-还原是一个关于氧化还原反应的详细介绍和讨论。我 们将探讨氧化还原反应的定义、重要性以及相关概念和实验技术。
氧化还原反应的定义
了解氧化还原反应的含义，理解电子转移的过程，以及相关的定义和规则。
氧化-还原反应的重要性
探讨用。
氧化还原反应的物质平衡
讨论氧化还原反应的物质平衡和化学方程式的写法，以及如何平衡复杂氧化 还原反应。
氧化剂与还原剂的介绍
详细了解氧化剂和还原剂的性质、特点以及在氧化还原反应中的作用和应用。
标准氧化还原电势的概念
介绍标准氧化还原电势的概念和计算方法，以及与氧化还原反应的关系。
氧化还原电位表的构成和使用
探讨氧化还原电位表的结构和使用，以及该表对氧化还原反应的理解和预测的重要性。
反应中电子的传递方式
大学无机化学课件氧化还原
大学无机化学课件氧化-还原是一个关于氧化还原反应的详细介绍和讨论。我 们将探讨氧化还原反应的定义、重要性以及相关概念和实验技术。
氧化还原反应的定义
了解氧化还原反应的含义，理解电子转移的过程，以及相关的定义和规则。
氧化-还原反应的重要性
探讨用。
氧化还原反应大学无机化学ppt课件
原电池是由两个半电池组成的。在每个半电池中同时包含有同 一个元素的不同氧化数的两个物种所组成的电对。分别在两个半电 池中所发生的氧化或还原反应叫做半电池反应，或电极反应。氧化 和还原的总反应称为电池反应。
半电池中的固态导体有时狭义的叫做电极，有些固态导体只起 导电的作用而不参与氧化或还原反应，叫做惰性电极，如金属铂 (Pt)、石墨棒等；也有的固态导体除起导电作用外，还参与半电池 反应。例如，在铜锌原电池中的锌电极和铜电极。
氧化数
某元素一个原子的电荷数，这种电荷数由假设把化合物中各成键的电子 都归电负性更大的原子而求得。
确定氧化数的规则如下
1、在单质中（Cu，O2，O3），元素原子的氧化数为零 2、分子中，所有原子的氧化数的代数和为零
3、在简单离子化合物中，正负离子的电荷数就是它的氧化数；在多原子离 子中，各原子的氧化数的代数和等于离子的电荷数。
片附近的水层中，对金属离子有排斥作用，阻碍金属的继续溶解。当v溶解 = v沉淀 时，达到一种动态平衡，这样在金属与溶液之间，由于电荷的不均等
，便产生了电位差。
金属不仅浸在纯水中产生电位差，即使浸入含有该金属盐溶液中，也发生 相同的作用。由于溶液中已经存在该金属的离子，所以离子从溶液中析出， 即沉积到金属上的过程加快，因而使金属在另一电势下建立平衡。如果金 属离子很容易进入溶液，则金属在溶液中仍带负电荷，只是比纯水中时所 带的负电荷要少 ( 如图a )；如果金属离子不易进入溶液，溶液中已经存在 的正离子起初向金属沉积速度可能超过正离子由金属进入溶液的速度，因 而可使金属带正电荷（如图b）。
这种借助于氧化还原反应产生电流的装置，叫做原电池。 上述原电池叫做铜锌原电池。
原电池的表示方法：
(-) Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu (+) “|”表示液-固相有一界面； “‖”表示盐桥。
化学《氧化还原反应》课件ppt
氧化和还原的反应实例
01
反应方程式
2H2 + O2 → 2H2O
02
反应类型
氧化还原反应
03
氧化还原反应的种类和特征
燃烧反应
燃烧过程中，有机物与氧气发生反应，生成二氧化碳和水。
腐蚀反应
金属在腐蚀介质中与腐蚀剂发生反应，产生金属失电子被腐蚀的现象。
电池反应
在原电池中，负极金属失去电子被氧化，正极金属得到电子被还原，产生电流。
在能源中的应用
氧化还原反应可用来处理环境污染，如废水处理、废气处理等。在废水中加入氧化剂或还原剂可使其中的污染物质发生氧化或还原反应，从而达到净化废水的目的。
污染处理
对于受到污染的土壤，可利用氧化还原反应将土壤中的有害物质转化为无害物质，如有机农药污染的土壤可采用氧化剂进行修复。
土壤修复
在环境科学中的应用
2023
化学《氧化还原反应》课件ppt
contents
目录
引言氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的种类和特征氧化还原反应的化学计算氧化还原反应的实际应用结论和展望
01
引言
课程背景
介绍氧化还原反应在化学中的重要性及应用领域，如电池、电镀等。
课程目的
明确课程的目标、主要内容和教学方法。
课程简介
定义
内容
02
氧化还原反应的基本概念
氧化
物质失电子的作用称为氧化
还原
物质得电子的作用称为还原
氧化和还原的定义
规则
单质的氧化数为零，中性分子的氧化数为零
定义
氧化数反映了原子在化合物中的氧化状态
应用
判断原子在化合物中的氧化状态
氧化数的概念
03
天津大学无机化学ppt课件下载
无机化学
Inorganic Chemistry
绪论 1学时 第一章 化学反应中 的质量关系和能量 关系（3学时）
目 录
第二章 化学反应的 方向、速率和限度 （8学时）
第三章 酸碱反应和 沉淀反应（7学时）
§1 化学中的计量 §2 化学反应中的质量关系 §3 化学反应中的能量关系
1学时 1学时 1学时
光 学 纤 维 胃 镜
用光导纤维 做手术，不 用开刀
20/51
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌 火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地 、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。21/51
近年发现和发明的新物质层出不穷，如球碳、管碳、俄 罗斯套娃、团簇化合物、笼合物等。
§1 镧系元素和锕系元素该素 §2 稀土元素
6/51
1 化学的研究对象 绪论 2 化学的主要分支
3பைடு நூலகம்怎样学习化学
7/51
什么是化学？它研究的对象是什么？如何才能学好化 学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些 问题来开始我们的化学学习。
一．化学研 究的物质
物质是不依赖于人们的感觉而存在并且可以 被人们的感觉所认识的客观实在。简而言之，物 质是客观存在的东西。
36/51
（2）炼金术、炼丹时期（公元前后—公元 1500年）
➢ 中国炼丹术的产生有两个原因：一是五行说（五 行无常胜），此为理论基础；二是封建主的贪得 无厌，梦想长生。战国末期有了炼丹术，汉代有 较大发展，唐代达到高潮。当时所谓的丹主要是 三仙丹HgO，丹砂HgS，铅丹Pb3O4等。这些丹 实际上都是剧毒的，许多皇帝因服丹而亡。
1学时 3学时 4学时
Inorganic Chemistry
绪论 1学时 第一章 化学反应中 的质量关系和能量 关系（3学时）
目 录
第二章 化学反应的 方向、速率和限度 （8学时）
第三章 酸碱反应和 沉淀反应（7学时）
§1 化学中的计量 §2 化学反应中的质量关系 §3 化学反应中的能量关系
1学时 1学时 1学时
光 学 纤 维 胃 镜
用光导纤维 做手术，不 用开刀
20/51
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌 火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地 、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。21/51
近年发现和发明的新物质层出不穷，如球碳、管碳、俄 罗斯套娃、团簇化合物、笼合物等。
§1 镧系元素和锕系元素该素 §2 稀土元素
6/51
1 化学的研究对象 绪论 2 化学的主要分支
3பைடு நூலகம்怎样学习化学
7/51
什么是化学？它研究的对象是什么？如何才能学好化 学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些 问题来开始我们的化学学习。
一．化学研 究的物质
物质是不依赖于人们的感觉而存在并且可以 被人们的感觉所认识的客观实在。简而言之，物 质是客观存在的东西。
36/51
（2）炼金术、炼丹时期（公元前后—公元 1500年）
➢ 中国炼丹术的产生有两个原因：一是五行说（五 行无常胜），此为理论基础；二是封建主的贪得 无厌，梦想长生。战国末期有了炼丹术，汉代有 较大发展，唐代达到高潮。当时所谓的丹主要是 三仙丹HgO，丹砂HgS，铅丹Pb3O4等。这些丹 实际上都是剧毒的，许多皇帝因服丹而亡。
1学时 3学时 4学时
《氧化还原反应》课件PPT
②城镇商业呈现繁荣景象：A棉花、茶叶、甘蔗、染料等农副产品进入市场成为商品。B区域间长途贩运贸易发展较快；C货币的作用 越来越大。D出现地域性的商人群体，叫做“商帮”，其中，实力最强的是徽商和晋商（乾隆年间开始兴办票号经营存款、汇兑，为官 府代理钱粮。）。
(2)根据非金属活动性顺序进行判断(常见元素)： 1、背景:中世纪晚期，西欧商品经济空前繁荣，需要拓展市场，推销产品，寻找原料。新航路开辟后，欧洲人开始了早期殖民掠夺。
2.用双箭号表示，箭头从反应物指向生成物的同一种元素。
0
0
+2 -1
Mg + Cl2 ＝ MgCl2
3.标出“失去”、“得到”的电子总数
失去2e-
0
Mg
+
0
Cl2
＝
+2 -1
MgCl2
得到2e-
注意：失电子数＝得电子数
练习：
用“双线桥”法标出电子转移的情 况，并指出氧化剂及还原剂。
1.2Al + 3H2SO4
2CuO+C 高温 2Cu+CO2
得氧,化合价升高,被氧化
结论
物质得到氧，元素化合价升高，被氧化。 物质失去氧，元素化合价降低，被还原。
化合价降低 被还原
Zn+2HCl
ZnCl2+H2
化合价升高 被氧化 化合价降低 被还原
2Na+Cl2 点燃 2NaCl
化合价升高 被氧化
定义: 有元素化合价升降的反应,叫氧 化还原反应.
氧化还原反应的判断依据是: 有无化合价的升降
一、认识氧化还原反应
2、从化合价升降的角度分析氧化还原反应
★以元素化合价是否变化对化学反应
进行分类：
(2)根据非金属活动性顺序进行判断(常见元素)： 1、背景:中世纪晚期，西欧商品经济空前繁荣，需要拓展市场，推销产品，寻找原料。新航路开辟后，欧洲人开始了早期殖民掠夺。
2.用双箭号表示，箭头从反应物指向生成物的同一种元素。
0
0
+2 -1
Mg + Cl2 ＝ MgCl2
3.标出“失去”、“得到”的电子总数
失去2e-
0
Mg
+
0
Cl2
＝
+2 -1
MgCl2
得到2e-
注意：失电子数＝得电子数
练习：
用“双线桥”法标出电子转移的情 况，并指出氧化剂及还原剂。
1.2Al + 3H2SO4
2CuO+C 高温 2Cu+CO2
得氧,化合价升高,被氧化
结论
物质得到氧，元素化合价升高，被氧化。 物质失去氧，元素化合价降低，被还原。
化合价降低 被还原
Zn+2HCl
ZnCl2+H2
化合价升高 被氧化 化合价降低 被还原
2Na+Cl2 点燃 2NaCl
化合价升高 被氧化
定义: 有元素化合价升降的反应,叫氧 化还原反应.
氧化还原反应的判断依据是: 有无化合价的升降
一、认识氧化还原反应
2、从化合价升降的角度分析氧化还原反应
★以元素化合价是否变化对化学反应
进行分类：
《氧化还原反应》课件
氧化还原反应的历史与发展
氧化还原反应的研究可以追溯到古代文明，但直到18世纪才被系统地研究和解释。随着化学理论的不断发展，我们 对氧化还原反应的理解越来越深入，这为探索更广泛的应用奠定了基础。
氧化还原反应的基本概念和规律
1 电子转移
氧化还原反应涉及电子的传递，从而改变物质的氧化态和还原态。
2 热效应
《氧化还原反应》PPT课 件
欢迎来到《氧化还原反应》PPT课件！在本课程中，我们将一起探索氧化还原 反应的定义、历史和发展、基本概念和规律，以及分类和示例。此外，我们 将深入研究氧化还原反应在日常生活和工业中的应用，实验方法和注意事项， 以及相关领域的前沿研究和发展趋势。
氧化还原反应的定义
氧化还原反应是一类化学反应，涉及物质的电荷转移和原子价态的变化。在 这类反应中，氧化剂会使物质失去电子（氧化）而被还原剂接收，从而使得 原子、离子或分子的氧化态和还原态发生变化。
化学研究
氧化还原反应在环境保护、能源储 存和新材料开发等领域的研究仍在 不断进行。
绿色能源
电化学研究
氧化还原反应的研究促进了绿色能
氧化还原反应在电化学领域的研究
源的发展，如氢能源和太阳能电池。 有助于电池技术和电解过应用
电池
氧化还原反应在电池中产生电力，为我们的日常生 活提供便利。
燃烧
氧化还原反应在燃烧过程中释放能量，用于加热、 照明和其他工业应用。
腐蚀
氧化还原反应导致金属腐蚀，影响建筑、车辆和设 备的使用寿命。
环境净化
氧化还原反应可用于处理废水和空气中的污染物， 减少环境污染。
氧化还原反应的实验方法和注意事项
1
实验方法
氧化还原反应的实验可以通过观察颜色变化、收集气体、测量电位等方法进行。
氧化还原反应ppt课件
总结词：氧化数是表示元素氧化状态的数值，它可以用来判断元素在氧化还原反应中的状态。
总结词
根据电子转移的情况，氧化还原反应可以分为单向电子转移和偶联电子转移两类。
详细描写
单向电子转移是指在一个反应步骤中，电子从一个原子或分子转移到另一个原子或分子。偶联电子转移是指两个或多个相互关联的反应步骤中产生的电子转移。
氧化还原反应的实验操作
04
实验操作步骤
准备实验器材和试剂，如试管、滴定管、烧杯、试剂瓶等。
依照实验指导书或教材要求，准确称量所需的试剂。
依照实验步骤进行实验操作，并记录实验数据。
清洗实验器具，整理实验台面。
注意事项
注意安全使用化学品，避免直接接触皮肤和眼睛。
注意实验器具的清洁和保养，确保实验结果的准确性。
氧化还原反应的原理
02
电荷守恒是指在化学反应中，正电荷和负电荷的总数相等。
在氧化还原反应中，电子的得失会导致电荷的转移。根据电荷守恒原理，反应前后正负电荷的总数必须相等，从而保证全部体系的电中性。
详细描写
总结词
电子守恒是指在氧化还原反应中，得失电子的总数相等。
总结词
在氧化还原反应中，电子的转移是关键特征。根据电子守恒原理，反应中得到电子的数目和失去电子的数目必须相等，以确保全部反应的平衡和正确性。
03
注意个人防护措施，如佩戴化学防护眼镜、穿着实验服等。
01
实验安全
02
熟悉实验中使用的化学品的性质和危险性，遵循安全操作规程。
熟悉急救措施和消防器材的使用方法，确保在紧急情况下能够迅速应对。
环境保护
妥善处理实验废弃物，依照实验室规定分类存放和处置。
公道使用化学试剂，避免浪费和污染环境。
大学无机化学第四版第四章课件
EMF
=
EMF
0.0592 V Z
lg
J
对于非标准态下的反应：
EMF > 0.2V EMF > 0 反应正向进行； EMF < - 0.2V EMF < 0 反应逆向进行。 0.2V < EMF < 0.2V 用 EMF 判断
例：判断在酸性溶液中H2O2与Fe2+混合 时，能否发生氧化还原反应？若能反应，写
3
4.1.2 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。
= E (Ag+ / Ag) + 0.0592V lg {c(Ag+ )} = E (Ag+ / Ag) + 0.0592V lg Ksp (AgCl) = 0.799V + 0.0592V lg1.8×1010 = 0.222V
AgCl(s)+ e Ag(s)+ Cl (aq) 当c(Cl ) = 1.0mol L1 时 , c(Ag+ ) = Ksp (AgCl)
①
MnO
4
+
SO
2 3
SO
2 4
+
Mn 2+
②
MnO
4
+ 8H +
+ 5e
=
天大第4版无机化学-教学课件-04-3氧化还原反应的方向和限度
当标准电动势 > 0.2V 一般情况下浓度的变化,
不会导致E(电动势)<0,
而引起反应方向发生改变。
第四章 氧化还原反应与应用电化学 2.影响氧化还原反应方向的因素
浓度对氧化还原反应方向的影响
例：判断反应 2Ag+ +Cu 2Ag+Cu2+进行方向
(1) 标准态
E (Ag+/Ag)= 0.7991 V E (Cu2+/Cu)= 0.340 V
第四章 氧化还原反应
第三节 氧化还原反应 的方向和限度
第四章 氧化还原反应与应用电化学 4.3.1 氧化还原反应的方向
1.氧化还原反应自发进行的判据
化学反应自发进行的条件 △rGm < 0 电池反应中转移的电子数 而 △rGm= -z’FE 法拉第常数
第四章 氧化还原反应与应用电化学 4.3.1 氧化还原反应的方向
(2) 非标准态时 先根据 Nernst 方程求出 E(电对),再计算电动势E 或比较E(电对)。 例2 试判断下列反应:Pb2++ Sn Pb + Sn2+ 2+) 0.0010 c (Pb 在 = 时反应自发进行的方向 2+ c(Sn ) 1.0
E(Pb2+/Pb)=E 2 = -0.126V + 0.0592Vlg 0.0010 2 = -0.215V 0.0592V 2+ (Pb /Pb)+ lg [c(Pb2+)/c ]
第四章 氧化还原反应与应用电化学 2.影响氧化还原反应方向的因素
例：判断反应 2Ag+ +Cu (2) 非标准态
2Ag+Cu2+进行方向
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CaSO4
Ca S O +2 +6 -2
Na Cl 氧化数 +1 –1
2013-8-7 无机化学
1. 氧化数
规则
(1) 在单质中，元素原子的 氧化数为零。
2013-8-7
无机化学
1. 氧化数
但 氟化物 如 O2F2
氧化数 O F -1 +1
规则
OF2 O F -2 +1
(2) O的氧化数一般为-2
-
2-
步骤
(2)将反应分解为两个半反应方程式
1.使半反应式两边相同元素的原子数相等 MnO- + 8H+ → Mn2+ + 4H2O 4
左边多 4个O原子，右边加 4个H2O， 左边加 8个H+
SO3 + H2O → SO4 + 2H+ 右边多 1个O原子，左边加 1个H2O， 右边加2个H+
2-
2-
SO3 +
2-
2OH- →
SO4 + H2O
2-
2.用加减电子数方法使两边电荷数相等 右边多 1个O原子，左边加2个OH- ， - → MnO 2MnO4 + e 4 右边加 1个H2O 2- - 2e- → SO 2- + H O SO3 + 2OH 2 4
2013-8-7 无机化学
例
(3)根据原则1，求出最小公倍数，乘
(+2)-(+4)=(-2)
2013-8-7 无机化学
(3) 根据第一条规则，求出各
例
元素原子氧化数升降值的最小公倍数 (+5) [(+5)+(+2)]×2=14 (+1)×2=(+2) +4 +2 -1 +2 0 +7 PbO2+MnBr2+HNO3→ Pb(NO3)2+Br2+HMnO4+H2O (-2)×7=14 (4)用观察法配平氧化数未变的元素原子数目 7PbO2+2MnBr2+14HNO3 7Pb(NO3)2+2Br2+2HMnO4+6H2O
半反应式 介质 多氧原子 少氧原子 一侧 一侧 酸性 加H+ 加H2O 注 意 不能出现OH-
碱性
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加H2O
加OH无机化学
不能出现H+
4-1-2 离子-电子法
课堂练习
优点
1. 在配平时，无须知道元素的氧化数 2.能反映在水溶液中的氧化还原本质
但不能配平气相或固相反应式
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过氧化物 氧化数
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H2O2 H O +1 -1
无机化学
Na2O2 Na O +1 -1
1. 氧化数
规则
(3) H的氧化数一般为+1
但 活泼金属氢化物
如 NaH Na H +1 -1
无机化学
氧化数
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CaH2 Ca H +2 -1
1. 氧化数
规则
(4) 中性分子中，各元素原 子的氧化数的代数和为零
氧化还原反应式配平课堂练习
(1) Cr2O7 +Fe2++H+ → Cr3++Fe3++H2O
2-
Cr2O7 +14H++6e- → 2Cr3++7H2O + H+ → Cr3+ + H2O 1
2-
+) 6
2-
2+ - → Fe3+ Fe2+ e- → Fe3+ Fe
Cr2O7 + 14H+ + 6Fe2+ 2Cr3+ + 7H2O + 6Fe3+
如
P O Fe23O54 P Fe O 2x+5×(-2)=0 氧化数 x -2 3x+4×(-2)=0 +5 +8/3
无机化学
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1. 氧化数
规则
(5) 复杂离子中，各元素原子 氧化数的代数和等于离子 的总电荷。
Cr2O27 Cr O 氧化数 x -2 2x+7×(-2)=-2 +6
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氧化还原电对：
由同一种元素的氧化型物质和还原型物质构成
氧化还原电对表示方法 氧化型物质/还原型物质 如 Cu2+/Cu Zn2+/Zn
H+/H2
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Sn4+/Sn2+
无机化学
2.原电池的表示方法 2+(c ) 2+(c )|Cu(+) (-)Zn| Zn Cu 1 2
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氧化还原反应式配平课堂练习
(2) K MnO +H O →KMnO +MnO +KOH 2MnO4 +H O → MnO4 + MnO2+ OH21 MnO2- + 2HO → MnO + OH 4OH MnO + H O + 2e → MnO +
2 4 2 4 2 2 44 22 2 2
以两个半反应式，并相加 2 MnO4 + MnO4 221 SO3 + 2OH- - 2e- → SO4 +H2O +） 2MnO4 + SO3 + 2OH222MnO4 + SO4 +H2O 以上即为配平的离子反应方程式
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-
e- →
2-
2-
-
注意
在配平半反应式,如果反应物、 生成物所含氧原子数不等时, 可根 据介质的酸碱性条件来配平
注 若组成电极物质中无金属时， 意 应插入惰性电极 惰性电极： 如Pt ，石墨 能导电而不参与电极反应的电极 Fe3+(c1)，Fe2+(c2) | Pt (+) (-) Pt, Cl2(p) | Cl-(c)
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2.原电池的表示方法 2+(c ) 2+(c )|Cu(+) (-)Zn| Zn Cu 1 2
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电负性
是指分子中元素原子吸引电子的能力
元素原子吸引电子能力越大,其电负性越大
元素原子吸引电子能力越小,其电负性越小
如: H : Cl 共用电子对靠近Cl一边,
电负性
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H < Cl
无机化学
1. 氧化数
定义
元素的氧化数是指该 元素原子在其化合态中 的形式电荷数。
(电子流出的电极) 电池反应 Cu2+ + Zn →Cu + Zn2+
原电池: 使氧化还原反应产生电流的装置
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Zn2+
(氧化型物质) Zn (还原型物质) Zn2+/Zn 氧化还原电对
Cu2+ (氧化型物质) Cu (还原型物质) Cu2+/Cu 氧化还原电对
半电池 半电池 原电池 氧化还原电对： 理论上讲，任何两个氧化还原电对构成的 由同一种元素的氧化型物质和还原型物质构成 电极都可以组成原电池
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eZn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
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2.原电池的表示方法
负极写在左边
用“||‖表示盐桥
正极写在右边
浓度
(-)Zn | Zn2+(c1)
―| ‖
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Cu2+(c2) | Cu(+)
表示相与相之间的界面
无机化学
电极
电极反应
正极(Cu极) Cu2+ + 2e- →Cu 还原反应 (电子流入的电极) e- Zn - 2e- →Zn2+ 氧化反应 负极(Zn极)
2013-8-7 无机化学
-
步骤
(3)根据原则1，求出最小公倍数，乘
以两个半反应式，并相加 2 MnO4 + 8H+ + 5e-→ Mn2+ + 4H2O 5 SO2- + H2O - 2e- → SO2- + 2H+ +） 3 4 + + 5SO 2- + 5H O 2MnO4 + 16H 2 3 2+ + 8H O+ 5SO 2- +10H+ → 2Mn 2 4 (4)整理，即得配平的离子反应方程式 22MnO4 +5SO3 +6H+ 22Mn2++3H2O+ 5SO4
第一节 结束
2013-8-7 无机化学
无机化学多媒体电子教案
第四章 氧化还原反应
第二节 电极电势
第二节电极电势
无机化学 2013-8-7
4-2 电极电势
4-2-1 原电池 1.原电池的概念
原电池
是将化学能转变为电能的装置
2013-8-7
无机化学
1.原电池的概念
Cu~Zn 原电池
Cu 极——正极 Cu2+ + 2e- → Cu Zn 极——负极 Zn - 2e- → Zn2+
+)
4
MnO4 4- →→ MnO4 MnO e MnO4
22-
-
-
2 2-+ 2H O + 2MnO MnO