氧化还原反应课件

反应。因此组成原电池时，电对 MnO4 Mn2+ 为正
极，电对 Cl2 Cl
为负极。原电池符号为：
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()Pt|Cl2(p)|Cl (c1) H+ (c2 ),Mn2+ (c3),MnO4 (c4 )|Pt(+)
原电池的表示方法课堂练习
Cr2O72-+6Cl-+14H+ → 2Cr3++3Cl2↑+7H2O
① H2O2 +2H+ +2e- = 2H2O
EA = 1.776V
② O2 +2H+ +2e- = H2O2
EA = 0.595V
从① 可分别判断H2O2氧化性。
从② 可分别判断H2O2还原性。
(3) 对于同一电对,标准电极电势值不因半反应 式的写法不同而变化。
这有两层意思：
其一 ，半反应式可以按还原反应写， 也可按氧化反应写，标准电极电势值不变。 （但国外有些书不同）
斯自由能变的关系 六、能斯特方程
在Cu-Zn原电池中，为什么检流计的指针只偏 向一个方向，即电子由Zn传递给Cu2+，而不 是从Cu传递给Zn2+？这是因为原电池中Zn电 极的电极电势比Cu电极的电极电势更负（或 更低）。
电极电势是怎样产生的？是什么原因引起各 个电极的电势不同呢？
一、电极电势的产生
例如：
(-)Pt|H2(100KPa)|H+(1.0mol/L)ǁCr2O72(10mol/L ）,Cr3+(1.0mol/L), H+(1.010-mol/L)|Pt(+)
负极:H2 2H+ + 2e-
正极:Cr2O72- +14H+ +6e- 2Cr3++7H2O
总反应: Cr2O72- + 3H2 + 8H+ = 2Cr3+ +7H2O
氧化剂和还原剂的强弱、氧化还原反应的方向和计算平衡 常数；
3、掌握半电池·原电池符号·电极的分类 4、理解用能斯特方程式讨论离子浓度变化时电极电势 的改变和对氧化还原反应的影响。
教学重点： 电极电势的应用——能斯特方程式
教学难点： 电极电势概念的建立
氧化还原反应基本概念
1. 氧化值和氧化态 2. 氧化还原半反应式 3.氧化还原方程式的配平
其二，标准电极电势值与反应式的计 量系数无关。如
(-) Zn|Zn2+(a=1) || Cu2+(a=1) | Cu(+)
(-) Cu2+(a=1) | Cu || Fe3 +(a=1) , Fe2+(a=1) | (+) Eo= φoFe3+/Fe2+ - (-φoCu2+/Cu)
3．电极电位主要取决于氧化还原电对的组成，但与 温度、压力、浓度等因素有关。一般地，φ随温度变 化不大，故除298.15K时的温度下可参考此表。
若为测锌电极的电极电势.组成电池
说明：
1. 电池中电极电势大的电极为正极，故电池的电 动势 E 的值为正.
2. 有时计算的结果 E 为负值，这说明计算之前对于 正负极的判断有误.
3. E > 0 是氧化还原反应可以自发进行的判据。
所以，电池反应
可以自发进行 .
（三）标准电极电位表
1．标准电极电位表所列数值是在热力学标准态下的还原电位， 温度通常为298.15K. (只适用于水溶液体系）
这种装置能将化学能转变为电能，称为原电池 （Primary Cell）
盐桥：在U型管中装满用饱和 KCl溶液和琼胶作成的冻胶。
正极（铜电极）：
Cu2+ + 2e- Cu
负极（锌电极）：
Zn
Zn2+ + 2e-
正、负两极分别发 生的反应，称为电 极反应。
原电池的表示方法： (-)Zn(s)|Zn2+ (C1) ǁ Cu2+ (C2)|Cu(s)(+) “|”表示液-固相有一界面； “‖”表示盐桥。
如：Cu2+/Cu、Zn2+/Zn
三、氧化还原电对
在电对中，氧化型物质与还原型物质存在以下 转化关系：
z e-
-O氧化型物质
得电子，作氧化剂
R还原型物质
失电子，作还原剂
三、氧化还原电对
氧化型物质的氧化能力与还原型物质的还原 能力存在共轭关系：
氧化型物质的氧化能力越强，其对应的还原 型物质的还原能力就越弱；反之亦然。
金属电极的电极电势
二、原电池的电动势
在没有电流通过的情况下，正、负两极 的电极电势之差称之为原电池的电动势。
E E E
三、标准电极电势
至今还没有办法能够准确测量单个电极的电 极电势的绝对值。但可以选定一个电极作为比较电 极，确定各个电极对此比较电极的相对电极电势。
IUPAC 建议用标准氢电极作为标准电极。这 个建议已被接受，并成为正式的约定。根据这个规 定，电极的电极电势就是给定电极与同温度下标准 氢电极所组成的原电池的电动势。
还原过程这两个“半反应”组成。如： 以上半反应可写成：
Cu2+ Zn Cu Zn2+
还原过程 Cu2+ 2e Cu
氧化过程
Zn Zn2+ 2e
三、氧化还原电对
氧化剂与其还原产物、还原剂与其氧化产物称 为氧化还原电对，简称电对。
电对可表示为 Ox/Red，其中 Ox 表示氧化型物 质（氧化值较高的物质）；Red 表示还原型物质 （氧化值较低的物质）。
电电极极反反应应
H2 - 2e- → 2H+ 氧化 O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O 还原
原原电电池池符符号号
(-) Pt H2(p1) | H+(c1) || H+(c1), H2O | O2(p2) Pt(+)
电极电势和原电池的电动势
一、电极电势(electrode potential)的产生 二、原电池的电动势 三、标准电极电势 (standard electrode potential) 四、电极的种类（自学） 五、原电池的电动势与反应的摩尔吉布
前面讨论的标准电极电势表是酸介质中的表，所列的反应 是在酸介质中进行的。反应中出现的许多物质只能在酸中 出现，而不能在碱中出现。 碱介质中另有一张标准电极电势表:
无论是酸表，还是碱表，电极反应的通式均为 氧化型 + z e = 还原型
电极反应的实质是氧化型物质被还原的过程.
φ 值越大表示氧化型物质越容易被还原。一、氧化值源自硫代硫酸根S2O32O
-O S OS
平均氧化值 +2
连四硫酸根
S4O62-
O
O
-O S S S S O-
O
O
+2.5
过硫酸根
S2O82-
O
O
-O S O O S O-
O
O
+6
氧化数与化合价的区别
二、氧化剂和还原剂
元素的氧化值发生变化的反应称为氧化还原反应 (oxidation reduction reaction)。在氧化还原反应中，元 素的氧化值升高的过程称为氧化(oxidation)；氧化值降低 的过程称为还原(reduction )。
使其他物质氧化 (元素的氧化值升高) 而本身被还原 (元素的氧化值降低) 的物质称为氧化剂(oxidizing agent)；使其他物质还原 (元素的氧化值降低) 而本身被氧 化 (元素的氧化值升高) 的物质称为还原剂(reduction agent) 。
三、氧化还原电对
1. 半反应 显然，任何氧化还原反应都是由氧化过程和
把金属插入含有该金属离子的盐溶液中，金
属表面的金属离子有溶解到溶液中成为水合离子
的趋势，而溶液中的水合金属离子也有从金属表
面获得电子，沉积在金属表面上的趋势。当金属
的溶解速率与金属离子的沉积速率相等时，建立
了如下平衡：
溶解
M(s)
Mz (aq) ze
沉积
这种产生于金属表面与该金属离子溶液之间的电 势差称为电对 Mz+ /M 的电极电势。
E(H /H2 ) 0.0000 V
(二) 标准电极电势的测量
测定某给定电极的标准电极电势时，可将 待测标准电极与标准氢电极组成下列原电池：
（-）标准氢电极 待测标准电极（+）
测定出这个原电池的电动势，就是待测电极的 标准电极电势。
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如测定铜的标准电极电位 测得该电池的电动势 :
若： (一)Pt | H2(100kPa) | H+(1mol·L-1)|| Cu2+(1 mol·L-1) | Cu (+)
电电极极反反应应
2Cl- - 2e- → Cl2
氧化
Cr2O72-+14H++ 6e- → 2Cr3++7H2O 还原
原原电电池池符符号号
(-)Pt Cl2(p) Cl-(c) Cr2O72-(c1), H+(c2), Cr3+(c3) Pt(+)
原电池的表示方法课堂练习
2H2 + O2 → 2H2O
型物质的氧化能力越弱; 例 E (Zn2+/Zn)= – 0.763V E (Cu2+/Cu)=0.342V
所以 氧化性 Cu2+ >Zn2+ 还原性 Zn > Cu
(2) 对既有氧化性又有还原性的物质,判断其氧化 性时要看其为氧化型的电对,判断其还原性时要 看其为还原型的电对。