大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础课件
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氧化还原反应-电化学基础-无机化学-课件-07
EMF =
E(Cu2+/Cu)= 0.34V 0.34V
(－) Zn Zn2+(1mol· -3) Cu2+ (1mol· -3)Cu (+) dm dm
EMF = 0.34-(-0.76)=1.1V
一、由氧化还原反应设计原电池 如: Zn(s) + Cu2+ (aq) = Zn2+ (aq) + Cu (s)
四、标准电极电势 E(Zn2+/Zn)
(－) Zn Zn2+(1mol· -3) H+(1mol· -3 ) H2( 105Pa) Pt(+ dm dm
EMF = -0.76V E(Zn2+/Zn) = -0.76V
E(Cu2+/Cu)
(－)PtH2( 105Pa)H+(1mol· -3)Cu2+ (1mol· -3)Cu (+) dm dm
2Fe
2
1.0mol L Cl 101325Pa 2Fe 0.1mol L 2Cl 2.0mol L
1 2 3 1 1
解： 正 极 Cl2 (g ) 2e 2 e 负 极 Fe (aq)
2
2Cl (aq) 3 Fe (aq)
盐桥: 饱和的电解质溶液。 如KCl 溶液 保持溶液电中性 由于K ＋ 和Cl － 的定向移动，使两池中过剩的正负 电荷得到平衡，恢复电中性。于是两个半电池反应 乃至电池反应得以继续，电流得以维持。
原电池装置可用简单的符号表示，称为电池图示。
例: Daniell电池的电池图示 (-) Zn | Zn2+(c1) Cu2+(c2) | Cu (+)
大学无机化学-第七章-氧化还原反应-电化学基础-课件
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 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
种元素的原子总数各自相等且电荷数相等 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
无机化学基础知识PPT课件
元素周期表是元素周期律用表 格表达的具体形式，它反映元 素原子的内部结构和它们之间 相互联系的规律。
元素性质递变规律
原子半径
同一周期（稀有气体除外），从 左到右，随着原子序数的递增， 元素原子的半径递减；同一族中， 由上而下，随着原子序数的递增， 元素原子半径递增。
主要化合价
同一周期中，从左到右，随着原 子序数的递增，元素的最高正化 合价递增（从+1价到+7价），第 一周期除外，第二周期的Ｏ、Ｆ 元素除外；最低负化合价递增 （从-4价到-1价）第一周期除外， 由于金属元素一般无负化合价， 故从ⅣＡ族开始。元素最高价的 绝对值与最低价的绝对值的和为8。
THANKS
感谢观看
酸碱指示剂
用于指示酸碱反应终点的 试剂，如酚酞、甲基橙等。
沉淀溶解平衡原理及应用
沉淀溶解平衡
应用
在一定条件下，难溶电解质在溶液中 的溶解与沉淀达到动态平衡。
通过控制溶液中的离子浓度，可实现 难溶电解质的分离、提纯和制备。
溶度积常数（Ksp）
表示难溶电解质在溶液中达到沉淀溶 解平衡时，各离子浓度幂的乘积，是 衡量难溶电解质溶解度的重要参数。
元素的金属性和非金 属性
同一周期中，从左到右，随着原 子序数的递增，元素的金属性递 减，非金属性递增；同一族中， 由上而下，随着原子序数的递增， 元素的金属性递增，非金属性递 减。
03
化学键与分子结构
离子键形成及特点
离子键的形成
通过原子间电子转移形成正、负离子，由静电作用相互吸引。
离子键的特点
较高的熔点和沸点，良好的导电性和导热性，在水溶液中易离 解。
03
波尔模型
电子只能在一些特定的轨道上运动，电子在这些轨道上运动时离核的远
[工学]07第七章 氧化还原反应 电化学基础
![[工学]07第七章 氧化还原反应 电化学基础](https://img.taocdn.com/s3/m/df19b60427d3240c8447efcb.png)
( b )
h
11
⑷根据两个半反应得失电子的最小公倍数，将两个 半反应分别乘以相应的系数后，消去电子，得到配 平的离子方程式。(a)式×2加(b)式×5得：
2 M n O 4 1 6 H 1 0 e 2 M n 2 8 H 2 O
)
5 S O 3 2 5 H 2 O 5 S O 4 2 1 0 H 1 0 e
属1。的氢化物（如NaH、CaH2、LiAlH4)中，氢的氧化值为★ 通常，在化合物中氧的氧化值为-2；但在过氧化物（如
HO22OF22中，，Na氧2O的2，氧B化aO值2)分中别氧为的+氧2和化+值1为。-1；而在OF2和 ★ 在所有氟化物中，氟的氧化值为-1。 ★ 碱金属和碱土金属在化合物中的氧化值分别为+1和+2。 ★ 在中性分子中，各元素氧化值的代数和为零。在多原子
有电子转移或得失的反应称为氧化还原 反应。
表示元素氧化态的代数值称为元素的氧 化值（氧化数）。
IUPAC定义氧化数——某元素一个原子 的核电荷数。
h
4
确定氧化值的规则（七条）：
★ 在单质中，元素的氧化值为零。 ★ 在单原子离子中，元素的氧化值等于离子所带的电荷数。 ★ 在大多数化合物中，氢的氧化值为+1，只有在活泼金
试写出上述反应组成的原电池的符号表达式为：
若半电池中没有电极，应借助于辅助电极： 铂电极或石墨电极
( ) P t|S n 2 ( c 1 ) ， S n 4 ( c 1 ) ||F e 2 ( c 2 ) ， F e 3 ( c 2 ) |P t ( )
同一相中，两物种的离子以“，”分开。
解：(1)写出主要反应物和产物的离子式：
M n O 4 S O 3 2 M n 2 S O 4 2
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。
氧化还原反应 大学无机化学ppt课件
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。
在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，溶液要表明浓度
原电池
给出电子的电极为负极 （发生氧化反应 ） 接受电子的电极为正极 （发生还原反应 ）
4、若干关键元素在化合物中的氧化数有定值。
a. 氢在化合物中的氧化数一般为+1，但在活泼金属的
氢化物（NaH，CaH2 ，LiAlH4等中）其氧化数为-1。 (ZrH1.98则有不同的含义)
b. 氧在化合物中氧化数一般为-2。例外的有：H2O2，
Na2O2中O为-1；OF2中O为+2；KO2（超氧化钾）中O 为-1/2；O3-中氧为-1/3。
立了如下的平衡：H2 (100 kPa)
2H+ (1.0 mol kg-1)
产生在标准氢电极和硫酸溶液之间的电势
测定方法 规定标准氢电极的标准电极电势在任意温度下为零，其他
标准电极与它比较，便可测得标准电极电势之间的相对大小
从金属活泼性的角度来说, Eθ (Zn2+/Zn) = -0.763 V 意味着什么?
(3) 取出盐桥，检流计指针回至零点; 放入盐桥，指针又发 生偏转，说明盐桥起了使整个装置构成通路的作用。
在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁 移完成的。
上述装置中所进行的总反应是: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
但这种氧化还原反应的两个半反应分别在两处进行，一 处进行还原剂的氧化，另一处进行氧化剂的还原。电子不是 直接从还原剂转移给氧化剂，而是通过外电路进行转移。电 子进行有规则的定向流动，从而产生了电流，实现了由化学 能到电能的转化。
❖ 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。
在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，溶液要表明浓度
原电池
给出电子的电极为负极 （发生氧化反应 ） 接受电子的电极为正极 （发生还原反应 ）
4、若干关键元素在化合物中的氧化数有定值。
a. 氢在化合物中的氧化数一般为+1，但在活泼金属的
氢化物（NaH，CaH2 ，LiAlH4等中）其氧化数为-1。 (ZrH1.98则有不同的含义)
b. 氧在化合物中氧化数一般为-2。例外的有：H2O2，
Na2O2中O为-1；OF2中O为+2；KO2（超氧化钾）中O 为-1/2；O3-中氧为-1/3。
立了如下的平衡：H2 (100 kPa)
2H+ (1.0 mol kg-1)
产生在标准氢电极和硫酸溶液之间的电势
测定方法 规定标准氢电极的标准电极电势在任意温度下为零，其他
标准电极与它比较，便可测得标准电极电势之间的相对大小
从金属活泼性的角度来说, Eθ (Zn2+/Zn) = -0.763 V 意味着什么?
(3) 取出盐桥，检流计指针回至零点; 放入盐桥，指针又发 生偏转，说明盐桥起了使整个装置构成通路的作用。
在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁 移完成的。
上述装置中所进行的总反应是: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
但这种氧化还原反应的两个半反应分别在两处进行，一 处进行还原剂的氧化，另一处进行氧化剂的还原。电子不是 直接从还原剂转移给氧化剂，而是通过外电路进行转移。电 子进行有规则的定向流动，从而产生了电流，实现了由化学 能到电能的转化。
无机化学第七章+氧化还原反应
电池符号：(-) Al |Al3+ (aq) ‖ Zn2+ (aq) | Zn (+)
三、电对的电极电势、电池的电动势及其测量
M
-
Mn
“金属-金属离子电极”
当金属 M 与其盐 Mn+ 溶液接触时，有两种 过程可能发生:
Ms Mn(aq) ne 溶解
Mn (aq) ne Ms
中各元素氧化数的代数和等于该离子所带电荷数。
氧化数与化合价的区别与联系：二者有时相等，有时不等。
例题 7-1： 确定下列化合物中S原子的氧化数：
(a) H2SO4；(b) Na2S2O3；(c) K2S2O8；(d) SO32 ；
(e)
S4O
2 6
。
Solution
设题给化合物中 S原子的氧化数依次为 x1, x2, x3， x4和x5, 根据上述有关规则可得:
10 HClO3 + 3 P4 + 18 H2O = 10 HCl + 12 H3PO4
这里介绍一种配平 H+、OH- 和H2O 的方法供参考：
酸性介质： 多 n个O，加 2n个H+，另一边 加 n个 H2O
碱性介质： 多 n个 O，加 n个 H2O，另一边 加 2n个 OH–
中性介质： 左边多 n个 O，加 n个 H2O，右边加 2n个 OH – 右边多 n个 O，加 2n个 H+，左边加 n个 H2O
双电层之间的电势差就是M-M+电极的电极电势，即
金属高出溶液的电势差，用符号 M n /M 表示。
标准电极电势： Mn/M
是指标准电极的电势. 凡是符合标准态条件的 电极都是标准电极:
• 所有的气体分压均为1×105Pa • 溶液中所有物质的活度均为1mol·L-1 • 所有纯液体和固体均为纯净物质
三、电对的电极电势、电池的电动势及其测量
M
-
Mn
“金属-金属离子电极”
当金属 M 与其盐 Mn+ 溶液接触时，有两种 过程可能发生:
Ms Mn(aq) ne 溶解
Mn (aq) ne Ms
中各元素氧化数的代数和等于该离子所带电荷数。
氧化数与化合价的区别与联系：二者有时相等，有时不等。
例题 7-1： 确定下列化合物中S原子的氧化数：
(a) H2SO4；(b) Na2S2O3；(c) K2S2O8；(d) SO32 ；
(e)
S4O
2 6
。
Solution
设题给化合物中 S原子的氧化数依次为 x1, x2, x3， x4和x5, 根据上述有关规则可得:
10 HClO3 + 3 P4 + 18 H2O = 10 HCl + 12 H3PO4
这里介绍一种配平 H+、OH- 和H2O 的方法供参考：
酸性介质： 多 n个O，加 2n个H+，另一边 加 n个 H2O
碱性介质： 多 n个 O，加 n个 H2O，另一边 加 2n个 OH–
中性介质： 左边多 n个 O，加 n个 H2O，右边加 2n个 OH – 右边多 n个 O，加 2n个 H+，左边加 n个 H2O
双电层之间的电势差就是M-M+电极的电极电势，即
金属高出溶液的电势差，用符号 M n /M 表示。
标准电极电势： Mn/M
是指标准电极的电势. 凡是符合标准态条件的 电极都是标准电极:
• 所有的气体分压均为1×105Pa • 溶液中所有物质的活度均为1mol·L-1 • 所有纯液体和固体均为纯净物质
9氧化还原反应
第七章:氧化还原反应 电化学基础主要内容：氧化还原反应的概念原电池 电极电势电极电势的应用重点难点：氧化还原方程式的配平。
原电池的电动势及电极电势。
Nernst 方程式及其有关的简单计算，根据Nernst 方程式分析浓度对电极电势的影响。
浓差电池原理。
元素电势图及其应用，判断氧化剂或还愿剂的相对强弱，判断氧化还原反应进行的方向，计算标准平衡常数。
教学目的：熟悉氧化还原反应的基本概念，能熟练地配平氧化还原反应方程式。
了解原电池及其电动势的概念。
掌握电极电势的概念及其影响因素，Nernst 方程式及其有关的简单计算，电极电势的应用。
掌握元素电势图及其应用。
§7.1 氧化还原反应的基本概念应中，得到电子的物质是氧化剂，失去电子的物质是还原剂。
还原剂失去电子被氧化，氧化剂得到电子被还原。
7.1.1 氧化值在氧化还原反应中，由于发生了电子转移，导致某些元素带电状态发生变化。
为了描述元素原子带电状态的不同，人们提出了氧化值的概念。
氧化值也叫做氧化数。
氧化：氧化数增加的过程；还原：氧化数降低的过程1970年,国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）对氧化值的定义是：氧化值是某元素一个原子的荷电数，这个荷电数是假设把每个化学键的电子指定给电负性更大的原子而求得的。
例如，在NaCl中，钠的氧化值为+1，氯的氧化值为-1。
在SO2中，硫的氧化值为+4，氧的氧化值为-2。
由此可见，氧化值是元素在化合状态时人为规定的形式电荷数。
确定氧化值的规则：★在单质中，元素的氧化值为零。
★在单原子离子中，元素的氧化值等于离子所带的电荷数。
★在大多数化合物中，氢的氧化值为+1，只有在活泼金属的氢化物（如NaH,CaH2)中，氢的氧化值为-1。
★通常，在化合物中氧的氧化值为-2；但在过氧化物（如H2O2,Na2O2,BaO2)中氧的氧化值为-1；而在OF2和O2F2中，氧的氧化值分别为+2和+1。
★在所有氟化物中，氟的氧化值为-1。
无机化学课件第7章 氧化还原反应
3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + 7H2O + K2SO4
第一节
第一章
2、离子-电子法
现以 KMnO Na SO +H SO MnSO +K SO +H O反
4
2
3
2
4
4
2
4
2
应为例，用离子- 电子法配平其方程。
⑴ 以离子反应式表示氧化还原反应：
rGm ≤ W′
如果反应是热力学可逆，上式取等号；如果反应是自 发进行的，取小于号。即系统对环境所做的最大功的 绝对值不会超过| rGm | ， 只能小于等于| rGm | 。
第二节
第一章
在298.15 K和标准状态下进行的化学反应：
Zn(s)+Cu2+ ===Zn2+ +Cu(s)
K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 找出氧化剂和还原剂反应前后氧化数的变化：
2×（3-6）= -6
+6
+2
+3
+3
K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3
3-2=1
第二节
第一章
锌-铜原电池
原电池是由两个半电池组成，每个半电池又称作一个电极， 电极包括传导电子的金属及组成半电池的溶液。
第二节
第一章
2、电极反应 负极： Zn Zn2+ (aq)+2e (氧化反应) 正极： Cu2+ (aq)+2e Cu (还原反应)
第一节
第一章
2、离子-电子法
现以 KMnO Na SO +H SO MnSO +K SO +H O反
4
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2
4
2
应为例，用离子- 电子法配平其方程。
⑴ 以离子反应式表示氧化还原反应：
rGm ≤ W′
如果反应是热力学可逆，上式取等号；如果反应是自 发进行的，取小于号。即系统对环境所做的最大功的 绝对值不会超过| rGm | ， 只能小于等于| rGm | 。
第二节
第一章
在298.15 K和标准状态下进行的化学反应：
Zn(s)+Cu2+ ===Zn2+ +Cu(s)
K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 找出氧化剂和还原剂反应前后氧化数的变化：
2×（3-6）= -6
+6
+2
+3
+3
K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3
3-2=1
第二节
第一章
锌-铜原电池
原电池是由两个半电池组成，每个半电池又称作一个电极， 电极包括传导电子的金属及组成半电池的溶液。
第二节
第一章
2、电极反应 负极： Zn Zn2+ (aq)+2e (氧化反应) 正极： Cu2+ (aq)+2e Cu (还原反应)
无机化学(大连理工)第七章。ppt教材
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。
④确定两半反应方程式得、失电子数目的最 小公倍数。将两个半反应方程式中各项分别乘以 相应的系数，使得、失电子数目相同。然后，将 两者合并，就得到了配平的氧化还原反应的离子 方程式。有时根据需要可将其改为分子方程式。
• 1) 2Mg(s)+O2(g) = 2MgO(s) 与氧结合
• 2) Mg→Mg2+ + 2e
电子转移
• 3) 2P(s)+2Cl2(g) = 2PCl3(l) 电子偏移
氧化还原反应—— 有电子得失或电子转移的反
Cu应2+。(aq) + Zn(s) Zn2+ (aq) + Cu(s) 得失电子
H2(g）+ Cl2（g） 2HCl（g）
例1：配平反应方程式
KMnO4 (aq) + K2SO3(aq) 酸性溶液中 MnSO4 (aq) + K2SO4 (aq)
①
MnO
4
+
SO
2 3
SO
2 4
+
Mn 2+
②
MnO
4
+ 8H +
+ 5e
=
Mn 2+
+
4H 2O
①
SO
2 3
+
H2O
=
SO
2 4
+
2H +
+
无机化学第7章氧化还原反应
2020/8/4
第七章 氧化还原反应（环境2015）
3/33
§7.1 氧化还原反应的基本概念
一. 氧化数（值） 二. 氧化还原反应方程式的配平
2020/8/4
第七章 氧化还原反应（环境2015）
4/33
一.氧化值 (oxidation number)
1.氧化还原概念的发展
1) 2Mg(s)+O2(g) = 2MgO(s) 2) Mg→Mg2+ + 2e
氧化数与化合价的区别2
1.氧化数只指原子而不指原子团，而化合价 既可指示原子又指原子团。 （例：OH－）
2.化合价只能是整数，不能是分数，而氧化 数可以用分数。 （例：Fe3O4 ）
3.氧化数纯粹是为了说明氧化态而引入的人 为规定的概念，它可以是正数、负数或分数。 氧化数实质上是一种形式电荷数，表示元素 原子平均的、表观的氧化状态。
还原型1＋氧化型2
氧化型1＋还原型2
2020/8/4
第七章 氧化还原反应（环境2015）
6/33
2.氧化还原电对（redox couple）
对氧化还原反应 Cu2+ + Zn = Zn2+ + Cu O1 R1 O2 R2
Cu2+ /Cu ， Zn2+ /Zn 称为氧化还原电对，
氧化值小
氧化态和还原态为共轭关系－电子得失:Βιβλιοθήκη 连四硫酸根 离子S2
O
2 3
S4
O
2 6
Fe3O4
I的氧化值为 7
S的氧化值为 2 S的氧化值为 2.5 Fe的氧化值为 8
3
2020/8/4
第七章 氧化还原反应（环境2015）
第七章氧化还原反应 电化学基础PPT课件
19
Volta电池的构造
Cu-Zn原电池装置
20
负极 (电子流出 )：Zn 2e Zn2+ 氧化反应 正极 (电子流入 )：Cu2+ + 2e Cu 还原反应 电池反应： Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
氧化型 + Ze 还原型 电对： Zn 2 + /Zn ，Cu 2 + /Cu
3
一、氧化值（数）
Cu2+ + Zn Zn2+ + Cu
得失电子
H2(g）+ Cl2（g） 2HCl（g） 电子偏移
氧化数：是指某元素的一个原子的荷电
数，该荷电数是假定把每一化学键中的电
子指定给电负性更大的原子而求得的。
4
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 。
13
例：配平反应方程式
KMnO4+K2SO3 酸性溶液MnSO4+K2SO4
14
（1）
MnO4
+
SO
2 3
SO
2 4
+ Mn2+
（2） MnO4 + 8H + + 5e Mn2+ + 4H 2O ①
SO
2 3
+
H2O
SO
2 4
+
2H +
+
2e
②
(3) ①×2+②×5得
2MnO
4
+ 16H +
例：配平方程式
Ca3
(PO4
) 2
+
Volta电池的构造
Cu-Zn原电池装置
20
负极 (电子流出 )：Zn 2e Zn2+ 氧化反应 正极 (电子流入 )：Cu2+ + 2e Cu 还原反应 电池反应： Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
氧化型 + Ze 还原型 电对： Zn 2 + /Zn ，Cu 2 + /Cu
3
一、氧化值（数）
Cu2+ + Zn Zn2+ + Cu
得失电子
H2(g）+ Cl2（g） 2HCl（g） 电子偏移
氧化数：是指某元素的一个原子的荷电
数，该荷电数是假定把每一化学键中的电
子指定给电负性更大的原子而求得的。
4
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 。
13
例：配平反应方程式
KMnO4+K2SO3 酸性溶液MnSO4+K2SO4
14
（1）
MnO4
+
SO
2 3
SO
2 4
+ Mn2+
（2） MnO4 + 8H + + 5e Mn2+ + 4H 2O ①
SO
2 3
+
H2O
SO
2 4
+
2H +
+
2e
②
(3) ①×2+②×5得
2MnO
4
+ 16H +
例：配平方程式
Ca3
(PO4
) 2
+
2024版大学无机化学完整版ppt课件
离子键。
离子晶体的结构
02
离子晶体中正负离子交替排列，形成空间点阵结构，具有高的
熔点和沸点。
离子键的强度
03
离子键的强度与离子的电荷、半径及电子构型有关，电荷越高、
半径越小，离子键越强。
12
共价键与分子结构
2024/1/29
共价键的形成
原子间通过共用电子对形成共价键，共价键具有方向性和饱和性。
分子的极性与偶极矩
大学无机化学完整版ppt课件
2024/1/29
1
目录
2024/1/29
• 无机化学概述 • 原子结构与元素周期律 • 化学键与分子结构 • 化学反应基本原理 • 酸碱反应与沉淀溶解平衡 • 氧化还原反应与电化学基础 • 配位化合物与超分子化学简介
2
01
无机化学概述
Chapter
2024/1/29
反应机理
基元反应和复杂反应、反应机理的推导和表示 方法
反应速率理论
碰撞理论、过渡态理论和微观可逆性原理
2024/1/29
影响反应速率的因素
浓度、温度、催化剂和光照等外部条件对反应速率的影响
18
05
酸碱反应与沉淀溶解平衡
Chapter
2024/1/29
19
酸碱反应概述
酸碱定义及性质
介绍酸碱的基本概念、性质和分类，包括阿累尼乌斯 酸碱理论、布朗斯台德酸碱理论等。
配位化合物的组成 中心原子或离子、配体、配位数、配位键等。
配位化合物的分类
3
根据中心原子或离子的性质可分为金属配位化合 物和非金属配位化合物；根据配体的性质可分为 单齿配体和多齿配体等。
2024/1/29
28
无机化学ppt课件
命名方法
配位化合物的命名遵循一定的规则，包括确定中 心原子和配体的名称、标明氧化态和配位数等。
金属有机化合物类型、合成方法和应用前景
01
类型
金属有机化合物包括金属烷基化合物、金属芳基化合物、金属羰基化合
物等，它们在结构和性质上具有多样性。
02
合成方法
金属有机化合物的合成方法包括金属与有机物的直接反应、金属卤化物
离子键和共价键的强度
决定物质的化学性质，如稳定性、反 应活性等。离子键较强，共价键有强 弱之分。
氢键
一种特殊的分子间作用力，存在于含 有氢原子的分子之间，对物质的熔沸 点、溶解度等性质有显著影响。
04
晶体结构与性质
晶体类型及结构特点
01
02
03
04
离子晶体
由正负离子通过离子键结合而 成，具有高熔点、高硬度等特
原子结构模型及发展历程
道尔顿实心球模型
认为原子是坚硬的、不可再分的 实心球体。
汤姆生枣糕模型
发现电子，提出原子像枣糕一样， 电子像枣子一样镶嵌在原子中。
卢瑟福核式结构模型
通过α粒子散射实验，提出原子 的中心有一个带正电的原子核， 电子绕核旋转。
波尔分层模型
引入量子化概念，解释氢原子光 谱，提出电子在特定轨道上运动。
沉淀溶解平衡原理及应用
沉淀溶解平衡定义
在一定条件下，难溶电解质在溶液中的离子浓度达到平衡状态。
沉淀溶解平衡应用
通过控制溶液中的离子浓度，可实现难溶电解质的分离、提纯和制 备。
溶度积常数（Ksp）
表达难溶电解质在溶液中离子浓度平衡关系的常数，可用于判断沉 淀的生成和溶解条件。
难溶电解质溶解度和溶度积常数计算
化学键类型及形成条件
配位化合物的命名遵循一定的规则，包括确定中 心原子和配体的名称、标明氧化态和配位数等。
金属有机化合物类型、合成方法和应用前景
01
类型
金属有机化合物包括金属烷基化合物、金属芳基化合物、金属羰基化合
物等，它们在结构和性质上具有多样性。
02
合成方法
金属有机化合物的合成方法包括金属与有机物的直接反应、金属卤化物
离子键和共价键的强度
决定物质的化学性质，如稳定性、反 应活性等。离子键较强，共价键有强 弱之分。
氢键
一种特殊的分子间作用力，存在于含 有氢原子的分子之间，对物质的熔沸 点、溶解度等性质有显著影响。
04
晶体结构与性质
晶体类型及结构特点
01
02
03
04
离子晶体
由正负离子通过离子键结合而 成，具有高熔点、高硬度等特
原子结构模型及发展历程
道尔顿实心球模型
认为原子是坚硬的、不可再分的 实心球体。
汤姆生枣糕模型
发现电子，提出原子像枣糕一样， 电子像枣子一样镶嵌在原子中。
卢瑟福核式结构模型
通过α粒子散射实验，提出原子 的中心有一个带正电的原子核， 电子绕核旋转。
波尔分层模型
引入量子化概念，解释氢原子光 谱，提出电子在特定轨道上运动。
沉淀溶解平衡原理及应用
沉淀溶解平衡定义
在一定条件下，难溶电解质在溶液中的离子浓度达到平衡状态。
沉淀溶解平衡应用
通过控制溶液中的离子浓度，可实现难溶电解质的分离、提纯和制 备。
溶度积常数（Ksp）
表达难溶电解质在溶液中离子浓度平衡关系的常数，可用于判断沉 淀的生成和溶解条件。
难溶电解质溶解度和溶度积常数计算
化学键类型及形成条件
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④ 通常，氧在化合物中的氧化值为-2；但 是在过氧化物中，氧的氧化值为-1，在 氟的氧化物中，如OF2 和O2F2中，氧的 氧化值分别为+2和+1。
氧 的氧化值
正常氧化物中 过氧化物中 超氧化物中 氟氧化物中
-2 H2O -1 H2O2 -1/2 KO2 +2 OF2 +1 O2F2
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
第七章 氧化还原反应 电化学基础
§7.1 氧化还原反应的基本概念 §7.2 电化学电池 §7.3 电极电势 §7.4 电极电势的应用
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
1
§7.1 氧化还原反应的基本概念
§7.1.1 氧化数 §7.1.2 氧化还原反应方程式的配平
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
6
§7.1 氧化还原反应的基本概念
⑤ 中性分子中，各元素原子的氧化值的 代数和为零 ，复杂离子的电荷等于各 元素氧化值的代数和。
例: H5IO6 I的氧化值 7 为
S2 O32 S的氧化值 2为
S4 O62 Fe3O4
S的氧化值 2.5为 F的 e 氧化值 8 为
3
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
1-3 确定氧化值的规则：
① 单质中，元素的氧化值为零。 P4 Br2 Cl2 ② 在单原子离子中，元素的氧化值等于该离
子所带的电荷数 。 S2③ 在大多数化合物中，氢的氧化值为 +1；
只有在金属氢化物中氢的氧化值为 -1。
NaH
HCl
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
5
§7.1 氧化还原反应的基本概念
②碳原子与氢原子相连接算作-1； ③有机化合物中所含O，N，S，X等杂原子，它 们的电负性都比碳原子大。碳原子以单键、双键或 叁键与杂原子联结，碳原子的氧化数算作+l，+2或 +3。
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
9
§7.1 氧化还原反应的基本概念
§7.1.2 氧化还原反应方程式的配平
2-1 氧化值法
(1) MnO4- + SO32- = SO42- + Mn2+
(2) MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O
①
SO32- + H2O = SO42- + 2H+ + 2e-
②
(3) ① × 2 + ② × 5得
2MnO4- + 16H+ + 10e- = 2Mn2+ + 8H2O +) 5SO32- + 5H2O = 5SO42- + 10H+ + 10e2MnO4- + 5SO32- + 6H+ = 2Mn2+ + 5SO42- + 3H2O 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O
• 计算相关原子氧化值上升和下降的数值 • 用下降值和上升值分别去除它们的最小公 倍
数，即得氧化剂和还原剂的化学计量数. • 平衡还原原子和氧化原子之外的其他原子，
在多数情况下是H原子和O原子.
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
11
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例1
用氧化值法配平氯酸与磷作用生成氯化 氢和磷酸的反应.
7
§7.1 氧化还原反应的基本概念
求在Na2S4O6分子中S的 氧化值
Question 1
非极性共价键
极性共价键
O
O
2-
OS S S S O
O
O
S的氧化值 5 0 0 5
平均值
2.5
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
8
§7.1 氧化还原反应的基本概念
有机化合物中碳原子的氧化数计算规则：
①碳原子与碳原子相连，无论是单键还是重键， 碳原子的氧化数为零；
+5 0
-1 +5
• HClO3 + P4 → HCl + H3PO4
Cl: ( +5 ) →(-1 ) = +6
• HClO3 + P4 → HCl + H3PO4 P: [0 → +5] ×4 = -20
• 10HClO3 + 3P4 →10 HCl + 12H3PO4 • 10HClO3 + 3P4 + 18 H2O →10 HCl + 12H3PO4
3
§7.1 氧化还原反应的基本概念
1-2 氧化值 氧化值：是指某元素的一个原子的荷电数， 该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定 给电负性更大的原子而求得的。
氧化：氧化数增加的过程 还原：氧化数降低的过程
氧化剂：得到电子的物质 还原剂：失去电子的物质
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
4
§7.1 氧化还原反应的基本概念
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
13
§7.1 氧化还原反应的基本概念
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 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
配平原则 (1) 元素原子氧化数升高的总数等于元素原
子氧化数降低的总数 (2) 反应前后各元素的原子总数相等
水溶液
适用于
中的氧化还原反应
非水体系
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
10
§7.1 氧化还原反应的基本概念
配平步骤
• 写出未配平的基本反应式，在涉及氧化还原 过程的有关原子上方标出氧化值.
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
14
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例2
用半反应法配平下列反应方程式
KMnO 4 K2SO3 酸性溶液中 MnSO 4 K2SO4
2
§7.1 氧化还原反应的基本概念
§7.1.1 氧化数
1-1 氧化还原概念的发展
1) 2Mg(s)+O2(g) = 2MgO(s) 2) Mg→Mg2+ + 2e
3) 2P(s)+2Cl2(g) = 2PCl3(l)
与氧结合 电子转移 电子偏移
氧化还原反应 —— 有电子得失或电子转移的反应。
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
• 10HClO3 + 3P4 + 18 H2O =10 HCl + 12H3PO4
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
12
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
✦只能用于水溶液中的氧化还原反应 不能用于配平气相或固相反应式
氧 的氧化值
正常氧化物中 过氧化物中 超氧化物中 氟氧化物中
-2 H2O -1 H2O2 -1/2 KO2 +2 OF2 +1 O2F2
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
第七章 氧化还原反应 电化学基础
§7.1 氧化还原反应的基本概念 §7.2 电化学电池 §7.3 电极电势 §7.4 电极电势的应用
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
1
§7.1 氧化还原反应的基本概念
§7.1.1 氧化数 §7.1.2 氧化还原反应方程式的配平
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
6
§7.1 氧化还原反应的基本概念
⑤ 中性分子中，各元素原子的氧化值的 代数和为零 ，复杂离子的电荷等于各 元素氧化值的代数和。
例: H5IO6 I的氧化值 7 为
S2 O32 S的氧化值 2为
S4 O62 Fe3O4
S的氧化值 2.5为 F的 e 氧化值 8 为
3
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
1-3 确定氧化值的规则：
① 单质中，元素的氧化值为零。 P4 Br2 Cl2 ② 在单原子离子中，元素的氧化值等于该离
子所带的电荷数 。 S2③ 在大多数化合物中，氢的氧化值为 +1；
只有在金属氢化物中氢的氧化值为 -1。
NaH
HCl
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
5
§7.1 氧化还原反应的基本概念
②碳原子与氢原子相连接算作-1； ③有机化合物中所含O，N，S，X等杂原子，它 们的电负性都比碳原子大。碳原子以单键、双键或 叁键与杂原子联结，碳原子的氧化数算作+l，+2或 +3。
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
9
§7.1 氧化还原反应的基本概念
§7.1.2 氧化还原反应方程式的配平
2-1 氧化值法
(1) MnO4- + SO32- = SO42- + Mn2+
(2) MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O
①
SO32- + H2O = SO42- + 2H+ + 2e-
②
(3) ① × 2 + ② × 5得
2MnO4- + 16H+ + 10e- = 2Mn2+ + 8H2O +) 5SO32- + 5H2O = 5SO42- + 10H+ + 10e2MnO4- + 5SO32- + 6H+ = 2Mn2+ + 5SO42- + 3H2O 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O
• 计算相关原子氧化值上升和下降的数值 • 用下降值和上升值分别去除它们的最小公 倍
数，即得氧化剂和还原剂的化学计量数. • 平衡还原原子和氧化原子之外的其他原子，
在多数情况下是H原子和O原子.
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
11
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例1
用氧化值法配平氯酸与磷作用生成氯化 氢和磷酸的反应.
7
§7.1 氧化还原反应的基本概念
求在Na2S4O6分子中S的 氧化值
Question 1
非极性共价键
极性共价键
O
O
2-
OS S S S O
O
O
S的氧化值 5 0 0 5
平均值
2.5
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
8
§7.1 氧化还原反应的基本概念
有机化合物中碳原子的氧化数计算规则：
①碳原子与碳原子相连，无论是单键还是重键， 碳原子的氧化数为零；
+5 0
-1 +5
• HClO3 + P4 → HCl + H3PO4
Cl: ( +5 ) →(-1 ) = +6
• HClO3 + P4 → HCl + H3PO4 P: [0 → +5] ×4 = -20
• 10HClO3 + 3P4 →10 HCl + 12H3PO4 • 10HClO3 + 3P4 + 18 H2O →10 HCl + 12H3PO4
3
§7.1 氧化还原反应的基本概念
1-2 氧化值 氧化值：是指某元素的一个原子的荷电数， 该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定 给电负性更大的原子而求得的。
氧化：氧化数增加的过程 还原：氧化数降低的过程
氧化剂：得到电子的物质 还原剂：失去电子的物质
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4
§7.1 氧化还原反应的基本概念
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
13
§7.1 氧化还原反应的基本概念
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 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
配平原则 (1) 元素原子氧化数升高的总数等于元素原
子氧化数降低的总数 (2) 反应前后各元素的原子总数相等
水溶液
适用于
中的氧化还原反应
非水体系
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
10
§7.1 氧化还原反应的基本概念
配平步骤
• 写出未配平的基本反应式，在涉及氧化还原 过程的有关原子上方标出氧化值.
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
14
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例2
用半反应法配平下列反应方程式
KMnO 4 K2SO3 酸性溶液中 MnSO 4 K2SO4
2
§7.1 氧化还原反应的基本概念
§7.1.1 氧化数
1-1 氧化还原概念的发展
1) 2Mg(s)+O2(g) = 2MgO(s) 2) Mg→Mg2+ + 2e
3) 2P(s)+2Cl2(g) = 2PCl3(l)
与氧结合 电子转移 电子偏移
氧化还原反应 —— 有电子得失或电子转移的反应。
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
• 10HClO3 + 3P4 + 18 H2O =10 HCl + 12H3PO4
大学无机化学第七章氧化还原反应电化学基础
12
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
✦只能用于水溶液中的氧化还原反应 不能用于配平气相或固相反应式