一氧化还原反应的基本概念二原电池三电极电势
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在氧化还原反应中，氧化剂与它的还原产物 及还原剂与它的氧化产物分别组成一个氧化还原 电对，简称为电对。在氧化还原电对中，组成元 素的氧化值较高的物质称为氧化型物质；组成元 素的氧化值较低的物质称为还原型物质。书写电 对时，氧化型物质写在左侧，还原型物质写在右 侧，中间用斜线“／”隔开。 在氧化还原电对中，氧化型物质得电子，在 反应中做氧化剂；还原型物质失电子，在反应中 做还原剂。
第三节 电极电势
一、电极电势的产生 二、标准电极电势的测定 三、能斯特方程
一、电极电势的产生
把金属插入含有该金属离子的溶液中，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：
M ( s )沉积 M ( a q ) z e
z
溶解
达到平衡时，如果金属溶解的趋势大于金属离 子沉积的趋势，金属表面带负电，而金属表面附近 的溶液带正电；若金属离子沉积的趋势大于金属溶 解的趋势，金属表面带正电，而金属表面附近的溶 液带负电。这种产生于金属表面与含有该金属离子 的溶液之间的电势差称为金属电对的电极电势。 金属电极的电极电势主要取决于金属和金属离 子的本性，此外受离子浓度和温度的影响。
第七章 氧化还原反应和电极电势
第一节 氧化还原反应的基本概念 第二节 原电池 第三节 电极电势 第四节 电极电势的应用 第五节 元素标准电极电势图和电势 -pH图
第一节
氧化还原反应的基本概念
一、氧化值 二、氧化剂和还原剂 三、氧化还原电对 四、氧化还原反应方程式的配平
一、氧化值
氧化值定义为某元素一个原子的荷电数，这 种荷电数由假设把每个化学键中的电子指定给电 负性较大的原子而求得。 确定氧化值的规则如下： (1) 在单质中，元素的氧化值为零。 (2) O 的氧化值一般为 -2；在过氧化物中为 -1；在超氧化物中为 -1/2；在 OF2 中为 +2。
例题
第二节
一、原电池的组成
原
电 池
二、原电池的表示方法
三、原电池的电动势与反应的摩尔吉布斯 自由能变的关系
一、原电池的组成
利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装 置称为原电池。从理论上讲，任何自发进行的氧 化还原反应都可以设计成原电池。 原电池由两个半电池组成。半电池又称电极， 每一个电极都是由电极导体和电解质溶液组成。 分别在两个半电池中发生的氧化反应或还原 反应，称为半电池反应或电极反应。原电池的两 极所发生的总的氧化还原反应称为电池反应。
在原电池中，流出电子的电极称为负极， 负极发生氧化反应；流入电子的电极称为正极， 正极发生还原反应。 原电池中的盐桥是一支倒置的Ｕ型管，管 中填满了用饱和 KCl(或NH4NO3) 溶液和琼脂 调制成的胶冻，这样 KCl 溶液不致流出，而 阳离子和阴离子可以自由移动。盐桥的作用是 构成原电池的通路和维持溶液的电中性。
(3) H 的氧化值一般为+1；在金属氢化物中 为 -1。
(4) 在单原子离子中，元素的氧化值等于离 子的电荷数；在多原子离子中，各元素的氧化值 代数和等于离子的电荷数。
(5) 在中性分子中，所有元素的氧化值代数
和等于零。
例题
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。在氧化还原反应中，元素的氧化值升 高的过程称为氧化；元素的氧化值降低的过程 称为还原。氧化过程和还原过程总是同时发生 的。 在氧化还原反应中，组成元素的氧化值升 高的物质称为还原剂，它的反应产物称为氧化 产物。组成元素的氧化值降低的物质称为氧化 剂，它的反应产物称为还原产物。
（二）离子－电子法
先将两个半反应配平， 再将两个半反应合并 为氧化还原反应的方法称为离子-电子法。 离子电子法的配平步骤如下： (1) 写出氧化还原反应的离子方程式； (2) 将氧化还原反应分为两个半反应； (3) 分别配平两个半反应； (4) 将两个半反应分别乘以相应系数，使其 得、失电子数相等，再将两个半反应合并为一个 配平的氧化还原反应的离子方程式。 最后，在配平的离子方程式中添加不参与反 应的阳离子和阴离子，写出相应的化学式。
二、原电池的表示方法
为简便起见，原电池装置常用原电池符号表示。 书写原电池符号的规则如下： (1) 在半电池中用“ | ”表示电极导体与电解质 溶液之间的界面。 (2) 原电池的负极写在左侧,正极写在右侧， 并用“＋”、“－”标明正、负极, 把正极与负极 用盐桥连接，盐桥用“ ”表示, 盐桥两侧是两个 电极的电解质溶液。若溶液中存在几种离子时,离 子间用逗号隔开。
判断一种物质是做氧化剂还是做还原剂，通 常可以依据以下原则： (1) 当元素的氧化值为最高值时，它的氧化 值不能再增大，只能做氧化剂。 (2) 当元素的氧化值为最低值时，它的氧化 值不能再减小，只能做还原剂。 (3) 当元素的氧化值为中间值时，它既可以 做氧化剂，也可以做还原剂。
三、氧化还原电对
====
(3) 溶液要注明浓度，气体要注明分压力 。 (4) 如果电极中没有电极导体，必须外加一 惰性电极导体，惰性电极导体通常是不活泼的金 属（如铂）或石墨。
例题
Βιβλιοθήκη Baidu、原电池的电动势与反应的摩尔吉布斯 自由能变的关系
在原电池中，当电流趋于零时，正极的电极电 势与负极的电极电势之差称为原电池的电动势。 E = E+－E－ 在等温、等压条件下，系统的吉布斯自由能变 等于系统所做的最大非体积功。对电池反应来说， 最大非体积功就是最大电功。 ( G ) W n E F r T , p z n F E ( G ) z E F r m Tp , 如果电池反应是在标准状态下进行： ( G ) z EF r m T 例题
四、氧化还原反应方程式的配平
（一）氧化值法 在氧化还原反应中，氧化剂中组成元素氧化 值降低的总数等于还原剂中组成元素氧化值升高 的总数。配平步骤如下： （1）写出反应物和产物的化学式； （2）标出氧化值发生变化的元素的氧化值， 计算出氧化值升高和降低的数值； （3）利用最小公倍数确定氧化剂和还原剂的 化学计量数。 （4）配平氧化值没有变化的元素原子，并将 箭号改成等号。 例题
第三节 电极电势
一、电极电势的产生 二、标准电极电势的测定 三、能斯特方程
一、电极电势的产生
把金属插入含有该金属离子的溶液中，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：
M ( s )沉积 M ( a q ) z e
z
溶解
达到平衡时，如果金属溶解的趋势大于金属离 子沉积的趋势，金属表面带负电，而金属表面附近 的溶液带正电；若金属离子沉积的趋势大于金属溶 解的趋势，金属表面带正电，而金属表面附近的溶 液带负电。这种产生于金属表面与含有该金属离子 的溶液之间的电势差称为金属电对的电极电势。 金属电极的电极电势主要取决于金属和金属离 子的本性，此外受离子浓度和温度的影响。
第七章 氧化还原反应和电极电势
第一节 氧化还原反应的基本概念 第二节 原电池 第三节 电极电势 第四节 电极电势的应用 第五节 元素标准电极电势图和电势 -pH图
第一节
氧化还原反应的基本概念
一、氧化值 二、氧化剂和还原剂 三、氧化还原电对 四、氧化还原反应方程式的配平
一、氧化值
氧化值定义为某元素一个原子的荷电数，这 种荷电数由假设把每个化学键中的电子指定给电 负性较大的原子而求得。 确定氧化值的规则如下： (1) 在单质中，元素的氧化值为零。 (2) O 的氧化值一般为 -2；在过氧化物中为 -1；在超氧化物中为 -1/2；在 OF2 中为 +2。
例题
第二节
一、原电池的组成
原
电 池
二、原电池的表示方法
三、原电池的电动势与反应的摩尔吉布斯 自由能变的关系
一、原电池的组成
利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装 置称为原电池。从理论上讲，任何自发进行的氧 化还原反应都可以设计成原电池。 原电池由两个半电池组成。半电池又称电极， 每一个电极都是由电极导体和电解质溶液组成。 分别在两个半电池中发生的氧化反应或还原 反应，称为半电池反应或电极反应。原电池的两 极所发生的总的氧化还原反应称为电池反应。
在原电池中，流出电子的电极称为负极， 负极发生氧化反应；流入电子的电极称为正极， 正极发生还原反应。 原电池中的盐桥是一支倒置的Ｕ型管，管 中填满了用饱和 KCl(或NH4NO3) 溶液和琼脂 调制成的胶冻，这样 KCl 溶液不致流出，而 阳离子和阴离子可以自由移动。盐桥的作用是 构成原电池的通路和维持溶液的电中性。
(3) H 的氧化值一般为+1；在金属氢化物中 为 -1。
(4) 在单原子离子中，元素的氧化值等于离 子的电荷数；在多原子离子中，各元素的氧化值 代数和等于离子的电荷数。
(5) 在中性分子中，所有元素的氧化值代数
和等于零。
例题
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。在氧化还原反应中，元素的氧化值升 高的过程称为氧化；元素的氧化值降低的过程 称为还原。氧化过程和还原过程总是同时发生 的。 在氧化还原反应中，组成元素的氧化值升 高的物质称为还原剂，它的反应产物称为氧化 产物。组成元素的氧化值降低的物质称为氧化 剂，它的反应产物称为还原产物。
（二）离子－电子法
先将两个半反应配平， 再将两个半反应合并 为氧化还原反应的方法称为离子-电子法。 离子电子法的配平步骤如下： (1) 写出氧化还原反应的离子方程式； (2) 将氧化还原反应分为两个半反应； (3) 分别配平两个半反应； (4) 将两个半反应分别乘以相应系数，使其 得、失电子数相等，再将两个半反应合并为一个 配平的氧化还原反应的离子方程式。 最后，在配平的离子方程式中添加不参与反 应的阳离子和阴离子，写出相应的化学式。
二、原电池的表示方法
为简便起见，原电池装置常用原电池符号表示。 书写原电池符号的规则如下： (1) 在半电池中用“ | ”表示电极导体与电解质 溶液之间的界面。 (2) 原电池的负极写在左侧,正极写在右侧， 并用“＋”、“－”标明正、负极, 把正极与负极 用盐桥连接，盐桥用“ ”表示, 盐桥两侧是两个 电极的电解质溶液。若溶液中存在几种离子时,离 子间用逗号隔开。
判断一种物质是做氧化剂还是做还原剂，通 常可以依据以下原则： (1) 当元素的氧化值为最高值时，它的氧化 值不能再增大，只能做氧化剂。 (2) 当元素的氧化值为最低值时，它的氧化 值不能再减小，只能做还原剂。 (3) 当元素的氧化值为中间值时，它既可以 做氧化剂，也可以做还原剂。
三、氧化还原电对
====
(3) 溶液要注明浓度，气体要注明分压力 。 (4) 如果电极中没有电极导体，必须外加一 惰性电极导体，惰性电极导体通常是不活泼的金 属（如铂）或石墨。
例题
Βιβλιοθήκη Baidu、原电池的电动势与反应的摩尔吉布斯 自由能变的关系
在原电池中，当电流趋于零时，正极的电极电 势与负极的电极电势之差称为原电池的电动势。 E = E+－E－ 在等温、等压条件下，系统的吉布斯自由能变 等于系统所做的最大非体积功。对电池反应来说， 最大非体积功就是最大电功。 ( G ) W n E F r T , p z n F E ( G ) z E F r m Tp , 如果电池反应是在标准状态下进行： ( G ) z EF r m T 例题
四、氧化还原反应方程式的配平
（一）氧化值法 在氧化还原反应中，氧化剂中组成元素氧化 值降低的总数等于还原剂中组成元素氧化值升高 的总数。配平步骤如下： （1）写出反应物和产物的化学式； （2）标出氧化值发生变化的元素的氧化值， 计算出氧化值升高和降低的数值； （3）利用最小公倍数确定氧化剂和还原剂的 化学计量数。 （4）配平氧化值没有变化的元素原子，并将 箭号改成等号。 例题