第十章 氧化还原反应

生在不同元素的原子上。
歧化反应
0 Cl2(g)+H2O(l)
同一物质中同一元素的原子，有
的氧化数↑，有的氧化数↓，称为
+1
-1
“歧化反应”；逆反应称为“逆
HOCl(aq)+HCl(aq) 歧化反应”或“归中反应”。
3 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；
些人为规定给单质和化合状态原子确定的电荷数。
假设化合物中成键的电子都归电负性较大的原子, 从而求得原子
所带的电荷数, 此电荷数即为该原子在该化合物中的氧化数。
例: HCl H: +1 Cl: -1
NH3 H:+1 N:-3
氧化数增加的过程叫氧化(oxidation);氧化数降低的过程叫还 原(reduction); 氧化还原反应中，提供电子的物种，叫做还原剂(reducing agent);得到电子的物种，叫做氧化剂(oxidzing agent); 根据化学反应发生前后，元素原子的氧化数是否发生变化， 可将化学反应分为两大类： 非氧化还原反应：氧化数不变 氧化还原反应(redox-reaction)：氧化数发生变化
未发生变化的元素，使得方程两端各元素的原子个数均 相等；
3 氧化还原反应方程式的配平
1) 氧化数法：
例：酸性介质中，K2Cr2O7氧化FeSO4，生成Fe2(SO4)3和绿 色Cr2(SO4)3，配平反应方程；
氧化数确定：
A 反应物： K2Cr2O7 [+6] FeSO4 [+2]
生成物： Cr2(SO4)3 [+3] Fe2(SO4)3 [+3]
2)半反应法：
任何氧化还原反应都可以看做是两个半反应组成，一个代表 氧化一个代表还原。
钠与氯化合生成氯化钠 的反应极其两个半反应 （离电子方程式）：
NO3-离子在酸性溶液 中被H2S还原
2Na(s)+Cl2(g) 2NaCl(s) 2Na 2Na+ +2e- (氧化半反应）
Cl2+2e- 2Cl- (还原半反应）
氧化还原反应
氧化剂(氧化数降低，得电子)
Fe+Cu2+ Fe2++Cu Ox1+Red2 Red1+Ox2
Cu2++2e-→Cu 还原剂(氧化数升高，失电子)
Fe→Fe2++2e-
自氧化还原反应
同一物质，既是氧化剂，又
2KClO3(s) 加热 KCl(s)+3O2(g) 是还原剂，但氧化、还原发
2HgO(s) 加热 2Hg(l)+O2(g)
10.1 氧化还原反应和原电池
1 氧化还原反应的基本概念
有电子得失或电子转移的反应，被称为氧化还原反应
(redox reaction)。
Cu2+(aq)+Zn(s) Zn2+(aq)+Cu(s) H2(g)+Cl2(g) 2HCl
得失电子 电子偏移
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
氧化数(oxidation number)或者氧化态(oxidation state):是指根据某
NO3-+H2S NO+S H2S S+2eNO3-+3e- NO
错误：
S2- S+2eN5++3e- N2+
半反应配平的基本步骤：
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
B 每个Cr原子变化数＝3 每个Fe原子变化数＝1
C 总氧化数降低(2x3)x1
D
Cr2O42 2 3Fe2 14 H 2Cr 3 2 3Fe3 7H
氧化剂
还原剂 总氧化数降低(1)x2x3
3 氧化还原反应方程式的配平
1)氧化数法： 配平I2与NaOH溶液反应生成NaI和NaIO3 氧化数确定：
第十章 氧化还原反应
➢ 10.1 氧化还原反应和原电池 ➢ 10.2 原电池及氧化还原电对 ➢ 10.3 电池电动势和电极电势 ➢ 10.4 电池反应的热力学 ➢ 10.5 标准电极电势计算 ➢ 10.6 影响电极电势的因素 ➢ 10.7 电极电势及电池电动势的应用 ➢ 10.8 化学电源与电解 ➢ 10.9 图解法讨论电极电势
3）不同化合物确定的经验和总规则：
3.1 单质中元素的氧化数为零；
3.2 在单原子离子中，元素的氧化数等于该离子所带的电荷数 。
2 不同类型化合物氧化数值确定原则
3.3 氧的氧化数一般为-2；过氧化物中(Na2O2)，为-1;超氧化 物中(KO2)，为-1/2;在氟的氧化物中,如OF2 和O2F2中，氧 的氧化值分别为+2和+1； 3.4 氢的氧化数一般为+1,但在金属氢化物中，为-1; 3.5 中性分子中，化合物中所有元素氧化数的代数和为零， 复杂离子的电荷等于各元素氧化值的代数和；
3 氧化还原反应方程式的配平
1) 氧化数法： A 根据实验事实写出反应物和生成物，并注明反应条件； B 标出氧化剂和还原剂反应前后的氧化数的变化； C 按照氧化还原反应同时发生，氧化数升高和降低总数相
等的原则，首先配平氧化剂和还原剂的系数； D 根据反应的实际情况，用H+、OH-和H2O等配平氧化数
2 不同类型化合物氧化数值确定原则
1）离子型化合物中，元素原子的氧化数等于其所带电荷数； MgCl2 : Mg2+ (Mg: +2), Cl- (Cl: -1)
2）共价型化合物中，将共用电子对指定给电负性较大原子后， 各个原子减少或增加的电子数;
H2O：H-O共价键; O电负性大于H原子，故共用电子对偏向O原 子. (O: 2个电子，-2; H: 1个电子,+1)
氧化数与共价数的区别
概念上：共价数形成共价键时的共用电子对数
数值上：有时相等，有时不等；H2(氧化数:0; 共价数:1) 符号上：氧化数有正负之分，共价数则无；
氧化数与化学反应过程
反应类型
氧化剂/还原剂
氧化数升高 氧化反应 还原剂(氧化数升高的物质)
氧化数降低 还原反应 氧化剂(氧化数降低的物质)
A 反应物： I2 [0] 生成物： NaI[-1] NaIO3[+5]
B 每个I原子降低＝1 每个I原子增高＝5
总氧化数升高(5)x1
0
3 I 2 6OH
氧化剂/还原剂
5
I 1
1
5
I
O3
3H 2O
D
歧化反应：氧化数升高和降低只涉
C 总氧化数降低(1)x5
及一种元素的反应
3 氧化还原反应方程式的配平