第五氧化还原反应

1、氧化还原反应反应过程中有电子 的转移或偏移还原反应得电子的反应氧化反应失电子的反应一、氧化和还原22ZnCuZnCu还原作用：22CueCu氧化作用：22ZnZne（半反应）123(2)(3)(1):一个氧化还原反应由两 个半反应组成Cu2+: 氧化剂，被还原Zn : 还原剂，被氧化得电子数失电子数电子对的偏移也可以形成氧化还原反应22( )( )2( )HgClgHCl gClH共用电子对偏向Cl原子，使H带部分正电荷，Cl带部分负电荷二、氧化数化合价表示元素原子能够化合或置换一价原子(H)或一价基团的数目v 离子化合物：化合价离子的电荷数v 共价化合物：化合价共价单键的数目氧化数某元素的一

2、个原子在化合物中表观所带的电荷数，这种表观电荷数由假设把每个键的电子指定给电负性较大的原子而求得NH4+：氧化数-3 化合价4确定氧化数的规则v 单质的氧化数为零v 中性分子：所有原子的氧化数代数和为零v 复杂离子：所有原子的氧化数代和 离子电荷数v 单原子离子：氧化数所带电荷数v 规定H: +1; O: 化合物-2, 过氧化物-1, 超氧化物 -1/2; 卤素在卤化物中：-1; 硫在硫化物中：-2CH4, CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, CCl4 氧化数：-4 -2 0 +2 +4化合价： 4 4 4 4 4 化合价只能为整数氧化数可以为整数和分数用氧化数定义氧化还原v 氧化数升

3、高：被氧化v 氧化数降低：被还原一、氧化数法v 写出方程式v 根据氧化数上升值下降值，找出氧化剂 和还原剂前的化学计量数v 配平氢氧外的原子数v 配平水和氢v 最后进行核对二、离子电子法v 写出方程式的两个半反应v 配平半反应 v 根据得失电子数相等，把两个半反应相加 成总反应v 核对总反应一、原电池 （化学能 电能）ZnSO4CuSO4ZnCuAeKCl盐桥盐桥Cl-K+铜锌原电池-) Zn Zn2+ ( c1 ) Cu2+ ( c2 ) Cu ( +负极：氧化反应22ZnZne正极：还原反应22CueCu总反应22CuZnCuZn两个半电池：正极 Cu2+/Cu电对 负极 Zn2+/Zn电

4、对电对的表示法：氧化态/还原态二、电极电势金属的电极电势由金属和它的盐 溶液之间产生M的盐溶液的盐溶液M-+(a)M-+-(b)M-+-( )()ZM sMaqZe溶解沉积溶解：金属离子受到水分子的吸引进入溶液金属越活泼，盐溶液越稀，这种倾向越大沉积：水合离子从金属表面获得电子沉积到金属上金属越不活泼，盐溶液越浓，这种倾向越大影响金属电极电势的因素 金属本性,浓度,温度标准电极电势1298,1TK cmolLv 电极电势没有绝对值，只有相对值v 规定：标准氢电极的电极电势为零标准氢电极22()2( )HaqeHg2(/)0EHH H2100 kPa Pt 1 molL-1 H+测定其他电极的电

5、极电势 用待测电极与标准氢电极组成原电池 测得该原电池的电动势，若待测电极为正极， 则：E(电极) = E(电动势)；若待测电极为负极， 则：E(电极) = -E(电动势)例： 测Zn电极的电极电势 -) Zn ZnSO4 ( 1 molL-1 ) H+ (1 molL-1 ) H2 Pt ( + 测得电池的电动势： 0.763EV2(/)0.763EZnZnV 测Cu电极的电极电势 -) Pt H2 H+ (1 molL-1 ) CuSO4(1 molL-1 ) Cu ( +0.337EV2(/)0.337ECuCuV-) Zn Zn2+ ( 1molL-1 ) Cu2+ (1molL-1

6、) Cu ( +22(/)(/)0.337( 0.763)1.1EECuCuEZnZnV 关于电极电势的几点说明Ev 越大，得电子能力越强， 一般为氧化剂，作正极v 越小，失电子能力越强， 一般为还原剂，作负极v 与物质的量无关，与电极反应方程式 的系数 也无关v 有的电极电势与酸碱度有关EE22ZneZn2242ZneZnE相等 三、能斯特( Nernst )方程 非标准态时的电极电势如何求得某电极：氧化态/还原态电极方程式：Ze氧化态还原态()ln()RTaEEzFa还原态氧化态2.303()lg()RTaEEzFa还原态氧化态（F：法拉第常数96485）0.0592()lg()aEEza

7、还原态氧化态a:活度，浓度代入 气体代入c/cP/P注意:v 电极方程式的写法v lg后的表达式与平衡常数写法一致2( )22()IseIaq20.0592lg2EEI2( )2( )2()PbCl sePb sClaq20.0592lg2EECl如何求氧化还原反应非标准态时的电动势22ZnCuZnCu22(/)(/)EECuCuEZnZn22(/)(/)EE CuCuE ZnZn220.0592lg2ZnEECu例5-4,5,6 四、原电池的电动势与rG的关系rEGWEWQ ErGQ EQzFrGzFErGzFE rGzFE rGrG与的关系22ZnCuZnCu22lnRTZnEEzFCu两

8、边同乘以-zF22lnZnzFEzFERTCu 22lnrrZnGGRTCu 化学等温式 一、计算原电池的电动势()()EEE正极负极()()EEE正极负极（例5-9） 二、判断氧化还原反应进行的方向 把氧化还原反应排成原电池，计算 出电动势，如果E 0，正方向反应； E 0， 逆方向反应（注意标准态与非标准态）324222FeSnSnFe3242(/)(/)EFeFeESnSn32(/):EFeFe正极，氧化剂42(/):ESnSn负极，还原剂反应正向进行对角线规则422SneSn32FeeFe0.15 V（小）0.77 V（大）（例5-11,12） 三、选择氧化剂和还原剂2(/)0.54E

9、IIV2(/)1.07EBrBrV2(/)1.36EClClVv 仅氧化I-:v 仅氧化Br-:v 氧化Cl-: 0.541.07VEV1.071.36VEV1.36EV 四、判断氧化还原反应进行的次序EEE正负E正与E负相差越大， 反应越先进行 五、求平衡常数与溶度积常数ln2.303lgrGRTKRTK rGzFE lg2.303zFKERTlg0.0592zKE例5-13,14一种元素如果具有多种氧化态 可用元素电势图表示22FeeFe0.440EV 32FeeFe0.771EV33FeeFe0.0363EV Fe3+Fe2+Fe0.7710.4400.03631. 酸，碱性不同的介质，E不同 （锰的元素电势图）MnO4-MnO42-MnO20.562.261.6950.95Mn3+1.51Mn2+Mn-1.181.511.23酸性碱性MnO42-MnO20.560.600.59-0.2Mn(OH)30.1Mn(OH)2Mn-1.55-0.05MnO4-2. 判断岐化反应能否发生 E左 E右 可以发生岐化反应MnO4-MnO42-MnO20.562.26244MnOeMnO0.56 V（小）2422422MnOHeMnOH O2.26 V（大）3. 从已知相邻电对的 求未知电对的 EEMnO4-MnO42-MnO20.562.