《氧化还原反应》教案

1、氧化还原反应教案一、氧化数的概念规定：单质中，元素的氧化数为零，H2、Cl2、Fe正常氧化物中，氧的氧化数为2，过氧化物中(H2O2和Na2O2)氧的氧化数为1，KO2氧化数为-0.5，KO3中氧化数为-1/3，OF2中O为+2H一般为+1，PH3；在NaH中为1。离子化合物中，氧化数=离子电荷数共价化合物中，氧化数=形式电荷数总电荷数=各元素氧化数的代数和。例：K2Cr2O7中Cr为+6、Fe3O4中Fe为+8/3、Na2S2O3中S为+2、Na2S4O6中S平均为2.5(2个S为0,二个S为+5)氧化数与化合价的区别与联系：意义不同，取值范围不同。数值二者有时相等，有时不等。例如：CH4C

2、H3ClCH2Cl2CH3Cl二、氧化还原作用氧化还原反应:某些元素氧化态发生改变的反应氧化过程：氧化态升高的过程,还原剂还原过程：氧化态降低的过程,氧化剂氧化型：高氧化态氧化剂还原型：低氧化态还原剂中间态：既可作为氧化剂,又可做为还原剂还原型=氧化型+ne10HClO3+3P4=10HCl+12H3PO4三、氧化还原反应方程式的配平氧化数法：原则：还原剂氧化数升高数和氧化剂氧化数降低数相等（得失电子数目相等）写出化学反应方程式-确定有关元素氧化态升高及降低的数值确定氧化数升高及降低的数值的最小公倍数。找出氧化剂、还原剂的系数。核对，可用H+,OH,H2O配平。例：11-1HCl03+P4HC

3、l+H3PO4Cl5+Cl氧化数降低6P44PO43氧化数升高2010HCl03+3P410Hd+12H3P0410HCl03+3P4+18H2O10Hd+12H3PO4方程式左边比右边少36个H原子，少18个O原子，应在左边加18个H2O例11-2As2S3+HNO3H3AsO4+H2SO4+NO氧化数升高的元素：2As3+2As5+升高43S23S6+升高24N5+N2+降低33As2S3+28HNO36H3AsO4+9H2SO4+28NO左边28个H，84个O；右边36个H，88个O左边比右边少8个H，少4个O3As2S3+28HNO3+4H2O6H3AsO4+9H2SO4+28NO离子

4、电子法写出相应的离子反应式将反应分成两部分，即还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应。配平半反应确定二个半反应的系数得失电子数相等的原则.根据反应条件确定反应的酸碱介质，分别加入H+,OH-,H2O,使方程式配平。一般先配平H、O以外的原子数，然后配平H、O原子数，最后配平电子数左边右边酸性介质多O缺H时，多一个O加2个H+,缺加相应的H2个H加1个H+O碱性介质多H缺O时，多一个H加1个OH,加相应的H2缺1个O加2个OH-O酸性介质中配平的半反应方程式里不应出现OH,在碱性介质中配平的半反应不应出现H+11-2原电池一、原电池的概念Zn+Cu2+=Cu+Zn2+原电极正极发生还原反应，负极发生

5、氧化反应负极：Zn2e=Zn2+（氧化态升高）正极：Cu2+2e=Cu（氧化态降低）二、原电池的表达式1、负极写在左边，正极写在右边2、用I表示电极与离子溶液之间的物相界面、不存在相界面，用，分开。加上不与金属离子反应的金属惰性电极。、用II表示盐桥、表示出相应的离子浓度或气体压力。氧化半反应：Zn2e=Zn2+还原半反应：Cu2+2e=Cu(一)Zn|Zn2+(c1/moldm-3)|Cu2+(c2/moLdm-3)|Cu(+)(一)(Pt),H2(pq)IH+(ImoLdm-3)IIFe3+(1moldm-3),Fe2+(Imoldm-3)IPt(+)氧化半反应：H22e=2H+还原半反应

6、：Fe3+e=Fe2+总反应：H2+2Fe3+=2H+2Fe2+要求：题中给出电池符号，要能够写出半反应和总反应方程式三、电对的电极电位电极电位的形成M=Mn+ne金属进入溶液中，金属带多余的负电荷。金属离子回到金属表面，带正电荷。影响金属进入溶液的因素:金属的活泼性、溶液的浓度、体系的温度电极电位(电势)的符号电极电位：对标准氢电极作正极取正值，对标准氢电极作负极取负值。电池电动势的形成及符号E=+-E、单位：VE：标准电池电动势E：非标准电池电动势标准电极电势的测定()(Pt),H2(105Pa)lH+(ImoLdm-3)IlZn2+(Imoldm-3)IZn(+)以甘汞电极作为标准电极测

7、定电极电势甘汞电极,电池介质为KCl标准电极电位表标准电极电位：在电极反应条件下，对某物质氧化型得电子或还原型失电子能力的量度电对的电极电位数值越正，该电对中氧化型的氧化能力(得电子倾向)越大，电对的电极电位数值越负，还原型还原能力越强要求：根据电对的电极电位，判断金属或离子相对氧化(还原)能力的强弱是强度物理量，无加和性质。Cu2+2e=Cu2Cu2+4e=2Cu相同四、标准电极电位表的应用：判断氧化剂还原剂的相对强弱判断氧化还原反应进行的程度E=+-0反应自发向右进行丁=-nFE=-nFEF=96500库仑mol1=-RTlnK=-RTlnK-RTlnK=-nFE计算化学反应的平衡常数要求

8、：记住公式：r=-RTlnK求自由能变的公式r=-RTlnKr40kJ-mol1时是单向反应.r=-nFE，n=10.41V,或0.20V,或0.138V,或0时,反应自发.0时,反应逆自发.=0时,反应平衡.选择合理的氧化还原试剂计算未知电对的电极电位影响电极电位的因素-奈斯特(Nernst)方程一、内因电极的热力学过程rHm=-HmE1/2D二、外因浓度对电极电势的影响pH对电极电势的影响三、奈斯特(Nernst)方程(jc,jp,jpH的关系)+Nernst方程：（求非标准状况下的电极电势）xA（氧化型）+e（还原型）298K时：应用Nernst方程的注意事项j的大小决定于氧化型/还原型

9、活度的比电对中的固体、纯液体浓度为1，溶液浓度为相对活度，气体为相对分压。p/p氧化型、还原型的物质系数，做为活度的方次写在Nernst方程的指数项中。四、Nernst方程的应用计算不同浓度下的电对电极电位数值计算不同pH条件下的电极电位数值酸碱性对电极电位数值及氧化还原反应的影响酸度影响氧化还原的产物例如：2MnO4+SO32+2OH=2MnO42（绿）+SO/+2H202MnO4+SO32+H2O=2MnO2（棕）+3SO42+2OH2MnO4+SO32+6H+=2Mn2+5SO42+3H20OHH206H+MnO4氧化性增强OHH206H+SO32还原性减弱酸度影响氧化还原的反应速度例如

10、：Br+Cr2O72+14H+=3Br2+2Cr3+7H2O在H2SO4介质中，反应速率较快，在HAc介质中，反应速率较慢。Nernst方程的实际应用j-pH图一、电对的j-pH图(了解)水的电极电位水的氧化作用：O2(g)+4H+4e=2H2O=1.23V水的还原作用：2H2O+2e=H2+2OH-=-0.8277V一、水的-pH图：.氧稳定区,在此区，A把H2OO2F2+2H2O=4HF+O2.水区：，在此区A、B、H2O稳定共存2H2O+2e=H2+2OH-.氢区：在此区，B把H2OH22Na+2H2O=2NaOH+H2.实际：元素电位图及/F-Z图一、元素电位图(Latimer)例：ClO4-ClO3-HClO2HClOCl2ClTOC o 1-5