第5章氧化还原反应.pptx

无机及分析化学无机及分析化学（第五版）（第五版）1第五章第五章 氧化还原平衡氧化还原平衡掌握氧化还原反应的掌握氧化还原反应的基本概念；基本概念；掌握能斯特方程的有关计算；掌握能斯特方程的有关计算；掌握电极电势在有关方面的应用掌握电极电势在有关方面的应用；了解原电池电动势与吉布斯自由能之间的关系了解原电池电动势与吉布斯自由能之间的关系；掌握元素电势图及其应用。掌握元素电势图及其应用。5.1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念化学反应分类：（化学反应分类：（1）没有发生电子转移）没有发生电子转移 酸碱滴定、酸碱滴定、沉淀反应、配位反应沉淀反应、配位反应（2）发生电子转移）发生电子转移 氧化还原反应氧化还原反应1氧化（得电子氧化（得电子-氧化剂氧化剂-被还原被还原-还原半反应）还原半反应）电子偏移电子偏移 还原还原（失电子（失电子-还原剂还原剂-被氧化被氧化-氧化半反应）氧化半反应）还原半反应还原半反应 氧化半反应氧化半反应 氧化还原全反应氧化还原全反应 2氧化数氧化数 某元素一个原子的表观电荷数。表观电荷数不仅包括某元素一个原子的表观电荷数。表观电荷数不仅包括电子的得失数，也包括电子的偏移数。电子的得失数，也包括电子的偏移数。Cu2+2e-Cu Zn2+Zn-2e-Zn2+CuCu2+Zn氧化数正负符号：电负性小氧化数正负符号：电负性小的（失去电子或的（失去电子或电子对被偏离电子对被偏离)为为正正值，值，电负性较大电负性较大的（得的（得到电子或使电子对靠近）为到电子或使电子对靠近）为负负值值氧化数确定规则氧化数确定规则（1）单质中，原子的氧化数为零；）单质中，原子的氧化数为零；O2 Br2 （2）中性分子中，所有原子的氧化数代数和为零；）中性分子中，所有原子的氧化数代数和为零；（3）复杂离子中，所有原子的氧化数和等于离子的电荷数；）复杂离子中，所有原子的氧化数和等于离子的电荷数；单原子离子的电荷数为原子的等于所带电荷数；单原子离子的电荷数为原子的等于所带电荷数；（4）氢原子、氧原子在化合物中的氧化数有定值：）氢原子、氧原子在化合物中的氧化数有定值：氢在化合物中的氧化数通常为氢在化合物中的氧化数通常为+1，氧在化合物中的氧化，氧在化合物中的氧化数通常为数通常为-2；活泼金属氢化物（如：；活泼金属氢化物（如：NaH）中氢的氧化数为）中氢的氧化数为-1；过氧化物中氧的氧化数为；过氧化物中氧的氧化数为-1;S2-氧化数氧化数(原子的表观电荷数）有正负之分，且可为原子的表观电荷数）有正负之分，且可为分数，化合价（形成共价键时共用电子对数）不可能分数，化合价（形成共价键时共用电子对数）不可能 为分数。为分数。离子化合物离子化合物:元素的氧化数正好等于离子的化合价。元素的氧化数正好等于离子的化合价。共价化合物共价化合物:同一物质中同种元素的氧化数与共价同一物质中同种元素的氧化数与共价 键的数目不一定相同。键的数目不一定相同。例如例如 元素的氧化数共价键的目元素的氧化数共价键的目 H2 O 1 N2 O 3 CO O:-2 3 C :+2 氧化数与化合价的区别与联系氧化数与化合价的区别与联系（1）氧化数法（化合价法）氧化数法（化合价法）5.2 氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平ClBr先配平氧化数有变化的元素原子数，后配平氧化数没有变化的元素原子数：先配平氧化数有变化的元素原子数，后配平氧化数没有变化的元素原子数：配平氢，并找出参加反应（或生成）水的分子数：配平氢，并找出参加反应（或生成）水的分子数：HClO+Br2 HBrO3+HCl（2）离子电子法）离子电子法 例：稀硫酸中，例：稀硫酸中，KMnO4 氧化氧化 H2C2O45.2 氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平氧化数发生变化氧化数发生变化两个电对的半反应：两个电对的半反应：配平原子数：配平原子数：（2）离子电子法）离子电子法 例：稀硫酸中，例：稀硫酸中，KMnO4 氧化氧化 H2C2O45.2 氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平配平电荷数：配平电荷数：消去电子，配平离子式：消去电子，配平离子式：（1）原电池）原电池5.3 电极电势电极电势负极，氧化反应：负极，氧化反应：正极，还原反应：正极，还原反应：铜锌原电池总反应：铜锌原电池总反应：ZnZn和和CuSOCuSO4 4的置换反应为的置换反应为Zn+Cu2+Zn2+Cu5.3.2 标准电极电势标准电极电势测定锌电极标准电极电势的装置测定锌电极标准电极电势的装置所以：所以：表表 5-1 标准电极电势（标准电极电势（298 K）5.3.3 能斯特方程能斯特方程电极反应电极反应能斯特方程能斯特方程298 K时时氧化态氧化态+ze-还原态还原态5.3.4 原电池的电动势与原电池的电动势与 的关系的关系原电池的电池总反应如下，求反应的原电池的电池总反应如下，求反应的 和和？正极电极反应：正极电极反应：负极电极反应：负极电极反应：所以：所以：5.4 电极电势的应用电极电势的应用（1）计算原电池的电动势）计算原电池的电动势与该原电池有关的电极反应及其标准电极电势与该原电池有关的电极反应及其标准电极电势将各物质相应的浓度带入能斯特方程后：将各物质相应的浓度带入能斯特方程后：原电池的电动势为：原电池的电动势为：5.4 电极电势的应用电极电势的应用（2）判断氧化还原反应进行的方向）判断氧化还原反应进行的方向不符合以上对角线关系的物质不能自发反应！不符合以上对角线关系的物质不能自发反应！判断反应判断反应能否在下面给出条件下进行？能否在下面给出条件下进行？(1)(1)解：解：Sn 和和 Pb2+符合对角线关系，反应可以自发进行！符合对角线关系，反应可以自发进行！Pb2+Sn Pb+Sn2+c(Pb2+)=c(Sn2+)=1.0 molL-1判断反应判断反应能否在下面给出条件下进行？能否在下面给出条件下进行？(2)(2)解：解：Sn 和和 Pb2+不符合对角线关系，反应不能进行！不符合对角线关系，反应不能进行！Pb2+Sn Pb+Sn2+c(Pb2+)=0.10 molL-1,c(Sn2+)=2.0 molL-15.4.3 选择氧化剂和还原剂选择氧化剂和还原剂某氧化剂某氧化剂()小于小于0.536 V 0.536 V 1.087 V 1.087 V 1.390 V 大于大于1.390 V 不能不能氧化上述阴离子氧化上述阴离子可以氧化可以氧化可以氧化可以氧化 、可以氧化可以氧化 、5.4.4 判断氧化反应进行的次序判断氧化反应进行的次序 先氧化还原能力最强的先氧化还原能力最强的 ，后氧化，后氧化 ；先还原氧化能力最强的先还原氧化能力最强的 ，后还原，后还原 ；5.4.5 判断氧化反应进行的程度判断氧化反应进行的程度(298 K)Zn+Cu2+Zn2+Cu5.4.6 测定某些化学常数测定某些化学常数测定以上原电池的电动势测定以上原电池的电动势E为为 0.34 V，试计算，试计算AgCl的的？解得解得5.5 元素电势图及其应用元素电势图及其应用元素电势图元素电势图应用一应用一 比较元素各氧化态的氧化能力比较元素各氧化态的氧化能力氧化态氧化态 是最强氧化剂是最强氧化剂还原态还原态 是最强氧化剂是最强氧化剂 酸性介质酸性介质应用二应用二 判断元素某氧化态能否发生歧化反应判断元素某氧化态能否发生歧化反应碱性介质碱性介质因为因为 ，在水溶液中发生歧化在水溶液中发生歧化应用三应用三 从几个相邻电对已知的从几个相邻电对已知的 求算电对未知的求算电对未知的?已知：已知：因为因为所以所以？