氧化還原反應(yīng)第1頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

§3.1氧化還原反應(yīng)的基本概念

§3.2電極電勢(shì)

第2頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五§3.1氧化還原反應(yīng)的基本概念3.1.1氧化值（數(shù)）3.1.2氧化還原反應(yīng)方程式的配平3.1.3氧化還原電對(duì)第3頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五得失氧定義CuO+H2=====Cu+H2O失氧物質(zhì)稱(chēng)氧化劑得氧物質(zhì)稱(chēng)還原劑失氧過(guò)程稱(chēng)還原(半)反應(yīng)得氧過(guò)程稱(chēng)氧化(半)反應(yīng)化合價(jià)升降定義CuO+H2=====Cu+H2O化合價(jià)降低物質(zhì)稱(chēng)氧化劑化合價(jià)升高物質(zhì)稱(chēng)還原劑化合價(jià)升高過(guò)程稱(chēng)氧化(半)反應(yīng)化合價(jià)降低過(guò)程稱(chēng)還原(半)反應(yīng)+200+1此定義擴(kuò)大了氧化還原反應(yīng)的范圍氧化還原反應(yīng)第4頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五得失電子定義CuO+H2=====Cu+H2O得電子物質(zhì)稱(chēng)氧化劑失電子物質(zhì)稱(chēng)還原劑得電子過(guò)程稱(chēng)還原(半)反應(yīng)失電子過(guò)程稱(chēng)氧化(半)反應(yīng)氧化數(shù)升降定義CuO+H2=====Cu+H2O氧化數(shù)降低物質(zhì)稱(chēng)氧化劑氧化數(shù)升高物質(zhì)稱(chēng)還原劑氧化數(shù)降低過(guò)程稱(chēng)還原(半)反應(yīng)氧化數(shù)升高過(guò)程稱(chēng)氧化(半)反應(yīng)+200+1此定義反映了氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)此定義更容易判別氧化還原反應(yīng)第5頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五CuO+H2=====Cu+H2O氧化還原反應(yīng)反應(yīng)物氧化劑還原劑反應(yīng)過(guò)程氧化劑的還原(半)反應(yīng)還原劑的氧化(半)反應(yīng)判別的依據(jù)：氧化數(shù)變化、化合價(jià)變化、電子得失等。第6頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

氧化數(shù)：是指某元素的一個(gè)原子的電荷數(shù)，該荷電數(shù)是假定把每一化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù)性更大的原子而求得的。3.1.1氧化值（數(shù)）==第7頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

確定氧化數(shù)的規(guī)則

⑴離子型化合物中，元素的氧化數(shù)等于該離子所帶的電荷數(shù)。⑵共價(jià)型化合物中，共用電子對(duì)偏向于電負(fù)性大的原子，兩原子的形式電荷數(shù)即為它們的氧化數(shù)。⑶單質(zhì)中，元素的氧化數(shù)為零。⑷中性分子中，各元素原子的氧化數(shù)的代數(shù)和為零，復(fù)雜離子的電荷等于各元素氧化數(shù)的代數(shù)和。第8頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五⑸氫的氧化數(shù)一般為+1，在金屬氫化物中為-1，如。⑹氧的氧化數(shù)一般為-2，在過(guò)氧化物中為-1，如在超氧化物中為-0.5，如在氧的氟化物中為+1或+2，如第9頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五例：第10頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五化合價(jià)定義：元素一個(gè)原子與一定數(shù)目的其它元素的原子相結(jié)合的個(gè)數(shù)比稱(chēng)為化合價(jià)?；蟽r(jià)的一些定義與氧化數(shù)是相同的：可見(jiàn)，元素的化合價(jià)在許多化合物中與氧化數(shù)的數(shù)值是相同的。但是化合價(jià)的數(shù)值只限于整數(shù)，而氧化數(shù)可以是任意有理數(shù)。化學(xué)鍵數(shù)是指某原子與其他原子結(jié)合時(shí)所共用的電子對(duì)數(shù)。它的數(shù)值是正整數(shù)?！把趸怠迸c“化合價(jià)”區(qū)別？第11頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

3.1.2離子—電子法配平氧化還原方程式

配平原則：(1)電荷守恒：得失電子數(shù)相等。(2)

質(zhì)量守恒：反應(yīng)前后各元素原子總數(shù)相等。第12頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

配平步驟：

（1）用離子式寫(xiě)出主要反應(yīng)物和產(chǎn)物（氣體、純液體、固體和弱電解質(zhì)則寫(xiě)分子式）。

（2）將反應(yīng)分解為兩個(gè)半反應(yīng)式，并配平兩個(gè)半反應(yīng)的原子數(shù)及電荷數(shù)。（3）根據(jù)電荷守恒，以適當(dāng)系數(shù)分別乘以?xún)蓚€(gè)半反應(yīng)式，然后合并，整理，即得配平的離子方程式；有時(shí)根據(jù)需要可將其改為分子方程式。第13頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五A、酸性介質(zhì)多O一邊加H+生成H2O少O一邊加H2O生成H+B、堿性介質(zhì)多O一邊加H2O生成OH－少O一邊加OH－生成H2OC、中性介質(zhì)多O一邊加H2O生成OH－少O一邊加H2O生成H+經(jīng)驗(yàn)規(guī)則：第14頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五用離子—電子法配平下列反應(yīng)方程式ExampleMnO4-+SO32-=SO42-+Mn2+(2)MnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2O①SO32-+H2O=SO42-+2H++2e-②(3)①×2+②×5得2MnO4-+16H++10e-=2Mn2++8H2O+)5SO32-+5H2O=5SO42-+10H++10e-2MnO4-

+5SO32-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4=2MnSO4+6K2SO4+3H2O第15頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

例：配平

①×5+②得①②第16頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五Solution配平方程式Cr(OH)3(s)+Br2(l)+KOHK2CrO4+KBrCr(OH)3(s)+Br2(l)CrO42-+Br-Br2(l)+2e-=2Br-①即:

Cr(OH)3(s)+5OH-=CrO42-+4H2O+3e-②①×3+②×2得2Cr(OH)3(s)+3Br2(l)+10OH-=2CrO42-+6Br-+8H2O2Cr(OH)3(s)+3Br2(l)+10KOH=2K2CrO4+6KBr+8H2OExample第17頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

酸性介質(zhì)：多n個(gè)O+2n個(gè)H+，另一邊+n個(gè)H2O堿性介質(zhì)：多n個(gè)O+n個(gè)H2O，另一邊+2n個(gè)OH-中性介質(zhì)：左邊多n個(gè)O+n個(gè)H2O，右邊+2n個(gè)OH-右邊多n個(gè)O+2n個(gè)H+，左邊n個(gè)H2O小結(jié)：第18頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

3.1.3氧化還原電對(duì)

如前所述，任何一個(gè)氧化還原反應(yīng)均可拆分成兩個(gè)半反應(yīng)；氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。每個(gè)半反應(yīng)均是表示某一種元素高低不同氧化態(tài)之間的轉(zhuǎn)化。若將其中高氧化態(tài)物種稱(chēng)為氧化型，低氧化態(tài)物種稱(chēng)為還原型，則它們之間的關(guān)系為:

氧化型+ne?還原型這種同一元素的氧化型與還原型彼此依存相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系,稱(chēng)為共軛關(guān)系.第19頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五處于共軛的氧化還原系統(tǒng)稱(chēng)為氧化還原電對(duì),簡(jiǎn)稱(chēng)電對(duì).電對(duì)的常用符號(hào)為:氧化型/還原型因此一個(gè)氧化還原反應(yīng)至少有兩個(gè)電對(duì):氧化劑電對(duì)和還原劑電對(duì)。如下述反應(yīng)：氧化劑電對(duì)：MnO4-/Mn2+(氧化型1/還原型1)還原劑電對(duì)：SO42-/SO32-(氧化型2/還原型2)整個(gè)氧化還原反應(yīng)可表示為：氧化型1+還原型2?還原型1+氧化型2第20頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

§3.2電極電勢(shì)3.2.1原電池3.2.2電極電勢(shì)3.2.3影響電極電勢(shì)的因素3.2.4電極電勢(shì)的應(yīng)用3.2.5元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用第21頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.2.1原電池(primarycell)銅鋅原電池，亦叫

Daniell電池工作狀態(tài)的化學(xué)電池同時(shí)發(fā)生三個(gè)過(guò)程：●兩個(gè)電極表面分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)●電子流過(guò)外電路●離子流過(guò)電解質(zhì)溶液第22頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五１、原電池的組成(如右圖所示)兩個(gè)半電池由鹽橋接通內(nèi)電路，外電路由導(dǎo)線和安培計(jì)連通。鋅半電池──由鋅電極和鋅鹽溶液（ZnSO4）組成。銅半電池──由銅電極和銅鹽溶液（CuSO4）組成。鹽橋?qū)Ь€第23頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、現(xiàn)象3、原電池反應(yīng)鋅半電池反應(yīng)：Zn──→Zn2++2e(還原劑的氧化反應(yīng))原電池反應(yīng)：Cu2++Zn──→Zn2++Cu銅半電池反應(yīng)：Cu2++2e──→Cu(氧化劑的還原反應(yīng))a、檢流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明有電流通過(guò)，根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)方向可判斷為Zn負(fù)極，Сu為正極.b、Zn片逐漸溶解，Сu片上有沉積第24頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五原電池符號(hào)表示方法：a負(fù)左正右b“|”固液間存在一個(gè)界面c溶液后面標(biāo)出他對(duì)應(yīng)濃度（如果是氣體，標(biāo)出對(duì)應(yīng)壓力）d“||”表示鹽鹽橋e當(dāng)電對(duì)中，沒(méi)有固體電子導(dǎo)體時(shí)（無(wú)支持電極）要用惰性電極，即不參與電池反應(yīng)的固體電子導(dǎo)體常鉑（pt）、石墨（c）f同一相中的兩物種離子式或分子式以“，”隔開(kāi)。4、原電池的表示符號(hào)(-)Zn│ZnSO4(1mol·l-1)‖CuSO4(1mol·l-1)│Cu(+)第25頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五作用：●讓溶液始終保持電中性使電極反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行●消除原電池中的液接電勢(shì)（或擴(kuò)散電勢(shì)）

通常內(nèi)盛飽和KCl溶液或NH4NO3溶液(以瓊膠作成凍膠).(2)鹽橋(1)原電池——通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流的裝置。1第26頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

M活潑M不活潑

溶解>沉積沉積>溶解----++++++++--------++++++++--------溶解沉淀雙電層理論

3.2.2電極電勢(shì)一、電極電勢(shì)的產(chǎn)生第27頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、標(biāo)準(zhǔn)氫電極和甘汞電極1.標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極裝置圖表示為:H+H2(g)Pt第28頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.甘汞電極裝置圖第29頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第30頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

三、電極電勢(shì)的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)和標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)金屬電極電勢(shì)的高低主要取決于金屬的本性、金屬離子的濃度和溶液的溫度。在指定溫度（298.15K）下，金屬銅金屬離子濃度為1mol.L-1的溶液所產(chǎn)生的電勢(shì)，稱(chēng)為該金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，用φθ或Eθ表示。φ?或第31頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2電極電勢(shì)的測(cè)定

第32頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五⑴采用還原電勢(shì)⑵φ?小的電對(duì)對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)還原性強(qiáng)

φ?大的電對(duì)對(duì)應(yīng)的氧化型物質(zhì)氧化性強(qiáng)⑶φ?

無(wú)加和性⑷一些電對(duì)的φ?與介質(zhì)的酸堿性有關(guān)酸性介質(zhì)：φA?堿性介質(zhì)：φB?

3

標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表第33頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4、電極電勢(shì)的理論計(jì)算電功(J)=電量(C)電勢(shì)差(V)

電池反應(yīng)：

EMF—電動(dòng)勢(shì)（V）F—法拉第常數(shù)96485（C·mol-1）

Z—電池反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量第34頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第35頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.2.3影響電極電勢(shì)的因素——Nernst方程式

一、Nernst方程式第36頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第37頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

二、影響電極電勢(shì)的因素

1.氧化型或還原型的濃度或分壓第38頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

2.介質(zhì)的酸堿性第39頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第40頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第41頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五Ag

3.沉淀的生成對(duì)電極電勢(shì)的影響第42頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第43頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第44頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第45頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第46頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第47頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第48頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第49頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

氧化型形成沉淀，E↓，

還原型形成沉淀，E↑，氧化型和還原型都形成沉淀，看二者的相對(duì)大小。小結(jié)：第50頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五Cu氨水

4.配合物的生成對(duì)電極電勢(shì)的影響第51頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第52頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第53頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第54頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第55頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第56頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

氧化型形成配合物，E↓，還原型形成配合物，E↑，氧化型和還原型都形成配合物，看的相對(duì)大小。

小結(jié)：第57頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五5.弱電解質(zhì)的生成對(duì)電極電勢(shì)的影響第58頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第59頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第60頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第61頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五E小的電對(duì)對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)還原性強(qiáng)E大的電對(duì)對(duì)應(yīng)的氧化型物質(zhì)氧化性強(qiáng)3.2.4電極電勢(shì)的應(yīng)用一、判斷氧化劑、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱第62頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

二、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件為△rGm＜0∵△rGm

=–nFEMF

即EMF＞0反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行

EMF＜0反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行

第63頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五例：判斷在酸性溶液中H2O2與Fe2+混合時(shí)，能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)？若能反應(yīng)，寫(xiě)出反應(yīng)方程式。第64頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第65頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五例：現(xiàn)有含Cl-、Br-、I-的混合溶液，欲將I-氧化成I2，而B(niǎo)r-、Cl-不被氧化，在常用的氧化劑Fe2(SO4)3和KMnO4中選擇哪一個(gè)能符合上述要求？第66頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五∵Fe3+只能把I-氧化為I