Chapter11电化学基础ppt课件.ppt

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1、本章教学要求1.掌握氧化还原的基本概念；熟练掌握氧化还原反应配平的方法；2.理解标准电极电势的意义，能应用标准电极电势判断氧化剂和还原剂的强弱、氧化还原反应的方向和计算平衡常数；3.掌握用能斯特方程式讨论离子浓度变化时电极电势的改变对氧化还原反应的影响。本章教学内容11-1氧化还原反应11-2原电池11-3实用电池(自学，了解)11-4有关电解的几个问题(自学，了解)电化学：研究电能与化学能相互转化规律的科学。转化条件：1.涉及的化学反应必须有电子的转移——氧化还原反应。2.化学反应必须在电极上进行——原电池或电解池。11-1氧化还原反应11-1-1氧化值和氧化态1.氧化还

2、原概念的发展起先2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)与氧结合(初中)；后来Mg→Mg2++2e电子转移，化合价变化(高中)；现在2P(s)+2Cl2(g)=2PCl3(l)电子偏移，氧化值变化。1970年，国际化学联合会(IUPAC)建议将“正负化合价”改称为“氧化值”，或称“氧化态”。设定氧化态的目的是为了判定某反应是不是氧化还原反应，并确定氧化剂和还原剂以及发生的还原过程和氧化过程。2.氧化值是指某元素的一个原子的表观电荷数，该电荷数是假定把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得的。如在HCl中，由于氯的电负性大，成键电子划归氯，所以氯的氧化数为-1，氢为+

3、1。但是对于一些结构复杂的化合物，它们的电子结构式不易给出，就更谈不上电子的划分。如何确定氧化数？氧化还原反应：某些元素氧化值有改变的反应。氧化：氧化值增加的过程还原：氧化值降低的过程氧化剂：electronacceptor还原剂：electrondonor确定氧化数的规则(1)单质中，元素的氧化数为零。(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。(3)在大多数化合物中，氢的氧化数为+1；只有在金属氢化物中氢的氧化数为-1。(4)通常，氧在化合物中的氧化数为-2；但是在过氧化物中，氧的氧化数为-1，在氟的氧化物中，如OF2和O2F2中，氧的氧化数分别为+2和+

4、1。(5)氟在化合物中的氧化数都为-1。(6)中性分子中，各元素原子的氧化数的代数和为零，复杂离子的电荷等于各元素氧化数的代数和。例：SiO2：Si的氧化数为+4；Cr2O72-：Cr的氧化数为+6；Fe3O4：Fe的氧化数为；S2O32-：S的氧化数为+2；S4O62-:S的氧化数为2.5；11.1.2氧化还原半反应式1.氧化还原半反应式：对氧化还原反应Cu2++Zn=Zn2++Cu分解成两个半反应：Cu2++2e-Cu还原反应Zn-2e-Zn2+氧化反应Cu2+/Cu，Zn2+/Zn称为氧化还原电对，氧化态和还原态构成氧化还原共轭关系。半反应式是在原电池或电解池某一电极

5、上发生的氧化或还原反应。通常氧化剂降低氧化值的趋势越强，其氧化能力越强，其共轭还原剂氧化值升高趋势越弱。反应一般按较强的氧化剂与较强的还原剂相互作用的方向进行。半反应式的规律：（1）半反应式的书写格式是统一的——还原反应。如，Cu2++2eCu（2）半反应式中同一元素的不同氧化态之间的关系如Cu2+/Cu，Zn2+/Zn称为氧化还原电对，氧化态和还原态构成氧化还原共轭关系。（3）半反应式必须是配平的。配平的原则相同于通常的化学方程式。（4）对于水溶液系统，半反应式中的物质存在形态要与溶剂相适应。符合通常的离子方程式的书写规则——易溶强电解质要写成离子。（5）一个半反应中发生

6、氧化态变动的元素只有一种。如：MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2O（6）半反应中还有非氧化还原组份。（7）对水溶液系统，半反应常分酸表和碱表来排列。酸性或中性溶液中时，查酸表；碱性溶液中时，查碱表。例：MnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2OZn2++2e-=ZnCrO42-+4H2O+3e-=Cr(OH)3+5OH-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。11-1-3氧化还原方程式的配平1.离子电子法配平步骤：（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

7、化剂被还原和还原剂被氧化的半反应（电极半反应）。（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总数各自相等且电荷数相等。(4)确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。有时根据需要可将其改为分子方程式。（5）检查所得反应式两边的各种原子数及电荷数是否相等。一、电极反应式的配平A.酸介质中以电对Cr2O72－/Cr3+为例，配平其电极反应方程式的方法与步骤如下：1）写出电极半反应：