第9章 氧化还原与电极电势ppt课件.ppt

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1、第9章氧化还原与电极电势第1节氧化还原反应基本概念一、氧化还原反应氧化指物质与氧化合或失去氢的过程;还原指物质失去氧或与氢化合的过程。氧化还原反应的本质是电子的得失或偏移。化学反应前后有电子得失的反应称氧化还原反应;失去电子的过程称氧化,得到电子的过程称还原。失去电子被氧化,是还原剂;得到电子被还原,是氧化剂。二、氧化值1.氧化值规则氧化值:指某元素一个原子的荷电数,规定把一个化学键中的电子指定给电负性较大的原子。氧化值确定规则:(1)简单离子化合物:元素的氧化值等于离子的电荷数;(2)共价化合物:把两原子的共用电

2、子对指定给电负性较大的原子,两原子上形成的电荷数就是他们的氧化值;(3)化合物分子中,所有元素的氧化值代数和为0;(4)单质:元素的氧化值为0;(5)氢的氧化值为+1,氢化物为-1;氧的氧化值为-2,过氧化物中为-1,超氧化物中为-1/2(KO2)2.氧化还原反应和非氧化还原反应氧化还原反应:反应前后,元素的氧化值发生改变的反应称~;非氧化还原反应:反应前后,元素的氧化值无改变的反应称~。氧化:氧化值升高的过程称氧化;还原:氧化值降低的过程称还原;氧化剂:氧化值降低的物质称氧化剂;还原剂:氧化值升高的物质称还原剂。

3、3.氧化还原电对氧化还原电对:氧化型/还原型氧化还原电对:氧化还原反应中,反应前后氧化值发生变化的一对物质称为~。一个氧化还原反应中有两个氧化还原电对。三、氧化还原反应配平(1)氧化剂与还原剂得失电子数必须相等;(2)方程式两边各元素的原子数必须相等。1.离子-电子法(1)确定氧化剂和还原剂的两个相应氧化还原电对;(2)求电子得失数相等;(3)求反应前后各原子个数相等,写成分子方程式。例:试配平KMnO4与K2SO3在酸性环境中反应方程式。解:(1)确定氧化剂、还原剂,写出离子方程式;(2)确定两个氧化还原电对,写

4、出氧化和还原半反应;(3)配平两个半反应式,使两边的原子数和电荷数相等;(4)氧化剂和还原剂得失电子数相等,分别乘以系数后相加(5)补上其它离子,写成配平后的反应式。例:(1)写出反应物和生成物的分子式;(2)确定元素氧化值的变化值;(3)调整系数,使氧化值变化相等;(4)配平反应前后氧化数未发生变化的原子数。第2节电极电势一、原电池1.铜-锌原电池装置2.概念电极:构成电池的导体称为电极;负极:给出电子的电极称为负极(阴极),发生氧化反应;正极:得到电子的电极称正极(阳极),发生还原反应。负极反应:(氧化反应)正

5、极反应:(还原反应)半电池:Zn及Zn2+盐,Cu及Cu2+盐组成两个半电池。半电池反应:电极反应称为半电池反应;电池反应:两个半电池组成电池反应。3.接液电势(扩散电势)在原电池中,若将盐桥换成多孔性隔膜,将两溶液隔开。随着反应进行,Zn→Zn2+进入溶液,Zn2+相对增加,正离子过剩;Cu2+→Cu析出,溶液中Cu2+减少,SO42-相对增加,负离子过剩;Zn2+、SO42扩散过程中运动速度不同,在两溶液接触界面两侧就会带有不同的电荷,形成双电层,产生电势差。这种电势差称为接液电势或扩散电势,若30mV,它的

6、存在影响电池电动势计算。4.原电池概念盐桥:饱和KCl溶液盐桥的作用:接通电路和消除接液电势,使电极反应得以进行。K+向Cu2+盐溶液扩散,Cl向Zn2+盐溶液扩散,中和多余电荷,保持两个半电池的电荷平衡。K+、Cl的扩散速度几近相等。(1)原电池:通过氧化还原反应产生电流的装置称为原电池。把化学能转化为电能。(2)原电池表示法两个半电池构成原电池的两个极。电池反应:半电池反应:二、电极电势的产生1.电极电势金属与其盐溶液之间的电势称为金属的电极电势。反映了金属得失电子能力,金属越活泼、温度越高、溶液越稀,

7、则溶解成离子的倾向越大,金属离子在金属棒上沉积的倾向越小,平衡时电极电势越低。金属越不活泼,电极电势越高。主要与金属本性有关,还与温度、浓度有关。2.原电池电动势将两个电极相连,用盐桥消除接液电势,在电池的电流趋近于零(无电流通过)的情况下,两个电极的电极电势差称为该原电池的电动势,用E表示。3.电池电动势的意义用作电池反应自发性判段的依据、确定电极电势的相对值。三、标准电极电势电极电势绝对值无法测定。以标准氢电极作为标准,可测得其余电极的电极电势相对值。1.标准氢电极2.标准电极电势测定电极的标准状态:离子浓度

8、为1mol·L-1、气体压力101.3kPa标准电极电势:在标准状态下,某电极与标准氢(SHE)电极之间的电势差。,温度为298K。测定标准电极电势,规定标准氢电极在左侧,待测电极在右侧四、标准电极电势表及其应用把各种电极的标准电极电势按由负到正、由小到大的顺序排列在一起,即标准电极电势表。(见P201、P303)注意:(1)氢以上的电极电势为负值。负值

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