第4章氧化还原反应.ppt

第4章
氧化还原反应与应用电化学
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本章要求
,熟练氧化还原反应式配平方法.
,能应用标准电极电势来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.
.
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§1、氧化还原的基本概念
一、化合价和氧化数:
1、化合价(原子价):为了表现化合物中各元素同其他原子结合的能力19世纪中叶引入了化合价的概念。在离子化合物中,元素的化合价的数值,就是这种元素的一个原子得失电子的数目。失去电子的原子带正电,这种元素的化合价是正值,得到电子的原子带负电,这种元素的化合价是负值,在共价化合物里,元素化合价的数值,就是这种元素的一个原子跟其它元素的原子形成的共用电子对的数目,化合价的正负由电子对的偏移来确定。
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2、氧化数:化合物中某元素所带形式电荷的数值,该电荷数值是假定把每一个化学键中的电子指定给电负性较大的原子而求得的。
确定元素氧化数的一般原则:
(1) 单质中,元素的氧化数为零,如 H2 、 Cl2 、Fe;
(2)在中性分子中,各元素氧化数代数和为零;
(3)在离子中,所有元素的氧化数代数和等于离子所带的电荷数;
(4)在正常氧化物中,氧的氧化数为-2;
在过氧化物(H2O2 和Na2O2)中,氧的氧化数为- 1;
在超氧化物(KO2)中,氧的氧化数为- ;
在臭氧化物(KO3)中,氧的氧化数为- 1/3;
在***化物(OF2)中,氧的氧化数为+2。
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(5)H 一般为+1,如PH3; 但在金属氢化物(NaH)中,则为
- 1;卤素元素在卤化物(HX)中为-1;硫元素在硫化物
(Na2S)中为-2;
(6) 在共价化合物中,氧化数= 形式电荷数
(7)氧化数可以是分数,如在Fe3O4中Fe的氧化数为+ ,在
Na2S4O6中,S 的氧化数平均值为+ (其中有2个S 为0, 另
2个S为+5) 。
结论:氧化数是按一定规则指定的形式电荷数值,它可以是负数、正数,也可以是分数。
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化合价与氧化数的区别:
1、氧化数是按一定规则指定的形式电荷数值,它可以是负数、正数,也可以是分数。而化合价的原意是相结合的原子的个数比的性质,因为在普通的化学反应中,原子是基本单元,它不可能为分数,所以化合价也不应为非整数;
2、在离子化合物中化合价与氧化数在数值上相同,如 NaCl、MgCl2 ,但在共价化合物中不一定相同,如 CrO5中Cr的氧化数为+10,而化合价为+ 6
O
O
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Cr
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二、氧化还原反应的特征及氧化剂和还原剂
1、氧化——还原反应的定义:在化学反应过程中,元素的原子或离子在反应前后氧化数发生了变化的反应,称为氧化——还原反应。如: Zn0 + Cu+2SO4 = Cu0 + Zn+2SO4
2、氧化:氧化数升高的过程,称为氧化;如 Zn0 → Zn+2
3、还原:氧化数降低的过程,称为还原;如 Cu+2 → Cu0
4、氧化剂:氧化数降低的物质,称为氧化剂;如 CuSO4
5、还原剂:氧化数升高的物质,称为还原剂;如 Zn
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6、自身的氧化——还原反应:若氧化数的升高和降低都发生在同一个化合物中,这种氧化——还原反应就叫自身的氧化——还原反应。如 2KClO3===2KCl + 3O2↑
7、歧化反应:若氧化数的升高和降低发生在同一个化合物的同一种元素中,这种氧化——还原反应称之为歧化反应。
如:Hg+12Cl2===Hg+2Cl2+ Hg0
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三、氧化还原电对:
在氧化——还原反应过程中,氧化剂被还原,还原剂被氧化,如:
Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+
共轭
共轭
氧化