内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应.ppt
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1、 Oxidation - reduction reaction第第10章章氧化还原反应氧化还原反应1.理解氧化还原反应的基本概念理解氧化还原反应的基本概念2.掌握氧化还原方程式的两种配平方法掌握氧化还原方程式的两种配平方法3.了解电极电势的概念了解电极电势的概念4.熟悉能斯特方程、影响电极电势的因素及其应用熟悉能斯特方程、影响电极电势的因素及其应用5.简单了解电化学的应用。简单了解电化学的应用。 本章教学要本章教学要求求:1基本概念基本概念 The primary concept of redox reaction 我们所学过的化学反应,从反应过程中是否有氧我们所学过的化学反应,从反应过程中是
2、否有氧化数变化的角度来看,可分为两类:化数变化的角度来看,可分为两类:1.1.有有电子转移和氧化数的改变,这就是氧化还原应电子转移和氧化数的改变,这就是氧化还原应。2.2.无电子转移及氧化数的改变,叫非氧化还原反应。无电子转移及氧化数的改变,叫非氧化还原反应。 氧化与还原氧化与还原 Oxidization and reduction 氧化还原概念的发展氧化还原概念的发展 最初最初 2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s) 与氧结合与氧结合 后来后来 MgMg2+2e 电子转移电子转移 现在现在 2P(s)+2Cl2(g)=2PCl3(l) 电子偏移电子偏移 氧化还原反应的特征和类型氧化还原反应
3、的特征和类型(1)氧化还原过程中,某元素的原子或离子)氧化还原过程中,某元素的原子或离子在反应前后氧化数发生改变在反应前后氧化数发生改变氧化还原反应。氧化还原反应。(2)氧化数升高的过程称为氧化,氧化数降低)氧化数升高的过程称为氧化,氧化数降低的过程称为还原。反应中氧化和还原同时进行。的过程称为还原。反应中氧化和还原同时进行。(3)假如氧化数升高和降低都发生在同一个化)假如氧化数升高和降低都发生在同一个化合物中合物中自身氧化还原反应。自身氧化还原反应。(4)反应)反应过程中,同一元素氧化数即有升高又过程中,同一元素氧化数即有升高又有降低有降低歧化反应。歧化反应。 2KClO3=2KCl+3O2
4、+5-10-2KClO3=KCl+KClO4+5-1+7 氧化剂和还原剂氧化剂和还原剂 氧化数升高的物质叫还原剂,还原剂被氧化;氧化数升高的物质叫还原剂,还原剂被氧化; 氧化数降低的物质叫氧化剂,氧化剂被还原。氧化数降低的物质叫氧化剂,氧化剂被还原。NaClO+2FeSO4+H2SO4=NaCl+Fe2(SO4)3+H2O氧化剂氧化剂 还原剂还原剂 还原还原 氧化氧化+1-1+2+3产物产物产物产物 Cl2+H2O=HClO+HCl0-1+1歧化反应是自身氧化还原反应的特殊型。歧化反应是自身氧化还原反应的特殊型。 氧化还原电对氧化还原电对 氧化剂得电子氧化数降低、被还原,产物具氧化剂得电子氧化
5、数降低、被还原,产物具有弱还原性,是弱还原剂。有弱还原性,是弱还原剂。 氧化剂与被还原产物组成氧化还原电对。氧化剂与被还原产物组成氧化还原电对。 还原剂失电子氧化数升高、被氧化,产物具还原剂失电子氧化数升高、被氧化,产物具有弱的氧化性是弱的氧化剂。有弱的氧化性是弱的氧化剂。 还原剂与被氧化的产物组成氧化还原电对。还原剂与被氧化的产物组成氧化还原电对。例例 Cu2+Zn=Zn2+Cu 氧化剂氧化剂 还原剂还原剂 被氧化物被氧化物 被还原物被还原物 Cu2+/Cu氧化型氧化型 还原型还原型 Zn2+/Zn 氧化型氧化型 还原型还原型 氧化型氧化能力越强则还原型还原能力就越弱。氧化型氧化能力越强则还
6、原型还原能力就越弱。例:例:MnO4-/Mn2+MnO4-氧化能力很强;氧化能力很强;Mn2+还原能力弱。还原能力弱。还原型还原能力越强,则氧化型氧化能力越弱还原型还原能力越强,则氧化型氧化能力越弱例:例:Sn4+/Sn2+Sn2+强还原剂;强还原剂;Sn4+弱氧化剂。弱氧化剂。 氧化型与它的还原型之间的关系可用氧化还原氧化型与它的还原型之间的关系可用氧化还原半反应式(电极反应)表示。半反应式(电极反应)表示。例:例: Cu2+/CuCu2+2eCuZn2+/ZnZn2+2eZnMnO4-/Mn2+MnO4-+8H+5eMn2+4H2OSO42-/SO32-SO42-+2H+2eSO32-+H
7、2O 原子价和氧化数原子价和氧化数(1)原子价又称化合价:)原子价又称化合价: 元素中能够化合或置换一价原子元素中能够化合或置换一价原子(H)或一或一价基团价基团(OH)的数目。的数目。 共价化合物中表示某原子形成单键的数目,共价化合物中表示某原子形成单键的数目,在离子化合物中表示离子电荷。在离子化合物中表示离子电荷。 例例 : HCl:Cl为为1价;价;H2O:O为为2价;价;NH3:N为为3价;价;PCl5:P为为5价。价。例例:MgCl2:Mg:+2价价,Cl为为-1价。价。局限性:不能反映化合物结合的真实情况。局限性:不能反映化合物结合的真实情况。例例:NH4+从结构上看从结构上看N为
8、为-3价,但它确同价,但它确同4个个H结合。结合。为了解决这一问题,提出了氧化数的概念。为了解决这一问题,提出了氧化数的概念。(2)氧化数:氧化数: 由于化合物中组成元素的电负性不同,原子结合由于化合物中组成元素的电负性不同,原子结合时电子对总是移向电负性大的一方,从而化合物中组时电子对总是移向电负性大的一方,从而化合物中组成元素原子必须带有正或负电荷。成元素原子必须带有正或负电荷。这种所带形式电荷这种所带形式电荷的多少就是该原子的氧化数。的多少就是该原子的氧化数。 简单的说:氧化数是化合物中某元素所带形式电简单的说:氧化数是化合物中某元素所带形式电荷的数值。荷的数值。例如例如 : NaCl:
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