氧化还原反应电化学基础市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx
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1、新乡学院化学与化工学院第七章第七章 氧化还原反应氧化还原反应 电化学基础电化学基础 7.1 氧化还原反应基本概念氧化还原反应基本概念 7.2 电化学电池电化学电池 7.3 电极电势电极电势 7.4 电极电势应用电极电势应用第1页新乡学院化学与化工学院 7.1 氧化还原反应基本概念氧化还原反应基本概念7.1.1 氧化值氧化值7.1.2 氧化还原反应方程式配平氧化还原反应方程式配平第2页新乡学院化学与化工学院7.1.1 氧化值氧化值 氧化值氧化值:是指某元素一个原子荷电数,该荷电数是假定把每一化学键中电子指定给电负性更大原子而求得。有电子得失或电子转移反应,被称为氧化还原反应。)s(Cu)aq(Z
2、n)s(Zn)aq(Cu22得失电子+)g(2HCl )g(Cl)g(H22电子偏移+第3页新乡学院化学与化工学院 确定氧化值规则:单质中,元素氧化值为零。在单原子离子中,元素氧化值等于该离子所带电荷数。在大多数化合物中,氢氧化值为+1;只有在金属氢化物中氢氧化值为-1。通常,氧在化合物中氧化值为-2;不过在过氧化物中,氧氧化值为-1,在氟氧化物中,如OF2 和O2F2中,氧氧化值分别为+2和+1。第4页新乡学院化学与化工学院例:中性分子中,各元素原子氧化值代数和为零,复杂离子电荷等于各元素氧化值代数和。第5页新乡学院化学与化工学院配平标准配平标准:电荷守恒电荷守恒:氧化剂得电子数等于还原剂失
3、电子数。质量守恒质量守恒:反应前后各元素原子总数相等。7.1.2 氧化还原反应方程式配平氧化还原反应方程式配平第6页新乡学院化学与化工学院 配平步骤: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)。分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化半反应。分别配平两个半反应方程式,等号两边各种元素原子总数各自相等且电荷数相等。第7页新乡学院化学与化工学院例1:配平反应方程式 确定两半反应方程式得、失电子数目标最小公倍数。将两个半反应方程式中各项分别乘以对应系数,使得、失电子数目相同。然后,将二者合并,就得到了配平氧化还原反应离子方程式。有时依据需要可将其改为分子方程式。第8页新乡学院化
4、学与化工学院+)42-+-+=+10e10H5SO O5H5SO223+-+-+=+O8H2Mn10e16H2MnO224+-+-+=+O4HMn5e8HMnO224-+-+=+2e2HSOOHSO242232+5得O3HSOK6MnSO22424+=O3H5SO2Mn6H5SO2MnO2242234+=+-+-+-+MnSOSOMnO 2242343H SOSO5K2KMnO4324+2第9页新乡学院化学与化工学院例2:配平5+得:化简得:第10页新乡学院化学与化工学院 28+3得例3:配平方程式第11页新乡学院化学与化工学院解:O8H6KBrCrO2K242+=O8H6Br2CrO224+
5、=-3+2得:KBrCrOKKOH42+(l)Br(s)Cr(OH)23+BrCrO24+-(l)Br2(s)Cr(OH)3+2Br2e=+-(l)Br23eO4H3OHCrO8OH224+=+-(s)Cr(OH)33eO4HCrO5OH即:224+=+-(s)Cr(OH)310OH+-(s)Cr(OH)32(l)Br23+10KOH+(s)Cr(OH)32(l)Br23+例4:配平方程式第12页新乡学院化学与化工学院酸性介质:多n个O+2n个H+,另一边+n个H2O碱性介质:多n个O+n个H2O,另一边+2n个OH-小结:第13页新乡学院化学与化工学院 7.2 电化学电池电化学电池 7.2.
6、1 原电池结构原电池结构*7.2.2 电解池与电解池与Faraday定律定律 7.2.3 原原电池电动势测定电池电动势测定 7.2.4 原原电池最大功与电池最大功与Gibbs函数函数第14页新乡学院化学与化工学院7.2.1 原电池结构原电池结构Cu-Zn原电池装置第15页新乡学院化学与化工学院/CuCu,/ZnZn 电对:22+金属导体如 Cu、Zn 惰性导体如 Pt、石墨棒电极 (aq)Zn 2eZn(s):)(极2-+-氧化反应电子流出负 Cu(s)2e(aq)Cu:)(极2+-+还原反应电子流入正Cu(s)(aq)Zn(aq)Cu Zn(s)电池反应:22+还原型 e 氧化型-+Z第16
7、页新乡学院化学与化工学院 书写原电池符号规则:负极“-”在左边,正极“+”在右边,盐桥用“”表示。原电池符号(电池图示):纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用“,”分开。半电池中两相界面用“”分开,同相不一样物种用“,”分开,溶液、气体要注明cB,pB 。第17页新乡学院化学与化工学院 例:将以下反应设计成原电池并以原电池符号表示。解:)(aq2Cl 2e)g(Cl 极 正2-+)(aqFe e)(aqFe 极 负 32+-+-第18页新乡学院化学与化工学院7.2.3 原原电池电动势测定电池电动势测定 EMF 电动势,能够由数字电压表或电位差计来测定。锌原电池标准电动势,比如,铜 -。V10.
8、1=第19页新乡学院化学与化工学院 7.2.4 原原电池最大功电池最大功EMF 电动势(V)F 法拉第常数 96485(Cmol-1)Z 电池反应中转移电子物质量电功(J)=电量(C)电势差(V)第20页新乡学院化学与化工学院7.3 电极电势电极电势 7.3.1 标准氢电极和甘汞电极标准氢电极和甘汞电极 7.3.2 标准电极电势标准电极电势 7.3.3 Nernst方程式方程式第21页新乡学院化学与化工学院7.3.1 标准氢电极和甘汞电极标准氢电极和甘汞电极/HH 电对:2+电极反应:表示为:H+H2(g)Pt1.标准氢电极(SHE)()V000.0/HH2=+E()gH 2eaq)(H22+
9、-+标准氢电极装置图第22页新乡学院化学与化工学院2.甘汞电极第23页新乡学院化学与化工学院)L2.8mol(Cl (s)ClHg (l)Hg,Pt122表示方法:-)KCl(L2.8mol)Cl(1饱和溶液饱和甘汞电极:-=c1-=Lmol0.1)Cl(标准甘汞电极:cE(Hg2Cl2/Hg)=0.2415V-+)aq(Cl 22Hg(l)2e(s)ClHg :电极反应22:V268.0/Hg)Cl(Hg22=E第24页新乡学院化学与化工学院 7.3.2 标准电极电势标准电极电势1.标准电极电势和标准电动势电对电对标准电极电势:E)()()原电池标准电动势:-+-=EEEMF 第25页新乡学
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