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1、第第1节节 基本概念基本概念8.1.1 元素的氧化数元素的氧化数 如何判断一个反应是不是氧化还原反应如何判断一个反应是不是氧化还原反应？ 看元素的氧化数是否发生了变化看元素的氧化数是否发生了变化。 氧化数氧化数（氧化值氧化值） 某元素一个原子的荷电数某元素一个原子的荷电数，由假设把每个由假设把每个 键中的电子指定给电负性更大的原子而求得键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。 在共价化合物中在共价化合物中，把共用电子对指定给电负性更大的原子以把共用电子对指定给电负性更大的原子以 后后，在两原子上形成的电荷数就是它们的氧化数在两原子上形成的电荷数就是它们的氧化数。如如H2O。 氧化数是一个有一定
2、人为性的氧化数是一个有一定人为性的、经验的概念经验的概念，是按一定规则是按一定规则 指定的数字指定的数字，它用来表征元素在化合状态的形式电荷数它用来表征元素在化合状态的形式电荷数。 思考思考：CO的结构的结构，为什么为什么C的氧化数为的氧化数为+2，氧氧 的氧化数为的氧化数为-2 ？ 氧化数和化合价氧化数和化合价（原子价原子价）的区别的区别 化合价化合价：元素形成各种物质时元素形成各种物质时，相互结合的原子的个数比相互结合的原子的个数比。CO第第8章章 氧化还原反应氧化还原反应8.1.2 8.1.2 氧化和还原氧化和还原氧化和还原氧化和还原氧化还原反应氧化还原反应氧化还原反应氧化还原反应反应前
3、后元素氧化数发生变化的反应反应前后元素氧化数发生变化的反应。 氧化数升高的过程叫氧化数升高的过程叫氧化氧化；氧化数降低的过程叫氧化数降低的过程叫还原还原。 氧化数降低的物质叫氧化数降低的物质叫氧化剂氧化剂；氧化数升高的物质叫氧化数升高的物质叫还原剂还原剂。 氧化剂发生还原反应氧化剂发生还原反应；还原剂发生氧化反应还原剂发生氧化反应。 氧化剂自身被还原氧化剂自身被还原；还原剂自身被氧化还原剂自身被氧化。练习练习： 2KI +Cl2= I2+2KCl KICl2 氧化数氧化数 得失电子得失电子 氧化剂或还原剂氧化剂或还原剂 被氧化被氧化被还原被还原 氧化剂或还原剂都是反应物氧化剂或还原剂都是反应物
4、，氧化氧化、还原指反应过程还原指反应过程。2KI + Cl2 = I2 + 2KCl-1-100还原剂氧化剂氧化数降低，被还原氧化数升高，被氧化SCuO + H2 Cu + H2O 氧化剂还原剂+200+1氧化数降低，被还原 氧化数升高，被氧化升升升升 高高降降降降 低低 得得得得 电子电子失失失失 电子电子 还还还还 原剂原剂氧氧氧氧 化剂化剂8.1.2 氧化和还原氧化和还原自身氧化还原反应自身氧化还原反应：反应中同一化合物中反应中同一化合物中不同元素不同元素的氧化数既的氧化数既 有升高的又有降低的有升高的又有降低的。如如 2AgNO3= 2Ag + 2NO2+O2 歧化反应歧化反应：反应中
5、反应中同一元素同一元素的氧化数既有升高的又有降低的的氧化数既有升高的又有降低的。X2+ H2O = HX + HXO常用的氧化剂常用的氧化剂氧化数易降低的物质氧化数易降低的物质 活泼的非金属单质活泼的非金属单质如如O2、X2 氧化数高的化合物氧化数高的化合物如如KMnO4、K2Cr2O7、浓浓H2SO4、HNO3 常用的还原剂常用的还原剂氧化数易升高的物质氧化数易升高的物质 活泼的单质活泼的单质如如Na 、Mg 、Al 、Zn、H2 、C 氧化数低氧化数低的的化合物化合物如如SnCl2、FeSO4、KI 571344KClO3KClOKCl氧化氧化-还原反应的本质还原反应的本质： 电子得失电子
6、得失第第2节节 氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平8. 2. 1 氧化数法氧化数法8. 2. 2 离子电子法离子电子法配平原则配平原则配平原则配平原则： 电荷守恒电荷守恒：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数氧化剂得电子数等于还原剂失电子数。 质量守恒质量守恒：反应前后各元素原子总数相等反应前后各元素原子总数相等。8.2.2 8.2.2 离子电子法离子电子法离子电子法离子电子法例例：用离子电子法配平酸性介质中用离子电子法配平酸性介质中MnO4-与与SO32-反应的反应式反应的反应式。 1、根据实验结果写出主要产物根据实验结果写出主要产物，要写成离子反应式要写成离子反应式： MnO4-+ SO
7、32- Mn2+ SO42- 2、将上式拆分成两个半反应式将上式拆分成两个半反应式： MnO4- Mn2+还原过程还原过程（1） SO32- SO42-氧化过程氧化过程（2） 3、配平两个半反应式配平两个半反应式: (1)配平原子数配平原子数(2)配平电荷数配平电荷数。 MnO4-+ 8H+ Mn2+ 4H2O （3） SO32-+ H2O SO42-+ 2H+（4）4、找出得失电子的最小公倍数找出得失电子的最小公倍数 （3）22MnO4-+ 16H+ 10e- 2Mn2+ 8H2O - （4）55SO32-+ 5H2O 5SO42-+ 10H+ 10e- 5、 两式相加两式相加： 2MnO4
8、-+ 5SO32+ 6H+= 2Mn2+ 5SO42-+ 3H2O6、添上不参加反应的离子添上不参加反应的离子 结果为结果为：2KMnO4+ 5K2SO3+ 3H2SO4= 2MnSO4+ 6K2SO4+ 3H2O+ 2e-+ 5e-108.2.2 离子电子法离子电子法例例：配平配平 Cr2O72-+ H+ Fe2+ Cr3+ Fe3+ 解解：Cr2O72- Cr3+ Cr2O72-+ 14H+ 6e- 2Cr3+ 7H2O Fe2+ Fe3+ Fe2+ Fe3+ e- 结果为结果为Cr2O72-+ 6Fe2+ 14H+ 2Cr3+ 6Fe3+ 7H2O 练习练习：用离子电子法配平用离子电子法
9、配平NO3-+ S2-+ H+ NO + S 解解：NO3- NO NO3-+ 4H+ 3e- NO + 2H2O S2- S S2- S + 2e- 结果为结果为2NO3-+ 3S2-+ 8H+ 2NO + 3S + 4H2O 氧化数法适用范围广氧化数法适用范围广，水溶液水溶液、非水溶液非水溶液、高温时都可以使用高温时都可以使用； 离子电子法仅适用于水溶液离子电子法仅适用于水溶液，但可避免求氧化数的麻烦但可避免求氧化数的麻烦。 课后练习课后练习：教材教材276页第页第1、2、3题题。1623Zn + Cu2+ Zn2+ Cu8.3.1 8.3.1 8.3.1 8.3.1 原电池原电池原电池原
10、电池把化学能转变为电能的装置把化学能转变为电能的装置。锌电极反应锌电极反应：Zn 2e- Zn2+氧化反应氧化反应，负极负极 铜电极反应铜电极反应：Cu2+ 2e- Cu 还原反应还原反应，正极正极 电池反应电池反应：Zn + Cu2+ Zn2+ Cu氧化还原反应氧化还原反应 低氧化数的物质低氧化数的物质叫叫还原型还原型（或还原态或还原态） 高氧化数的物质叫高氧化数的物质叫氧化型氧化型（或氧化态或氧化态） 氧化型和相应的还原型组成氧化型和相应的还原型组成氧化还原电对氧化还原电对，简称电对简称电对。 锌半电池的电对为锌半电池的电对为ZnZn2+2+/Zn /Zn ； 铜半电池的电对为铜半电池的电
11、对为CuCu2+2+/ Cu/ Cu第第第第3 3 3 3节节节节 氧化还原反应与电化学氧化还原反应与电化学氧化还原反应与电化学氧化还原反应与电化学原电池符号原电池符号： (-) Zn | Zn2+(c1) Cu2+(c2) | Cu (+)1.负极写在左边负极写在左边，正极写在右边正极写在右边。 2. “|”表示两相之间的接界表示两相之间的接界(界面界面)。 3. “”表示盐桥表示盐桥。 4. 溶液要写明浓度溶液要写明浓度，气体要写明分压气体要写明分压。 标明温度标明温度。但温度但温度298.15K, 浓度为浓度为 1molL-1，分压为分压为105Pa时时，可省略可省略 5. 惰性电极惰性
12、电极。为什么要用盐桥为什么要用盐桥？例例：在一个烧杯中放入含有在一个烧杯中放入含有Fe2+和和Fe3+的溶液的溶液，另一个烧杯中放入另一个烧杯中放入 含有含有Sn2+和和Sn4+的溶液的溶液, 溶液浓度均为溶液浓度均为1 molL-1，两两个烧杯中分个烧杯中分 别插入铂片作为电极别插入铂片作为电极，用盐桥用盐桥、导线将两个烧杯连接起来导线将两个烧杯连接起来，写出写出 电池的电极反应电池的电极反应、电池反应和电池符号电池反应和电池符号。 负极反应负极反应： Sn2+ 2e- Sn4+ 正极反应正极反应： Fe3+ e- Fe2+ 电池反应电池反应： 2Fe3+ Sn2+ 2Fe2+ Sn4+ 电
13、池符号电池符号： (-) Pt | Sn2+, Sn4+Fe2+, Fe3+| Pt (+) 练习练习：写出下列电池的电极反应和电池反应写出下列电池的电极反应和电池反应。 (-) Pt | H2(100kPa) | H+(1.0molL-1Cr2O72-(0.5 mol L-1), Cr3+(1.0molL-1), H+(1.0 10-2mol L-1) | Pt (+) 答答： 负极反应负极反应: H2 - 2e- 2H+ 正极反应正极反应: Cr2O72-+14H+ +6e- 2Cr3+7H2O 电池反应电池反应: Cr2O72-+3H2 + 8H+ 2Cr3+ +7H2O8.3.1 8.
14、3.1 原电池原电池原电池原电池8.3.2 电极电势电极电势双电层理论双电层理论 把金属放入含有该金属离子的溶液时把金属放入含有该金属离子的溶液时： 溶解溶解 M Mn+(aq) + ne-金属越活泼金属越活泼，溶液越稀溶液越稀，溶解溶解倾向越大倾向越大。 沉积沉积M n+(aq) + ne- M金属越不活泼金属越不活泼，溶液越浓溶液越浓，沉积倾向越大沉积倾向越大。 M M n+(aq) + ne-影响电极电势的因素影响电极电势的因素电极本性电极本性、温度温度、介质介质、离子浓度等离子浓度等。双电层双电层金属表面的电荷层和金属表面附近的异号电荷层金属表面的电荷层和金属表面附近的异号电荷层。 电
15、极电势电极电势 双电层间的电势差双电层间的电势差。原电池的电动势原电池的电动势 E = 正正 负负 铜锌铜锌原电池的电动势为原电池的电动势为 E = (Cu2+/ Cu) (Zn2+/ Zn)8.3.3 标准电极电势标准电极电势1、标准氢电极标准氢电极 2H+ + 2e H2 (H+/ H2) = 0.0000 V2、标准电极电势标准电极电势电极的标准状态电极的标准状态组成电极的有关离组成电极的有关离子浓度为子浓度为1molL-1，气体的分压为气体的分压为100 kPa，液体和固体是纯净的液体和固体是纯净的。标准电极电势标准电极电势标准状态时的电极标准状态时的电极与标准氢电极之间的电势差与标准氢电极之间的电势差，用用 表示表示。标准电动势标准电动势E =
