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1、第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应1第四章第四章 氧化还原滴定法氧化还原滴定法1第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应21 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应3一、氧化还原反应的本质一、氧化还原反应的本质氧化还原反应：氧化还原反应：物质在化学反应中有电子得失或电物质在化学反应中有电子得失或电子对发生偏移的反应，称为氧化还子对发生偏移的反应，称为氧化还原反应。原反应。例如：锌与铜离子作用，例如：锌与铜离子作用，Zn+Cu2+=Zn2+Cu
2、 得到电子的物质叫做氧化剂，它本身被还原。得到电子的物质叫做氧化剂，它本身被还原。在氧化还原反应中，物质失去电子或化合价在氧化还原反应中，物质失去电子或化合价升高的过程叫做氧化；升高的过程叫做氧化；物质得到电子或化合价降低的过程叫做还原。物质得到电子或化合价降低的过程叫做还原。失去电子的物质叫做还原剂，它本身被氧化；失去电子的物质叫做还原剂，它本身被氧化；1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念氧化：氧化：还原：还原：还原剂：还原剂：氧化剂：氧化剂：第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应4氧化还原反应的本质：氧化还原反应的本质：是氧化剂和还原剂之间电
3、子的得失或电子对的偏移。是氧化剂和还原剂之间电子的得失或电子对的偏移。 例：例：NaClO+2FeSO4+H2SO4=NaCl+Fe2(SO4)3+H2O氧化剂氧化剂 还原剂还原剂 还原产物还原产物 氧化产物氧化产物自氧化还原反应：自氧化还原反应： 氧化数的升高和降低都发生在同一个化合物氧化数的升高和降低都发生在同一个化合物中，这种氧化还原反应叫自氧化还原反应。中，这种氧化还原反应叫自氧化还原反应。例例: 2KClO3 = 2KCl + 3O2歧化反应：歧化反应：某一化合物中的某元素既是氧化剂，又是还原剂。某一化合物中的某元素既是氧化剂，又是还原剂。例：例： Cl2 + H2O = HClO
4、+ HCl1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应5二、氧化数二、氧化数1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念不不同同的的元元素素或或化化合合物物之之间间发发生生化化学学反反应应时时，有有些些反反应应能能够够发发生生电电子子转转移移，如如金金属属钠钠与与氯氯气气生生成氯化钠的反应：成氯化钠的反应：有有些些反反应应中中虽虽然然没没有有发发生生电电子子转转移移，但但电电子子对对明明显显的的偏偏向向某某一一方方，即即电电子子发发生生偏偏移移，如如氢氢气气与与氯氯气气生生成氯化氢的反应：成氯化氢的反应：1 1、
5、意义、意义第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应6 氧化数的引入：氧化数的引入： 为为了了描描述述某某一一指指定定元元素素的的原原子子在在化化学学反反应应中中得得失失电电子子的的状态或电子偏移的状态，提出了元素氧化数的概念。状态或电子偏移的状态，提出了元素氧化数的概念。 1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念19701970年年, ,国国际际纯纯粹粹与与应应用用化化学学联联合合会会(IUPAC)(IUPAC)对对氧氧化化数数定定义如下义如下: : 氧化数的概念氧化数的概念: : 氧氧化化数数是是指指某某元元素素一一个个原原子子的的荷荷电电数数。这这
6、种种荷荷电电数数由由假假设设把把每每个个化化学学键键中中的的电电子子对对指指定定给给电电负负性性更更大大的的原原子而求得。子而求得。一般认为：由于化合物中组成元素的电负性的不同，原子结一般认为：由于化合物中组成元素的电负性的不同，原子结合时的电子对总要移向电负性大的一方，从而化合物中组成合时的电子对总要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，这种所带形式电荷的多少就元素原子必须带有正或负电荷，这种所带形式电荷的多少就是该原子的氧化数。是该原子的氧化数。第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应71 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本
7、概念 意义：意义：描述了在氧化还原反应中原子带电状态的改变，描述了在氧化还原反应中原子带电状态的改变，表明元素被氧化的程度。尤其是对于那些不能应用表明元素被氧化的程度。尤其是对于那些不能应用电子对得失的概念来解释的氧化还原反应。电子对得失的概念来解释的氧化还原反应。 第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应82 2、氧化数的计算规则、氧化数的计算规则(1)(1) 单质单质中电子对不发生偏移，故其中电子对不发生偏移，故其氧化数为零。氧化数为零。NaCuH2Cl2N2O2(2) (2) 对于电中性化合物，其中所有元素的氧化数之对于电中性化合物，其中所有元素的氧化数
8、之 和为零。和为零。(3) (3) 对于离子，所有元素的氧化数之和为离子所对于离子，所有元素的氧化数之和为离子所 带的电荷数。带的电荷数。( (该离子可以是离子型化合物中该离子可以是离子型化合物中 的离子团或配离子的离子团或配离子) )(4) (4) 碱金属的氧化数都为碱金属的氧化数都为1 1；碱土金属的氧化数都；碱土金属的氧化数都 为为2 2。1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应9(5)在化合物中，氟的氧化数为在化合物中，氟的氧化数为1,如如HF,NaF,KF；氢的氧化数一般为氢的氧化数一般为1,如如HCl
9、,H2O,H2SO4。但在离子型氢化物中，其氧化数为但在离子型氢化物中，其氧化数为1，如如NaH；KH.氧的氧化数一般为氧的氧化数一般为2。如如:NaO,CaO,SiO2,Fe2O3.但在过氧化物中为但在过氧化物中为1，如：如：H2O2,Na2O2.在超氧化物中为在超氧化物中为-1/2。如：如：KO2在在OF2中为中为+2(6)由于氧化数体现的是元素的原子相互结合时电子对的得由于氧化数体现的是元素的原子相互结合时电子对的得失或偏移程度，所以氧化数可以是分数或小数。失或偏移程度，所以氧化数可以是分数或小数。1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化
10、还还还还原原原原反反反反应应应应10 例例1 1 试计算试计算 与与 中硫的氧化数各为多少？中硫的氧化数各为多少？解：解：设设S的氧化数为的氧化数为X X，则，则:2X X +3(-2)=-2，X X =+2，即即S的氧化数为的氧化数为2； 设设S的氧化数为的氧化数为X X ，则，则4X X +6(-2)=-2，X X =2.5即即S的氧化数为的氧化数为2.5.1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应11例例2 2 求求H2C2O4中中C的氧化数的氧化数解解 ：设在：设在H2C2O4中中C的氧化数为的氧化数为X
11、X 2(+1)+ 4(-2)+ 2 2(+1)+ 4(-2)+ 2X X = 0 = 0 X X = 3= 3例例3 3 求求Cr2O72-中中Cr的氧化数的氧化数解：设在解：设在Cr2O72-中中Cr的氧化数为的氧化数为X X 2 2X X + 7(-2)= -2 + 7(-2)= -2 X X = 6 = 6 1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念 氧化：氧化：氧化数增加的过程。氧化数增加的过程。 还原：还原：氧化数减少的过程。氧化数减少的过程。氧化剂：氧化剂：能使某种元素氧化数增加的物质，其本身氧能使某种元素氧化数增加的物质，其本身氧 化数减少。化数减少。还原剂：还原剂：能使某
12、种元素氧化数减少的物质，其本身氧能使某种元素氧化数减少的物质，其本身氧 化数增加。化数增加。第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应12被氧化被氧化被还原被还原作还原剂作还原剂作氧化剂作氧化剂1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应13三、氧化还原电对三、氧化还原电对氧化半反应氧化半反应还原还原半半反应反应氧化还原电对氧化还原电对: 在半反应中，同一元素的两个不同氧化数的在半反应中，同一元素的两个不同氧化数的 物种组成电对。物种组成电对。 氧化态氧化态/还原态还原态Fe3+/Fe
13、2+Sn4+/Sn2+半反应通式半反应通式O+ne=R氧化态氧化态还原态还原态1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应141 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应15酸性介质：酸性介质：多多n个个O的的一边一边+2n个个H+，另一边，另一边+n个个H2O碱性介质：碱性介质： 多多n个个O的一边的一边+n个个H2O，另一边，另一边+2n个个OH-中性介质：中性介质： 左边多左边多n个个O，+n个个H2O；右边；右边+2n个个OH-右边
14、多右边多n个个O，+2n个个H+；左边；左边n个个H2O总之：酸中加总之：酸中加H+和和H2O；碱中加；碱中加OH-和和H2O；中性溶液，左加水，右加中性溶液，左加水，右加H+或或OH-1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应16被氧化被氧化被还原被还原作还原剂作还原剂作氧化剂作氧化剂实际上由两个半反应构成实际上由两个半反应构成Zn=Zn2+2eCu2+2e=Cu氧化反应氧化反应还原反应还原反应1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应
15、应17讨论：讨论：1、氧化还原电对在反应过程中，氧化还原电对在反应过程中，如果氧化态降低氧如果氧化态降低氧化数的趋势越强，它的氧化能力越强，则其共轭的还化数的趋势越强，它的氧化能力越强，则其共轭的还原态升高氧化数的趋势就越弱，还原能力越弱。原态升高氧化数的趋势就越弱，还原能力越弱。同理，同理，还原态的还原能力越强，则其共轭氧化态的氧化能力还原态的还原能力越强，则其共轭氧化态的氧化能力越弱。越弱。 例如：例如：MnO4- / Mn2+ Sn4+/Sn2+ Fe3+/Fe2+2、氧化还原反应是两个氧化还原电对共同作用的结氧化还原反应是两个氧化还原电对共同作用的结果，果，在氧化还原反应过程中，反应一
16、般按较强的氧化在氧化还原反应过程中，反应一般按较强的氧化剂和较强的还原剂相互作用的方向进行。剂和较强的还原剂相互作用的方向进行。 3、知道氧化还原半反应，就能写出氧化还原反应。、知道氧化还原半反应，就能写出氧化还原反应。1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应18一、一、离子离子电子法电子法二二、氧化数法、氧化数法2 2 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应19离子离子 电子法电子法 配平原则：配平原则： (1) 电荷守恒：得失
17、电子数相等。电荷守恒：得失电子数相等。 (2) 质量守恒：反应前后各元素原子质量守恒：反应前后各元素原子总数相等总数相等。2 2 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应20离子离子电子法配平氧化还原方程式步骤：电子法配平氧化还原方程式步骤：（1）以离子的形式表示出反应物和产物；或氧化还原电对。）以离子的形式表示出反应物和产物；或氧化还原电对。（2）把一个氧化还原反应分成两个半反应，）把一个氧化还原反应分成两个半反应，一个表示氧化剂被还原，另一个表示还原剂被氧化；一个表示氧化剂被还原，另一个表示还原剂被氧化；（3
18、）分分别别配配平平两两个个半半反反应应式式,使使两两边边的的各各种种元元素素原原子子总总数数和和电荷总数均相等；电荷总数均相等；（4）将将两两个个半半反反应应式式各各乘乘以以适适当当的的系系数数，使使得得失失电电子子总总数数相相等等，然然后后将将两两个个半半反反应应式式合合并并，得得到到一一个个配配平平的的氧氧化化还还原原方程式方程式。第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应21例：例： KClO3和和FeSO4在在酸性介质酸性介质中反应生成中反应生成KCl和和Fe2(SO4)3，配平该氧化还原方程式。，配平该氧化还原方程式。解：解：（1）写出反应物和产物的离
19、子形式）写出反应物和产物的离子形式ClO3+Fe2+Cl+Fe3+（2）分成两个半反应）分成两个半反应Fe2+Fe3+（氧化反应）（氧化反应）ClO3Cl（还原反应）（还原反应）第第二二个个半半反反应应的的右右边边比比左左边边少少个个O原原子子，在在水水溶溶液液中中O2离离子子不不能能存存在在，在在酸酸性性溶溶液液中中H+离离子子可可以以和和O2离离子子结结合合生生成成H2O分分子子，所所以以在在左左边边加加上上6个个H+离离子子，而而在在右右边边加上加上3个个H2O分子，就可使两边各种元素的原子总数相等。分子，就可使两边各种元素的原子总数相等。第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还
20、还原原原原反反反反应应应应22(3) 配平配平原子总数原子总数:ClO3+6H+ Cl+3H2OFe2+Fe3+配平电荷数配平电荷数:ClO3+6H+6eCl+3H2OFe2+Fe3+e（4）将两个半反应式各乘以适当的系数，将两个半反应式各乘以适当的系数，合并两个半反合并两个半反应式，应式，6（Fe2+Fe3+e）ClO3+6H+6eCl+3H2O得到配平的离子方程式得到配平的离子方程式ClO3+6H+6Fe2+=Cl+6Fe3+3H2O第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应23Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO例例1铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和一
21、氧化氮铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮。解：氧化剂的电对为解：氧化剂的电对为，还原剂的电对为还原剂的电对为，2 2 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平Cu+NO3-=Cu2+NO第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应24两个半反应分别为：两个半反应分别为： （1）式2（2）式3得：2NO3-+8H+6e = 2NO+4H2O+)3Cu=3Cu2+6e3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2+2NO+4H2O2 2 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应25例例2在
22、在酸酸性性溶溶液液中中，高高锰锰酸酸钾钾与与草草酸酸反反应应生生成成二二价价锰锰离离子子和和二氧化碳。二氧化碳。 （1）式2（2）式5得：2 2 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平解：氧化剂的电对为解：氧化剂的电对为,还原剂的电对为还原剂的电对为，两个半反应分别为：，两个半反应分别为：MnO4- + H+ + C2O42- Mn2+ + CO2第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应26例例3 3 在酸性溶液中，重铬酸钾和二氯化铁作用，生成三氯在酸性溶液中，重铬酸钾和二氯化铁作用，生成三氯化铬和三氯化铁。化铬和三氯化铁。 Fe2+ e = Fe3
23、+ Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2 Cr3+ + 7H2O (1)6 + (2) 6Fe2+6e = 6 Fe3+) Cr2O72-+14H+6e = 2 Cr3+7H2O2 2 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平Cr2O72- + H+ + Fe2+ Cr3+ + Fe3+Cr2O72- + 14H+ + 6Fe2+ = 2Cr3+ + 6 Fe3+ +7H2O第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应27二、二、氧化数法氧化数法原原则则：反反应应中中氧氧化化剂剂元元素素氧氧化化数数降降低低值值等等于于还还原原剂元素氧化数增加值，
24、或得失电子的总数相等。剂元素氧化数增加值，或得失电子的总数相等。2 2 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平步骤：步骤：1、写出反应物和生成物的化学式，写出反应物和生成物的化学式，同时同时标出标出氧化剂氧化剂原子和还原剂原子在原子和还原剂原子在反应前后氧化数的改变值。反应前后氧化数的改变值。2、根据氧化剂氧化数减少的总值和还原剂氧化数增根据氧化剂氧化数减少的总值和还原剂氧化数增加的总值必须相等的原则，按照最小公倍数的原加的总值必须相等的原则，按照最小公倍数的原则则对各氧化数的变化值对各氧化数的变化值乘以相应的系数，使氧化乘以相应的系数，使氧化数降低值和升高值相等。数降低值和升高值相
25、等。 第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应282 2 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平3、将找出的系数分别乘在氧化剂和还原剂的分、将找出的系数分别乘在氧化剂和还原剂的分子式前面。子式前面。4、检查反应方程式两边的氢原子数目，找出参加、检查反应方程式两边的氢原子数目，找出参加反应的水分子数。反应的水分子数。如果反应方程式两边的氧如果反应方程式两边的氧原子数相等，即证明反应方程式已配平。原子数相等，即证明反应方程式已配平。第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应29例例4碘和硫代硫酸钠溶液作用，生成碘化钠和连四
26、碘和硫代硫酸钠溶液作用，生成碘化钠和连四硫酸钠。硫酸钠。解：解：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O62 2 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应30例例5亚硝酸和尿素亚硝酸和尿素CO(NH2)2的作用，生成氮和二的作用，生成氮和二氧化碳。氧化碳。解：解：2=61=62HNO2+CO(NH2)2=2N2+CO2+3H2O2HNO2+CO(NH2)2=2N2+CO22氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应31例例6Cu
27、+HNO3Cu(NO3)2+NO 3=62=63Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO+4H2O电对的电极电位！电对的电极电位！第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应32一一原电池原电池二二标准电极电位标准电极电位三三电极电位电极电位3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应33一、原电池一、原电池1、定义、定义实验实验1：把一块锌片：把一块锌片插插入硫酸铜溶液中，入硫酸铜溶液中，锌锌就溶解就溶解，同时有红色的铜不断沉积在同时有红色的铜不断沉积在锌片上。锌片上。
28、原因：原因：Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应34铜锌反应，若设计成如下的装置，则可产生电流。铜锌反应，若设计成如下的装置，则可产生电流。一、一、 原电池原电池实验实验2：3电极电位电极电位5第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应35原因：原因：Zn+Cu2+ Zn2+Cu反应中有电子流动，而且电子是沿着一定的方反应中有电子流动，而且电子是沿着一定的方向有规则地流动。向有规则地流动。原电池：原电池：借助借助氧化还原反应氧化还原反应而而产生电流的装置，即产生电流的装
29、置，即将化学能转化为电能的装置叫做原电池。将化学能转化为电能的装置叫做原电池。2、原电池的组成原电池的组成两个电极两个电极,盐桥盐桥,导电材料导电材料对铜锌原电池，其两个电极分别为对铜锌原电池，其两个电极分别为Zn2+/Zn和和Cu2+/Cu，电对中的金属本身可作为导电材料。电，电对中的金属本身可作为导电材料。电极与电极之间由导线和盐桥相连接组成回路，产生极与电极之间由导线和盐桥相连接组成回路，产生电流。电流。3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应36解释解释 、原电池是由两个半电池组成。、原电池是由两个半电池组成。、在铜锌原电池中，电子是
30、从锌片经导线向铜片、在铜锌原电池中，电子是从锌片经导线向铜片 流动。流动。锌为负极，铜为正极。锌为负极，铜为正极。、盐桥的作用盐桥的作用 盐桥的作用是消除溶液中正电荷、负电荷的盐桥的作用是消除溶液中正电荷、负电荷的影响。使负离子向影响。使负离子向ZnSO4溶液扩散，正离子向溶液扩散，正离子向CuSO4溶液扩散，以保持溶液的电中性。溶液扩散，以保持溶液的电中性。3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应37为为了了方方便便地地表表示示一一个个原原电电池池的的组组成成，对对原原电电池和各部分采用特定的符号来表示。一般要求池和各部分采用特定的符号来表
31、示。一般要求:3 3、 原电池的表示方法原电池的表示方法(1)、将原电池的负极写在左边，正极写在右边，、将原电池的负极写在左边，正极写在右边，并分别以符号并分别以符号(-)和和(+)表示；表示；(2)、原电池中相邻的不同的相之间用、原电池中相邻的不同的相之间用“|”隔开，隔开，表示其相界面；表示其相界面；(3)、连接两个电极的盐桥用符号、连接两个电极的盐桥用符号“|”表示。表示。3电极电位电极电位(4)、理论上任意两个氧化还原电对都可以组成一个、理论上任意两个氧化还原电对都可以组成一个原电池，一个电对为正极，另一个电对为负极。原电池，一个电对为正极，另一个电对为负极。第第第第六六六六章章章章
32、氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应383 3、 原电池的表示方法原电池的表示方法如铜锌原电池：如铜锌原电池：负极：负极：Zn - 2e = Zn2+ 氧化反应氧化反应正极：正极：Cu2+ + 2e = Cu 还原反应还原反应 3电极电位电极电位又如：又如：由其组成的原电池的符号表达式为：由其组成的原电池的符号表达式为：第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应39负极：负极：Sn2+-2e=Sn4+ 氧化反应氧化反应正极：正极：Fe3+e=Fe2+ 还原反应还原反应 结论：结论：、金属及其离子可以构成半电池。、金属及其离子可以构成半电池。Zn2+/
33、Zn、同一种金属元素的不同价态的离子可以构成半、同一种金属元素的不同价态的离子可以构成半电池。电池。Fe3+/Fe2+Sn4+/Sn2+、非金属元素与其离子以及同一种非金属元素的、非金属元素与其离子以及同一种非金属元素的 不同价态离子都可以构成半电池。不同价态离子都可以构成半电池。3电极电位电极电位Cl2/Cl-H+/H2电对的电极电位电对的电极电位 ！ 第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应401 1、标准氢电极、标准氢电极 标标准准氢氢电电极极的的组组成成为为：由由电电对对H H+ +/H/H2 2构构成成的的。将将镀镀有有铂铂黑黑的的铂铂片片（铂铂黑黑
34、电电极极）置置于于氢氢离离子子浓浓度度为为1.0mol/L的的酸酸溶溶液液中中，然然后后于于298.15K298.15K下下，不不断断通通入入压压力力为为101.325kPa的的纯纯氢氢气气，使使铂铂黑黑吸吸附附氢氢气气达达到到饱饱和和，形形成成一一个个氢氢电电极极。在在这这个个电电极极周围发生如下的反应：周围发生如下的反应：这时这时被被H2饱和了的饱和了的铂黑与铂黑与1mol/LH1mol/LH+ +溶液之间溶液之间产生的电位产生的电位差差叫做氢的标准电极电位叫做氢的标准电极电位。二、二、 标准电极电位标准电极电位规定：规定：标准氢电极的电极电位为零，即标准氢电极的电极电位为零，即:3电极电
35、位电极电位11第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应41标准氢电极示意图3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应42v用用标标准准氢氢电电极极与与其其它它各各种种标标准准状状态态下下的的电电极极组组成成原原电电池池，测测得得这这些些原原电电池池的的两两极极间间的的电电位位差差( (E E) )，从从而计算各种电极的标准电极电位（而计算各种电极的标准电极电位（ ）。）。2 2、标准电极电位、标准电极电位标准状态：温度标准状态：温度298K，组成电极的离子其活度为，组成电极的离子其活度为 1mol/L，或对于氧
36、化还原电极来讲，为，或对于氧化还原电极来讲，为 氧化型离子和还原型离子活度比为氧化型离子和还原型离子活度比为1。例例1测定测定Zn2+/Zn电对的电对的标准电极电位标准电极电位 在在298K时，将锌放在时，将锌放在1mol/LZn2+溶液中。锌电极溶液中。锌电极与与标准氢电极组成一个原电池。标准氢电极组成一个原电池。3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应43标准锌电极电位的测定标准锌电极电位的测定第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应44对标准原电池：对标准原电池：测量的结果为：测量的结果为：由：得：负负
37、极极Zn-2e Zn2+正正极极 2H+2e H2总反应总反应Zn+2H+Zn2+H2 2 2、标准电极电位、标准电极电位3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应45若若欲欲测测量量铜铜电电极极的的标标准准电电位位，可可将将装装置置中中的的左左边边改改为为铜铜片片和和1molL-1Cu2+溶溶液液，298.15K时时测测得得铜铜电电极极与与标标准准氢氢电电极极的的电电位位差差为为0.34V。电电流流的的方方向向与与上上述述锌锌电电极极相相反反。因因此此，氢氢电极是负极，铜电极是正极。电极是负极，铜电极是正极。负负极极H22e =2H+正正极极
38、Cu2+2e = Cu所以所以反应反应：H2+Cu2+2H+Cu3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应463电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应47(1)(1)、 的数值越小，物质还原态的还原能力越的数值越小，物质还原态的还原能力越强，对应的氧化态的氧化能力则越弱。反之，强，对应的氧化态的氧化能力则越弱。反之， 的数值越大，物质氧化态的氧化能力越强，对应的数值越大，物质氧化态的氧化能力越强，对应的还原态的还原能力则越弱。能够据此判断氧化的还原态的还原能力则越弱。能够据此判断氧化剂和还原剂
39、的强弱剂和还原剂的强弱. .(2)(2)、一般可以预料氧化还原反应进行的方向。、一般可以预料氧化还原反应进行的方向。3 3、标准电极电位标准电极电位用途用途(3)(3)、根据标准电极电位表中有关电对的半反应式，、根据标准电极电位表中有关电对的半反应式， 可以写出并配平氧化还原反应方程式。可以写出并配平氧化还原反应方程式。P206表表6-1 P668表表63电极电位电极电位：标准电极电位：标准电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应48三、电极电位三、电极电位通式：通式： 氧化态氧化态+ne=还原态还原态O+ne=R能斯特公式：能斯特公式： (Nerns
40、t)式中式中 电对的电极电位，电对的电极电位， 电对的标准电极电位电对的标准电极电位(单位单位V)；R气体常数，气体常数，8.314Jmol-1K-1；T绝对温度绝对温度K；Ffaraday常数，常数，96486Cmol-1； n反应中电子转移的数；反应中电子转移的数；3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应49T=298.15K忽略离子强忽略离子强度的影响：度的影响：温度为温度为25时时,将各常数将各常数代入，可得代入，可得若忽略离子若忽略离子强度影响强度影响3电极电位电极电位三、电极电位三、电极电位讨论讨论 第第第第六六六六章章章章 氧氧
41、氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应50讨论：讨论：1、当当O= R=1mol/L时，此时时，此时 = （标准（标准电极电位。电极电位。标准电极电位：标准电极电位：温度一定（温度一定（298.15K)，有关氧化，有关氧化型和还原型的浓度（或活度）为型和还原型的浓度（或活度）为1mol/L（气体（气体分压分压1atm）时，相对于标准氢电极电极电位，）时，相对于标准氢电极电极电位，是电极电位中的一种特例。是电极电位中的一种特例。 或对于氧化还原电极来讲，为氧化型离子和或对于氧化还原电极来讲，为氧化型离子和还原型离子的浓度（或活度）为还原型离子的浓度（或活度）为1，相对于标，相对于标准氢电极
42、电极电位。准氢电极电极电位。三、电极电位三、电极电位3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应512、 O/R愈大，氧化型氧化能力愈强，其还原型还愈大，氧化型氧化能力愈强，其还原型还 原能力愈弱；原能力愈弱； O/R愈小，还原型还原能力愈强，其氧化型氧愈小，还原型还原能力愈强，其氧化型氧 化能力愈弱。这类似于共轭酸碱对。化能力愈弱。这类似于共轭酸碱对。三、电极电位三、电极电位3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应523使用时注意事项使用时注意事项（1）浓度的）浓度的方次方次：物质前的系数若不
43、是：物质前的系数若不是1，则浓，则浓度要乘以与系数相同的方次。度要乘以与系数相同的方次。（2）纯溶剂、纯金属、纯固体其浓度纯溶剂、纯金属、纯固体其浓度1。（3）对复杂电对，式中应包括有关反应物和生）对复杂电对，式中应包括有关反应物和生成物的浓度；成物的浓度；参加电极反应的参加电极反应的H+或或OH离子也离子也应参与计算应参与计算。三、电极电位三、电极电位3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应53例例1已知电极反应已知电极反应Fe3+e=Fe2+ =0.77V，计算：计算：Fe3+=1mol/LFe2+=0.0001mol/L时时的电位。的电
44、位。解：解：三、电极电位三、电极电位3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应54例例2、已知、已知MnO4-+8H+5e=Mn2+4H2O =1.51V，计算：，计算：MnO4-=0.1mol/L,Mn2+=0.0001mol/LH+=1mol/L时的电位时的电位解：解：Ag+e =Ag 0Ag+/Ag=0.80VAgCl+e=Ag+Cl 0AgCl/Ag=0.22VAgI+e=Ag+I 0AgI/Ag=-0.15V三、电极电位三、电极电位3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应55例例3已
45、知：已知： Ag+/Ag=0.80，Ksp=1.8 10-10,求：求： AgCl/Ag=？当当 Cl =102mol/L时，时， AgCl/Ag=？解：解：Ag+e=Ag Ag+/Ag= Ag+/Ag+0.059lg Ag+ 有有Cl存在时：存在时：Ag+ClAgCl则：则：AgCl+e=Ag+Cl AgCl/Ag= AgCl/Ag0.059lg Cl Ag+/Ag= Ag+/Ag+0.059lgAg+= Ag+/Ag+0.059lgKspAgCl0.059lg Cl AgCl/Ag= Ag+/Ag+0.059lgKspAgCl三、电极电位三、电极电位3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章
46、章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应56当当 Cl =10-2mol/L时，时， = AgCl/Ag= 0AgCl/Ag0.059lg Cl- =0.22+0.059lg10-2=0.343V3电极电位电极电位当当 Cl =1mol/L时，时， = 0Ag+/Ag+0.059lgKspAgCl= 0AgCl/Ag=0.80+0.059lg1.8 10-10=0.22V第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应57例例4：K2Cr2O7在酸性溶液中的半反应：在酸性溶液中的半反应：Cr2O72-+14H+6e=2Cr3+7H2O当当Cr2O72-=C
47、r3=H=1mol/L时时，计计算算电电位位值值；若若保持保持Cr2O72=Cr3浓度不变，将溶液的浓度不变，将溶液的pH升至升至6，此时电位，此时电位值又为多少值又为多少?解解:根据能斯特方程式根据能斯特方程式 Cr2O72=Cr3=H=1mol/LCr2O72=Cr3=1mol/LH=106mol/L有有H或或OH参加电极参加电极反应时，改变溶液的反应时，改变溶液的pH值，电位将发生变值，电位将发生变化化3电极电位电极电位第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应58一一原电池原电池二二标准电极电位标准电极电位三三电极电位电极电位3电极电位电极电位标准氢电极
48、标准氢电极第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应594 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度一、一、氧化还原反应的方向及影响因素氧化还原反应的方向及影响因素二、氧化还原反应进行的程度二、氧化还原反应进行的程度第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应604 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度一、一、氧化还原反应的方向及影响因素氧化还原反应的方向及影响因素例例1 2Fe3+Sn2+ Sn4+2Fe2+1 1、氧化还原反应的方向、氧化还原反应的方向在氧化还原反应中，较强的氧化剂与较强在氧化还原反应
49、中，较强的氧化剂与较强的还原剂作用，生成较弱的氧化剂和较弱的还的还原剂作用，生成较弱的氧化剂和较弱的还原剂，即原剂，即根据有关电对的电位，可以判断反应根据有关电对的电位，可以判断反应进行的方向。进行的方向。电对电位大的氧化态作为氧化剂，电对电位大的氧化态作为氧化剂，电对电位小的还原态作为还原剂。电对电位小的还原态作为还原剂。结论：结论：第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应612 2、氧化还原反应方向的影响因素、氧化还原反应方向的影响因素4 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度、溶液酸度的影响、溶液酸度的影响、生成沉淀的影响、生成沉淀的影响、
50、形成配合物的影响、形成配合物的影响、反应物浓度的影响、反应物浓度的影响第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应62例例2、反应物浓度的影响、反应物浓度的影响2 2、氧化还原反应方向的影响因素、氧化还原反应方向的影响因素Sn2+2e=SnPb2+2e=Pb、当当Sn2+=Pb2+=1mol/L时时Pb2+Sn Pb+Sn2+ 4 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应63、当、当Sn2+=1mol/L，Pb2+=0.1mol/L时时此时：此时：Pb+Sn2+ Pb2+Sn 4
51、 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应64例例3已知已知，若溶液中其它离子浓度，若溶液中其它离子浓度均保持为标准均保持为标准1mol/L，求该电极电位与酸度的关系。，求该电极电位与酸度的关系。解：解：4 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度、溶液酸度的影响、溶液酸度的影响第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应65例例4已知已知H3AsO4的的pKa：2.2、7.0、11.5H3AsO3的的pKa：9.2判断：判断：H+=1mol/L和和H+=10-8mo
52、l/L时的反应方向时的反应方向思考思考4 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应66对对金金属属离离子子而而言言，其其氧氧化化能能力力或或其其电电极极电电位位与与其其离离子子的的浓浓度度大大小小有有关关。当当溶溶液液中中加加入入某某试试剂剂与与金金属属离离子子形形成成稳稳定定的的沉沉淀淀时时，可可大大幅幅度度改改变变金金属属离离子子的的浓浓度度，从从而而改改变变其其电电对对的的电电极极电电位位，有有可可能能导导致致氧氧化化还还原原反反应应进进行行方方向的改变。向的改变。例例5已已知知：电电对对的的电电极极电
53、电位位为为0.54V，电电对对的的电电极极电电位位为为0.17V，判判断断下下列列反反应应能否进行？能否进行？、生成沉淀的影响、生成沉淀的影响CuI的的4 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度 ？第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应67解：解：Cu2+e=Cu+Cu2+I-+e=CuI4 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应68、形成配合物的影响（、形成配合物的影响（P213）例例6碘量法测定铜：碘量法测定铜： 若溶液中存在若溶液中存在Fe3+，是否干
54、扰测定？，是否干扰测定？若控制若控制溶液的溶液的pH=3.0和和cF-的浓度为的浓度为0.10mol/L，此时此时在在Fe3+，是否干扰测定？，是否干扰测定？已知：已知：FeF3:lg I=5.3、9.2、12.1选学选学4 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应69解解：Fe3+e=Fe2+ =0.77V、形成配合物的影响、形成配合物的影响Cu2+e=Cu+ =0.17VCu2+I-+e=CuI =0.87VI2+2e=I2- =0.53V 干扰测定干扰测定Fe3+e=Fe2+ =0.77V4 4 氧化还
55、原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应704 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应714 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度不干扰测定不干扰测定第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应72在实际工作中，当溶液中含有不止一种氧化剂或还原剂，在实际工作中，当溶液中含有不止一种氧化剂或还原剂，电位差大的两种物质首先反应。电位差大的两种物质首先反应。例：重铬酸钾法测定铁矿石中的铁时，铁
56、矿石经酸溶解后例：重铬酸钾法测定铁矿石中的铁时，铁矿石经酸溶解后Fe3+Fe2+，为使反应进行完全，应使，为使反应进行完全，应使SnCl2过量。过量。溶溶液液中中有有Sn2+、Fe2+还还原原剂剂，用用K2Cr2O7标标准准溶溶液液滴滴定定Fe2+时，时，Sn2+会否干扰？会否干扰？当用当用K2Cr2O7溶液滴定溶液滴定Fe2+时，时，Sn2+会干扰测定。必须在滴会干扰测定。必须在滴定前将过量定前将过量Sn2+的除去，才会得到准确的结果。的除去，才会得到准确的结果。4 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度Cr2O72-是强的氧化剂，是强的氧化剂，Sn2+是强的还原剂，二者电位差
57、最大是强的还原剂，二者电位差最大3 3、氧化还原反应的次序、氧化还原反应的次序 第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应731. . 氧化还原反应平衡常数氧化还原反应平衡常数 氧氧化化还还原原反反应应: n2Ox1+n1Red2 n2Red1+ n1Ox2平衡常数：平衡常数： Ox1+n1e=Red1当达到平衡时当达到平衡时 1= 2，即，即 Ox2+n2e=Red2 氧化剂氧化剂还原剂还原剂4 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度二氧化还原反应进行的程度二氧化还原反应进行的程度第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反
58、应应应应74等式两边同乘以n1n2在数值上，在数值上，n是是n1、n2的最小公倍数（即氧化还原反应的电子得失数）的最小公倍数（即氧化还原反应的电子得失数）如：如： n1=1，n2=2，则则n=2n1=2，n2=2，则则n=2n1=2，n2=6，则则n=64 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应75例例7 计算计算1mol/LH2SO4溶液中，反应溶液中，反应Ce4+Fe2+Ce3+Fe3+的平衡常数的平衡常数计算计算0.5mol/LH2SO4溶液中，反应溶液中，反应2I-+2Fe3+I2+2Fe2+的的平
59、衡常数平衡常数K=81012 解：解：已知已知： 4 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度 Ce4+e=Ce3+ =1.44V Fe3+e =Fe2+ =0.68V第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应76K =104.4=2.5104 4 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度 Fe3+e=Fe2+ =0.68V2I-+2e=I2 =0.55V第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应772 2、 氧化氧化还原反原反应进行的完全程度行的完全程度 反应的完全程度在反应的完全程度在99.9%99.9
60、%以上，则认为反应可进行完全。以上，则认为反应可进行完全。氧化还原反应氧化还原反应： n2Ox1+n1Red2 n2Red1+ n1Ox2反应达平衡时反应达平衡时:Red1 99.9%,Ox299.9%Ox1 0.1%,Red20.1%4 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原反应的方向和程度用平衡常数来衡量反应的完全程度。用平衡常数来衡量反应的完全程度。选学选学第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应78当当n1=n2=1时，时，K 106； n1=1，n2=2时，时，K 109；n1=1，n2=3时，时，K 1012 4 4 氧化还原反应的方向和程度氧化还原
61、反应的方向和程度问：问： 要多大，要多大，反应就可进行完反应就可进行完全？全？反应完全反应完全第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应79 结论：结论： 一一般般认认为为两两电电对对的的电电极极电电位位之之差差必必须须大大于于0.4V0.4V，反应才能定量完全进行。反应才能定量完全进行。当当n1=n2=1时，时，n=1，lg K 6， 0.059/16=0.36(V)n1=1，n2=2时，时，n=2，lg K 9， 0.059/29=0.27(V)n1=1，n2=3时，时，n=3lg K 12， 0.059/312=0.24(V)4 4 氧化还原反应的方向和程
62、度氧化还原反应的方向和程度第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应80水溶液中溶解氧的半反应水溶液中溶解氧的半反应:O2+4H+4e=2H2O =1.23V若仅从平衡考虑，水中的溶解氧是强氧化剂可与强还原剂若仅从平衡考虑，水中的溶解氧是强氧化剂可与强还原剂Sn2+等反应。等反应。而实际上而实际上Sn2+能在水溶液中存在，其原因是氧化还原反应速能在水溶液中存在，其原因是氧化还原反应速度很慢。度很慢。5氧氧化化还还原原反反应应的的速速度度大大多多数数情情况况下下增增加加反反应应物物的的浓浓度度，可可以以提提高高氧氧化化还还原原反反应的速度。应的速度。如反应：如反应
63、：Cr2O72-+6I-+14H+2Cr3+3I2+7H2O增大增大I-的浓度或提高酸度，可加快反应速度。的浓度或提高酸度，可加快反应速度。1.反应物浓度对反应速度的影响反应物浓度对反应速度的影响第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应81多数反应，温度升高可提高反应速度。多数反应，温度升高可提高反应速度。一般温度一般温度升高升高10，反应速度增加，反应速度增加24倍。倍。如：如：2MnO4-5C2O42-16H+2Mn2+10CO2 +8H2O常温下反应很慢，加热能加快反应速度。常将溶液加热到常温下反应很慢，加热能加快反应速度。常将溶液加热到7585。但温度
64、过高时，会引起草酸分解。但温度过高时，会引起草酸分解。对于对于易挥发性易挥发性物质，如物质，如I2，加热会引起挥发损失；，加热会引起挥发损失；有些有些易被空气氧化易被空气氧化的物质的物质(如如Fe2，Sn2)，加热会促进它，加热会促进它们的氧化。们的氧化。 5氧氧化化还还原原反反应应的的速速度度2 2温度对反应速度的影响温度对反应速度的影响第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应823催化反应和诱导反应催化反应和诱导反应 对反应速度慢的氧化还原反应，可利用加催化剂和诱导对反应速度慢的氧化还原反应，可利用加催化剂和诱导体的方法来加快速度。体的方法来加快速度。上述
65、上述MnO4-和和C2O42-的反应，生成物的反应，生成物Mn2+是催化剂。是催化剂。这种这种生成物本身就起催化作用的反应叫生成物本身就起催化作用的反应叫自动催化反自动催化反应应。还有还有另一种现象另一种现象：由于一种氧化还原反应的发生而促使另由于一种氧化还原反应的发生而促使另一种氧化还原反应进行的现象，称为一种氧化还原反应进行的现象，称为诱导作用诱导作用。5氧氧化化还还原原反反应应的的速速度度第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应83MnO4-与与Cl-的的反反应应慢慢，有有Fe2+存存在在时时，MnO4-和和Fe2+的反应，加快了的反应，加快了MnO4-
66、氧化氧化Cl-的反应。的反应。2MnO4-+10Cl-+16H+2Mn2+5Cl2+8H2OMnO4-+5Fe2+ 8H+ Mn2+ 5Fe3+4H2O在上述反应中：在上述反应中：MnO4-是是作用体作用体，Fe2+是是诱导体诱导体，Cl-是是受诱体受诱体。（受诱反应）（受诱反应）(诱导反应）诱导反应）诱导反应和催化反应不同诱导反应和催化反应不同：催化剂在反应后仍恢复到原来的状态，而诱导体参加反催化剂在反应后仍恢复到原来的状态，而诱导体参加反应后则变为其它物质。应后则变为其它物质。5氧氧化化还还原原反反应应的的速速度度第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应8
67、4一、元素电位图的表示方法一、元素电位图的表示方法如如果果某某元元素素能能形形成成三三种种或或三三种种以以上上的的氧氧化化数数物物种种，这这些些物物种种可可以以组组成成多多种种不不同同的的电电对对，各各电电对对的的标标准准电电极极电电位位的的相相互互关关系系可可以以用用图图的的形形式式表表示示出出来来，即即按按照照元元素素的的氧氧化化数数由由高高到到低低依依次次降降低低的的顺顺序序排排成成图解方式。图解方式。 如：如：Cu有有0、1、2几种氧化数，酸性介质中可以组几种氧化数，酸性介质中可以组成成Cu2+/Cu、Cu+/Cu、Cu2+/Cu+三个电对，有三个电对，有 (Cu2+/Cu)、 (Cu
68、+/Cu)、 (Cu2+/Cu+)三个数据。三个数据。用元素电位图表示：用元素电位图表示：6 6 元元 素素 电电 位位 图图 及及 其其 应应 用用第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应850.340V 把各不同氧化数物种之间用直线连接起来，在把各不同氧化数物种之间用直线连接起来，在直线上标出两种不同氧化数物种所组成电对的标准直线上标出两种不同氧化数物种所组成电对的标准电极电位。这种表明元素各种氧化数之间标准电极电极电位。这种表明元素各种氧化数之间标准电极电位关系的图解叫做元素的标准电极电位图，简称电位关系的图解叫做元素的标准电极电位图，简称元素电位图，也
69、称拉特默元素电位图，也称拉特默( (Latimer) )图。图。说明说明（1）氧化数是从左至右由高到低的顺序排列，氧化数是从左至右由高到低的顺序排列， 即氧化型在左，还原型在右。即氧化型在左，还原型在右。6 6 元元 素素 电电 位位 图图 及及 其其 应应 用用第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应86（2）两物种间两物种间“”相连，线上方为相连，线上方为 值（线值（线 下方为转移电子数下方为转移电子数, ,以以1mol1mol该元素原子计该元素原子计）。）。（3）根据溶液的）根据溶液的pH不同，电位图又可以分为两类：不同，电位图又可以分为两类： A ：A
70、表示酸性溶液表示酸性溶液 B ：B表表示碱性溶液示碱性溶液如在酸性溶液中氧的元素电位图为：如在酸性溶液中氧的元素电位图为：1.23V 6 6 元元 素素 电电 位位 图图 及及 其其 应应 用用 A ：第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应87 在碱性溶液中氧的元素电位图为：在碱性溶液中氧的元素电位图为：0.401V 6 6 元元 素素 电电 位位 图图 及及 其其 应应 用用 B ：第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应88二、应用二、应用1、判断歧化反应能否发生、判断歧化反应能否发生即：判断处于中间状态的某物种能否发生
71、歧化反应即：判断处于中间状态的某物种能否发生歧化反应歧化反应歧化反应是指在反应中同一元素的一部分原子是指在反应中同一元素的一部分原子被氧化，另一部分原子被还原。被氧化，另一部分原子被还原。 6 6 元元 素素 电电 位位 图图 及及 其其 应应 用用氧化数降低氧化数降低 （1）若）若B能发生歧化反应能发生歧化反应 BA+C第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应896 6 元元 素素 电电 位位 图图 及及 其其 应应 用用(2) 若若B不能发生反应不能发生反应B能发生歧化反应能发生歧化反应B不能发生歧化反应不能发生歧化反应 BA+C A+C B歧化反应的逆反
72、应自发进行歧化反应的逆反应自发进行第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应90氧化数降低氧化数降低 则则B既是氧化剂又是还原剂，既是氧化剂又是还原剂，B物质能够发生歧化反应，物质能够发生歧化反应，生成生成A物质和物质和C物质。物质。则则B物质不能发生歧化反应物质不能发生歧化反应，但，但A物质和物质和C物质可以生成物质可以生成B物质物质。 6 6 元元 素素 电电 位位 图图 及及 其其 应应 用用结论：结论：第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应91例例1 Cu+能发生岐化反应吗？能发生岐化反应吗？歧化反应能发生歧化反应能发
73、生6 6 元元 素素 电电 位位 图图 及及 其其 应应 用用第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应92例例2 Fe2+ ?6 6 元元 素素 电电 位位 图图 及及 其其 应应 用用第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应93思考：思考：已知酸性条件下元素锡的电位图为：已知酸性条件下元素锡的电位图为：试判断试判断Sn4+与与Sn能否共存于同一溶液？能否共存于同一溶液？6 6 元元 素素 电电 位位 图图 及及 其其 应应 用用第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应942计算电对的电极电位
74、计算电对的电极电位(nx)6 6 元元 素素 电电 位位 图图 及及 其其 应应 用用第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应95不相邻电对的标准电极电位不相邻电对的标准电极电位依次相邻电对的标准电极电位。依次相邻电对的标准电极电位。nl，n2，n3，分别代表依次相邻电对中转移电子的分别代表依次相邻电对中转移电子的摩尔数。摩尔数。nx=nl+n2+n3+代表不相邻电对中转移电子的摩尔数代表不相邻电对中转移电子的摩尔数6 6 元元 素素 电电 位位 图图 及及 其其 应应 用用第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应96能斯特能
75、斯特 (Nernst Walther Hermann ) 1864-1941能斯特方程，能斯特方程， 热力学第三定律热力学第三定律 1920年诺贝尔化学奖获得者年诺贝尔化学奖获得者 能斯特能斯特第第第第六六六六章章章章 氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应97 德国物理化学家。德国物理化学家。1864年年6月月25日生于波兰布里森。日生于波兰布里森。他从小学爱好文学，后来他从小学爱好文学，后来 在化学老师影响下对化学和物理学在化学老师影响下对化学和物理学产生了浓厚的兴趣。曾在苏黎世大学和格拉茨堡大学学习，产生了浓厚的兴趣。曾在苏黎世大学和格拉茨堡大学学习，并于并于1887年在维尔茨
76、堡大学获得了哲学博士学位。同年，在年在维尔茨堡大学获得了哲学博士学位。同年，在莱比锡大学任奥斯特瓦尔德教授的助教。莱比锡大学任奥斯特瓦尔德教授的助教。1891年任格丁根大年任格丁根大学副教授，学副教授，1894年升为物理化学教授，主持物理化学教研工年升为物理化学教授，主持物理化学教研工作。作。1895年任德国凯萨年任德国凯萨威廉研究所物理化学和电化学部主威廉研究所物理化学和电化学部主席。席。19051933年任柏林大学化学教授。年任柏林大学化学教授。19241933年还兼年还兼任柏林大学物理化学研究所所长。任柏林大学物理化学研究所所长。 晚年工作受到纳粹的干扰。他对迫害犹太人的行为不满，晚年工作受到纳粹的干扰。他对迫害犹太人的行为不满，对那些心术不正的人密告他妻子有犹太血统也十分气愤，他对那些心术不正的人密告他妻子有犹太血统也十分气愤，他为此停止教学，表示抗议。为此停止教学，表示抗议。1941年年11月月8日，能斯特在柏林病日，能斯特在柏林病逝，享年逝，享年77岁。岁。 能斯特生平简介能斯特生平简介
