文档介绍：本章教学要求第五章氧化还原反应3、能斯特(Nernst)方程-----非标准态下的电极电势4、E和的应用(1)应用判断氧化剂还原剂的相对强弱,判断氧化还原反应的顺序判断元素价态的稳定性(2)判断氧化还原反应的可能性标准态下用Eθ=+θ–θ>0作为反应自发性的判据非标准态下用E=+–>0作为反应自发性的(3)判断氧化还原反应进行的程度—计算平衡常数Ksp,Ka,Kf等第1页/共72页第一节基本概念一、氧化和还原Cu2++Zn=Cu+Zn2+Cu2++2eCu还原半反应(得电子)ZnZn2++2e氧化半反应(失电子)氧化剂还原剂氧化产物还原产物氧化和还原反应:---涉及有电子转移的反应(反应物的氧化数发生变化)第2页/共72页二、氧化数---某元素一个原子的表观电荷数。假设把每一个化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。KMnO4+1+7-2MnO2+4MnO4-+4H++3e-→MnO2+2H2O+7+4MnO4-+8H++5e-→Mn2++4H2O+7+2第3页/共72页(1)在单质(如Cu,H2,O2等)中,原子的氧化数为0;(2)中性分子中,各元素原子的氧化数的代数和为零(例NaCl);(3)单原子离子的氧化值等于离子的电荷数如(Cu2+);多原子离子中所有元素的氧化值之和等于离子的电荷数(例HS-);(4)在共价型化合物中,某元素原子的氧化数等于该原子偏移的电子数。例:H2S中S的氧化数为-2,H的氧化数为+1。确定氧化数的规则第4页/共72页⑸氢的氧化数一般为+1,在金属氢化物中为-1。⑹氧的氧化数一般为-2,在过氧化物中为-1,在超氧化物中为-,在氧的***化物中为+1或+2。(7)氧化数不一定为整数,Fe3O4中Fe的氧化数为+8/3。氧化数纯粹是为了说明氧化态而引入的人为规定的概念,它可以是正数、负数或分数。氧化数实质上是一种形式电荷数,表示元素原子平均的、表观的氧化状态。第5页/共72页元素在离子化合物里的化合价叫电价。电价数就是这种元素的一个原子得失电子的数目,失去电子为正价,得到电子为负价。 元素在共价化合物里的化合价叫共价。共价数就是这种元素的一个原子跟其他元素原子形成共用电子对数目,所以共价键没有正负之分。化合价例:CH4,CH3Cl,CH2Cl2,l4,N2,CO氧化数:-4-20+2+40+2-2化合价:4444433第6页/共72页第二节氧化还原方程式的配平一、氧化数法配平原则:1、氧化剂氧化数降低的总数与还原剂氧化数升高的总数相等。2、反应式两边各种元素的原子总数相等。优点:氧化数法不仅适用于水溶液中的反应,也适用于非水溶液体系,还适用于高温反应。缺点:要求出有关元素的氧化数,对于结构复杂的物质,氧化数的确定也比较麻烦。第7页/共72页配平KMnO4氧化HCl制取Cl2的反应方程式。(1)写出反应物和生成物的化学式。KMnO4+HCl→MnCl2+KCl+Cl2(2)找出元素氧化数降低的数值和元素氧化数升高的数值。+7-1+20KMnO4+HCl→MnCl2+KCl+Cl2(3)根据氧化数升高和降低的总数相等,确定基本系数。配平步骤:第8页/共72页氧化数升高值:2Cl-1→0↑2×1×5=10氧化数降低值:Mn+7→+2↓5×2=102KMnO4+16HCl→2MnCl2+2KCl+5Cl2(4)配平各种原子,先配平其它原子,必要时可加上适当数目的酸、碱以及水分子,最后再配氢氧。2KMnO4+16HCl→2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O第9页/共72页KMO4与K2SO3在不同介质中 反应方程式的配平1在酸性介质中:KMnO4+K2SO3+H+~MnSO4+K2SO42在中性介质中:KMnO4+K2SO3~MnO2+K2SO43在碱性介质中:KMnO4+K2SO3+OH-~K2MnO4+K2SO4以上例子可见:氧化数配平法的关键是求出氧化、还原剂氧化数的变化并使之相等,难点是其它原子的配平。第10页/共72页