文档介绍：第六章氧化还原反应
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + Q
C + O2 = CO2 + Q
NaCl + H2O = NaOH + Cl2 +H2
第一节氧化还原反应的基本概念
生命活动
日常生活
化工生产
氧化还原反应在我们的身边无处不在,例如铁锈的生成,天然气的燃烧等,下面让我们从三个方面具体看一看。
Zn +
CuSO4
Cu +
ZnSO4
2e
得电子
失电子
2H2 +
O2
2 H O H
*
*
*
*
*
*
*
*
本质:电子的得失或电子对的偏移
一、氧化还原反应的本质
H+ + OH-
δ2-
δ+
δ+
氧化反应:物质失去电子的反应;
还原反应:物质得到电子的反应。
铁生锈
CuSO4电解成Cu
氧气
氢气
氧化剂:得到电子的物质,发生还原反应。
还原剂:失去电子的物质,发生氧化反应。
二、氧化数——描述元素被氧化的程度
化合价
原子间相互结合形成分子时,各原子上价键的数目。
N
H
H
H
O=C=O
Cl-Cl
3
1
4
2
1
氧化数 oxidation number
假定把每个键上的电子指定给电负性较大的原子后,化合物中各原子实际或表观所带的电荷数。
确定氧化数的规则
单质的氧化数为 0。
中性分子中各元素氧化数的代数和为零。
离子: 单原子离子中等于离子的电荷数;
多原子离子中所有元素氧化数代数和等于离子的电荷数。
共价型化合物:H:
+1(一般情况)
-1(金属氢化物中,如: NaH, CaH2)
O:
一般 O:﹣2
过氧 O22-: ﹣1
超氧 O2-: ﹣1/ 2
OF2: +2
⑤氧化数可以是分数。
一般: H —+1(有时候也为-1);
O —-2(有时候也为-1,+1)
碳的氧化数 CO CO2 CH4 C2H5OH
+2 +4 -4 -2
硫或铁的氧化数 S2O32- S2O82- Fe3O4
+2 +7 +8/3
例如
试计算Cr2O72-中Cr的氧化值和Fe3O4中Fe的氧化值
解:
设Cr的氧化值为x,已知O的氧化值为-2 ,则:
2x + 7×(-2) = -2 x = +6
设Fe的氧化值为x,已知O的氧化值为-2 ,则:
3 x + 4 ×(-2) = 0
由以上例子可见, 元素的氧化值可以是整数、零, 也可以是分数。
example
x = +
三、氧化还原电对和氧化还原半反应
酸碱反应 HAc + NH3 → NH4Ac
同样,根据电子转移,氧化还原反应可以拆成两个半反应,或看成由两个半反应构成。
氧化半反应(失电子): Zn - 2e- → Zn 2+
还原半反应(得电子): Cu2+ + 2e - → Cu
例如: Zn+Cu2+ Cu+Zn 2+
重要概念:酸碱半反应、共轭酸碱对
氧化还原反应中,氧化态物质(电子受体)及其对应的还原态物质(电子供体)组成氧化还原电对。可表示为:氧化态/还原态;或(Ox / Red),如 Fe3+/Fe2+。氧化还原电对中氧化数较高的物种称为氧化态,氧化数较低的物种称为还原态。
四、氧化还原反应配平
一个前提:知道氧化剂和还原剂在给定的条件下反应后,
产物是什么;
如:MnO4- + SO32-
酸性条件下还原产物:Mn2+(无色)
中性条件下还原产物:MnO2↓(棕)
碱性条件下还原产物:MnO42- (翠绿)
两个原则: 质量守恒
电荷守恒
酸性介质中 MnO4- + Cl- 反应生成 Mn2+ + Cl2