第10章 氧化还原反应吉林大学无机化学
吉林大学 无机化学 课件—— (12)
二、电极电势Nernst方程
E ＝ E ø－RT/nF ·lnQ 其中Q为反应商 298K时： E ＝ E ø－0.0592/n ·lgQ 2Fe3+ (aq) + Cu←→ ←→2Fe2+(aq)+ Cu2+(aq) ←→ 据此：E＝ ϕ正－ ϕ负＝Eo－0.0592/n ·lg Q
E＝ ϕ正－ ϕ负＝（ ϕ 正 o－ ϕ 负 o) －0.0592/2 ·lg
二、反应∆rG 与电池电动势关系
Zn+ Cu2+(aq)←→ 2+(aq)+ Cu ←→Zn ←→ 标态下，∆rGø ＝ ∆fGøZn2+－ ∆fGøCu2+ 298K时 ＝－147.06－65.249＝－212.31kJ.mol-1 电功（非体积功）Wmax＝－∆G. 说明：前面热力学指出，可逆、平衡时∆G=0。那 是无其它功时，而有其它功时，体系自由能的减 少等于所做最大功，我们就是依据这一点计算的。 所以计算的电功、电动势均为可逆状态时的值。
二、电子－离子法 电子－
方法是：将反应式改写为半反应式，先将半反应 式配平，然后将这些半反应式加合起来，消去 其中的电子而配平。具体步骤： 以在酸性介质中反应 MnO4-+SO32- → Mn2++SO42-为例： 1.离子形式写出 反应主要物质 2.分别写出两个半反应 3.各自原子数和电荷数配平 4.注意依据反应介质，选择H+或OH－配平 5.得失的电子数相等（最小公倍数）
又如：MnO2＋Cl- → Mn2+＋Cl2 标态时自发吗? ϕøMnO2/Mn2+=1.24 < ϕøCl2/Cl-=1.36 ∴ 反应非自发 但在浓盐酸时可自发 MnO2＋4H+ +2e → Mn2++2H2O
PU第10章氧化还原反应与氧化还原滴定法-文档资料
Cr;6
+6
原
滴
定
法
一、基本概念
§10-1
氧 化
2．氧化与还原
(1) 定义
还
原
反 应
氧化还原反应：有电子得失或偏移的反应。
• 还原：物质获得电子的作用 Cu2+ + 2 e - → Cu
• 氧化：物质失去电子的作用 Zn → Zn2+ + 2 e -
以上两式为半反应，总反应：
第 十
Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+
章
氧 化
氧化数降低，还原反应
还
原
反
应
与 氧
氧化剂 ＋ 还原剂 还原产物 ＋ 氧化产物
化
还
原
滴
定 法
氧化数升高，氧化反应
一、基本概念
§10-1
氧 化
2．氧化与还原
（2）类型
还
原
反 ① 一般氧化还原反应：电子转移发生在两个或多个物质之间
应
Zn+Cu2+=Cu+Zn2+
第
进行的方向和次序，原电池电动势与氧化还原反
十
章
应平衡常数的关系。
氧 化
（4）元素电势图及其应用。
还
原 反
（5）掌握高锰酸钾法、碘量法和重铬酸钾法滴定条件
应
与
的选择和终点的确定。有关氧化还原滴定的计算。
氧
化
还
原
滴
定
法
第十章 氧化还原反应与氧化还原滴定法
§10-1 氧化还原反应
第 十
§10-2 原电池与电极电势
第
无机化学中的氧化还原反应
无机化学是研究无机化合物及其反应的一门学科，而氧化还原反应是无机化学中的重要内容之一。
所谓氧化还原反应，是指物质的电荷状态发生变化的化学反应，其中涉及到电子的转移过程。
本文将详细介绍无机化学中的氧化还原反应的定义、特征以及其在日常生活和工业生产中的应用。
首先，我们来了解氧化还原反应的定义。
氧化还原反应是指，在化学反应中，物质的电荷状态发生变化的过程。
在这个过程中，一个物质丧失电子，被氧化称为氧化剂；另一个物质获得电子，被还原称为还原剂。
氧化剂和还原剂总是成对存在的，一个物质的氧化只能与另一个物质的还原同时发生。
这是因为根据电子转移的守恒定律，电子不能被丢失或产生。
氧化还原反应有一些特征。
首先，氧化还原反应可以通过观察电子转移的过程来判断。
当一个物质失去电子时，它被氧化，同时它的氧化态增加。
当一个物质获得电子时，它被还原，同时它的氧化态减少。
其次，氧化还原反应是通过电子在反应过程中的转移而发生的。
电子的转移可以是直接的，也可以通过中间物质媒介。
最后，氧化还原反应一般伴随着能量的转化。
氧化剂和还原剂之间的电子转移通常会释放出能量，这使得氧化还原反应在生物体内的能量转化和工业生产中的能源开发中发挥着重要作用。
在日常生活中，氧化还原反应无处不在。
例如，金属的生锈就是一种常见的氧化还原反应。
当金属与氧气接触时，金属表面的金属离子会失去电子，被氧化生成金属氧化物。
同样，食物的烹调和焊接等过程中，也会出现氧化还原反应。
此外，许多化妆品的制备和使用也离不开氧化还原反应。
在工业生产中，氧化还原反应的应用也非常广泛。
例如，炼铁和生产钢铁时，氧化还原反应是不可或缺的过程。
在这个过程中，铁矿石中的铁被还原为金属铁，同时氧气与碳反应生成二氧化碳气体。
此外，电池的工作原理也是建立在氧化还原反应的基础上的。
电池中的化学反应产生电流，从而产生电能。
总之，无机化学中的氧化还原反应是一种重要的反应类型，它涉及电子转移、能量转化等多个方面。
第十章氧化还原反应
第四章 化學計量4-1第四章 化學計量◎ 單選題▼ 題目：等原子數目的C 與某未知原子的質量分別為0.48克、0.76克，1. 7.4/12 X 6.02 X 1023 = 3.71 X 10232. 7.4/12=7.1/x x= 11.51▼ 題目：汽車常裝有安全氣囊，當強烈碰撞時，瞬間引起下列反應，所產生的氣體快速充滿氣囊，可以達到保護車內人員安全的目的。
NaN 3→Na+N 2（注意此方程式尚未平衡）已知Na 與N 的原子量分別是23與14。
若氣囊中置65克的NaN 3，（Ｄ）3. 則NaN 3莫耳數有多少？ (A)6.5 (B)3.7 (C)2.3 (D)1。
解析 2NaN 3→2Na+3N 21422365=+4. 可產生N 2若干克？解析 328422⨯=克（C ）5. 已知3A+2B →2C, A 、B 、C 表不同分子，若A 、C 之分子量分別為24及72則求B 之分子量為？ (A)12 (B)36 (C)40 (D)48 (E)60。
解析 24×3+2B=2×72 B=36（Ｂ）6. 氫的原子量為1.01，則2.02克的氫氣所含的氫原子數門與下列哪一項的分子數目相同？ (A)1莫耳O 2(g) (B)2莫耳N 2(g) (C)1莫耳CO 2(g) (D)32莫耳NH 3(g)。
解析原子）（莫耳H 201.102.2=化學－課後練習解答4-2（Ｂ）7. 目前所使用的原子量，是以何種原子的質量為標準推算而得？ (A)自然碳 (B)碳-12 (C)自然氧 (D)氧-16。
（Ａ）8. 鉛的兩種氧化物，經分析得知其中分別含鉛的重量百分率為92.83%和89.62%，則當其所含的氧重相等時，所含之鉛量比約為若干？ (A)3：2 (B)2：1 (C)1：2 (D)2：3。
解析ⅠⅡⅠ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Pb 92.83 89.62 → 12.95： 8.63 → 3 2 O 7.17 10.381 ：11 1（B ）9. 實驗式為C 2H 3Cl(Cl=35.5)，若其分子量為190，則其分子式為(A)C 2H 3Cl (B)C 4H 6Cl 2 (C)C 6H 9Cl 3 (D)C 6H 12Cl 3。
第十章氧化还原反应
10.1.1 氧化数（值）
有电子得失或电子转移的反应，被称为氧化还原反应。
Cu2+ (aq) + Zn(s) Zn2+ (aq) + Cu(s) 得失电子
H2(g）+ Cl2（g） 2HCl（g）
电子偏移
氧化数：是指某元素的一个原子的荷电数，该荷电数是假定 把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得的。
Zn Zn2+ + 2e (氧化) Cu2+ + 2e Cu (还原)
氧化剂——得到电子的物质； 还原剂——失去电子的物质；
电对——同一元素不同氧化数的两种物质组成， 表示为 氧化型/还原型
Zn2+ / Zn ,
Cu 2+ / Cu ,
MnO4 / Mn 2+ ,
ClO
3
/
Cl
2
2KClO 3 2KCl + 3O2
小结
小结：
酸性介质： 多n个O加2n个H+，另一边加n个H2O
碱性介质： 多n个O加n个H2O，另一边加2n个OH-
[练习] 配平
KMnO4(aq) + K2SO3(aq) 中性介质MnO2(aq) + K2SO4(aq) KMnO4(aq) + K2SO3(aq) 碱性介质MnO24-(aq) + K2SO4(aq)
的原子总数各自相等且电荷数相等。
④确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数。 将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数，使得、 失电子数目相同。
⑤将两个半反应相加，得离子方程式。 ⑥有时根据需要可将其改为分子方程式。
普通化学 第十章 氧化还原反应.
6 Cu(NO3)2 + 3 H2SO4 + 10 NO
4.配平反应两边各元素原子个数，必要时加上适当数目的酸碱以及 水分子(H2O)。上式右边有12个未被还原的NO3-，所以左边要增加 12个HNO3。再检查氧和氢原子个数，显然应在反应式右边配上8个 H2O。两边各元素的原子数目相等后，把箭头改为等号。
例-2
HClO3 + P4 HCl + H3PO4
Cl5+ Cl-
氧化数降低 6
P4 4PO4 3- 氧化数升高20
10 HClO 3 + 3P4 10HCl + 12H3 PO4 方程式左边比右边少36个H原子，少18个O原子，应在 左边加18个H2O
10 HClO3 + 3P4 +18H2O 10HCl + 12H3 PO4
第十章 氧化还原反应
13
3.配平两个半反应，使两端原子数和电荷数相等。
MnO4- + 8 H+ +5e
Mn2+ + 4H2O
SO32- + H2O
SO42- + 2H+ + 2e
4.根据得失电子数相等的原则，将两个半反应式各乘适当的系数， 然后相加，消去电子，合并成一个配平的离子方程式。
MnO4- + 8 H+ +5e
8 3
-2
Fe3O4
第一节基本概念
2020/9/23
第十章 氧化还原反应
5
二、氧化还原反应、氧化剂、还原剂
凡是元素原子或离子的氧化数发生变化的反应，叫做 氧化还原反应。
Zn(s) Cu2 (aq) Zn 2 (aq) Cu(s)
内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应
氧化剂 还原剂 +1→-1 +2→+3
还原 氧化 产物 产物
0
+1
-1
Cl2 + H2O === HClO + HCl
歧化反应是自身氧化还原反应的特殊型。
氧化还原电对
氧化剂得电子氧化数降低、被还原，产物
具有弱还原性，是弱还原剂。
氧化剂与被还原产物组成氧化还原电对。
还原剂失电子氧化数升高、被氧化，产物
反应式左边多出8个H原子，右边应添加4个H2O
分子, 而且检查O原子也平衡的，最后改写成“＝”
3 Cu + 8 HNO3
3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4H2O
3 Cu + 8 HNO3 ＝ 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4H2O
As+32S-23＋HN+5O3→H3As+5O4＋H2S+6O4＋N+2O As2S3 : 2As 从＋3 到＋5 升高 2; 2×2 = 4
具有弱的氧化性是弱的氧化剂。
还原剂与被氧化的产物组成氧化还原电对。
例 Cu2+ + Zn = Zn2+ + Cu 氧化剂 还原剂 被氧化物 被还原物
Cu2+/Cu
氧化型 还原越强则还原型还原能力就越弱。
例：MnO4-/ Mn2+ MnO4- 氧化能力很强； Mn2+ 还原能力弱。
+5 -2
-1
0
2KClO3 ==== 2KCl + 3O2
+5
-1
+7
KClO3 ==== KCl + KClO4
高中化学竞赛课程 无机化学第十章 氧化还原和电化学
(2) 1/2Cl2 + e
Cl-
Cl- + 3H2O E10 = +1.45V E20 = +1.36V
试求(3) ClO3– + 6H+ + 5e
1/2Cl2 + 3H2O
E30 = ?
解:
反应(3) = (1) – (2)
G
0 3
=
G
0 1
–
G
0 2
0
0
0
E3 E1 – E2
– n3FE30 = – n1FE10 – (– n2FE20) 5E30 = 6E10 – E20
例
写出反应
Mg + 2H+
Mg2+ + H2
的电池符号、电极反应和电池反应。
答： 电池符号: 电极反应:
( ) Mg | Mg2+ (c1) || H+(c2) | H2(p), Pt ( + )
( ) Mg 2e ( + ) 2H+ + 2e
Mg2+ H2
惰性电极
电池反应: Mg + 2H+
Cr2O72-
2Cr3+
H2O2 + 2H+ + 2e = 2H2O
H2O2
H2O
氧化数: 指化合物中某元素的形式荷电数.
在单质或化合物中，假设把每个化学键中的电子指定给所 连接的两原子中电负性较大的一个原子，这样所得的某元 素一个原子的电荷数就是该元素的氧化数。
规定：(1) 单质中，元素的氧化数为零。如白磷P4
位反应时，必须在氧化还原半反应中表示出来。