第5章氧化还原反应
小于0.536 V
0.536 V ~ 1.087 V
1.087 V ~ 1.390 V
大于1.390 V
5.4.4 判断氧化反应进行的次序
先氧化还原能力最强的 先还原氧化能力最强的
,后氧化 ,后还原
; ;
Hale Waihona Puke 5.4.5 判断氧化反应进行的程度
Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu
(298 K)
5.4.6 测定某些化学常数
H2
N2 CO
5.2
氧化还原方程式的配平
HBrO3 + HCl
(1) 氧化数法(化合价法)
HClO + Br2
Cl
Br
先配平氧化数有变化的元素原子数,后配平氧化数没有变化的元素原子数:
配平氢,并找出参加反应(或生成)水的分子数:
5.2 氧化还原方程式的配平
(2)离子电子法
例:稀硫酸中,KMnO4 氧化 H2C2O4 氧化数发生变化 两个电对的半反应: 配平原子数:
?
?
因为 所以
将各物质相应的浓度带入能斯特方程后:
原电池的电动势为:
5.4 电极电势的应用
(2)判断氧化还原反应进行的方向
不符合以上对角线关系的物质不能自发反应!
判断反应
Pb2++Sn
Pb+Sn2+
能否在下面给出条件下进行? (1) 解:
c(Pb2+)=c(Sn2+)=1.0 mol· L-1
Sn 和 Pb2+ 符合对角线关系,反应可以自发进行!
氧化数与化合价的区别与联系
① 氧化数(原子的表观电荷数)有正负之分,且可为 分数,化合价(形成共价键时共用电子对数)不可能 为分数。 ② 离子化合物 :元素的氧化数正好等于离子的化合价。
③ 共价化合物 : 同一物质中同种元素的氧化数与共价 键的数目不一定相同。 例如 元素的氧化数 O O O : -2 C : +2 共价键的目 1 3 3
1 氧化(得电子 -氧化剂-被还原-还原半反应)电子偏移 还原 (失电子 -还原剂-被氧化-氧化半反应) 还原半反应 氧化半反应 Cu2+ + 2eZn - 2eCu2+ + Zn Cu Zn2+ Zn2+ + Cu
氧化还原全反应
2 氧化数
某元素一个原子的表观电荷数。表观电荷数不仅包括
电子的得失数,也包括电子的偏移数。 氧化数正负符号:电负性小的(失去电子 或电子对被偏离)为正值,电负性较大的( 得到电子或使电子对靠近)为负值
所以:
表 5-1 标准电极电势(298 K)
5.3.3 能斯特方程
电极反应
氧化态 + ze还原态
能斯特方程
298 K时
5.3.4 原电池的电动势与
原电池的电池总反应如下,求反应的 和
的关系
?
正极电极反应: 负极电极反应:
所以:
5.4 电极电势的应用
(1)计算原电池的电动势
与该原电池有关的电极反应及其标准电极电势
判断反应
Pb2++Sn
Pb+Sn2+
能否在下面给出条件下进行?
L-1,c(Sn2+)=2.0 mol· L-1 (2) c(Pb2+)=0.10 mol·
解:
Sn 和 Pb2+ 不符合对角线关系,反应不能进行!
5.4.3 选择氧化剂和还原剂
某氧化剂(
)
不能氧化上述阴离子 可以氧化 可以氧化 可以氧化 、 、 、
5.2 氧化还原方程式的配平
(2)离子电子法
例:稀硫酸中,KMnO4 氧化 H2C2O4 配平电荷数:
消去电子,配平离子式:
5.3 电极电势
(1)原电池
Zn和CuSO4的置换反应为 Zn+Cu2+
Zn2++Cu
负极,氧化反应: 正极,还原反应: 铜锌原电池总反应:
5.3.2
标准电极电势
测定锌电极标准电极电势的装置
测定以上原电池的电动势E为 0.34 V,试计算AgCl的
?
解得
5.5 元素电势图及其应用
元素电势图
应用一
酸性介质
比较元素各氧化态的氧化能力
氧化态 还原态
是最强氧化剂 是最强氧化剂
应用二
碱性介质
判断元素某氧化态能否发生歧化反应
因为
,
在水溶液中发生歧化
应用三
已知:
从几个相邻电对已知的
求算电对未知的
氧化数确定规则
(1)单质中,原子的氧化数为零;O2 Br2 (2)中性分子中,所有原子的氧化数代数和为零;
(3)复杂离子中,所有原子的氧化数和等于离子的电荷数;
单原子离子的电荷数为原子的等于所带电荷数; S2-
(4)氢原子、氧原子在化合物中的氧化数有定值:
氢在化合物中的氧化数通常为 +1,氧在化合物中的氧 化数通常为 -2;活泼金属氢化物(如:NaH)中氢的氧化数 为 -1 ;过氧化物中氧的氧化数为 -1;
无机及分析化学
(第五版)
1
第五章 氧化还原平衡
掌握氧化还原反应的基本概念; 掌握能斯特方程的有关计算; 掌握电极电势在有关方面的应用; 了解原电池电动势与吉布斯自由能之间的关系; 掌握元素电势图及其应用。
5.1
氧化还原反应的基本概念
酸碱滴定、
化学反应分类:(1)没有发生电子转移 沉淀反应、配位反应 (2)发生电子转移 氧化还原反应