《无机与分析化学》课程教学资源（PPT课件）第六章 氧化还原反应与电化学 Oxidation-reduction reaction and electrochemistry

第6章 氧化还原反 应与电化学 Chapter 6 Oxidation-reduction reaction and electrochemistry

Oxidation-reduction reaction and electrochemistry Chapter 6 氧化还原反 应与电化学 第 6 章

本章教学要求 1. 理解氧化还原反应的基本概念； 2. 掌握氧化还原方程式的两种配平方法； 3.了解埃灵罕姆图的意义及其应用； 4.熟悉能斯特公式、影响电极电势的因素及 其应用 5.了解电势数据的两种图示法及其应用； 6. 简单了解电化学的应用。 上页 返回

1. 理解氧化还原反应的基本概念； 2. 掌握氧化还原方程式的两种配平方法； 3. 了解埃灵罕姆图的意义及其应用； 4. 熟悉能斯特公式、影响电极电势的因素及 其应用； 5. 了解电势数据的两种图示法及其应用; 6. 简单了解电化学的应用。 本章教学要求

6.1基本概念 The primary concept ofredox reaction 本章内容 6.2氧化还原反应方程式的配平 Balancing redox reaction equation 6.3 水溶液中氧化还原反应的自发性一电极 电势Spontaneity of redox reaction in aqueous solution -electrode potential 6.4影响氧化还原反应的动力学因素 Influence of dynamic factors on redox reaction 6.5应用电化学简介 Introduction to application electrochemistry 上页 下页目录 返回

6.1 基本概念 The primary concept of redox reaction 6.2 氧化还原反应方程式的配平 Balancing redox reaction equation 6.3 水溶液中氧化还原反应的自发性—电极 电势Spontaneity of redox reaction in aqueous solution — electrode potential 6.4 影响氧化还原反应的动力学因素 Influence of dynamic factors on redox reaction 6.5 应用电化学简介 Introduction to application electrochemistry

6.1基本概念 Basal concept 6.1.1 氧化与还原 Oxidization and reduction 6.1.2确定氧化数的规则 The rules for the determination of oxidation number 上页 下页 目录 返回

6.1 基本概念 Basal concept 6.1.1 氧化与还原 Oxidization and reduction 6.1.2 确定氧化数的规则 The rules for the determination of oxidation number

6.1.1 氧化与还原 (1)氧化还原概念的发展 起先2Mg(S+O2(g)=2Mg0S) 覆 与氧结合 后来 Mg→Mg2+2e 盖范 电子转移 现在 2P(S)+2Cl2(g)=2PCl30 扩 电子偏移 (2)氧化数(Oxidation number） 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。 上页 下页 目录返回

起先 2Mg(s)+O2(g) = 2MgO(s) 与氧结合 后来 Mg→Mg2++2e 电子转移 现在 2P(s)+2Cl2(g) = 2PCl3(l) 电子偏移 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。 （2）氧化数(Oxidation number) 6.1.1 氧化与还原 （1）氧化还原概念的发展 覆 盖 范 围 扩 大

(3)有关名词 氧化(oxidation): 氧化数增加的过程 还原(reduction:氧化数降低的过程 氧化剂(oxidizing agent）):提供电子的物质 还原剂(reducing agent)):得到电子的物质 氧化还原反应（Oxidation-reduction reaction,或 Redox reaction:指电子由还原剂向氧化剂转移 的反应。 前面曾经介绍过酸碱反应。您能将氧 化还原反应与酸碱反应联系起耒吗？ 上页 目录 返回

氧化(oxidation)：氧化数增加的过程 还原(reduction)：氧化数降低的过程 氧化剂(oxidizing agent)：提供电子的物质 还原剂(reducing agent)：得到电子的物质 （3）有关名词 氧化还原反应（Oxidation-reduction reaction,或 Redox reaction):指电子由还原剂向氧化剂转移 的反应。 前面曾经介绍过酸碱反应. 您能将氧 化还原反应与酸碱反应联系起来吗？

Que 什么是“氧化数”？ 它与“化合价”有否区别？ Solution 提示： 1. 氧化数概念没有确切的物理意义，是人为 的，确定数值有一定的规则； 2.“价”应该与“键”相联系。但依原子所形 成化学键数目来计算化合价则有很大的局限 性。 上页下页 目录返回

什么是“氧化数”？ 它与“化合价”有否区别？ 1. 氧化数概念没有确切的物理意义 ，是人为 的，确定数值有一定的规则； 2. “价”应该与“键”相联系。但依原子所形 成化学键数目来计算化合价则有很大的局限 性。 提示： Question 1 Solution

6.1.2确定氧化数的规则 1.单质的氧化数为零，如单质O,和S中0原子和S原 子的氧化数均为零。 2.单原子离子的氧化数等于离子所带的电荷，例如A+ 离子的氧化数为+3，表示为A(+3)。 3.除过氧化物（如HO2)、超氧化物（如KO2)和含有 F一O键的化合物（如OF,)外，化合物中O原子的 氧化数均为-2，例如H0中的0原子。 上页 下页 目录 返回

6.1.2 确定氧化数的规则 1. 单质的氧化数为零, 如单质 O2和 S8中 O 原子和 S 原 子的氧化数均为零。 2. 单原子离子的氧化数等于离子所带的电荷，例如Al3+ 离子的氧化数为 ＋3, 表示为 Al(+3)。 3. 除过氧化物 ( 如H2O2 )、超氧化物 ( 如KO2 ) 和含有 F－O 键的化合物 ( 如OF2 ) 外，化合物中O 原子的 氧化数均为 -2，例如 H2O 中的 O 原子

确定氧化值的规则 Oxidation number 4.卤化物中卤素原子的氧化数为1。 5.除二元金属氢化物（如NaH)外，化合物中H 原子的氧化数均为+1，如HSO,中的H原子。 6.电中性化合物各元素氧化数的代数和等于零； 多原子离子中各元素氧化数的代数和等于该离 子所带电荷数。 上页 下页目录返回

4. 卤化物中卤素原子的氧化数为 -1。 5. 除二元金属氢化物 ( 如 NaH )外,化合物中 H 原子的氧化数均为+1，如H2SO4中的H原子。 6. 电中性化合物各元素氧化数的代数和等于零； 多原子离子中各元素氧化数的代数和等于该离 子所带电荷数

Ques 确定下列化合物中S原子的氧化数： (a)H2SO:(b)Na2S2O3;(c)K2S2Os; (@)so;(e)s4oi。 Solution 设题给化合物中S原子的氧化数依次为x1, x2,x3,x和x,根据上述有关规则可得： (a)2(+1)+1(c+4(-2)=0 x=+6 (b)2(+1)+2(x,)+3(-2)=0 x2=+2 (c)2(+1)+2(c3)+8(-2)=0 x3=+7 (d)1(c+3(-2)=-2 x4=+4 (e)4c)+6(-2)=-2 xs=+2.5 上页 下页 目录 返回

Solution 设题给化合物中S原子的氧化数依次为x1 , x2 , x3 , x4和x5 , 根据上述有关规则可得: (a) 2(+1)+1(x 1)+4(-2)=0 x 1 =+6 (b) 2(+1)+2(x 2)+3(-2)=0 x 2 =+2 (c) 2(+1)+2(x 3)+8(-2)=0 x 3 =+7 (d) 1(x 4)+3(-2)=-2 x 4 =+4 (e) 4(x 5)+6(-2)=-2 x 5 =+2.5 Question 2 确定下列化合物中S原子的氧化数： (a) H2SO4；(b) Na2S2O3；(c) K2S2O8； (d) SO 2 3；(e) 。 2 S4O6