第四章氧化还原反应

潍坊科技学院教案课程名称：无机化学授课人：课题第4章氧化还原反应与应用电化学4.1氧化还原方程式的配平4.2电极电势课时2教学目的与要求1.了解原子轨道、概率和概率密度、电子云等概念；2.掌握四个量子数的名称、符号和取值和意义。教学重点与教学难点重点：四个量子数对核外电子运动状态的描述；难点：掌握四个量子数的名称、符号和取值和意义。教学过程主要内容及步骤备注第4章氧化还原反应与应用电化学4.1氧化还原方程式的配平4.2电极电势授课效果分析总结第4章氧化还原反应与应用电化学[复习导入]：基本概念：氧化还原反应、氧化还原反应的本质、氧化、还原、还原剂、氧化剂。4.1氧化还原方程式的配平一、氧化数：（1）1970年国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)确定：元素的氧化数是元素的一个原子的荷电数,这个荷电数可由假设把每个键中的电子指定给电负性较大的原子而求得。（2）氧化数的确定原则：①在单质中，元素原子的氧化数为零。②O的氧化数一般为-2③H的氧化数一般为+1④中性分子中，各元素原子的氧化数的代数和为零。复杂离子中，各元素原子氧化数的代数和等于离子的总电荷。如H2O、SO42-例4.1：求NH4+中N的氧化数。（N的氧化数为-3）。例4.2求Fe3O4中Fe的氧化数。（Fe的氧化数为+8/3）。2.氧化还原方程式的配平⑴氧化数法---配平原则：①元素原子氧化数升高的总数等于元素原子氧化数降低的总数②反应前后各元素的原子总数相等（元素守恒）配平步骤：（例题讲解）优点：简单、快速，既适用于水溶液中的氧化还原反应，也适用于气、固相的氧化还原反应。离子—电子法（只适用于水溶液）配平原则：（1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还原剂失去的电子数（得失电子数守恒）（2）反应前后各元素的原子总数相等;同时反应方程式两边的离子电荷总数也应相等。配平步骤：（例题讲解）4.2电极电势1.原电池的概念：将化学能转变为电能的装置电极电极反应正极(Cu极)Cu2++2e-→Cu还原反应(电子流入的电极)负极(Zn极)Zn-2e-→Zn2+氧化反应(电子流出的电极)电池反应Cu2++Zn→Cu+Zn2+氧化还原电对：由同一种元素的氧化型物质和还原型物质构成。例：氧化还原电对Zn2+/Zn2.原电池的表示方法：(-)Zn|Zn2+(c1)Cu2+(c2)|Cu(+)组成电极物质中无金属时，应插入惰性电极。惰性电极：如Pt，石墨等能导电而不参加电极反应的电极。Fe3+(c1)，Fe2+(c2)|Pt(+)组成电极中的气体物质应在导体这一边，后面应注明压力。H+(c1)|H2(p),Pt(+)电极中含有不同氧化态同种离子时，高氧化态离子靠近盐桥，低氧化态离子靠近电极，中间用“，”分开：Sn4+(c1)，Sn2+(c2)|Pt(+)参与电极反应的其它物质也应写入电池符号中：Cr2O72-(c1),H+(c2),Cr3+(c3)|Pt(+)4.2.2电极电势的产生把金属M与其盐M+溶液接触面之间的电势差，称为该金属的平衡电极电势，即金属离子与金属单质构成的氧化还原电对(M+/M)的电极电势,记为E(M+/M)4.2.3电极电势的测定电极电势的绝对值现还无法测知但可用比较方法确定它的相对值。选用标准氢电极作为比较标准规定它的电极电势值为零.即E(H+/H2)=0V1.标准氢电极(-)Pt，H2(100kPa)|H+(1mol·L-1)电极反应：2H++2e-→H22.电极电势的测定欲确定某电极的电极电势，可把该电极与标准氢电极组成原电池，测其电动势(E)，则根据E=E+-E-即可求得待测电极的电极电势。例：测定E(Cu2+/Cu)3.标准电极电势待测电极处于标准态，物质皆为纯净物，有关物质的浓度为1mol·L-1，涉及到的气体分压为100kPa。所测得的电极电势即为标准电极电势，记为E(M+/M)。电对电极反应E/VLi+/LiLi++e-Li-3.040K+/KK++e-K-2.924Zn2+/ZnZn2++2e-Zn-0.7626H+/H22H++2e-2H20Cu2+/CuCu2++2e-Cu0.340O2/H2OO2+4H++4e-2H2O1.229Cl2/Cl-