《氧化还原反应预习》课件

氧化还原反应预习什么是氧化还原反应？电子转移氧化还原反应本质上是原子之间发生电子转移的过程。氧化与还原失去电子的原子发生氧化，获得电子的原子发生还原。氧化还原反应的定义氧化还原反应是指物质发生电子得失的化学反应。失去电子的物质发生氧化，氧化数升高。得到电子的物质发生还原，氧化数降低。氧化还原反应的必要条件电子转移氧化还原反应本质上是电子转移的过程，涉及物质之间电子的得失。氧化数变化反应前后，至少有一种元素的氧化数发生变化，表明电子发生了转移。氧化还原反应的表示方法化学方程式用化学式表示反应物和生成物的反应过程，并标明反应条件和生成物系数的化学式电子转移用电子得失表示氧化还原反应过程，体现氧化还原反应的本质离子形式的氧化还原反应在溶液中，许多氧化还原反应以离子形式进行，例如，金属与酸的反应、金属与盐溶液的反应等。离子形式的氧化还原反应更能直观地体现电子转移的过程，便于我们理解反应的本质。电荷平衡与电子转移1电荷平衡氧化还原反应中，反应前后各元素的原子所带的电荷总数必须相等。2电子转移氧化还原反应本质上是电子转移的过程，氧化剂得到电子，还原剂失去电子。氧化数概念的引入定义氧化数指的是在一个化合物中，原子所带的假想电荷。作用方便判断元素的氧化还原反应，追踪电子转移的方向。确定氧化数的规则1单质单质中元素的氧化数为0。2简单离子简单离子中元素的氧化数等于其电荷数。3化合物化合物中各元素氧化数的代数和为零。4特殊情况一些特殊情况需要记住，例如氧元素一般为-2价，氢元素一般为+1价。氧化数计算实例分析化合物中的氧化数在化合物中，每个元素都具有特定的氧化数。元素的氧化数元素的氧化数可以通过已知氧化数的元素来计算。氧化数的应用氧化数可以用于判断氧化还原反应的类型，以及反应中元素的得失电子情况。氧化剂与还原剂的判断氧化剂获得电子，氧化数降低还原剂失去电子，氧化数升高氧化还原反应的类型简单氧化还原反应反应物和生成物中只涉及一种元素的氧化数发生变化复杂氧化还原反应反应物和生成物中涉及多种元素的氧化数发生变化简单氧化还原反应定义反应物和生成物中只涉及一种元素的化合价发生变化的氧化还原反应。特点反应过程较为简单，容易分析和判断。举例金属与酸反应，金属与非金属反应，非金属单质与化合物反应。复杂氧化还原反应多个元素发生氧化还原变化反应过程复杂，难以直接判断氧化剂和还原剂需要用电子转移法或氧化数变化法来分析氧化还原反应的程度1反应倾向性氧化还原反应的进行方向和程度，取决于反应物本身的性质，以及反应条件。2氧化剂和还原剂的强弱氧化剂越强，还原剂越弱，反应越容易进行。3反应条件的影响温度、浓度、催化剂等因素都可以影响反应的速率和程度。标准还原电位的概念定义标准还原电位是指在标准条件下（298K，101.325kPa，溶液浓度为1mol/L），将氧化态的物质还原成还原态的物质时，电极的电位值。符号用E°表示，单位为伏特（V）。重要性标准还原电位可以用来判断氧化还原反应发生的可能性，并预测反应的方向和程度。标准还原电位值的确定1标准氢电极作为参照电极2电极电势测量用标准氢电极作为参照3电位差测量确定标准还原电位标准还原电位的应用判断反应的方向利用标准还原电位，可以判断氧化还原反应发生的可能性和自发进行的方向。计算电池的电动势标准还原电位可以用于计算电池的电动势，预测电池的能量转换效率。预测电解反应的产物标准还原电位可以预测电解过程中发生反应的具体产物，以及所需的电解电压。电池原理与电池方程式1化学能电池内部的化学反应释放能量2电能释放的能量转化为电能3电子流电能驱动电子流动形成电流电池通过化学反应将化学能转化为电能。电池内部包含正负极和电解质溶液，正负极之间的化学反应产生电子流动，形成电流。电池方程式可以描述电池的化学反应过程，例如：Zn+Cu2+->Zn2++Cu。锌失去电子被氧化为锌离子，铜离子获得电子被还原为铜。电池的类型与应用一次电池一次电池是指只能使用一次的电池，用完后需要更换。常见的种类有碳锌电池、碱性电池和锂电池。这些电池通常用于电子设备、玩具、遥控器等。二次电池二次电池是指可以多次充电和放电的电池，通常也称为可充电电池。常见的种类有铅酸电池、镍镉电池、锂离子电池等。这些电池广泛应用于电动汽车、手机、笔记本电脑等。燃料电池燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，它使用燃料（如氢气、甲醇等）与氧化剂（如氧气）发生化学反应产生电能。燃料电池具有高效、清洁、无污染等优点，在未来有望取代传统的燃油汽车。电解质溶液的性质导电性电解质溶液能够导电，这是因为溶液中存在自由移动的离子。离子在电场的作用下定向移动，形成电流。化学性质电解质溶液中发生化学反应，可以导致溶液的性质发生改变。例如，酸性溶液可以与碱性溶液反应，生成盐和水。物理性质电解质溶液的物理性质，例如沸点、熔点和蒸气压，也会受到溶质和溶剂的影响。电解质溶液的电导率电解反应与电解质分解1电解反应在外加直流电的作用下，电解质溶液或熔融态电解质发生氧化还原反应，在电极上析出物质的过程。2电解质分解电解质在电解过程中，由于电流的作用，发生分解反应生成新物质的过程。常见的电解反应类型金属的电解电解可以用来从矿石中提取金属，例如电解熔融的氧化铝制取铝。非金属的电解电解可以用来制备一些非金属单质，例如电解饱和食盐水制取氯气。水的电解电解水可以产生氢气和氧气，是重要的工业生产方法。电解过程中的阳极反应金属阳极氧化金属阳极失去电子，形成金属离子进入溶液，或形成金属氧化物沉积在阳极表面。非金属阳极氧化非金属阳极失去电子，形成非金属离子进入溶液，或形成非金属气体逸出。电解水阳极反应电解水时，阳极上发生氧化反应，生成氧气。电解过程中的阴极反应1电子获得阴极是电子流入的电极，因此阴极反应通常是还原反应。2金属离子还原在电解过程中，金属离子在阴极获得电子，被还原成金属单质。3氢离子还原如果溶液中存在氢离子，它们也可以在阴极获得电子，生成氢气。电解反应的应用金属冶炼例如，电解熔融的氯化钠制取金属钠。电镀例如，用电解的方法在金属表面镀上其他金属，增强其耐腐蚀性和美观性。电解水电解水可以制取氢气和氧气，氢气作为清洁能源，氧气用于医疗和工业领域。氧化还原反应的平衡计算1平衡常数反映氧化还原反应进行的程度2能斯特方程计算非标准条件下的电动势3电极电位判断氧化还原反应的方向氧化还原反应的应用实例电池电池通过氧化还原反应将化学能转化为电能，广泛应用于各种电子设备。电镀利用氧化还原反应在金属表面镀上其他金属，增强其耐腐蚀性和装饰性。冶金利用氧化还原反应从矿石中提取金属，例如用碳