《氧化还原复习》课件

氧化还原复习欢迎进入氧化还原反应的深入探讨。本课程将全面回顾这一化学反应的核心概念、原理和应用。让我们一起揭开氧化还原反应的奥秘。氧化还原的定义氧化失去电子的过程，导致物质的氧化数增加。还原得到电子的过程，导致物质的氧化数减少。同时发生氧化还原反应中，氧化和还原同时发生，互为依存。氧化还原反应的过程1反应物接触氧化剂和还原剂相互接触，开始电子转移。2电子转移还原剂失去电子，氧化剂获得电子。3产物形成电子转移后，形成新的化学键，生成反应产物。氧化还原反应的本质1电子转移氧化还原反应的核心是电子的得失。2氧化数变化反应物的氧化数发生改变。3化学键重组电子转移导致化学键的断裂和形成。影响氧化还原反应的因素温度温度升高通常会加快反应速率。压力气相反应中，压力增大可能影响反应方向。催化剂催化剂可以降低活化能，加快反应速率。浓度反应物浓度增加通常会加快反应速率。氧化还原反应的规律电子守恒失去的电子数量等于得到的电子数量。氧化数守恒反应前后各元素的氧化数总和保持不变。电荷守恒反应前后体系的总电荷保持不变。氧化还原电势的概念定义氧化还原电势是衡量物质得失电子能力的量化指标。意义电势值越高，物质越容易被还原；电势值越低，物质越容易被氧化。氧化还原电势的测定1设置标准氢电极以标准氢电极为参比电极，电势定为0V。2构建电化学电池将待测半电池与标准氢电极连接。3测量电位差使用高阻电压表测量电池的电动势。4计算电势值根据测得的电动势计算待测半电池的电势。标准氧化还原电势半反应E°(V)Li++e-→Li-3.04Na++e-→Na-2.712H++2e-→H20.00Cu2++2e-→Cu+0.34F2+2e-→2F-+2.87氧化还原反应的自发性电势差反应的电势差（ΔE°）决定反应的自发性。自发条件当ΔE°>0时，反应自发进行。非自发条件当ΔE°<0时，反应不能自发进行。氧化还原反应的倾向性1强氧化剂标准电极电势越高，氧化性越强。2中等氧化还原性标准电极电势接近零，氧化还原性适中。3强还原剂标准电极电势越低，还原性越强。氧化剂和还原剂的性质氧化剂得到电子自身被还原使其他物质被氧化还原剂失去电子自身被氧化使其他物质被还原非金属元素的氧化还原反应氧气强氧化性，可与多种元素发生氧化还原反应。氯气强氧化性，可氧化许多金属和非金属。硫可作氧化剂或还原剂，具有多种氧化态。金属元素的氧化还原反应1活泼金属如钠、镁，易被氧化，常作还原剂。2过渡金属如铁、铜，可表现多种氧化态，反应灵活。3贵金属如金、铂，化学性质稳定，不易被氧化。离子反应中的氧化还原阴离子氧化如Cl-被氧化为Cl2，涉及电子的失去。阳离子还原如Cu2+被还原为Cu，涉及电子的得到。复杂离子如MnO4-转化为Mn2+，涉及多电子转移。配位化合物中的氧化还原中心金属中心金属离子的氧化态可能发生变化。配体某些配体可参与电子转移，影响整体反应。电子转移可能发生金属-配体间或配体-配体间的电子转移。生物体内的氧化还原过程呼吸作用葡萄糖被氧化，氧气被还原，释放能量。光合作用水被氧化，二氧化碳被还原，储存能量。代谢过程各种酶催化的氧化还原反应维持生命活动。化学电池的工作原理阳极氧化阳极失去电子，发生氧化反应。电子传递电子通过外电路从阳极流向阴极。阴极还原阴极得到电子，发生还原反应。电极电势和电池电动势电极电势单个电极相对于标准氢电极的电位差。电池电动势电池正极与负极之间的电位差，决定电池的输出电压。燃料电池和金属腐蚀燃料电池将化学能直接转化为电能的装置，效率高。金属腐蚀金属被环境氧化的过程，造成材料损失。防腐技术阴极保护、涂层、合金化等方法防止金属腐蚀。电解池与电解反应1外加电源提供电能驱动非自发反应。2阳极氧化阳极失去电子，发生氧化。3阴极还原阴极得到电子，发生还原。氧化还原反应的应用有机化合物的氧化还原醇的氧化醇可被氧化成醛、酮或羧酸。醛的氧化醛易被氧化成相应的羧酸。烃的氧化烃类可被氧化成醇、醛、酮等含氧化合物。生化反应中的氧化还原酶催化生物体内的氧化还原反应多由特定酶催化。辅酶如NAD+、FAD等，在电子传递中起重要作用。能量转换氧化还原反应常与ATP的合成或分解相关。光合作用中的氧化还原1光反应水分子被氧化，释放氧气和电子。2电子传递链电子经过一系列载体，产生ATP和NADPH。3暗反应利用NADPH还原二氧化碳，合成糖类。呼吸作用中的氧化还原糖酵解葡萄糖被部分氧化，产生丙酮酸。柠檬酸循环有机物被进一步氧化，释放电子。电子传递链电子最终传递给氧，产生水和ATP。蛋白质合成中的氧化还原二硫键形成半胱氨酸残基间的氧化形成二硫键，稳定蛋白质结构。翻译后修饰某些氨基酸残基可能经历氧化还原反应，影响蛋白功能。氧化应激过度氧化可能导致蛋白质功能失活或降解。核酸合成中的氧化还原脱氧核糖还原核糖被还原为脱氧核糖，是DNA合成的关键步骤。碱基修饰某些碱基可能发生氧化还原反应，影响基因表达。DNA修复氧化损伤的DNA通过还原酶等修复机制恢复正常。能源转换中的氧化还原太阳能电池光激发电子，产生电流。燃料电池氢气被氧化，氧气被还原，产生电能。锂离子电池充放电过程中，锂离子在电极间往返。环境保护中的氧化还原水处理使用氧化剂如氯气、臭氧处理污水。还原法去除重金属离子。大气治理催化转