《无机化学》课件-7.1.2-氧化数与离子电子配平法.pptx

第 7 讲 电化学基础 7.1 氧化数，离子电子配平法7.1 Oxidation Number, Ion electron balance知 行 合 一 、 经 世 致 用能源的开发与利用石油 煤 风能太阳能开发可再生的清洁能源是建设“资源节约 型、环境友好型”社会的重要课题你了解新能源车吗？ BYD 什么是电池？其工作原理如何？出镜 近年来，新能源汽车的发展可谓如日中天。在国产新能源汽车里，比亚迪新能源汽车绝对是当之无愧的王者。比亚迪最初从做电池起步，后来才进军汽车行业。你知道吗？ 生活中的 电池类型汽车铅蓄电池 铅酸蓄电池 5 号电池碱性锌锰电池手机电池锂离子电池燃料电池太阳能电池电化学 简介- 它是 研究化学现象与电现象之间关系的学科 ，属于物理化学的范畴。- 主要研究对象： 化学能与电能之间的转化。对于自发的化学反应，若将它置于 原电池 中进行时，可对外做电功 使化学能转化为电能 ；对于非自发 的化学反应 ，若将它置 于 电解池中对其做电 功 ，则可使 反应发生而 实现 电能到化学能的转变。知 行 合 一 、 经 世 致 用与电化学相关的领域：? 电极反应、电极电势与电池电动势；? 化学电源、电解合成法、金属防腐；? 溶液的 pH 值、氟离子等活度的测定；? 新陈代谢、神经传导、生物传感和生物电等。- 氧化还原反应 是电化学的基本反应。 本讲主要内容 氧化还原反应 原电池与电池电动势 电极电势 能斯特方程及其应用 电解与金属防腐知 行 合 一 、 经 世 致 用本次课主要内容： 氧化还原的概念 氧化数及其确定规则 氧化数与化合价的异同 离子电子法配平氧化还原反应知 行 合 一 、 经 世 致 用 氧化还原反应是一类十分重要的化学反应 ，它不仅在人类文明的发展中发挥过至关重要的作用 ，如火药的发明 、 金属的冶炼等 ，而且是人类获取 能量的来源 。燃烧烟花冶炼金属知 行 合 一 、 经 世 致 用氧化还原的概念① 2Mg(s) + O 2 (g) = 2MgO(s) CuO(s) + H 2 (g) = Cu(s) + H 2 O(l)② Mg → Mg 2+ + 2e与氧化合称为 氧化含氧物失氧称为 还原 电子得失0+2Cu 2+ + 2e → Cu+20电子偏移③ 2P(s) + 2Cl 2 (g) = 2PCl 3 (l) 0 1 ？ 0 ？ 3 -1 ？ 1 ？氧化还原反应的实质： 电子的得失或偏移那对于一些只有电子偏移的反应，应该如何判断物质是氧化了还是还原了呢？ 即使是只有电子的偏移 ，也必将引起某些原子的价电子层结构发生改变 ，从而改变这些原子的带电状态。为了描述原子带电状态的变化 ，表明元素氧化或还原的程度 ，有必要提出 氧化数 的概念 。氧化数(oxidation number)- 氧化 数 是 元素一个原 子的 表观荷 电数 ，这种 荷电 数 是人为地将共用电子对中的 成键电子指定给电负性 较大的原子而求得的 。其数值与原子形成分子或离 子时得失或偏移的电子数有关。 电负性： 指原子在分子中吸引电子能力的大小。从这个意义上， 氧化还原反应 又可定义为：反应前后氧化数发生变化的反应。? 氧化数增加 的过程，称为 氧化 ；? 氧化数降低 的过程，称为 还原 。? 氧化与还原两个“半反应”中的 主要反应物和产物 ，构成一个 电对 。通常，在一个自发的氧化还原反应中，还原剂发生氧化反应，氧化剂发生还原反应。氧化数的确定规则- 单质中，元素的氧化数为零。- 在单原子离子中，元素的氧化数等于该离子所带的电荷数 。- 碱金属为 +1 ，碱土金属为 +2 。- 在大多数化合物中，氢的氧化数为 +1 ；- 只有在金属氢化物中氢的氧化数为 -1 。- 通常，氧在化合物中的氧化数为 -2 ；但在过氧化物等特殊氧化物中， 氧的氧化数不同。正常氧化物中过氧化物中超氧化物中氟氧化物中-2-1-1/2+2+1H 2 OH 2 O 2 KO 2 OF 2 O 2 F 2氧 的氧化数- 中性分子中，各元素原子的氧化数的代数和为零 ；- 复杂离子的电荷等于各元素氧化数的代数和。 例： H 5 IO 6 中 I 的氧化数为 +7 ； S 2 O 32- 中 S 的氧化数为 +2 ；83Fe 3 O 4 中 Fe 的氧化数为 +。例： 在 S 4 O 62- 中 S 的氧化值为多少？非极性共价键极性共价键配位键OO2 –OSSSSOOO答案： 在 S 4 O 62- 中 S 的氧化值为 +2.5 。 （是一种平均表观荷电数）氧化数与我们学过的化合价有什么区别呢？- 化合价 表示各种元素的原子相互化合的数目 。 通常以氢的化合价等于 1 为标准。化合价? 化合价分为 电价 和 共价 。? 电价与离子键相对应。 一种元素的原子，失去电子有正价，