第四章氧化還原反應(yīng)

濰坊科技學(xué)院教案課程名稱：無機(jī)化學(xué)授課人：課題第4章氧化還原反應(yīng)與應(yīng)用電化學(xué)4.1氧化還原方程式的配平4.2電極電勢(shì)課時(shí)2教學(xué)目的與要求1.了解原子軌道、概率和概率密度、電子云等概念；2.掌握四個(gè)量子數(shù)的名稱、符號(hào)和取值和意義。教學(xué)重點(diǎn)與教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)：四個(gè)量子數(shù)對(duì)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述；難點(diǎn)：掌握四個(gè)量子數(shù)的名稱、符號(hào)和取值和意義。教學(xué)過程主要內(nèi)容及步驟備注第4章氧化還原反應(yīng)與應(yīng)用電化學(xué)4.1氧化還原方程式的配平4.2電極電勢(shì)授課效果分析總結(jié)第4章氧化還原反應(yīng)與應(yīng)用電化學(xué)[復(fù)習(xí)導(dǎo)入]：基本概念：氧化還原反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)、氧化、還原、還原劑、氧化劑。4.1氧化還原方程式的配平一、氧化數(shù)：（1）1970年國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)確定：元素的氧化數(shù)是元素的一個(gè)原子的荷電數(shù),這個(gè)荷電數(shù)可由假設(shè)把每個(gè)鍵中的電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得。（2）氧化數(shù)的確定原則：①在單質(zhì)中，元素原子的氧化數(shù)為零。②O的氧化數(shù)一般為-2③H的氧化數(shù)一般為+1④中性分子中，各元素原子的氧化數(shù)的代數(shù)和為零。復(fù)雜離子中，各元素原子氧化數(shù)的代數(shù)和等于離子的總電荷。如H2O、SO42-例4.1：求NH4+中N的氧化數(shù)。（N的氧化數(shù)為-3）。例4.2求Fe3O4中Fe的氧化數(shù)。（Fe的氧化數(shù)為+8/3）。2.氧化還原方程式的配平⑴氧化數(shù)法---配平原則：①元素原子氧化數(shù)升高的總數(shù)等于元素原子氧化數(shù)降低的總數(shù)②反應(yīng)前后各元素的原子總數(shù)相等（元素守恒）配平步驟：（例題講解）優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、快速，既適用于水溶液中的氧化還原反應(yīng)，也適用于氣、固相的氧化還原反應(yīng)。離子—電子法（只適用于水溶液）配平原則：（1）反應(yīng)過程中氧化劑得到的電子數(shù)等于還原劑失去的電子數(shù)（得失電子數(shù)守恒）（2）反應(yīng)前后各元素的原子總數(shù)相等;同時(shí)反應(yīng)方程式兩邊的離子電荷總數(shù)也應(yīng)相等。配平步驟：（例題講解）4.2電極電勢(shì)1.原電池的概念：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置電極電極反應(yīng)正極(Cu極)Cu2++2e-→Cu還原反應(yīng)(電子流入的電極)負(fù)極(Zn極)Zn-2e-→Zn2+氧化反應(yīng)(電子流出的電極)電池反應(yīng)Cu2++Zn→Cu+Zn2+氧化還原電對(duì)：由同一種元素的氧化型物質(zhì)和還原型物質(zhì)構(gòu)成。例：氧化還原電對(duì)Zn2+/Zn2.原電池的表示方法：(-)Zn|Zn2+(c1)Cu2+(c2)|Cu(+)組成電極物質(zhì)中無金屬時(shí)，應(yīng)插入惰性電極。惰性電極：如Pt，石墨等能導(dǎo)電而不參加電極反應(yīng)的電極。Fe3+(c1)，F(xiàn)e2+(c2)|Pt(+)組成電極中的氣體物質(zhì)應(yīng)在導(dǎo)體這一邊，后面應(yīng)注明壓力。H+(c1)|H2(p),Pt(+)電極中含有不同氧化態(tài)同種離子時(shí)，高氧化態(tài)離子靠近鹽橋，低氧化態(tài)離子靠近電極，中間用“，”分開：Sn4+(c1)，Sn2+(c2)|Pt(+)參與電極反應(yīng)的其它物質(zhì)也應(yīng)寫入電池符號(hào)中：Cr2O72-(c1),H+(c2),Cr3+(c3)|Pt(+)4.2.2電極電勢(shì)的產(chǎn)生把金屬M(fèi)與其鹽M+溶液接觸面之間的電勢(shì)差，稱為該金屬的平衡電極電勢(shì)，即金屬離子與金屬單質(zhì)構(gòu)成的氧化還原電對(duì)(M+/M)的電極電勢(shì),記為E(M+/M)4.2.3電極電勢(shì)的測(cè)定電極電勢(shì)的絕對(duì)值現(xiàn)還無法測(cè)知但可用比較方法確定它的相對(duì)值。選用標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為比較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定它的電極電勢(shì)值為零.即E(H+/H2)=0V1.標(biāo)準(zhǔn)氫電極(-)Pt，H2(100kPa)|H+(1mol·L-1)電極反應(yīng)：2H++2e-→H22.電極電勢(shì)的測(cè)定欲確定某電極的電極電勢(shì)，可把該電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池，測(cè)其電動(dòng)勢(shì)(E)，則根據(jù)E=E+-E-即可求得待測(cè)電極的電極電勢(shì)。例：測(cè)定E(Cu2+/Cu)3.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)待測(cè)電極處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，物質(zhì)皆為純凈物，有關(guān)物質(zhì)的濃度為1mol·L-1，涉及到的氣體分壓為100kPa。所測(cè)得的電極電勢(shì)即為標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，記為E(M+/M)。電對(duì)電極反應(yīng)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-