《氧化還原復(fù)習(xí)》課件

氧化還原復(fù)習(xí)歡迎進(jìn)入氧化還原反應(yīng)的深入探討。本課程將全面回顧這一化學(xué)反應(yīng)的核心概念、原理和應(yīng)用。讓我們一起揭開氧化還原反應(yīng)的奧秘。氧化還原的定義氧化失去電子的過程，導(dǎo)致物質(zhì)的氧化數(shù)增加。還原得到電子的過程，導(dǎo)致物質(zhì)的氧化數(shù)減少。同時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)中，氧化和還原同時(shí)發(fā)生，互為依存。氧化還原反應(yīng)的過程1反應(yīng)物接觸氧化劑和還原劑相互接觸，開始電子轉(zhuǎn)移。2電子轉(zhuǎn)移還原劑失去電子，氧化劑獲得電子。3產(chǎn)物形成電子轉(zhuǎn)移后，形成新的化學(xué)鍵，生成反應(yīng)產(chǎn)物。氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)1電子轉(zhuǎn)移氧化還原反應(yīng)的核心是電子的得失。2氧化數(shù)變化反應(yīng)物的氧化數(shù)發(fā)生改變。3化學(xué)鍵重組電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)致化學(xué)鍵的斷裂和形成。影響氧化還原反應(yīng)的因素溫度溫度升高通常會(huì)加快反應(yīng)速率。壓力氣相反應(yīng)中，壓力增大可能影響反應(yīng)方向。催化劑催化劑可以降低活化能，加快反應(yīng)速率。濃度反應(yīng)物濃度增加通常會(huì)加快反應(yīng)速率。氧化還原反應(yīng)的規(guī)律電子守恒失去的電子數(shù)量等于得到的電子數(shù)量。氧化數(shù)守恒反應(yīng)前后各元素的氧化數(shù)總和保持不變。電荷守恒反應(yīng)前后體系的總電荷保持不變。氧化還原電勢(shì)的概念定義氧化還原電勢(shì)是衡量物質(zhì)得失電子能力的量化指標(biāo)。意義電勢(shì)值越高，物質(zhì)越容易被還原；電勢(shì)值越低，物質(zhì)越容易被氧化。氧化還原電勢(shì)的測(cè)定1設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)氫電極以標(biāo)準(zhǔn)氫電極為參比電極，電勢(shì)定為0V。2構(gòu)建電化學(xué)電池將待測(cè)半電池與標(biāo)準(zhǔn)氫電極連接。3測(cè)量電位差使用高阻電壓表測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)。4計(jì)算電勢(shì)值根據(jù)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)計(jì)算待測(cè)半電池的電勢(shì)。標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電勢(shì)半反應(yīng)E°(V)Li++e-→Li-3.04Na++e-→Na-2.712H++2e-→H20.00Cu2++2e-→Cu+0.34F2+2e-→2F-+2.87氧化還原反應(yīng)的自發(fā)性電勢(shì)差反應(yīng)的電勢(shì)差（ΔE°）決定反應(yīng)的自發(fā)性。自發(fā)條件當(dāng)ΔE°>0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。非自發(fā)條件當(dāng)ΔE°<0時(shí)，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。氧化還原反應(yīng)的傾向性1強(qiáng)氧化劑標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)越高，氧化性越強(qiáng)。2中等氧化還原性標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)接近零，氧化還原性適中。3強(qiáng)還原劑標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)越低，還原性越強(qiáng)。氧化劑和還原劑的性質(zhì)氧化劑得到電子自身被還原使其他物質(zhì)被氧化還原劑失去電子自身被氧化使其他物質(zhì)被還原非金屬元素的氧化還原反應(yīng)氧氣強(qiáng)氧化性，可與多種元素發(fā)生氧化還原反應(yīng)。氯氣強(qiáng)氧化性，可氧化許多金屬和非金屬。硫可作氧化劑或還原劑，具有多種氧化態(tài)。金屬元素的氧化還原反應(yīng)1活潑金屬如鈉、鎂，易被氧化，常作還原劑。2過渡金屬如鐵、銅，可表現(xiàn)多種氧化態(tài)，反應(yīng)靈活。3貴金屬如金、鉑，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被氧化。離子反應(yīng)中的氧化還原陰離子氧化如Cl-被氧化為Cl2，涉及電子的失去。陽離子還原如Cu2+被還原為Cu，涉及電子的得到。復(fù)雜離子如MnO4-轉(zhuǎn)化為Mn2+，涉及多電子轉(zhuǎn)移。配位化合物中的氧化還原中心金屬中心金屬離子的氧化態(tài)可能發(fā)生變化。配體某些配體可參與電子轉(zhuǎn)移，影響整體反應(yīng)。電子轉(zhuǎn)移可能發(fā)生金屬-配體間或配體-配體間的電子轉(zhuǎn)移。生物體內(nèi)的氧化還原過程呼吸作用葡萄糖被氧化，氧氣被還原，釋放能量。光合作用水被氧化，二氧化碳被還原，儲(chǔ)存能量。代謝過程各種酶催化的氧化還原反應(yīng)維持生命活動(dòng)?；瘜W(xué)電池的工作原理陽極氧化陽極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子傳遞電子通過外電路從陽極流向陰極。陰極還原陰極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。電極電勢(shì)和電池電動(dòng)勢(shì)電極電勢(shì)單個(gè)電極相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電位差。電池電動(dòng)勢(shì)電池正極與負(fù)極之間的電位差，決定電池的輸出電壓。燃料電池和金屬腐蝕燃料電池將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，效率高。金屬腐蝕金屬被環(huán)境氧化的過程，造成材料損失。防腐技術(shù)陰極保護(hù)、涂層、合金化等方法防止金屬腐蝕。電解池與電解反應(yīng)1外加電源提供電能驅(qū)動(dòng)非自發(fā)反應(yīng)。2陽極氧化陽極失去電子，發(fā)生氧化。3陰極還原陰極得到電子，發(fā)生還原。氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用有機(jī)化合物的氧化還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應(yīng)的羧酸。烴的氧化烴類可被氧化成醇、醛、酮等含氧化合物。生化反應(yīng)中的氧化還原酶催化生物體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)多由特定酶催化。輔酶如NAD+、FAD等，在電子傳遞中起重要作用。能量轉(zhuǎn)換氧化還原反應(yīng)常與ATP的合成或分解相關(guān)。光合作用中的氧化還原1光反應(yīng)水分子被氧化，釋放氧氣和電子。2電子傳遞鏈電子經(jīng)過一系列載體，產(chǎn)生ATP和NADPH。3暗反應(yīng)利用NADPH還原二氧化碳，合成糖類。呼吸作用中的氧化還原糖酵解葡萄糖被部分氧化，產(chǎn)生丙酮酸。檸檬酸循環(huán)有機(jī)物被進(jìn)一步氧化，釋放電子。電子傳遞鏈電子最終傳遞給氧，產(chǎn)生水和ATP。蛋白質(zhì)合成中的氧化還原二硫鍵形成半胱氨酸殘基間的氧化形成二硫鍵，穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。翻譯后修飾某些氨基酸殘基可能經(jīng)歷氧化還原反應(yīng)，影響蛋白功能。氧化應(yīng)激過度氧化可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能失活或降解。核酸合成中的氧化還原脫氧核糖還原核糖被還原為脫氧核糖，是DNA合成的關(guān)鍵步驟。堿基修飾某些堿基可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，影響基因表達(dá)。DNA修復(fù)氧化損傷的DNA通過還原酶等修復(fù)機(jī)制恢復(fù)正常。能源轉(zhuǎn)換中的氧化還原太陽能電池光激發(fā)電子，產(chǎn)生電流。燃料電池氫氣被氧化，氧氣被還原，產(chǎn)生電能。鋰離子電池充放電過程中，鋰離子在電極間往返。環(huán)境保護(hù)中的氧化還原水處理使用氧化劑如氯氣、臭氧處理污水。還原法去除重金屬離子。大氣治理催化轉(zhuǎn)