7.1基本概念（课件）-《无机化学》同步教学（北京出版社）

Atomic Structure Chapter 1 第七章 氧化还原 与电极电势 1、掌握利用电极电势判断氧化还原反应的方向和极限；初步掌握标准电极电势及其应用。 2、熟悉氧化还原反应方程式的配平及氧化数的概念； 3、了解原电池的构成、表示；电极电势的产生及一般理论计算；掌握能斯特方程，了解电极电势的应用。 教学目标和要求 第一节 基本概念 指某元素的一个原子的荷电数，该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得的。 一、氧化数 氧化数是一个有一定人为性的、经验的概念。因为氧化数是按一定规则指定了的一种数字，用它来表示元素原子在 化合状态时 的形式电荷数，所以它可以是正数、负数，也可以是分数（或小数）。 什么是“氧化数”？ 它与“化合价”有否区别？ 1、氧化数概念没有确切的物理意义 ，是人为的，确定数值有一定的规则； 2、 “价”应该与“键”相联系，但依原子所形成化学键数目来计算化合价则有很大的局限性。 Solution Question 1 1970年，国际纯粹化学和应用化学学会（IUPAC）较严格地定义了氧化数的概念。 1、单质的氧化数为零, 如单质 O2 和 S8中 O 原子和 S 原子的氧化数均为零。 2、单原子离子的氧化数等于离子所带的电荷，例如Al3+离子的氧化数为 ＋3, 表示为 Al(+3)。 3、除过氧化物 ( 如H2O2 )、超氧化物 ( 如KO2 ) 和含有 F－O 键的化合物 ( 如OF2 ) 外，化合物中O 原子的氧化数均为 -2，例如 H2O 中的 O 原子。 确定氧化数的规则 Oxidation number 4、 卤化物中卤素原子的氧化数为 -1。 5、 除二元金属氢化物 ( 如 NaH )外,化合 物中 H 原子的氧化数均为+1，如 H2SO4 中的H原子。 6、电中性化合物各元素氧化数的代数和 等于零；多原子离子中各元素氧化数的代数和等于该离子所带电荷数。 确定氧化数的规则 Oxidation number Solution 设题给化合物中S原子的氧化数依次为x1, x2, x3, x4和 x5, 根据上述有关规则可得: (a) 2(+1)+1(x 1)+4(-2)=0 x 1=+6 (b) 2(+1)+2(x 2)+3(-2)=0 x 2=+2 (c) 2(+1)+2(x 3)+8(-2)=0 x 3=+7 (d) 1(x 4)+3(-2)=-2 x 4=+4 (e) 4(x 5)+6(-2)=-2 x 5=+2.5 确定下列化合物中S原子的氧化数： (a) H2SO4；(b) Na2S2O3；(c) K2S2O8； (d) SO32- ；(e) S4O62- 。 Question 2 起先 2Mg(s)+O2(g) = 2MgO(s) 与氧结合 CuO+H2=Cu+H2O 氧的得失 后来 2Na+Cl2= 2NaCl 化合价升降 Mg→Mg2++2e 电子转移 现在 2P(s)+3Cl2(g) = 2PCl3(l) 电子偏移 二、氧化与还原反应的实质 氧化还原概念的发展 覆盖范围扩大 Inorganic Chemistry 氧化：氧化数增加的过程。 还原：氧化数降低的过程。 三、有关名词 氧化还原反应: 指电子由还原剂向氧化剂转移的反应。 前面曾经介绍过酸碱反应，您能将氧化还原反应与酸碱反应联系起来吗？ 氧化剂：得到电子的物质。 还原剂：失去电子的物质。 失电子，被氧化，是还原剂。 四、氧化还原反应的类型 1、两种不同物质之间的反应 2Na + Cl2 = 2NaCl (电子由钠转移给了氯原子) H2 + Cl2 = 2HCl (共用电子对偏向氯原子) 2、分子内的反应 2KClO3 = 2KCl + 3O2 Cl2 + H2O = 2HClO + HCl (歧化反应) 3、多种元素