無(wú)機(jī)化學(xué)_第9講 電化學(xué)基礎(chǔ).pdf

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1、第八章電化學(xué)基礎(chǔ)?電化學(xué)是研究通過(guò)電流產(chǎn)生化學(xué)變化(電解池)和通Oxidation–ReductionReactionandBasisof過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能(原電池)的化學(xué)領(lǐng)域。Electrochemistry?氧化還原是電極反應(yīng)、電極電位與電動(dòng)勢(shì)的基礎(chǔ)8.1氧化還原反應(yīng)?應(yīng)用范圍V各類化學(xué)電源，如鉛酸電池、鋰電、鎘電池、釩電池及8.2原電池與電池電動(dòng)勢(shì)燃料電池（車用、心臟起搏器、微型助聽器等）8.3電極電勢(shì)V體內(nèi)的生化反應(yīng)許多是氧化還原反應(yīng)，是人類獲取能量的來(lái)源8.4電動(dòng)勢(shì)與電極電勢(shì)的應(yīng)用V許多生物電

2、現(xiàn)象與電化學(xué)有關(guān)，如心電、腦電、肌電等V水溶液的pH值和氟離子等離子活度的測(cè)定，生物傳感8.5電解與金屬防腐器、電解合成法、金屬防腐等也與電化學(xué)有關(guān)。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)8.1.1氧化數(shù)(oxidationnumber)8.1氧化還原反應(yīng)?氧化數(shù)：是一個(gè)原子的荷電數(shù)，這種荷電數(shù)是人BasicConceptsofOxidation–ReductionReaction為地將成鍵電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得的ò說(shuō)明：氧化數(shù)并非純屬人為規(guī)定，它是有實(shí)驗(yàn)根據(jù)的ò區(qū)別：電負(fù)性是指原子在分子中吸引電子能力的大小8.1

3、.1氧化數(shù)?四個(gè)概詞匯ò氧化（氧化數(shù)增加的過(guò)程）8.1.2氧化還原的概念ò還原（氧化數(shù)降低的過(guò)程）ò氧化劑（electronacceptor）8.1.3氧化還原反應(yīng)方程式的配平ò還原劑（electrondonor）無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)?確定氧化數(shù)的規(guī)則ò單質(zhì)中，元素的氧化數(shù)為零。求在Na2S4O6分子中S的氧化值ò單原子離子中，氧化數(shù)等于該離子所帶的電荷數(shù)。Question1ò大多數(shù)化合物中，氫的氧化數(shù)為+1，只有在金屬氫化物非極性共價(jià)鍵極性共價(jià)鍵配中氫的氧化數(shù)為-1。位鍵ò氧的氧化數(shù)：通常為-2，如H2O

4、OO2-?特別地：在過(guò)氧化物中為-1，如H2O2；在超氧化物中為-1/2，如KO2；在氟的氧化物中，如OF2和O2F2中分別為+2和+1。OSSSSOò中性分子中，各元素原子的氧化數(shù)的代數(shù)和為零，復(fù)雜離子的電荷等于各元素氧化數(shù)的代數(shù)和。ò例：H5IO6I氧化數(shù)+7；S2O32-S氧化數(shù)+2OOS4O62-S的氧化數(shù)+2.5；Fe3O4Fe氧化數(shù)+2S的氧化值5005平均值2.5無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)1有機(jī)化合物中碳原子的氧化值計(jì)算規(guī)則?表觀氧化數(shù)的計(jì)算：一般氫為+1，氧為-2，氮為-3，鹵原子-1，然后根據(jù)電

5、中性原理計(jì)算碳V如：CH3CH2OH→CH3CHO→CH3COOHQuestion2V碳原子-2-10?實(shí)際氧化數(shù)計(jì)算：根據(jù)電負(fù)性計(jì)算（電負(fù)性大誰(shuí)是負(fù)的），然后計(jì)算一個(gè)原子與其所有相連原子的什么是“化合價(jià)”？氧化數(shù)的代數(shù)和，同一個(gè)分子中碳原子的實(shí)際氧化它與“氧化值”有無(wú)數(shù)大多是不一樣的。?碳原子與碳原子相連，無(wú)論是單鍵還是重鍵，碳原子區(qū)別？的氧化值為零；?碳原子與氫原子相連接算作-1；?有機(jī)化合物中O，N，S，X等的電負(fù)性都比碳大；?碳原子以單鍵、雙鍵或叁鍵與雜原子聯(lián)結(jié)，碳原子的氧化值算作+l，+2或+

6、3。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)?氧化數(shù)與化合價(jià)的異同8.1.2氧化還原反應(yīng)00+2-2?化合價(jià)又稱原子價(jià)，它表示各種元素的原子相互化合的數(shù)目。通常以氫的化合價(jià)等于1為標(biāo)準(zhǔn)。1)2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)與氧結(jié)合?化合價(jià)分為電價(jià)和共價(jià)。電價(jià)與離子鍵相對(duì)應(yīng)，一種元素0+2的原子，失去電子有正價(jià)，得到電子有負(fù)價(jià)，且價(jià)數(shù)等于得2)Mg→Mg2++2e電子轉(zhuǎn)移失的電子數(shù)目；共價(jià)與共價(jià)鍵相對(duì)應(yīng)，在數(shù)值上等于原子間00+3-3的共用電子對(duì)數(shù)或共價(jià)鍵數(shù)。如NH3中，N為3價(jià)，H為1價(jià)。3)2P(s)+2Cl2(g)

7、=2PCl3(l)電子偏移V注意：氧化還原反應(yīng)氧化數(shù)與化合價(jià)只在離子化合物和兩種元素的原子組成的共價(jià)化合物中一致，但在有些有機(jī)化合物中二者不一致?！须娮拥檬Щ螂娮悠频姆磻?yīng)?；蟽r(jià)不能為分?jǐn)?shù)，而氧化數(shù)可以。或——反應(yīng)前后氧化數(shù)發(fā)生變化的反應(yīng)。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)對(duì)氧化還原反應(yīng)：8.1.3氧化還原反應(yīng)方程式的配平Cu2++Zn==Zn2++Cu配平方法一、氧化數(shù)法O1R1O2R2Cu2+/Cu，Zn2+/Zn稱為氧化還原電對(duì)。配平原則(1)元素原子氧化數(shù)升高的總數(shù)等于元素原氧化態(tài)和還原態(tài)成共軛關(guān)系：子氧化

8、數(shù)降低的總數(shù)Base+H+?Acid(2)反應(yīng)前后各元素的原子總數(shù)相等HPO42-+H+?H2PO4-水溶液Ox+ne?Red(半反應(yīng))適用于中的氧化還原反應(yīng)非水體系Zn2++2e?Zn無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)2配平步驟例：用氧化數(shù)法配平氯酸與磷作用生成氯化氫和磷酸的反應(yīng)。?寫出未配平的基本反應(yīng)式，在涉及氧化還原過(guò)+50-1+5?HClO3+P4→HCl+H3PO4程的有關(guān)原子上方標(biāo)出氧化值Cl:(+5)→(-1)=+6?計(jì)算相關(guān)原子氧化值上升和下