氧化還原反及電化學(xué).doc

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1、第九章氧化還原反應(yīng)（教案撰寫：劉連偉）一、教學(xué)內(nèi)容：第九章氧化還原反應(yīng)二、教學(xué)目的：1.掌握氧化還原反應(yīng)的基本概念和氧化還原反應(yīng)式的配平方法；2.掌握電極電勢的概念和影響電極電勢的因素；3.掌握電極電勢在有關(guān)方面的應(yīng)用；4.掌握元素電勢圖及其應(yīng)用。三、教學(xué)重點：掌握氧化還原反應(yīng)的基本概念和氧化還原反應(yīng)式的配平方法；理解電極電勢的概念、影響電極電勢的因素；用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢判斷氧化劑和還原劑的強弱、氧化還原反應(yīng)的方向和計算平衡常數(shù)。學(xué)會通過能斯特方程式的計算來討論離子濃度變化對電極電勢、氧化還原反應(yīng)的影響

2、。四、學(xué)習(xí)難點：用離子–電子法配平氧化還原反應(yīng)方程式；電極電勢的概念的理解和能斯特方程式掌握；通過計算判斷非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時氧化還原反應(yīng)的方向。五、教學(xué)方法：講述法+動畫模擬+課堂討論+課堂練習(xí)教學(xué)進程：新課導(dǎo)入：化學(xué)反應(yīng)按有無電子得失或偏移可以分為兩大類：一類是在反應(yīng)過程中，反應(yīng)物之間沒有發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移或偏移，稱為非氧化還原反應(yīng)；另一類是在反應(yīng)過程中，反應(yīng)物之間發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移，其最顯著的特征是參加反應(yīng)的元素氧化數(shù)發(fā)生了改變，這一類反應(yīng)就是本章要討論的氧化還原反應(yīng)。第九章氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)最顯著的

3、特征是參加反應(yīng)的元素氧化數(shù)發(fā)生了改變，那么，什么是氧化數(shù)呢？第一節(jié)氧化數(shù)一、氧化數(shù)的概念氧化數(shù)：某元素原子的表觀電荷數(shù)。計算表觀電荷數(shù)時，假設(shè)把每個鍵中的電子指定給電負(fù)性相對較大的原子。例如：在HCl中，由于氯的電負(fù)性大，成鍵電子指定給氯，，備注：所以氯的氧化數(shù)為-1，氫為+l，這種形式上的表觀電荷數(shù)就是原子在化合物中的氧化數(shù)。提問：是否化合物中各元素的氧化數(shù)都用這種方法確定？確定氧化數(shù)的一般規(guī)則是：1.任何形態(tài)的單質(zhì)中元素的氧化數(shù)等于零；2.多原子分子中，所有元素的氧化數(shù)之和等于零；3.單原子離子

4、的氧化數(shù)等于它所帶的電荷數(shù)，多原子離子中所有元素的氧化數(shù)之和等于該離子所帶的電荷數(shù)；4.氫在化合物中的氧化數(shù)一般為+1，但在活潑金屬氫化物如NaH、CaH2中，氫的氧化數(shù)為-1；5.氧在化合物中的氧化數(shù)一般為-2，但在過氧化物如H2O2、Na2O2、K2O2和BaO2中氧的氧化數(shù)為-1，在超氧化物如KO2中氧的氧化數(shù)為-，在氟氧化物，如OF2中，氧的氧化數(shù)為+2；6.氟在化合物中的氧化數(shù)總是-1。的氧化數(shù)為-1，在超氧化物如KO2中氧的氧化數(shù)為-，在氟氧化物，如OF2中，氧的氧化數(shù)為+2；6.氟在化

5、合物中的氧化數(shù)總是-1。例如，根據(jù)以上規(guī)則計算Fe3O4中Fe的氧化數(shù)，設(shè)Fe的氧化數(shù)為x，則可由下式求得：3x＋4×(-2)＝0，x＝x＝+。又如在MnO中，設(shè)Mn的氧化數(shù)為y，則y＋4×(-2)＝-2，y＝+6。可見元素的氧化數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。課堂練習(xí)：l確定下列化合物中各元素的氧化數(shù)KMnO4、K2CrO7、Na2S2O3注意：判斷氧化數(shù)時不要與化合價混淆。二、氧化還原反應(yīng)的基本概念氧化還原反應(yīng)：反應(yīng)前后有氧化數(shù)發(fā)生改變的反應(yīng)1、氧化和還原在氧化還原反應(yīng)中元素氧化數(shù)升高的過程稱為氧化

6、，元素氧化數(shù)降低的過程稱為還原，例如在氧化還原反應(yīng)中，元素的氧化數(shù)之所以發(fā)生改變，其實質(zhì)是反應(yīng)中某些元素原子之間有電子的得失(或電子對的偏移)，氧化是失去電子的過程，還原是得到電子的過程。氧化還原反應(yīng)中，一些元素失去電子，氧化數(shù)升高，則必定一些元素得到電子，氧化數(shù)降低。也就是說，一個氧化還原反應(yīng)必然同時包括氧化和還原過程。2、氧化劑和還原劑氧化劑:氧化還原反應(yīng)中得到電子，氧化數(shù)降低的物質(zhì)。還原劑:失去電子，氧化數(shù)升高的物質(zhì)。氧化劑和還原劑中并不是所有元素的氧化數(shù)在反應(yīng)中都會發(fā)生變化，在大多數(shù)情況下，

7、僅是其中某種或幾種元素的氧化數(shù)變化。常見的氧化劑：活潑的非金屬單質(zhì)以及含較高氧化數(shù)元素的化合物或離子，如O2、F2、KMnO4、K2Cr2O7等。常用的還原劑：活潑的金屬單質(zhì)及含較低氧化數(shù)元素的化合物或離子，如Na、Mg、Zn、H2S、H2C2O4等。某些中間氧化數(shù)的物質(zhì)，隨反應(yīng)條件的不同既可以是氧化劑，又可以是還原劑。例如H2O2既可以是氧化劑，又可以是還原劑。有一類氧化還原反應(yīng)，氧化數(shù)的升高和降低都發(fā)生在同一化合物中。例如氯酸鉀分解生成氧氣的反應(yīng)反應(yīng)物KClO3中Cl的氧化數(shù)為+5，O的氧化數(shù)是

8、-2，反應(yīng)后它們的氧化數(shù)分別變?yōu)?1和0，氧化數(shù)發(fā)生變化的元素Cl和O在同一化合物中，這類特殊的氧化還原反應(yīng)稱為自氧化還原反應(yīng)。自氧化還原反應(yīng)中，如果得失電子發(fā)生在同一元素上，則稱其為歧化反應(yīng)。例如：3、氧化還原電對任何一個氧化還原反應(yīng)都可以看成是兩個半反應(yīng)之和：一是氧化劑(氧化型)在反應(yīng)過程中氧化數(shù)降低轉(zhuǎn)換為氧化數(shù)較低的還原型的半反應(yīng)，另一是還原劑（還原型）在反應(yīng)過程中氧化數(shù)升高轉(zhuǎn)換為氧化數(shù)較高的氧化型的半反應(yīng)。一對氧化型和還原型構(gòu)成的共軛體系稱為氧化還原電對，可用