溶液中的氧化还原反应6

普通化学期末复习：电极电势（主要取决于标准电极电势）的能斯特方程式及影响电极电势的因素；元素电势（氧化数从高到低)及其应用。

溶液中的氧化还原反应

• 基本概念
  • 氧化数（可正可负可整可分可零）
    • 定义
      • 元素的氧化数是该元素一个原子的荷电数
    • 规则
      • ①单质氧化数为零
      • ②金属氢化物中氢的氧化数为-1，其他为+1，氟的电负性最大，氧化数总是-1，氧（一般-2 过氧化物-1 超氧化物-1/2）。
      • ③多原子分子中所有元素氧化数代数和等于零
      • ④单原子离子的氧化数等于所带电荷数，多原子离子所有元素氧化数的代数和等于该离子所带电荷数
      • ⑤除氟外的卤原子的氧化数
  • 氧化还原反应
    • 氧化还原反应（氧化反应：氧化数升高 还原反应：氧化数降低 反应前 氧化剂：氧化数较高 还原剂：氧化数较低）
      • 歧化反应（自氧化还原反应）
    • 半反应
    • 氧化还原电对（电对）：半反应中，同一元素不同氧化数的物种可以组成氧化还原电对 氧化态/还原态
  • 配平反应方程式
    • 氧化数法（同化合价配平法）
    • 离子—电子法（电子的得失）
      • 配平原则
      • 配平步骤
• 原电池与电极电势
  • 原电池以及表示方法
    • 原电池（化学能转化为电能）
      • 正极、负极
      • 电极反应（半电池反应）、电池反应
    • 原电池的表示方法（-）Zn|ZnSO4(c1)||CuSO4|Cu(+)
      • ①溶液中溶质需要在括号内标明浓度，气体需要注明分压，未注明认为是处于各自的标准状态（溶液浓度为1mol/dm3,气体的分压为100kPa）
      • ②如果组成电极的物质是非金属单质及其相应的离子，或者是同一种元素的不同氧化数的离子，则需外加辅助电极
    • 电极类型
      • ①金属—金属离子
      • ②气体—离子
      • ③金属—金属难溶盐或氧化物—负离子
      • ④氧化还原电极
  • 电极电势的产生
    • 双电层理论
  • 标准电极电势测量（相对值）
    • 标准氢电极
    • 标准电极电势的测量
    • 标准电极电势表（温度影响不大）
      • 标准电极电势值只与电极本性有关
      • ①一般采用还原电势表示
      • ②标准电极电势的强度性质没有加和性
      • ③分为酸表和碱表
      • ④水溶液
  • 标准电极电势的应用
    • 判断氧化剂和还原剂的相对强弱
      • -→+，氧化能力增强，得电子能力增强
    • 判断氧化还原的方向
• 电极电势（主要取决于标准电极电势）的能斯特方程式及影响电极电势的因素
  • 非标准与标准电极电势的关系：
  • 298.15K
  • 电极电势的能斯特方程式—浓度对电极电势的影响
    • ①与电极本性、温度、氧化态、还原态及相关介质的浓度或分压有关
    • ②浓度变化与电极电势变化
    • ③决定因素是标准电极电势
  • 影响电极电势的其他因素
    • 酸度
    • 沉淀生成
      • Ksp和能斯特方程的关系
    • 生成弱酸或弱碱
      • pH指示电极
• 电动势与氧化还原平衡
  • 原电池电动势与氧化还原吉布斯自由能变的关系
    • 原电池处于标准状态下：△rGm＝-nFE(F＝96485C/mol)
  • *用电池电动势判断氧化还原的自发性
    • E＞0，△rGm＜0，正向 E＜0，△rGm＞0，逆向 E＝0，△rGm＝0，平衡 非标准状态下电极电势需要计算
  • 标准电池电动势与氧化还原反应的平衡常数
    • 
      • ①与E有关，浓度无关
      • ②与n成正比
      • ③其他任意温度计算
      • 
• 元素电势（氧化数从高到低)及其应用
  • • 注意酸碱表
  • 应用
    • ①从已知的氧化还原电对的标准电极电势方便地计算另一个氧化还原电对的标准电极电势
    • ②歧化反应的发生（右＞左）
    • ③解释氧化还原的特性
• 注意： ①n为电子转移数 ②包括参加反应的所有物质 ③包含固体或液体，则它们的浓度为常数，认为是1
• 注意酸碱性

溶液中的氧化还原反应

• 基本概念
  • 氧化数（可正可负可整可分可零）
    • 定义
      • 元素的氧化数是该元素一个原子的荷电数
    • 规则
      • ①单质氧化数为零
      • ②金属氢化物中氢的氧化数为-1，其他为+1，氟的电负性最大，氧化数总是-1，氧（一般-2 过氧化物-1 超氧化物-1/2）。
      • ③多原子分子中所有元素氧化数代数和等于零
      • ④单原子离子的氧化数等于所带电荷数，多原子离子所有元素氧化数的代数和等于该离子所带电荷数
      • ⑤除氟外的卤原子的氧化数
  • 氧化还原反应
    • 氧化还原反应（氧化反应：氧化数升高 还原反应：氧化数降低 反应前 氧化剂：氧化数较高 还原剂：氧化数较低）
      • 歧化反应（自氧化还原反应）
    • 半反应
    • 氧化还原电对（电对）：半反应中，同一元素不同氧化数的物种可以组成氧化还原电对 氧化态/还原态
  • 配平反应方程式
    • 氧化数法（同化合价配平法）
    • 离子—电子法（电子的得失）
      • 配平原则
      • 配平步骤
• 原电池与电极电势
  • 原电池以及表示方法
    • 原电池（化学能转化为电能）
      • 正极、负极
      • 电极反应（半电池反应）、电池反应
    • 原电池的表示方法（-）Zn|ZnSO4(c1)||CuSO4|Cu(+)
      • ①溶液中溶质需要在括号内标明浓度，气体需要注明分压，未注明认为是处于各自的标准状态（溶液浓度为1mol/dm3,气体的分压为100kPa）
      • ②如果组成电极的物质是非金属单质及其相应的离子，或者是同一种元素的不同氧化数的离子，则需外加辅助电极
    • 电极类型
      • ①金属—金属离子
      • ②气体—离子
      • ③金属—金属难溶盐或氧化物—负离子
      • ④氧化还原电极
  • 电极电势的产生
    • 双电层理论
  • 标准电极电势测量（相对值）
    • 标准氢电极
    • 标准电极电势的测量
    • 标准电极电势表（温度影响不大）
      • 标准电极电势值只与电极本性有关
      • ①一般采用还原电势表示
      • ②标准电极电势的强度性质没有加和性
      • ③分为酸表和碱表
      • ④水溶液
  • 标准电极电势的应用
    • 判断氧化剂和还原剂的相对强弱
      • -→+，氧化能力增强，得电子能力增强
    • 判断氧化还原的方向
• 电极电势（主要取决于标准电极电势）的能斯特方程式及影响电极电势的因素
  • 非标准与标准电极电势的关系：
  • 298.15K
  • 电极电势的能斯特方程式—浓度对电极电势的影响
    • ①与电极本性、温度、氧化态、还原态及相关介质的浓度或分压有关
    • ②浓度变化与电极电势变化
    • ③决定因素是标准电极电势
  • 影响电极电势的其他因素
    • 酸度
    • 沉淀生成
      • Ksp和能斯特方程的关系
    • 生成弱酸或弱碱
      • pH指示电极
• 电动势与氧化还原平衡
  • 原电池电动势与氧化还原吉布斯自由能变的关系
    • 原电池处于标准状态下：△rGm＝-nFE(F＝96485C/mol)
  • *用电池电动势判断氧化还原的自发性
    • E＞0，△rGm＜0，正向 E＜0，△rGm＞0，逆向 E＝0，△rGm＝0，平衡 非标准状态下电极电势需要计算
  • 标准电池电动势与氧化还原反应的平衡常数
    • 
      • ①与E有关，浓度无关
      • ②与n成正比
      • ③其他任意温度计算
      • 
• 元素电势（氧化数从高到低)及其应用
  • • 注意酸碱表
  • 应用
    • ①从已知的氧化还原电对的标准电极电势方便地计算另一个氧化还原电对的标准电极电势
    • ②歧化反应的发生（右＞左）
    • ③解释氧化还原的特性
• 注意： ①n为电子转移数 ②包括参加反应的所有物质 ③包含固体或液体，则它们的浓度为常数，认为是1
• 注意酸碱性