4第四章氧化还原反应

第四章（氧化还原反应）教案-11第四章氧化还原反应板书：第4章氧化还原反应板书：4.1氧化还原方程式的配平板书：4.1.1氧化数法板书：1.氧化数：元素原子在其化合态中的形式电荷数副板书：离子化合物：阴、阳离子所带的电荷数，例如：NaCl共价化合物：共用电子对的偏向，例如：HCl板书：2.配平原则：（1）元素原子氧化数升高的总数等于元素原子氧化数降低的总数；（2）反应前后各元素的原子总数相等。板书：4.1.2离子－电子法板书：1.配平原则：（1）氧化剂所得到的电子数等于还原剂失去的电子数（2）反应前后各元素的原子总数相等。板书：例1：在酸性溶液中，高锰酸钾将亚硫酸氧化。反应的离子方程式：2224342MnOSOHMnSOHO在此反应中：氧化剂为：74MnO22Mn还原反应还原剂为：423SO624SO氧化反应还原半反应：2242584MnOeHMnHO电子转移数5e氧化半反应：52232422SOHOSOeH电子转移数为2e取电子转移最小公倍数，相加得：2224342256253MnOSOHMnSOHO板书：例2氯气在热的氢氧化钠溶液中发生歧化反应的配平反应式为：23270oCClNaOHNaClNaClOHO（条件：加热，温度70℃）歧化反应：02Cl1NaCl还原反应02Cl……53NaClO氧化反应第四章（氧化还原反应）教案-12还原半反应：5222CleCl电子转移数为2e氧化半反应：1232122610ClOHClOHOe电子转移数为10e取电子转移最小公倍数，相加得总反应的离子反应方程式：2326121026ClOHClClOHO整理后，得：2323653ClNaOHNaClNaClOHO板书：注：（1）若是酸性介质，只出现H，而不出现OH；（2）若是碱性介质，只出现OH，而不出现H。板书：表：要求大家最好能够背会介质条件反应方程式箭号左边添加物反应式左边氧原子数多于右边时反应式左边氧原子数少于右边时酸性H2HO碱性2HOOH中性2HO2HO板书：4.2.电极电势板书：4.2.1原电池板书：22ZnCuZnCu（化学能转化成热能）板书：在原电池中盐桥的作用：（1）构成回路；（2）中和过剩的电荷，使化学反应进一步进行。板书：（负极）氧化反应：22ZneZn（盐桥中的Cl-迁移过来以中和过剩的Zn2+）ZnCuSO4ZnZn2+Zn2+CuCu2+Cu2+负极正极AeKClClK第四章（氧化还原反应）教案-13板书：（正极）还原反应：22CueCu（盐桥中的K+移过来以中和过剩的SO42-）板书：总反应：22ZnCuZnCu（化学能转化成为电能）板书：1.电对：任何一个元素不同氧化态之间的关系称为电对。注：每一个电对可代表一个半反应板书：例如：MnO4-/Mn2+；Zn2+/Zn；Cu2+/Cu；H+/H2；Fe3+/Fe2+等板书：2.原电池的表示方法（原电池的符号）板书：（－）Zn/Zn2+（C1）//Cu2+（C2）/Cu（+）注：高氧化数物质写在靠近盐桥的位置。板书：例1.322422FeSnFeSn氧化半反应：242SneSn（原电池的负极）还原半反应：32FeeFe（原电池的正极）原电池的符号：（－）Pt/Sn2+（C1），Sn4+（C2）//Fe3+（C3），Fe2+（C4）/Pt（+）惰性电极：不参加电极反应，但是能够导电的物质。例2222ZnHZnH氧化反应：22ZneZn（原电池的负极）还原反应：222HeH（原电池的正极）原电池符号：（－）Zn/Zn2+（C1）//H+（C2）/H2（P），Pt（+）注：气态物质水溶液中，水溶液要与气体用“/”隔开，对于气体与固体之间可以用“/”也可以用逗号隔开。板书：4.2.2电解电势的产生板书：平衡电极电势见图：nMMne－－－－－－++++++++++++M双电层平衡电极电势金属溶解的倾向大于沉积的倾向时，金属表面带负电荷。Mn+e++－－－++－－－++M双电层平衡电极电势金属沉积的倾向大于溶解的倾向时，金属表面带正电荷。Mn+eM第四章（氧化还原反应）教案-14板书：4.2.3电极电势的测定板书：1.标准氢电极电势板书：标准氢电极的电极电势为零，即：20HHV板书：电动势：0E待测电极标准氢电极待测电极待测电极板书：2标准电动势：E板书：（－）Pt，H2（P0）/H+（1.0mol/L）//Cu2+（1.0mol/L）/Cu（+）标准电动势：20.34CuCuE板书：结论：（1）金属活动顺序表中越靠前的金属，其电对的越小，表明金属失电子能力越大，金属活性越高；（2）电对不随半反应而变例如：LieLi或是LieLi/LiLi（3）不随半反应系数而变化例如：Zn2++2e＝Zn2/0.763ZnZnV2Zn2++4e＝2Zn2/0.763ZnZnV（4）非标态时，不能用计算（5）代数值越小，其还原型物质的还原性越强（6）代数值越大，其氧化型物质的氧化性越强板书：4.2.4影响电极电势的因素：板书：1.电极的能斯特方程：对于任一电极，其电极反应可以写成：ne氧化型还原型能斯特方程：((/lnRTnF氧化型/还原型）氧化型还原型）氧化型还原型式中：(氧化型/还原型）为某浓度下电极的电极电势；(/氧化型还原型）为标准电极电势；第四章（氧化还原反应）教案-15[氧化型]表示反应中在氧化型一侧各物种相对浓度幂的乘积；[还原型]表示反应中在还原型一侧各物种相对浓度幂的乘积；n表示电极反应中，转移的电子数；R为摩尔气体常数，118.314RJKmol；T为热力学温度；F为法拉第常数，1196485FJVmol。板书：能斯特方程：((/0.0592lgn氧化型/还原型）氧化型还原型）氧化型还原型（298.15TK）板书：例题4.9解：电极反应：2327214627CrOHeCrHO氧化型还原型电极电势：2273142()()()0.0592lg6)CrOHCrCCC2-3+2-3+2727CrO/CrCrO/Cr(板书：注：（1）在能斯特方程式中，不列入固态，纯液体，以及稀溶液溶剂例如：2()22BrleBr电极电势：2((0.05921lg2)--22-Br/Br）Br/Br）Br(C氧化型一侧还原型一侧（2）电极反应书写形式以及反应系数，不会影响电极电势的大小。板书：例如：电极反应：22ZneZn22(/)/)0.0592lg21ZnZnZnZnC2+(Zn板书：电极反应：2242ZneZn，其电极电势为：板书：（3）对于气体反应，应写入气体的分压和标准压力例：电极反应：222CleCl222222(/)/)/)/)(/)()0.0592lg410.0592*2lg410.0592lg21ZnZnZnZnZnZnZnZnZnZnCCC2+2+2+，(Zn(Zn(Zn（不变）第四章（氧化还原反应）教案-16电极电势：22((0.0592lg2)ClClClPPC--22Cl/Cl）/Cl）(（类似于化学平衡常数）板书：（4）对于电极反应式中有H+或是OH-时，一定要列入电极电势的计算式中（酸度对的影响）例1：电极反应：242584MnOeHMnHO电极电势：4224428()()*()0.0592lg5MnOHMnOMnMnOMnMnCCC//注：正确书写并配平电极反应，正确找到反应中氧化型一侧的各种物质，以及还原型一侧的各种物质。板书：例2：电极反应:2327261427CrOeHCrHO电极电势：227232327273142()()*()0.0592lg6()CrOHCrOCrCrOCrCrCCC//板书：例3：实验室制取氯气的反应：2222()42MnOHClMnClClHO浓电极反应式：222422MnOHeMnHO（还原反应）原电池的正极222ClCle（氧化反应）原电池的负极已知：22()1.23MnOMnV/，2()1.36ClV/Cl由标准电极电势的数值可见：222()()MnOMnCl//Cl，所构成的原电池的电动势是小于零因此，该反应在标准条件下是无法正向进行的。但是若是在浓盐酸中：板书：正极的电极电势：22222224()()()()0.0592lg2HMnOMnMnOMnMnOMnMnCC///负极的电极电势：22(((0.0592lg2)ClClClPP---222-Cl/Cl）/Cl）/Cl）Cl(C板书：所以有：222()()MnOMnCl//Cl电池的电动势：222()()0MnOMnClE//Cl反应能够进行板书：4.2.5电极电势的应用第四章（氧化还原反应）教案-17板书：1.判断原电池的正、负极（计算原电池的电动势）板书：正极：电极电势较大的负极：电极电势较小的电动势：E标准电动势：E板书：2.判断氧化剂、还原剂的相对强弱板书：氧化型还原型越大，氧化剂的氧化性越强；氧化型还原型越大，还原剂的还原性越强。板书：例1：已知：24/1.51VMnOMn；2/1.36VClCl；2/1.065VBrBr；2/0.54VII；32/0.77VFeFe，判断各种物质的氧化型强弱。解：通过对各种电对电极电势的代数值进行比较后，可知：氧化剂：4MnO的氧化性最强；还原剂：I的还原性最强。板书：例2.已知：222/1.77VHOHO；24/1.51VMnOMn；222/0.675VOHO解：在通过对这三个电对的电极电势进行比较后发现，由于22224//HOHOMnOMn，所以我们不能通过高锰酸根离子将水直接氧化成为过氧化氢；相反，由于22224//OHOMnOMn，因此我们可以借助高锰酸根离子将过氧化氢氧化称为氧气，此时：板书：氧化剂：MnO4－还原Mn2+还原剂：H2O2氧化O2（我们很少将H2O2氧化成为O2，因此是特殊情况）板书：3.计算氧化还原反应的标准平衡常数例如：Cu2++Zn＝Zn2++Cu（+）222//0.0592lg2CuCuCuCuCuC(由于2CuC逐渐，所以2/CuCu逐渐)（-）222//0.0592lg2ZnZnZnZnZnC（由于2ZnC逐渐，所以2/ZnZn逐渐）第四章（氧化还原反应）教案-18平衡时：22//ZnZnCuCu，即：2222//0.05920.0592lglg22CuCuCuZnZnZnCC整理，得：222222//0.05920.0592lglg220.0592lg20.0592lg2CuCuZnZnZnCuZnCuCCCCK板书：4.计算弱电解质的电离常数板书：例题4.14：已知：2/0.545VHCNH，计算()aKHCN的值例题分析：电极反应式：2222HCNeHCNHCN电离平衡表达式：222HCNHCN所以，另一个电极反应式：222HeH解：设计