《氧化還原反應預習》課件

氧化還原反應預習什么是氧化還原反應？電子轉移氧化還原反應本質上是原子之間發(fā)生電子轉移的過程。氧化與還原失去電子的原子發(fā)生氧化，獲得電子的原子發(fā)生還原。氧化還原反應的定義氧化還原反應是指物質發(fā)生電子得失的化學反應。失去電子的物質發(fā)生氧化，氧化數(shù)升高。得到電子的物質發(fā)生還原，氧化數(shù)降低。氧化還原反應的必要條件電子轉移氧化還原反應本質上是電子轉移的過程，涉及物質之間電子的得失。氧化數(shù)變化反應前后，至少有一種元素的氧化數(shù)發(fā)生變化，表明電子發(fā)生了轉移。氧化還原反應的表示方法化學方程式用化學式表示反應物和生成物的反應過程，并標明反應條件和生成物系數(shù)的化學式電子轉移用電子得失表示氧化還原反應過程，體現(xiàn)氧化還原反應的本質離子形式的氧化還原反應在溶液中，許多氧化還原反應以離子形式進行，例如，金屬與酸的反應、金屬與鹽溶液的反應等。離子形式的氧化還原反應更能直觀地體現(xiàn)電子轉移的過程，便于我們理解反應的本質。電荷平衡與電子轉移1電荷平衡氧化還原反應中，反應前后各元素的原子所帶的電荷總數(shù)必須相等。2電子轉移氧化還原反應本質上是電子轉移的過程，氧化劑得到電子，還原劑失去電子。氧化數(shù)概念的引入定義氧化數(shù)指的是在一個化合物中，原子所帶的假想電荷。作用方便判斷元素的氧化還原反應，追蹤電子轉移的方向。確定氧化數(shù)的規(guī)則1單質單質中元素的氧化數(shù)為0。2簡單離子簡單離子中元素的氧化數(shù)等于其電荷數(shù)。3化合物化合物中各元素氧化數(shù)的代數(shù)和為零。4特殊情況一些特殊情況需要記住，例如氧元素一般為-2價，氫元素一般為+1價。氧化數(shù)計算實例分析化合物中的氧化數(shù)在化合物中，每個元素都具有特定的氧化數(shù)。元素的氧化數(shù)元素的氧化數(shù)可以通過已知氧化數(shù)的元素來計算。氧化數(shù)的應用氧化數(shù)可以用于判斷氧化還原反應的類型，以及反應中元素的得失電子情況。氧化劑與還原劑的判斷氧化劑獲得電子，氧化數(shù)降低還原劑失去電子，氧化數(shù)升高氧化還原反應的類型簡單氧化還原反應反應物和生成物中只涉及一種元素的氧化數(shù)發(fā)生變化復雜氧化還原反應反應物和生成物中涉及多種元素的氧化數(shù)發(fā)生變化簡單氧化還原反應定義反應物和生成物中只涉及一種元素的化合價發(fā)生變化的氧化還原反應。特點反應過程較為簡單，容易分析和判斷。舉例金屬與酸反應，金屬與非金屬反應，非金屬單質與化合物反應。復雜氧化還原反應多個元素發(fā)生氧化還原變化反應過程復雜，難以直接判斷氧化劑和還原劑需要用電子轉移法或氧化數(shù)變化法來分析氧化還原反應的程度1反應傾向性氧化還原反應的進行方向和程度，取決于反應物本身的性質，以及反應條件。2氧化劑和還原劑的強弱氧化劑越強，還原劑越弱，反應越容易進行。3反應條件的影響溫度、濃度、催化劑等因素都可以影響反應的速率和程度。標準還原電位的概念定義標準還原電位是指在標準條件下（298K，101.325kPa，溶液濃度為1mol/L），將氧化態(tài)的物質還原成還原態(tài)的物質時，電極的電位值。符號用E°表示，單位為伏特（V）。重要性標準還原電位可以用來判斷氧化還原反應發(fā)生的可能性，并預測反應的方向和程度。標準還原電位值的確定1標準氫電極作為參照電極2電極電勢測量用標準氫電極作為參照3電位差測量確定標準還原電位標準還原電位的應用判斷反應的方向利用標準還原電位，可以判斷氧化還原反應發(fā)生的可能性和自發(fā)進行的方向。計算電池的電動勢標準還原電位可以用于計算電池的電動勢，預測電池的能量轉換效率。預測電解反應的產(chǎn)物標準還原電位可以預測電解過程中發(fā)生反應的具體產(chǎn)物，以及所需的電解電壓。電池原理與電池方程式1化學能電池內(nèi)部的化學反應釋放能量2電能釋放的能量轉化為電能3電子流電能驅動電子流動形成電流電池通過化學反應將化學能轉化為電能。電池內(nèi)部包含正負極和電解質溶液，正負極之間的化學反應產(chǎn)生電子流動，形成電流。電池方程式可以描述電池的化學反應過程，例如：Zn+Cu2+->Zn2++Cu。鋅失去電子被氧化為鋅離子，銅離子獲得電子被還原為銅。電池的類型與應用一次電池一次電池是指只能使用一次的電池，用完后需要更換。常見的種類有碳鋅電池、堿性電池和鋰電池。這些電池通常用于電子設備、玩具、遙控器等。二次電池二次電池是指可以多次充電和放電的電池，通常也稱為可充電電池。常見的種類有鉛酸電池、鎳鎘電池、鋰離子電池等。這些電池廣泛應用于電動汽車、手機、筆記本電腦等。燃料電池燃料電池是一種將化學能直接轉化為電能的裝置，它使用燃料（如氫氣、甲醇等）與氧化劑（如氧氣）發(fā)生化學反應產(chǎn)生電能。燃料電池具有高效、清潔、無污染等優(yōu)點，在未來有望取代傳統(tǒng)的燃油汽車。電解質溶液的性質導電性電解質溶液能夠導電，這是因為溶液中存在自由移動的離子。離子在電場的作用下定向移動，形成電流?；瘜W性質電解質溶液中發(fā)生化學反應，可以導致溶液的性質發(fā)生改變。例如，酸性溶液可以與堿性溶液反應，生成鹽和水。物理性質電解質溶液的物理性質，例如沸點、熔點和蒸氣壓，也會受到溶質和溶劑的影響。電解質溶液的電導率電解反應與電解質分解1電解反應在外加直流電的作用下，電解質溶液或熔融態(tài)電解質發(fā)生氧化還原反應，在電極上析出物質的過程。2電解質分解電解質在電解過程中，由于電流的作用，發(fā)生分解反應生成新物質的過程。常見的電解反應類型金屬的電解電解可以用來從礦石中提取金屬，例如電解熔融的氧化鋁制取鋁。非金屬的電解電解可以用來制備一些非金屬單質，例如電解飽和食鹽水制取氯氣。水的電解電解水可以產(chǎn)生氫氣和氧氣，是重要的工業(yè)生產(chǎn)方法。電解過程中的陽極反應金屬陽極氧化金屬陽極失去電子，形成金屬離子進入溶液，或形成金屬氧化物沉積在陽極表面。非金屬陽極氧化非金屬陽極失去電子，形成非金屬離子進入溶液，或形成非金屬氣體逸出。電解水陽極反應電解水時，陽極上發(fā)生氧化反應，生成氧氣。電解過程中的陰極反應1電子獲得陰極是電子流入的電極，因此陰極反應通常是還原反應。2金屬離子還原在電解過程中，金屬離子在陰極獲得電子，被還原成金屬單質。3氫離子還原如果溶液中存在氫離子，它們也可以在陰極獲得電子，生成氫氣。電解反應的應用金屬冶煉例如，電解熔融的氯化鈉制取金屬鈉。電鍍例如，用電解的方法在金屬表面鍍上其他金屬，增強其耐腐蝕性和美觀性。電解水電解水可以制取氫氣和氧氣，氫氣作為清潔能源，氧氣用于醫(yī)療和工業(yè)領域。氧化還原反應的平衡計算1平衡常數(shù)反映氧化還原反應進行的程度2能斯特方程計算非標準條件下的電動勢3電極電位判斷氧化還原反應的方向氧化還原反應的應用實例電池電池通過氧化還原反應將化學能轉化為電能，廣泛應用于各種電子設備。電鍍利用氧化還原反應在金屬表面鍍上其他金屬，增強其耐腐蝕性和裝飾性。冶金利用氧化還原反應從礦石中提取金屬，例如用碳