《氧化還原反應(yīng)原理》課件

《氧化還原反應(yīng)原理》本課程將帶您深入了解氧化還原反應(yīng)的原理，從基本概念到應(yīng)用，并輔以實(shí)驗(yàn)演示，加深理解。氧化還原反應(yīng)的定義氧化還原反應(yīng)是指物質(zhì)之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)，其中一個(gè)物質(zhì)失去電子被氧化，另一個(gè)物質(zhì)得到電子被還原。氧化失去電子，氧化數(shù)升高還原得到電子，氧化數(shù)降低氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)氧化還原反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)中非常普遍的一種類型，它具有以下特點(diǎn)：1電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)過(guò)程中伴隨著電子轉(zhuǎn)移，是其本質(zhì)特征2氧化數(shù)變化反應(yīng)中，物質(zhì)的氧化數(shù)發(fā)生變化，體現(xiàn)電子得失3能量變化氧化還原反應(yīng)通常伴隨著能量變化，如放熱或吸熱氧化還原反應(yīng)的過(guò)程氧化還原反應(yīng)通常可以分為兩個(gè)步驟，即氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。兩個(gè)步驟同時(shí)發(fā)生，不可分割。1氧化反應(yīng)2物質(zhì)失去電子，氧化數(shù)升高3還原反應(yīng)4物質(zhì)得到電子，氧化數(shù)降低氧化劑和還原劑的概念氧化劑是指在氧化還原反應(yīng)中，能使其他物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)，自身被還原；還原劑是指在氧化還原反應(yīng)中，能使其他物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)，自身被氧化。氧化劑得到電子，氧化數(shù)降低還原劑失去電子，氧化數(shù)升高氧化劑和還原劑的判斷判斷氧化劑和還原劑的關(guān)鍵在于觀察反應(yīng)前后元素的氧化數(shù)變化。1氧化劑2氧化數(shù)降低3還原劑4氧化數(shù)升高氧化數(shù)的概念和確定方法氧化數(shù)是指在一個(gè)化合物或離子中，一個(gè)原子所帶的電荷數(shù)，用來(lái)表示原子在化合物中得失電子的程度。1概念2化合物中元素的氧化數(shù)3離子中元素的氧化數(shù)氧化數(shù)的規(guī)則確定氧化數(shù)時(shí)，需要遵循以下規(guī)則：?jiǎn)钨|(zhì)元素在單質(zhì)中，氧化數(shù)為0化合物化合物中各元素氧化數(shù)代數(shù)和為0離子離子中元素的氧化數(shù)等于離子的電荷數(shù)常見(jiàn)金屬元素的氧化數(shù)常見(jiàn)的金屬元素在化合物中通常顯正氧化數(shù)，例如：鈉+1鐵+2，+3銅+1，+2鋁+3非金屬元素的氧化數(shù)常見(jiàn)的非金屬元素在化合物中通常顯負(fù)氧化數(shù)，例如：1氧-22氯-13硫-24氮-3離子化合物中元素的氧化數(shù)離子化合物中，金屬元素的氧化數(shù)等于其離子所帶的電荷數(shù)，非金屬元素的氧化數(shù)等于其離子所帶的電荷數(shù)的相反數(shù)。氯化鈉Na+1Cl-1溴化鉀K+1Br-1氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式用化學(xué)方程式表示氧化還原反應(yīng)，可以清晰地描述反應(yīng)物和生成物之間的物質(zhì)變化關(guān)系，并體現(xiàn)電子轉(zhuǎn)移的過(guò)程。氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移過(guò)程氧化還原反應(yīng)的核心是電子轉(zhuǎn)移過(guò)程，通過(guò)觀察電子得失，可以判斷氧化劑和還原劑。1氧化劑2得到電子，氧化數(shù)降低3還原劑4失去電子，氧化數(shù)升高半反應(yīng)和平衡電子數(shù)為了更清楚地描述電子轉(zhuǎn)移過(guò)程，可以將氧化還原反應(yīng)分解成兩個(gè)半反應(yīng)，并使電子轉(zhuǎn)移數(shù)相同。氧化半反應(yīng)電子作為生成物還原半反應(yīng)電子作為反應(yīng)物氧化還原反應(yīng)的類型根據(jù)反應(yīng)的具體特征，可以將氧化還原反應(yīng)分為以下類型：燃燒反應(yīng)物質(zhì)與氧化劑（通常是氧氣）快速反應(yīng)，產(chǎn)生光和熱置換反應(yīng)一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物歧化反應(yīng)同種元素在反應(yīng)中既被氧化又被還原連續(xù)氧化還原反應(yīng)多個(gè)氧化還原反應(yīng)可以連續(xù)發(fā)生，形成一個(gè)復(fù)雜的氧化還原體系，例如電化學(xué)反應(yīng)中的電解過(guò)程。步驟一氧化還原反應(yīng)步驟二氧化還原反應(yīng)步驟三氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)的速度和影響因素氧化還原反應(yīng)的速度受多種因素的影響，例如溫度、濃度、催化劑等。1速度2溫度3濃度4催化劑5表面積自發(fā)氧化還原反應(yīng)和非自發(fā)氧化還原反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的趨勢(shì)，可以將氧化還原反應(yīng)分為自發(fā)反應(yīng)和非自發(fā)反應(yīng)。1自發(fā)反應(yīng)2釋放能量，焓變負(fù)值3非自發(fā)反應(yīng)4需要能量輸入，焓變正值標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)和Nernst公式標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)是用來(lái)衡量氧化還原反應(yīng)進(jìn)行趨勢(shì)的指標(biāo)，Nernst公式可以用來(lái)計(jì)算非標(biāo)準(zhǔn)條件下的電極電勢(shì)。1標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)衡量氧化還原反應(yīng)進(jìn)行趨勢(shì)2Nernst公式計(jì)算非標(biāo)準(zhǔn)條件下的電極電勢(shì)電池的工作原理電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理基于自發(fā)氧化還原反應(yīng)。電池示意圖負(fù)極：發(fā)生氧化反應(yīng)，釋放電子電池示意圖正極：發(fā)生還原反應(yīng)，接收電子電池的分類和應(yīng)用電池根據(jù)其化學(xué)反應(yīng)原理和應(yīng)用領(lǐng)域可以分為多種類型，例如干電池、鋰電池、燃料電池等。電解池的工作原理電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，其工作原理基于非自發(fā)氧化還原反應(yīng)，需要外加電源。1陽(yáng)極2發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子3陰極4發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子電解池的應(yīng)用電解池在工業(yè)生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，例如電鍍、電解制備金屬、電解水等。電鍍?cè)诮饘俦砻驽兩弦粚悠渌饘匐娊庵苽浣饘購(gòu)柠}溶液中提取金屬電解水將水分解成氫氣和氧氣金屬的腐蝕和防護(hù)金屬腐蝕是金屬與周圍環(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致金屬材料損壞的現(xiàn)象，金屬腐蝕是一個(gè)氧化還原過(guò)程。1腐蝕2氧化3還原4金屬離子5腐蝕產(chǎn)物金屬的活性和反應(yīng)性金屬的活性和反應(yīng)性是金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)的難易程度，可以通過(guò)金屬活動(dòng)性順序表來(lái)判斷。1金屬活動(dòng)性順序表2K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au淺談氧化還原反應(yīng)在日常生活中的應(yīng)用氧化還原反應(yīng)在日常生活中無(wú)處不在，例如電池、金屬腐蝕、燃燒等。1電池提供能量2金屬腐蝕金屬制品損壞3燃燒提供能量實(shí)驗(yàn)演示環(huán)節(jié)通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，可以更直觀地理解氧化還原反應(yīng)的過(guò)程和現(xiàn)象，例如銅片與硝酸銀溶液的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象銅片表面有銀白色物質(zhì)析出課堂討論與總結(jié)課堂討論可以加深對(duì)氧化還原反應(yīng)原理的理解，并培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。課后思考和練習(xí)通過(guò)課后思考和練習(xí)，可以鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，并拓展