PDF《物质科学_化学篇（下） 第八章 氧化还原反应》

物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

47 物质科学_化学篇(下)

第八章 氧化还原反应 8-1 氧化还原的定义 1.

氧化反应 (1)狭义的定义:物质与氧化合或失去氢的反应.例如: 碳燃烧

2 2 CO O C → + ;

硫粉燃烧

2 2 SO O S → + ;

铜加热变黑 CuO O Cu

2 2

2 → + (2)广义的定义:凡失去电子或氧化数增加的反应.例如: 锌片放入硫酸铜溶液中: ) ( ) (

4 ) (

4 ) ( s aq aq s Cu ZnSO CuSO Zn + → + ,对Zn 而言 ? + + → e Zn Zn

2 2 称为氧化半反应,Zn 失去电子或氧化数增加,称Zn 发生氧 化反应. 2. 还原反应 (1)狭义的定义:凡物质失去氧或与氢化合的反应.例如: 氧化铜与氢反应 O H Cu H CuO

2 2 + → + 称氧化铜发生还原反应. (2)广义的定义:凡得到电子或氧化数减少的反应.例如: 锌片放入稀硫酸溶液中,产生氢气: ) (

2 ) (

4 ) (

4 2 ) ( g aq aq s H ZnSO SO H Zn + → + ,对+H而言

2 2

2 H e H → + ? + 称为氧化半反应, + H 得到电子或氧化数减少,称+H发生还原反应. 3. 氧化反应与还原反应相关性 (1)反应中有物质失去电子( ? e ),必有物质得到电子( ? e ),故氧化反应与还原 反应两者必相伴发生. 物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

48 (2)氧化还原反应均包含氧化半反应与还原半反应.例如 (a) ) (

2 ) (

2 ) ( ) (

2 g aq aq s H ZnCl HCl Zn + → + 氧化半反应: ? + + → e Zn Zn aq s

2 ) (

2 ) ( 还原半反应: ) (

2 ) (

2 2 g aq H e H → + ? + (b) ) ( ) (

2 ) (

2 ) ( s aq aq s Cu Zn Cu Zn + → + + + 氧化半反应: ? + + → e Zn Zn aq s

2 ) (

2 ) ( 还原半反应: ) ( ) (

2 2 s aq Cu e Cu → + ? + (c) 电解溴化铜水溶液: ) (

2 ) ( ) (

2 l s aq Br Cu CuBr + → 氧化半反应: ? ? + → e Br Br l aq

2 2 ) (

2 ) ( 还原半反应: ) ( ) (

2 2 s aq Cu e Cu → + ? + 4. 氧化反应与还原反应定义总整理表 氧化 还原 早期观念 与氧化合的反应或失去 氢的反应 失去氧的反应或与氢化 合的反应 电子转移观念 失去电子的反应 得到电子的反应 氧化数观念 氧化数增加的反应 氧化数减少的反应 8-2 氧化数 1. 氧化数 (1)定义:氧化数系极端地将键结的电子对完全分配给电负度较大的元素, 对分子化合物而言,氧化数仅表示该原子的形式电荷,未必是实际电荷 物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

49 数. (2)电负度大小 (3)复杂的氧化还原反应中,有时不容易从反应式中看出物质究竟是氧化或 是还原,定出氧化数可以用来辨别某元素的氧化状态.某元素在反应中 氧化或还原的情况可以从氧化数的改变得知. 2. 氧化数的判定 (1)在离子化合物中,氧化数就是离子的电荷数. (2)在共价化合物中,氧化数则是人为的一种假想电荷. (3)氧化数通则: (a) 元素态:氧化数为零.如2O、2H、Na 、 He 、…. (b)单原子离子:氧化数等於其所带的电荷数.如)3(3++Al 、 )

1 (? ? Cl 、…. 物质科学_化学篇(下)讲义 编者:陈义忠

50 (c) 多原子离子中各原子的氧化数总和=离子的电荷数. (d)化合物中之ⅠA 族恒为+1.ⅡA 族恒为+2.氟(F)恒为-1. (e) 化合物中之 H:金属氢化物,氢的氧化数为-1,如)1(? NaH .非金属氢 化物,氢之氧化数为+1,如)1(2+OH、)1(3+NH . (f) 化合物中之 O 通常为-2,但以下例外 (i) 氧的氟化物: )

2 (

2 + OF 、 )

1 (

2 2 + F O . (ii) 过氧化物的 O 均为-1:如)1(22?OH、)1(22?ONa 、 )