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圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 第11章 氧化还原反应
11.1 复习笔记
一、基本概念 １．原子价与氧化数
（1）原子价：原子价是表示元素原子能够化合或置换一价原子（H＋）或一价基团（OH-）的数目。（离子化合物中离子价数即为离子的电荷数，共价化合物中某原子的价数即为该原子形成的共价单键数目。）
（2）氧化数：氧化数是化合物中某元素所带形式电荷的数值。
确定元素氧化数的规则：①单质的氧化数为零。②所有元素氧化数的代数和，在多原子的分子中等于零；在多原子的离子中等于离子所带的电荷数。③氢在化合物中的氧化数一般为＋1，但在活泼金属的氢化物中，其氧化数为-1。④氧在化合物中的氧化数一般为-2；在过氧化物中，氧化数为-1；在超氧化合物中，氧化数为?1；在OF2中，氧化数为＋2。
2原子价与氧化数这两个概念是有区别的。
２．氧化还原反应类型
（1）氧化还原反应是化学反应过程中，元素的原子或离子在反应前后氧化数发生了变化的一类反应。
（2）假如氧化数的升高和降低都发生在同一个化合物中，这种氧化-还原反应被称为自氧化-还原反应。
（3）在氧化还原反应中，氧化数升高的物质称为还原剂，本身被氧化，其反应产物为
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www.100xuexi.com 圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 氧化产物；氧化数降低的物质称为氧化剂，本身被还原，其反应产物为还原产物。
（4）某一种单质或化合物，既是氧化剂又是还原剂，这类氧化-还原反应称为歧化反应，是自氧化-还原反应的一种特殊类型。
在氧化还原电对中，氧化数高的物质叫氧化型物质，氧化数低的物质叫还原型物质。
二、氧化还原反应方程式的配平 1．氧化数法
（1）基本原则：反应中氧化剂元素氧化数降低值等于还原剂元素氧化数增加值，或得失电子的总数相等。
（2）步骤： ①写出基本反应式。
②找出氧化剂中元素氧化数降低的数值和还原剂中元素氧化数升高的数值。
③按照最小公倍数的原则对各氧化数的变化值乘以相应的系数，使氧化数降低值和升高值相等。
④将找出的系数分别乘在氧化剂和还原剂的分子式前面，并使方程式两边相应的原子数目相等。
⑤检查反应方程式两边氧化数有变化的原子数目是否相等，如相等则反应方程式已配平。
2．离子-电子法
（1）基本原则：离子-电子法配平氧化还原方程式，是将反应式改写为半反应式，先将半反应式配平，然后将这些半反应式加合，消去其中的电子而完成。
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www.100xuexi.com （2）步骤：
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 ①先将反应物的氧化还原产物写成离子形式。
②将上述的离子方程式分成两个未配平的半反应式，一个代表氧化，另一个代表还原。 ③调整计量数并加一定数目的电子使半反应两端的原子数和电荷数相等。
④根据氧化剂获得的电子数和还原剂失去的电子数必须相等的原则，将两个半反应式加合为一个配平的离子反应式。
如果在半反应中反应物和产物中的氧原子数不同，可以依照反应是在酸性或碱性介质中进行的情况，在半反应式中加H＋或OH-，并利用水的电离平衡使两侧的氧原子数和电荷数均相等。
三、电极电势 1．电极电势
（1）原电池：原电池是使化学能变为电能的装置。
（2）电极电势：产生在金属和它的盐溶液之间的电势称为金属的电极电势。金属的电极电势与金属本身的活泼性、金属离子在溶液中的浓度和温度有关。
（3）标准氢电极：①标准氢电极是一种理想电极，规定在任何温度下，标准氢电极的电极电势为零。②用标准氢电极与其他各种标准状态下的电极组成原电池，测得电池的电动势，可计算各种电极的标准电极电势。所谓标准状态是指组成电极的离子其浓度为1 mol·dm-3，气体的分压为100 kPa，液体或固体都是纯物质。标准电极电势用φ表示。
原电池的标准电动势E注意：
（1）同一种物质在某一电对中是氧化型，在另一电对中也可以是还原型。
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θθθ?φ正极?φ负极。
θ www.100xuexi.com 质所对应的φ值。
θ 圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 θ（2）比较还原能力必须用还原型物质的所对应的φ值，比较氧化能力必须用氧化型物
（3）标准电极电势与得失电子数多少无关，即与半反应中的系数无关。
2．电极类型
（1）金属-金属离子电极
金属置于含有同一金属离子的盐溶液中所构成的电极。 （2）气体-离子电极
这类电极需要包含一个固体导电体，该导电固体对所接触的气体和溶液都不起作用，但能催化气体电极反应的进行，常用的固体导电体是铂和石墨。
（3）金属-金属难溶盐或氧化物-阴离子电极
将金属表面涂以该金属的难溶盐（或氧化物），然后将它浸在与该盐具有相同阴离子的溶液中。
（4）“氧化还原”电极
将惰性导电材料（铂或石墨）放在同一种溶液中，这种溶液中含有同一种元素不同氧化数的两种离子。
3．电池的电动势与化学反应吉布斯自由能的关系
在电池反应中，如果非膨胀功只有电功一种，则反应过程中吉布斯自由能的降低等于电池所做的电功，即：
ΔrG??W
标准吉布斯自由能变化为：
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www.100xuexi.com 圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 ΔrGθ??nFEθ
式中，F＝9.65×104 C·mol-1，为法拉第常数；n为氧化还原方程中得失电子数。
4．奈斯特方程 对电极反应
氧化型?ne??还原型
其电极电势通式为：
φ?φθ?称为奈斯特方程。
RT[氧化型] lnnF[还原型]若将温度恒定为298 K时，奈斯特方程变形为：
φ?φθ?浓度对电极电势的影响： （1）对与酸度无关的电对，如M数值越大。
n?0.0591[氧化型] lgn[还原型]?e?M?(n?1)?[Mn?]来说，(n?1)?的比值越大，φ的
[M]（2）对含有H＋或OH-离子的电对，除氧化型和还原型物质的浓度之外，[H＋]对电极电势也有影响。
θ（3）若电对中氧化型物质生成沉淀，则沉淀物的Ksp越小，其标准电极电势越小；相
θ反，如果电对中还原型物质生成沉淀，沉淀物的Ksp越小，其标准电极电势越大。
（4）若溶液中有络合物生成时，其φ也会发生变化。
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武汉大学、吉林大学《无机化学》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-第11~15章【圣才出品】
