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9.1氧化還原反應基本概念涉及電子的轉移和化合價的改變,是自然界中許多重要過程的基礎。氧化還原反應氧化還原反應的本質如何配平氧化還原反應方程式氧化還原反應是化學反應中涉及電子轉移的一類反應。氧化還原反應與氧化還原電對定義1.氧化還原反應定義:某些物質失去電子(被氧化)另一些物質獲得電子(被還原)氧化還原反應:不僅涉及電子的轉移,還與參與反應的物種的氧化還原能力有關。通常通過氧化還原電對來表示氧化還原反應與氧化還原電對定義氧化還原電對氧化劑還原劑是在反應中能夠接受電子的物質是能夠提供電子的物質這種電子轉移的能力可以通過電極電勢來衡量氧化還原反應中電子從還原劑轉移到氧化劑氧化劑被還原還原劑被氧化反映了物種在水溶液中的氧化或還原能力的相對大小在氧化還原反應中,得失電子的物質被稱為氧化還原電對。2.氧化還原電對:電對氧化劑還原劑氧化還原反應與氧化還原電對定義Fe2?+MnO??→Fe3?+Mn2?3.電極電勢:電極電勢的大小可以預測電對的氧化還原能力和反應方向。描述物質在水溶液中氧化還原能力的相對大小,通常以電位值表示。氧化還原反應與氧化還原電對定義氧化還原反應是化學領域中最常見的反應之一揭示了物質之間通過得失電子而實現轉化的規律不僅具有理論價值更是實際生產和科學研究的基礎氧化還原反應與氧化還原電對定義氧化還原反應配平氧化還原反應方程式需要遵循一些基本原則和步驟。1.確定氧化劑和還原劑:找出反應中的氧化劑和還原劑,以及它們分別失去和獲得的電子數。氧化還原反應方程式的配平2.寫出半反應:將氧化反應和還原反應分開寫,形成兩個半反應。在每個半反應中,確保電子的數目是明確的。在每個半反應中,通過添加適當的H?或OH?離子來平衡電荷。這通常涉及到水的參與。3.平衡電荷:氧化還原反應方程式的配平確保每個半反應中的原子種類和數量都是正確的。可能需要添加適當的水分子或其他化學物質。4.平衡原子:5.將半反應組合:將氧化半反應和還原半反應相加,得到完整的氧化還原反應方程式。氧化還原反應方程式的配平檢查整個方程式,確保所有元素的原子數目都守恒,并且電荷也是平衡的。6.檢查配平:氧化還原反應方程式的配平實踐Fe2?+MnO??+H?→Fe3?+Mn2?+H?O實踐MnO??——氧化劑1.確定氧化劑和還原劑:Fe2?——還原劑2.寫出半反應:氧化反應:Fe2?→Fe3?+e?還原反應:MnO??+e?→Mn2?氧化反應:Fe2?→Fe3?+e?3.平衡電荷:還原反應:MnO??+8H?+5e?→Mn2?+4H?O實踐4.平衡原子:氧化反應:5Fe2?→5Fe3?+5e?還原反應:MnO??+8H?+5e?→Mn2?+4H?O5.將半反應組合:5Fe2?+MnO??+8H?→5Fe3?+Mn2?+4H?O小結氧化還原反應氧化還原電對的概念如何配平氧化還原反應方程式配平的關鍵在于確定氧化劑和還原劑,以及它們之間的電子轉移數目。氧化還原反應在實際應用中具有廣泛的意義。氧化還原反應是實現能源轉化和利用的關鍵過程;能源領域氧化還原反應可以幫助我們理解和處理污染物;環境保護領域氧化還原反應更是與人體健康息息相關。醫學領域小結氧化還原反應氧化還原反應小結氧化還原電對的概念如何配平氧化還原反應方程式9.2原電池及電極電勢原電池及電極電勢全面、系統地掌握原電池的工作原理、電極電勢的計算和應用原電池及電極電勢正極材料則發生還原反應,接受電子。電解質溶液中的離子也發生遷移,維持了電中性。原電池(電池)是利用自發氧化還原反應產生電流的裝置,它能將化學能轉化為電能。1.原電池:正極負極電解質溶液負極材料發生氧化反應,失去電子;導線原電池的基本概念原電池的基本概念Cu-Zn原電池Zn片和ZnSO4溶液Cu片和CuSO?溶液鹽橋是一支裝滿飽和KCI(或KNO?)溶液的瓊脂凍膠U形管。原電池的基本概念Cu-Zn原電池Zn片和ZnSO4溶液Cu片和CuSO?溶液鹽橋固定溶液溝通電路、使溶液保持電中性作用電路接通后,Zn片開始溶解,而Cu片上有Cu沉積,同時可以看到檢流計的指針發生偏轉,這表明導線中有電流通過。檢流計指針偏轉方向電子從Zn電極流向Cu電極原電池中,電子流出的電極是負極,發生氧化反應;Zn片為負極Cu片為正極Zn→Zn2++2e-

(氧化反應)原電池的基本概念電子流入的電極是正極,發生還原反應。Cu2++2e-→Cu(還原反應)原電池反應Zn+Cu2+→Zn2++Cu原電池中與電解質溶液相連的導體,稱為電極。原電池裝置可用電池符號表示,以Cu-Zn原電池為例:原電池的基本概念在電極上發生的氧化或還原反應則稱為電極反應或半電池反應;(-)Zn|ZnSO?(c?)|CuSO?(c?)|Cu(+)兩個半電池反應合并構成的原電池總反應是電池反應。書寫原電池的規則(2)單豎線“│”表示不同相界面,同

相不同物質用“,”分開,溶液、氣

體的濃度或分壓要注明;(1)正極寫在右邊,負極寫在左邊,雙

豎線“║”表示鹽橋;原電池的基本概念書寫原電池的規則(3)若電極反應中無金屬導體,需用惰

性電極Pt電極或C電極,它只起導

電作用,而不參與電極反應。(-)Pt,H2(p)│H+(c1)║Fe3+(c2),Fe2+(c3)│Pt(+)原電池的基本概念原電池電動勢就是原電池正負極之間的平衡電勢差。2.原電池電動勢原電池的電動勢大小不僅與電池反應中各物質的本性有關,還與溶液的濃度和溫度等因素有關。測得的電動勢稱為標準電動勢(Eθ)。原電池電動勢標準狀態下標準狀態電池反應中的液體或固體都是純凈物,溶液中的離子其濃度為1mol·L-1,氣體的分壓為100kPa。供電原電池被廣泛應用于各種電子設備中原電池在電子設備中的應用鋰電池鎳氫電池原電池的具體實例是一種利用光電效應將光能轉化為電能的原電池。太陽能發電原電池在能源領域中的應用不僅解決了傳統能源短缺的問題還提供了一個清潔、可再生的能源來源原電池可以監測環境中的污染物濃度,從而及時采取措施保護環境。原電池在環境監測和生物醫學領域中的應用環境監測原電池在環境監測和生物醫學領域中的應用被用于生物傳感器的研制,以實現對人體健康狀況的實時監測。生物醫學應用原電池是重要的能源裝置結語作為新時代的青年,我們應該承擔起社會責任,關注社會發展,為社會進步貢獻自己的力量。學習工作生活秉持這種社會責任感和擔當精神為構建更加美好的社會貢獻自己的力量原電池及電極電勢9.3電極電勢電極電勢原電池將化學能轉化為電能,為我們提供了便捷的能量來源。原電池的工作原理氧化反應電子傳遞離子遷移電極電勢的概念電極電勢描述電極上發生的氧化還原反應趨勢的物理量。反映了電極上電子的活動能力,即電子從電極上逸出的難易程度。電極電勢的大小電極材料的性質電解質溶液的組成溫度1.電極電勢的產生①金屬表面的原子以離子形式進入溶液;把金屬浸入其鹽溶液時,會出現兩種傾向:電極電勢金屬的電極電勢②溶液中的金屬離子沉積在金屬表面上。1.電極電勢的產生電極電勢金屬的電極電勢金屬表面帶電靠近金屬附近的溶液帶相反電荷產生在金屬和它的鹽溶液之間的電勢就叫做金屬的電極電勢。標準氫電極標準氫電極將鍍有鉑黑的鉑片置于氫離子濃度為1mol·L1的硫酸溶液中,在298.15K時不斷地通入壓強為100kPa的純氫氣,使鉑黑吸附氫氣達到飽和,形成一個氫電極。電極電勢產生在標準氫電極和硫酸溶液之間的電勢,稱為氫的標準電極電勢。

用標準氫電極與其他各種標準狀態下的電極組成原電池,從而得到各種電極的標準電極電勢。在298.15K實際應用中的重要作用電極電勢在判斷氧化還原反應的方向和程度方面具有重要意義。電極電勢應用判斷一個氧化還原反應是否能夠自發進行電極電勢的大小反應的速率和程度理解化學反應的本質和預測反應結果具有重要意義電極電勢在電池設計和應用中發揮著關鍵作用。電極電勢應用有不同的電極材料和電解質溶液合適的電極材料不同類型的電池電極電勢也有所不同合適的電解質溶液高能量密度長壽命環保安全的電池電極電勢還在電化學腐蝕、電解等領域具有廣泛的應用。電極電勢應用通過調整金屬表面的電極電勢來抑制腐蝕反應的發生;金屬材料的防護中電極電勢的控制對于實現高效、節

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