氧化还原反应( 五 ) _生活百科

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待定係数法1．配平原理质量守恆定律说明，在发生化学反应时，反应体系的各个物质的每一种元素的原子在反应前后个数相等。通过设出未知数（如x、y、z等均大于零）把所有物质的计量数配平，再根据每一种元素的原子个数前后相等列出方程式，解方程式（组）。计量数有相同的未知数，可以通过约分化简。2．方法和步骤对于氧化还原反应，先把元素氧化数变化较多的物质的计量数用未知数表示出来，再利用质量守恆把其他物质的计量数也配平出来，最终每一个物质的计量数都配平出来后，根据某些元素的守恆，列方程解答。套用与意义氧化还原性的强弱判定物质的氧化性是指物质得电子的能力，还原性是指物质失电子的能力。物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的能力（与得失电子的数量无关）。从方程式与元素性质的角度，氧化性与还原性的有无与强弱可用以下几点判定：（1）从元素所处的价态考虑，可初步分析物质所具备的性质（无法分析其强弱）。最高价态——只有氧化性，如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素；最低价态，只有还原性，如Cl-、S2-等；中间价态——既有氧化性又有还原性，如Fe、S、SO2等。（2）根据氧化还原的方向判断：氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。（3）根据反应条件判断：当不同的氧化剂与同一种还原剂反应时，如氧化产物中元素的价态相同，可根据反应条件的高、低进行判断，如是否需要加热，是否需要酸性条件，浓度大小等等。需要注意的是，物质的氧化还原性通常与外界环境，其他物质的存在，自身浓度等紧密相关，通过以上比较仅能粗略看出氧化还原性大小。如欲準确定量地比较氧化还原性的大小，需要使用电极电势。现实意义在生物学中，植物的光合作用、呼吸作用是典型的氧化还原反应。人和动物的呼吸，把葡萄糖氧化为二氧化碳和水。通过呼吸把贮藏在食物的分子内的能，转变为存在于三磷酸腺苷(ATP)的高能磷酸键的化学能，这种化学能再供给人和动物进行机械运动、维持体温、合成代谢、细胞的主动运输等所需要的能量。在工业生产中所需要的各种各样的金属，很多都是通过氧化还原反应从矿石中提炼而得到的。如生产活泼的有色金属要用电解或置换的方法；生产黑色金属和一些有色金属都是用在高温条件下还原的方法；生产贵金属常用湿法还原，等等。许多重要化工产品的合成，如氨的合成、盐酸的合成、接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食盐水电解制烧硷等等，也都有氧化还原反应的参与。石油化工里的催化去氢、催化加氢、链烃氧化制羧酸、环氧树脂的合成等等也都是氧化还原反应。在农业生产中，施入土壤的肥料的变化，如铵态氮转化为硝态氮等，虽然需要有细菌起作用，但就其实质来说，也是氧化还原反应。土壤里铁或锰的氧化数的变化直接影响着作物的营养，晒田和灌田主要就是为了控制土壤里的氧化还原反应的进行。在能源方面，煤炭、石油、天然气等燃料的燃烧供给着人们生活和生产所必需的大量的能量。我们通常套用的乾电池、蓄电池以及在空间技术上套用的高能电池都发生着氧化还原反应，否则就不可能把化学能变成电能，把电能变成化学能。由此可见，在许多领域里都涉及到氧化还原反应，认识氧化还原反应的实质与规律，对人类的生产和生活都是有意义的。与电化学的关係理论上每一个氧化还原反应都可以做成一个原电池，使氧化还原反应的电子转移变为电子定向移动。这种转变对化学理论的意义十分巨大，它将化学反应与电联繫在了一起，使得化学反应可以用电学理论处理，这就形成了化学的一个重要分支——电化学。从电学角度出发，能準确比较出各物质之间，以及各物质不同状态下的氧化还原性强弱，定量地判断氧化还原反应进行的可能性与程度，计算原电池的电压等等。详细请见“电化学”条目。