氧化还原反应的概念.docx

氧化还原反应的概念.docx

《氧化还原反应的概念.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氧化还原反应的概念.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

氧化还原反应的概念

第8讲　氧化还原反应的概念

考纲要求　1.了解氧化还原反应的本质。

2.了解常见的氧化还原反应。

考点一　用“双线桥”理解氧化还原反应的概念

1．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

（1）氧化还原反应的本质与特征

本质：

反应过程中有电子的转移（得失或偏移）。

特征：

反应过程中有元素的化合价发生改变。

（2）四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示。

[示例]　下列反应属于氧化还原反应的是___________________________________________，

属于化合反应的是____________，属于分解反应的是________________________，属于置换反应的是______________，属于复分解反应的是______________。

①Cu2S＋O22Cu＋SO2

②3O22O3

③Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

④2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

⑤CaCO3CaO＋CO2↑

⑥2H2O22H2O＋O2↑

⑦SO3＋H2O===H2SO4

⑧2Fe＋3Cl22FeCl3

⑨H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O

⑩NaH＋H2O===NaOH＋H2↑

⑪IBr＋H2O===HIO＋HBr

答案　①③④⑥⑧⑩　⑦⑧　⑤⑥　①④　⑨⑪

2．氧化还原反应的概念之间的关系

概括为“升失氧、降得还，剂性一致、其他相反”。

实例：

在Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2的反应中Fe2O3是氧化剂，CO是还原剂；C元素被氧化，Fe元素被还原；Fe2O3具有氧化性，CO具有还原性；CO2是氧化产物，Fe是还原产物。

3．氧化还原反应电子转移的表示方法

（1）双线桥法：

①标变价，②画箭头，③算数目，④说变化。

用双线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目：

_____________________________。

（2）单线桥法：

箭头由失电子原子指向得电子原子，线桥上只标电子转移的数目，不标“得”“失”字样。

用单线桥法标出铜和稀硝酸反应电子转移的方向和数目：

_____________________________。

答案　

（1）

（2）

4．常见的氧化剂和还原剂

（1）常见氧化剂

常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。

如：

（2）常见还原剂

常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。

如：

（3）元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性

元素化合价处于中间价态的物质

氧化产物

还原产物

Fe2＋

Fe3＋

Fe

SO（H2SO3）

SO

S

H2O2

O2

H2O

其中Fe2＋、SO（H2SO3）主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。

理解氧化还原反应的基本概念

（1）有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应（×）

（2）金属阳离子一定只具有氧化性（×）

（3）NO2溶于水发生氧化还原反应（√）

（4）氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原（×）

（5）氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂（×）

（6）某元素从游离态变为化合态，该元素可能被氧化也可能被还原（√）

（7）浓硫酸具有强氧化性，不能干燥SO2、CO等还原性气体（×）

（8）置换反应一定是氧化还原反应，化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应（√）

（9）NaHCO3＋H2===HCOONa＋H2O的反应中，NaHCO3被氧化（×）

（10）Na2O2与水的反应中，水是还原剂（×）

反应MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化剂是__________，还原剂是__________，氧化产物是________，还原产物是________，MnO2发生________反应，HCl发生________反应；生成1molCl2时转移电子数目为________，被氧化的HCl的物质的量是________mol，盐酸显示的性质是________性和________性。

答案　MnO2　HCl　Cl2　MnCl2　还原　氧化　2NA2　还原　酸

1．（2016·上海，13）O2F2可以发生反应：

H2S＋4O2F2―→SF6＋2HF＋4O2，下列说法正确的是（　　）

A．氧气是氧化产物

B．O2F2既是氧化剂又是还原剂

C．若生成4.48LHF，则转移0.8mol电子

D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4

答案　D

解析　A项，O元素的化合价由反应前的＋1价变为反应后的0价，化合价降低，获得电子，所以氧气是还原产物，错误；B项，在反应中O2F2中的O元素的化合价降低，获得电子，所以该物质是氧化剂，而H2S中的S元素的化合价是－2价，反应后变为SF6中的＋6价，所以H2S是还原剂，错误；C项，外界条件不明确，不能确定HF的物质的量，所以不能确定转移电子的数目，错误；D项，根据反应化学方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量的比是1∶4，正确。

2．（2018·烟台模拟）某种飞船以N2H4和N2O4为动力源，发生反应：

2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，反应温度可高达2700℃，对于该反应，下列说法中正确的是（　　）

A．该反应属于置换反应

B．N2H4是氧化剂

C．N2O4是还原剂

D．N2既是氧化产物又是还原产物

答案　D

解析　该反应的反应物中无单质，不属于置换反应；该反应实际上是不同价态的氮元素之间发生的归中反应，N2H4是还原剂，N2O4是氧化剂，N2既是氧化产物又是还原产物。

3．偏二甲肼[（CH3）2NNH2]与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：

（CH3）2NNH2（l）＋2N2O4（l）===2CO2（g）＋3N2（g）＋4H2O（g），反应中氧化剂是___________________________。

答案　N2O4

解析　反应中N2O4中N由＋4价变为0价，作为氧化剂。

1．解决氧化还原反应概念的一般思路

找变价、判类型、分升降、定其他。

其中“找变价”是非常关键的一步，特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清元素化合价的变化情况。

2．代数和法确定化合物中变价元素的化合价

先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正、负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。

如有机物中碳元素化合价（设为x）的确定方法：

有机物中氧元素的化合价为－2，氢元素的化合价为＋1。

利用元素化合价代数和为零的规则确定碳元素的化合价。

乙酸（C2H4O2）中满足2x＋（＋1）×4＋（－2）×2＝0，则x＝0。

考点二　氧化性、还原性强弱的判断

1．氧化性、还原性的判断

（1）氧化性是指得电子的性质（或能力）；还原性是指失电子的性质（或能力）。

（2）氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。

如：

Na－e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，但根据金属活动性顺序表，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。

从元素的价态考虑：

最高价态——只有氧化性，如：

Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；最低价态——只有还原性，如：

金属单质、Cl－、S2－等；中间价态——既有氧化性又有还原性，如：

Fe2＋、S、Cl2等。

2．氧化性、还原性强弱的比较方法

（1）根据化学方程式判断

氧化剂（氧化性）＋还原剂（还原性）===还原产物＋氧化产物

氧化性：

氧化剂>氧化产物；

还原性：

还原剂>还原产物。

（2）根据反应条件和产物价态高低进行判断

①与同一物质反应，一般越易进行，则其氧化性或还原性就越强。

如Na与冷水剧烈反应，Mg与热水反应，Al与水加热反应也不明显，所以还原性：

Na>Mg>Al；非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应，F2与H2暗处剧烈反应并爆炸，Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸，Br2与H2加热到500℃才能发生反应，I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应，且为可逆反应，故氧化性：

F2>Cl2>Br2>I2。

②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态相同，可根据反应条件的高低进行判断：

一般条件越低，氧化剂的氧化性越强，如：

MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，由上述反应条件的不同，可判断氧化性：

KMnO4>MnO2。

当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态不相同，可根据氧化产物的价态高低进行判断：

氧化产物的价态越高，则氧化剂的氧化性越强，如：

2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe＋SFeS，则氧化性：

Cl2＞S。

（1）强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应（√）

（2）阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性（×）

（3）元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼（×）

（4）难失电子的物质一定易得电子（×）

（5）NO2和NH3之间可能发生反应产生N2（√）

（6）含硫化合物X、Y的转化关系S＋NaOH―→X＋Y＋H2O中，硫单质的化合价最低（×）

（7）锌粉加入硝酸铁、硝酸铜的混合溶液中，锌首先与硝酸铁反应置换出铁（×）

（8）硝酸铜分解的产物可能是CuO、NO2、NO（×）

外因对氧化性、还原性的影响

物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。

下列各组物质：

①Cu与HNO3溶液　②Cu与FeCl3溶液　③Zn与H2SO4溶液　④Fe与FeCl3溶液⑤Cl2和NaOH溶液　⑥Fe和HNO3溶液　⑦Fe和H2SO4溶液　⑧Na和O2

（1）由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是_________________________________（填序号，下同）。

（2）由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是_____________________________________。

（3）氧化还原反应不受浓度、温度影响的是__________。

答案　

（1）①③⑥⑦　

（2）⑤⑥⑦⑧　（3）②④

解析　⑥Fe和浓HNO3常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀HNO3反应，HNO3被还原成NO。

⑦Fe和浓H2SO4常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。

根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法

（1）浓度：

同一种物质浓度越大，氧化性（或还原性）越强。

如氧化性：

浓H2SO4>稀H2SO4，浓HNO3>稀HNO3，还原性：

浓HCl>稀HCl。

（2）温度：

同一种物质，温度越高其氧化性越强。

如：

热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。

（3）酸碱性：

同一种物质，所处环境酸（碱）性越强其氧化性（还原性）越强。

1．（氧化性、还原性强弱判断）铊（Tl）盐与氰化钾（KCN）被列为A级危险品。

已知下列反应在一定条件下能够发生：

①Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋，②Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋，③Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，下列离子氧化性比较顺序正确的是（　　）

A．Tl3＋>Fe3＋>Ag＋B．Fe3＋>Ag＋>Tl3＋

C．Tl＋>Ag＋>Fe2＋D．Tl3＋>Ag＋>Fe3＋

答案　D

解析　在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。

2．（判断反应能否发生）（2018·延安质检）已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。

下列反应在水溶液中不可能发生的是（　　）

A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3

B．Cl