最新氧化还原反应讲义.docx

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最新氧化还原反应讲义

第三节氧化还原反应

（知识要点）

一、氧化还原反应

1、氧化反应（oxidationreaction）：

元素化合价升高的反应

还原反应（reductionreaction）：

元素化合价降低的反应

氧化还原反应：

凡有元素化合价升降的化学反应就是

2、氧化还原反应的判断依据-----有元素化合价变化

失电子总数=化合价升高总数==得电子总数==化合价降低总数。

3、氧化还原反应的实质------电子的转移（电子的得失或共用电子对的偏移

口诀：

化合价升高，失电子，被氧化；

化合价降低，得电子，被还原

4、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

二、氧化剂和还原剂

1、氧化剂和还原剂（反应物）

氧化剂：

得电子（或电子对偏向）的物质------氧化性

还原剂：

失电子（或电子对偏离）的物质------还原性

氧化产物：

氧化后的生成物

还原产物：

还原后的生成物。

氧化剂+还原剂==还原产物+氧化产物

2、氧化还原反应中电子转移的表示方法

（1）双线桥法---表示电子得失结果

（2）单线桥——表示电子转移情况

3、常见的氧化剂与还原剂

【复习】我们初中学过哪些基本反应类型？

并举例说明。

四种基本类型的反应

反应类型

举例

表示式

化合反应

C＋O2CO2

A＋B====AB

分解反应

CaCO3CaO＋CO2↑

AB====A＋B

置换反应

C＋2CuO2Cu＋CO2↑

A＋BC====AC＋B

复分解反应

CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑

AB＋CD====AD＋CB

初中阶段我们学习过许多化学反应，根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质的种类的多少可以把他们分为四个基本反应类型，但是有一些反应，比如Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2，经过分析，它不属于四个基本反应类型的任何一个，说明上述分类方法不能包括所有反应，所以我们需要制定一个新的分类方法，这节课我们就来共同探讨解决一下这个问题

【活动】写出下列化学反应，并指出反应类型

1、铜和氧气的反应

2、氧化铜与氢气的反应

3、铁与硫酸铜溶液的反应

4、氯化钠溶液与硝酸银溶液的反应

5、碳酸钙的分解反应

请分析几个化学反应中，元素化合价反应前后有无变化？

根据元素化合价是否有升降，我们把化学反应分为氧化——还原反应和非氧化还原反应。

【问题】以上几个反应，都是氧化——还原反应么？

［过］为什么氧化还原反应前后元素的化合价发生变化？

其本质原因是什么呢？

2Na+Cl2==2NaCl在形成离子化合物时，某Na元素的原子失去电子，则使元素化合价升高，某Cl元素的原子得到电子，则此元素化合价最低。

那么得失电子会使元素化合价发生了变化。

电子由一种元素的原子转移到另一种元素的原子，带负电荷电子的移动使电路中产生了电流，电流计指针发生了偏转，有关它的原理我们将在必修2中继续学习。

【规律】失电子总数=化合价升高总数==得电子总数==化合价降低总数。

同样，我们再来分析H2+Cl2===2HCl。

在氢气和氯气反应中，由于生成物氯化氢是共价化合物，在反应过程中，哪一种元素的原子都没有失去或完全得到电子，它们之间只有共用电子对的偏移，且共用电子对偏离于氢原子，而偏向于氯原子，因此氢原子由0价升高到+1价被氧化，氯元素从0价降低到-1价，被还原。

所以，共用电子对的偏移也可以使元素化合价发生变化。

3、氧化还原反应的实质------电子的转移（电子的得失或共用电子对的偏移

［总结］让学生总结本节课所学主要内容。

得氧失氧观点

化合价升降观点

电子转移观点

氧化反应

得到氧的反应

化合价升高的反应

失去电子的反应

还原反应

失去氧的反应

化合价降低的反应

得到电子的反应

氧化还原的关系

得氧失氧同时发生

化合价升降同时发生（且升降总数相等）

得失电子同时发生（且得失电子总数相等）

氧化还原反应

有氧得失的反应

有化合价升降的反应

有电子转移的反应

口诀：

降得还，升失氧，若同剂，正相反。

4、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

【牛刀小试】判断下列反应属于哪种基本反应类型？

是否属于氧化还原反应？

1、2Na　+Cl2==2NaCl

2、Fe+CuSO4==FeSO4+Cu

3、2HgO==2Hg+O2↑

4、NH4NO3==N2O↑+2H2O

5、CaO+H2O==CaCO3

6、3Fe+2O2==Fe3O4

7、BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+2HCl

8、CaCO3==CaO+CO2↑

推翻的例子：

有单质参加反应一定是氧化还原反应么？

Na2O2+SO2=Na2SO4

在185～200°C时：

NH4NO3=N2O↑+2H2O

［点击试题］1、判断下列说法正确与否

、有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。

、没有单质参加的化合反应和没有单质生成的分解反应一定不是氧化还原反应。

△

2、判断下列反应是否属于氧化还原反应？

、2CuO＋H2=====Cｕ＋H2O

、MnO2＋4HCl（浓）======MnCl2＋H2O＋Cl2↑

、3NO2＋H2O======2HNO3＋NO

、2H2O2======2H2O＋O2↑

、CaCO3＋H2O＋CO2======Ca（HCO3）2

二、氧化剂和还原剂

［问］1、从电子转移的角度分析什么是氧化剂？

什么是还原剂？

2、氧化剂和还原剂在氧化还原反应中本身所发生的反应是什么？

所含元素的化合价的情况如何？

3、氧化剂和还原剂在氧化还原反应中分别表现什么性质？

起何作用？

［讨论并小结］得电子（或电子对偏向）的物质为氧化剂。

失电子（或电子对偏离物质）的物质为还原剂。

在氧化还原反应中，氧化剂得到了电子，所含元素化合价降低，发生了还原反应；还原剂失去了电子，所含元素化合价升高，发生了氧化反应。

氧化剂具有氧化性，得电子的性质；还原剂具有还原性，即失电子的性质。

1、氧化剂和还原剂（反应物）

氧化剂：

得电子（或电子对偏向）的物质------氧化性

还原剂：

失电子（或电子对偏离）的物质------还原性

［讲］在氧化还原反应中，氧化剂得电子具有氧化性，起氧化作用，本身被还原后的生成物叫还原产物。

还原剂失电子具有还原性，起还原作用，本身被氧化，氧化后的生成物叫氧化产物。

［板书］氧化产物：

氧化后的生成物

还原产物：

还原后的生成物。

［总结］氧化还原反应中各概念间的关系为

［板书］

氧化剂+还原剂==还原产物+氧化产物

［过］氧化还原反应的实质是电子的转移，下面我们学习如何在方程式上简单地表示反应中电子的转移情况。

［板书］2、氧化还原反应中电子转移的表示方法

（1）双线桥法---表示电子得失结果

［投影小结］步骤：

1、先标化合价，双线桥从左指向右连接不同价态的同种元素。

2、线上标明电子得失数。

［点击试题］用双线桥表示下列氧化还原反应，并指出氧化剂和还原剂。

（1）3H2+Fe2O3===3H2O+2Fe

（2）2KClO3===2KCl+3O2

（3）2H2S+SO2==3S+2H2O

［板书］

（2）单线桥——表示电子转移情况

［小结］步骤：

重点：

（1）单箭号（在反应物之间）；

（2）箭号起点为被氧化（失电子）元素，终点为被还原（得电子）元素；

（3）只标转移电子总数，不标得与失（氧化剂得电总数等于还原剂失电子总数）。

［过］下面根据我们已有的经验，总结一下常见的氧化剂和还原剂。

3、常见的氧化剂与还原剂

［小结］

1、常见的氧化剂

①活泼的非金属单质：

如Cl2、Br2、O2等

②元素（如Mn、C、N）处于高化合价时的氧化物：

如MnO2、CO2、NO2等

③元素（S、N）处于高化合价时的含氧酸：

如浓H2SO4、HNO3等

④元素（Mn、Cl、Fe）处于高化合价时的盐：

如KMnO4、KClO3、FeCl3等

⑤过氧化物：

如Na2O2、H2O2等

（1）活泼的非金属单质：

O2、Cl2、Br2

（2）含高价金属阳离子的化合物：

FeCl3

（3）含某些较高化合价元素的化合物：

浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2

2、常见的还原剂：

①活泼的金属单质：

如Na、Mg、Al、Zn、Fe等。

②某些非金属单质：

如H2、C、Si等

③元素处于低化合价时的氧化物：

如CO、SO2等

④元素处于低化合价时的酸：

如HCl、H2S等

⑤元素处于低化合价时的盐：

如Na2SO3、FeSO4等

（1）活泼或或较活泼的金属：

K、Ca、Na、Al、Mg、Zn（按金属活动性顺序，还原性递减）

（2）含低价金属阳离子的化合物：

Fe2＋

（3）某些非金属单质：

C、H2

（4）含有较低化合价元素的化合物：

HCl、H2S、HI、KI

（元素处于最高价态，只有氧化性；处于最低价态，只有还原性；在中间价态，既有氧化性又有还原性）

【记忆】：

氧化性：

Cl2>Br2>Fe3+>I2>SO42-还原性：

S2->SO32->I->Fe2+>Br->Cl-

氧化还原反应是和工农业生产、科学技术、日常生活密切相关的重要反应。

它对我们人类既有贡献又有害处，比如我们酿酒、燃料燃烧都是利用氧还反应，但是铁生锈，易燃物自然等等也同样是氧还反应。

我们在学习了化学之后就可以充分去避免氧还反应的危害，最大限度的利用它来为人类服务。

降得还（这里的还指还原反应）

 还原剂：

失去电子的物质，在反应时所含元素的化合价升高

 还原剂具有还原性，但是其本身被氧化。

升失氧（这里的氧指氧化反应）

 氧化剂：

得到电子的物质，在反应时所含元素的化合价降低

氧化剂具有氧化性，但是其本身被还原。

两条关系：

本质特征本身反应产物物质性质

得电子→化合价下降→被还原→还原反应→还原产物→氧化剂→氧化性

失电子→化合价升高→被氧化→氧化反应→氧化产物→还原剂→还原性

（口诀）升失氧作还原剂显还原性，降得还作氧化剂显氧化性

 氧化还原反应的一些规律

1、电子守恒规律

还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数

【试题】1.有0．3mol硫化亚铜与适量的稀硝酸恰好完全反应生成硝酸铜、硫酸、一氧化氮和水，则末被还原的硝酸为（）mol，被还原的硝酸为（）mol，消耗的硝酸为（）mol。

A．2．2B．0．6C．1．2D．1．0

2.已知下列变化过程中，0.2molRxO42--离子参加反应时共转移0.4mol电子。

RxO42-+MnO4--+H+→RO2+Mn2++H2O

（1）x=___________；

（2）参加反应的H+的物质的量为_________。

（解析）反应前R化合价为+6/x，Mn为+7；反应后R为+4，Mn为+2，其他元素化合价都不变，Mn价态下降，则R的化合价必然上升，反应前后变化为x（4-6/x），则1molRxO42-参加反应将有x（4-6/x）mol电子转移，0.2molRxO42-离子参加反应时，共转移0.4mol电子，则有x（4-6/x）/1=0.4/0.2，解得x=2，所以配平后的方程为5RxO42-+2MnO4-+16H+=======10RO2+2Mn2++8H2O,所以应有0.2*16/5=0.64molH+参加反应

（讲解）在任何氧化还原反应中，氧化剂得电子总数，恒等于还原剂失电子总数，从化合价的方面来说，氧化剂中元素化合价降低总数，恒等于还原剂中元素化合价升高总数。

把握这一规律，可作定量计算，以后在学习氧化还原反应方程式的配平会用到。

（过渡例题）试从化合价的角度去分析：

在S2-、Fe2+、Fe3+、Mg2+、S、I-、H+中，只有氧化性的是：

；只有还原性的是：

；既有氧化性又有还原性的是：

。

（分析）从元素化合价角度看，当离子中元素化合价处于最高价时，只能得电子价降低被还原发生还原反应，表现氧化性；当处于最低价时，只能失电子价升高发生氧化反应，表现还原性。

显然，若处中间价，则既能得电子又能失电子，化合价既能降又能升，因此兼有氧化性和还原性。

这是根据元素化合价推断离子性质的规律，可称为价态利用规律。

2、价态利用规律

最高价时——只具氧化性

同种元素最低价时——只具还原性

中间价时——兼有氧化性和还原性

3、性质传递规律

（过渡）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

还原剂氧化剂氧化产物还原产物

（分析）从该反应可知，Fe能将＋2价Cu还原为0价Cu，说明Fe的还原性强于Cu，即在此氧化还原反应中，还原剂的还原性强于还原产物的还原性，反之，亦然。

推而广之，对于氧化还原反应，从性质角度看从左往右是一个由强变弱的过程，归纳如下：

氧化剂＋还原剂＝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

（小结）利用此传递规律，可判断物质氧化性或还原性的相对强弱。

具体作法是：

先在反应物中找出氧化剂和还原剂，之后在生成物中找出氧化产物和还原产物，最后下结论。

如上例：

氧化性：

CuSO4>FeSO4

还原性：

Fe>Cu

（巩固练习1）已知①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2②2FeCl2+Cl2=2FeCl3

判断下列物质氧化能力由大到小的顺序是：

（）

A.Fe3+>Cl2>I2B.Cl2>Fe3+>I2

C.I2>Cl2>Fe3+D.Cl2>I2>Fe3+

（巩固练习2）根据反应式：

①2Fe3++2I-=2Fe2++I2②Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-

可判断离子的还原性从强到弱的顺序是：

（）

A.Br-、Fe2+、Cl-B.I-、Fe2+、Br-C.Br-、I-、Fe2+D.Fe2+、I-、Br-

（过渡）除上述性质传递可判断氧化性、还原性外，还有其它规律。

*氧化性还原性强弱的判断

1根据氧化还原反应方程式判断（性质传递规律）

2根据金属活动顺序表来判断

还原性：

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu

―――――→减弱

氧化性：

K+Ca2+Na+Mg2+……Cu2+Hg2+Ag+

――――――－→增强

（说明）易失电子的金属原子失去电子变成阳离子后难于得到电子；难失电子的金属原子失去电子变成阳离子后易得到电子。

③根据反应条件判断

（说明）当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物价态相同，可根据反应条件的高低来进行判断：

a.16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑

b.MnO2+4HClΔ==MnCl2+Cl2↑+2H2O

c.4HCl+O2CuCl2450℃=========2H2O+2Cl2↑

上述三个反应中①式不需条件，②式需加热，③式需加催化剂

所以得到结论：

氧化性：

KMnO4>MnO2>O2

④根据氧化产物价态高低判断

（说明）当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可根据氧化产物价态的高低进行判断。

例：

2Fe+2Cl2Δ==2FeCl3

Fe+SΔ==FeS

（分析）在加热条件下Cl2把铁氧化成＋3价，S只能把铁氧化成＋2价。

结论：

氧化性：

Cl2>S

（过渡）氧化剂的氧化性有强弱之分，还原剂的还原性也有强弱之分，当多种氧化剂与同一种还原剂或是多种还原剂与同一种氧化剂相遇时，又会怎样呢？

一条原则：

强者优先

根据外界条件（如温度，浓度，溶液的酸碱度）：

a温度

eg.氧化性：

热浓H2SO4___>_冷H2SO4；还原性热HCL_>___冷HCL

b依据溶液的浓度比较

eg.氧化性：

浓H2SO4___>_H2SO4；浓HNO3__>__稀HNO3

c酸碱度

eg.KMnO4的氧化性随着溶液酸性的增强而增强。

一般地，在酸性环境中，KMnO4还原产物是Mn2+，在中性环境中，KMnO4还原产物是MnO2，在碱性环境中，KMnO4还原产物是K2MnO4

由不同氧化剂与相同还原剂反应生成相同物质，条件越容易，氧化性越强；

由不同还原剂与相同氧化剂反应生成相同物质，条件越容易，还原性越强。

4、强者优先原则

（说明）当一种氧化剂同时遇到了多种都能被氧化的还原剂时，首先被氧化的是还原性最强的还原剂，待最强的还原剂被全部氧化之后，多余的氧化剂再依次氧化次强的还原剂。

（例如）镁、铁都可以单独与硫酸反应，镁，铁是还原剂，而硫酸是氧化剂。

但是，当把镁，铁同时投入到硫酸中，并不是两者同时与硫酸分别发生反应，而是镁铁中还原性强的优先与硫酸发生反应，即镁粉优先反应，要等镁粉反应完毕后如果还有硫酸余，铁粉才能与硫酸发生反应。

即：

先：

H2SO4+Mg=MgSO4+H2↑

后：

H2SO4+Fe=FeSO4+H2↑

当一种还原剂同时遇到多种都能被还原的氧化剂时，反应进行的次序与上类似。

5、质量守恒定律

（说明）与其他类型的化学反应一样，氧化还原反应也遵循质量守恒定律，即：

在化学反应前后，参加反应的反应物的总质量等于所有生成物的总质量，换言之，物质在化学反应前后，元素种类和元素原子数目不变。

【点击试题】在强酸性溶液中可发生如下反应，该反应可定性地检验Mn2+的存在：

2Mn2++5R2O8x-+8H2O

16H++10RO42-+2MnO4-在反应中充当氧化剂的R2O8x-（假设氧元素化合价不变）中，元素R的化合价是（　　）

A．4B.5C.6D.7

6、价态归中规律（不交叉规律）

（说明）同种元素相邻价态之间，不发生氧化还原反应。

例如，硫元素的主要化合价有－2价、0价、＋4价、＋6价，其中－2价与0价、0价与＋4价、＋4价与＋6价均属于硫元素的邻位化合价，含这种化合价元素的化合物或单质之间不发生氧化还原反应，例如S与SO2、SO2与H2SO4（浓）、等物质之间均不发生氧化还原反应。

+30+2-2+40

价态相间，在一定条件下能发生反应。

如：

2FeCl3+Fe=3FeCl22H2S+SO2=3S+2H2O

含同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应，其结果是两种价态只能相互靠近，或最多达到相同价态，而决不会出现高价变低，低价变高的交叉现象。

即氧化剂被还原到的价态不能低于还原剂氧化到的价态。

（例如）＋5－1－10

KClO3+6HCl=KCl+Cl2↑+H2O正确

＋5－1－10

KClO3+6HCl=KCl+Cl2↑+H2O错误

（学生活动）分析

+6-2+40

H2SO4（浓）＋H2S=SO2+S+2H2O正确

+6-2+40

H2SO4（浓）＋H2S=SO2+S+2H2O错误

（例题）用双线桥标出反应5KI+KIO3+3H2SO4=3I2+3K2SO4+3H2O,其中，既不是氧化剂又不是还原剂的物质的化学式为；反应中被氧化的元素是，被还原的元素是，被氧化元素与被还原元素的质量比为：

。

7邻位转化规律：

一般情况下，在大多数氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的价态变化是邻位的。

Eg：

硫化氢一般被氧化为单质硫，浓硫酸一般被还原为二氧化硫。

（浓硫酸可以干燥二氧化硫）

【课堂练习】

1.16HCl（浓） + 2KMnO4 = 2KCl + 2MnCl2 +5Cl2+ 8H2O中的氧化剂与还原剂？

有没有即可以作氧化剂又可以作还原剂的物质?

 举例说明

电解水，过氧化氢的分解

2. 在下列物质间相互变化中，需要加入氧化剂才能实现的是（）

A．H2SO4→MgSO4B.NaCl→Cl2C.CuSO4→CuD.HClO→Cl2

3.在氧化还原反应中，3S+6KOH=K2SO3+2K2S+3H2O中，被氧化与被还原的硫原子数比是（）

A.1:

2B.2:

1C.1:

1D.3:

2

4.在一定条件下可以进行如下反应：

H2O+R2O8n-+Mn2+→MnO4-+RO42-+H+（未配平），又知该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5：

2，则R2O8n-中n的值为（　　）

A.1B.2C.3D.4

5.某元素在化学反应中由化合态（化合物）变为游离态（单质），则该元素（ ）

A．一定被氧化B．一定被还原C．可能被氧化，也可能被还原       D．以上都不是

6.下列变化属于氧化反应的是

A.Fe2O3 →Fe  B.Zn  → ZnCl2

C.Na2CO3 →  CO2 D.Al → Al2O3 

7.下列叙述中正确的是

A．反应中化合价降低的物质是还原剂

B．有氧元素参加的反应一定是氧化还原反应

 C．反应前后元素化合价没有变化的反应一定不是氧化还原反应

D．氧化剂在反应中被氧化，还原剂在反应中被还原

A．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性

B．失电子难的原子获得电子的能力一定强

C．氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂

D．非金属元素最高价氧化物的水化物并不一定都具有强氧化性

A．肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原

B．某元素从化合态变成游离态，该元素一定被还原

C．在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化

D．在氧化还原反应中非金属单质一定是氧化剂

A．被氧化的物质是氧化剂

B．元素由化合态变为游离态时，该元素一定被还原

C．有些复分解反应属于氧化还原反应

D．金属单质在氧化还原反应中一定做还原剂

8. 阿波罗宇宙飞船以N2H4（联氨）和N2O4为推力源，反应温度达2700℃，反应式为2N2H4＋N2O4=3N2＋4H2O。

关于该反应的说法中正确的是（）

A．属于置换反应B．联氨是氧化剂

C．联氨是还原剂D．氮气是氧化产物，不是还原产物îí

9．下列叙述中正确的是（）

A．含金属元素的离子不一定都是阳离子

B．在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂

C．某元素从化合态变为游离态时，该元素一定被还原

D．金属阳离子被还原一定得到金属的单质

10.在2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑的化学反应里，氢元素的化合价由价降低

为价，降低了价，氢元素化合价降低的总数为，氢离子得到电子总数

为，则铝元素化合价升高总数为，铝原子失去电子总数为。

11.在同一个氧化还原反应里，下列说法正确的是

A、氧化剂里化合价降低总数与得到电子总数相同

B、还原剂里化合价升高总数与失去电子总数相同

C、氧化剂里化合价降低总数与还原剂里化合价升高总数相等

D、氧化剂里得到电子总数与还原剂里失去电子总数相等。

12.G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物，我们不了解它