高中化学必修一第2章 第3节 第1课时.docx
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高中化学必修一第2章第3节第1课时
第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应
一 从化合价的变化认识氧化还原反应
1.写出碳还原氧化铜的化学方程式：
C＋2CuO
2Cu＋CO2↑；请根据初中学习过的知识分析回答下列问题：
（1）从得氧、失氧角度分析，发生氧化反应的物质是碳（得到氧生成了二氧化碳）；该物质在反应前后，元素的化合价变化是碳元素的化合价升高，由0价升高到＋4价。
（2）发生还原反应的物质是氧化铜（失去氧生成了铜）；该物质在反应前后，元素的化合价变化是铜元素的化合价降低，由＋2价降低为0价。
（3）化合价的变化与氧化反应、还原反应之间有怎样的关系？
答案
2.请分析下列各反应中元素的化合价有无变化？
若有变化，是如何变化的？
（1）2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O
答案 该反应中元素的化合价无变化。
（2）3CO＋Fe2O3
3CO2＋2Fe
答案 有变化。
碳元素由＋2价升高到＋4价，（CO得到氧）发生氧化反应；铁元素由＋3价降低到0价，（Fe2O3失去氧）发生还原反应。
（3）Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu
答案 有变化。
铁元素由0价升高到＋2价，发生氧化反应（无氧参加）；铜元素由＋2价降低到0价，发生还原反应（无氧参加）。
归纳总结
1.有关概念
（1）氧化反应是物质所含元素化合价升高的反应，还原反应是物质所含元素化合价降低的反应。
（2）氧化还原反应是凡有元素化合价升降的化学反应，非氧化还原反应是凡没有元素化合价升降的化学反应。
2.表现特征
氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，而得氧失氧只不过是其中的特例。
1.下列关于氧化还原反应的说法中正确的是（ ）
A.氧化还原反应前后元素化合价有升降
B.氧化还原反应前后一定有氧的得失
C.实现Fe3＋―→Fe2＋的变化过程一定是氧化反应
D.元素化合价升高的反应是还原反应
答案 A
解析 本题主要考查氧化还原反应的概念，关键是要紧紧抓住反应中元素的化合价有无变化。
化合价有变化一定是氧化还原反应，但不一定有氧得失。
化合价升高发生的是氧化反应，Fe3＋转化为Fe2＋，铁元素的化合价降低，发生的是还原反应。
2.下列化学反应中，不属于氧化还原反应的是（ ）
A.Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
B.2NO＋O2===2NO2
C.CuO＋H2
Cu＋H2O
D.CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl
答案 D
解析 A中镁元素的化合价由0价升高到＋2价，氢元素的化合价由＋1价降到0价；B中氮元素的化合价由＋2价升高到＋4价，氧元素的化合价由0价降到－2价；C中氢元素的化合价由0价升高到＋1价，铜元素的化合价由＋2价降到0价；D中则不存在元素化合价的变化，所以D不是氧化还原反应。
理解感悟 判断反应是否为氧化还原反应，要抓住两个关键：
一是准确判断各反应物、生成物中各元素的化合价及其变化；二是牢记“凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应”。
二 从电子转移的角度认识氧化还原反应
1.从电子得失角度分析
写出钠与氯气反应的化学方程式：
2Na＋Cl2
2NaCl；在反应前后钠元素和氯元素的化合价各发生了怎样的变化？
并根据它们的原子结构，分析讨论其化合价发生变化的原因。
答案 由钠原子和氯原子的结构分析可知：
钠原子易失去最外层1个电子，成为具有稳定结构的Na＋，其化合价由0价升高为＋1价。
氯原子易得到1个电子，成为具有稳定结构的Cl－，其化合价由0价降低为－1价。
即：
在这个反应中，氯原子和钠原子之间发生了电子得失，分别形成阴离子和阳离子，使元素的化合价发生了变化。
2.从电子偏移角度分析
写出氢气与氯气反应的化学方程式：
H2＋Cl2
2HCl；并根据氢原子和氯原子的结构分析讨论它们在反应前后化合价发生变化的原因。
答案 由氢原子和氯原子的结构分析可知：
氢原子和氯原子都具有获得1个电子形成稳定结构的倾向，均不易失去电子，二者只能形成共用电子对，且共用电子对偏向于吸引力稍强的氯原子，偏离于氢原子。
因此，氢元素的化合价由0价升高到＋1价，被氧化，氢气发生了氧化反应；氯元素的化合价由0价降低为－1价，被还原，氯气发生了还原反应。
即该反应生成的HCl分子中的共用电子对发生了偏移，使元素的化合价发生了变化。
归纳总结
1.反应中化合价升降的原因
反应中化合价升降的原因是电子的得失（或偏移）。
电子的得失（或偏移）的结果是形成稳定结构。
2.氧化还原反应的本质
有电子转移（得失或偏移）的反应都是氧化还原反应。
失去（或偏离）电子的发生氧化反应，得到（或偏向）电子的发生还原反应。
3.下列反应中，一定发生电子转移的是（ ）
A.NH4HCO3
NH3↑＋CO2↑＋H2O
B.2KMnO4
K2MnO4＋MnO2＋O2↑
C.Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
D.FeO＋2HCl===H2O＋FeCl2
答案 B
解析 因为发生电子转移的反应一定是氧化还原反应，所以此题实际是判断反应是否是氧化还原反应。
其关键是分析反应前后元素的化合价是否发生变化，选项B中锰元素的化合价由＋7价降低为＋6价和＋4价，氧元素的化合价由－2价升高为0价，发生了电子转移，其他选项中元素的化合价均无变化。
4.写出铁粉与氯化铜溶液反应的离子方程式：
_______________________________________
________________________________________________________________________；试分析该反应的本质是__________________________________________________。
答案 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 该反应中铁原子将电子转移给Cu2＋，Fe发生了氧化反应，Cu2＋发生了还原反应
三 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
根据初中学习过的四种基本反应类型和氧化还原反应的有关知识内容，填写下表：
序号
化学反应
四种反应类型
价态有无变化
是否是氧化还原反应
1
2NO＋O2===2NO2
化合反应
有
是
2
CO2＋CaO===CaCO3
化合反应
无
不是
3
NH4HCO3
NH3↑＋CO2↑＋H2O
分解反应
无
不是
4
2KClO3
2KCl＋3O2↑
分解反应
有
是
5
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
置换反应
有
是
6
Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
置换反应
有
是
7
HCl＋KOH===KCl＋H2O
复分解反应
无
不是
8
BaCl2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaCl
复分解反应
无
不是
归纳总结
氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系
（1）两个可能，即：
化合反应和分解反应可能是氧化还原反应；两个一定，即：
所有的置换反应一定是氧化还原反应，所有的复分解反应一定是非氧化还原反应。
（2）值得注意的是，四种基本反应类型不包括所有的反应，例如：
4HCl（浓）＋MnO2
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O不属于四种基本反应类型中的任何一种反应类型，但却属于氧化还原反应。
5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示，则下列化学反应属于阴影部分的是（ ）
A.Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl
B.2NaHCO3
Na2CO3＋H2O＋CO2↑
C.4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
D.2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
答案 D
解析 本题给出四大基本反应类型与氧化还原反应的相互关系，考查学生识图分析的能力。
解答本题的关键是理解化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应的特点，并清楚这四大基本反应类型与氧化还原反应的关系。
A项是置换反应，所有的置换反应都是氧化还原反应；B项属于分解反应，没有化合价变化，属于非氧化还原反应；C项是有单质参加的化合反应，属于氧化还原反应；D项是氧化还原反应且不属于四种基本反应类型。
1.关于氧化还原反应的说法中正确的是（ ）
A.失去电子的物质是氧化剂
B.氧化反应的本质是得电子
C.原子得到电子后，元素的化合价一定升高
D.有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应
答案 D
解析 还原剂失去电子，化合价升高，发生氧化反应，氧化剂得到电子，化合价降低，发生还原反应，故A、B、C错误。
3O2
2O3不是氧化还原反应。
2.下列反应属于非氧化还原反应的是（ ）
A.10Al＋3V2O5
6V＋5Al2O3
B.2Mg＋CO2
2MgO＋C
C.N2＋3H2
2NH3
D.SiO2＋CaO
CaSiO3
答案 D
解析 凡是反应中有元素化合价升降的反应为氧化还原反应，A中元素Al、V,B中元素Mg、C，C中元素N、H，均发生变化，故为氧化还原反应；D是没有单质参加的化合反应，为非氧化还原反应。
3.下列反应中有一个反应与其他三个反应不同，则该反应是（ ）
A.SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
B.SO3＋H2O===H2SO4
C.3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
D.NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
答案 C
解析 C中的反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中氮元素的化合价由反应前的＋4价变为反应后的＋5和＋2价，属于氧化还原反应，而A、B、D三个反应中无元素化合价的改变，是非氧化还原反应。
4.下列反应中，划线的物质发生氧化反应的是（ ）
A.Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2
B.CO2＋C
2CO
C.Fe2O3＋2Al
Al2O3＋2Fe
D.CO2＋NaOH===NaHCO3
答案 C
解析 A项中FeCl3中的Fe，B项中CO2中的C化合价都是降低的，所以FeCl3和CO2都发生还原反应；C项中的Al化合价升高，发生氧化反应；D项不是氧化还原反应。
5.有反应：
Fe2O3＋2Al
Al2O3＋2Fe。
（1）________元素的化合价升高，则该元素的原子________电子，被________（填“氧化”或“还原”）；而________元素的化合价降低，则该元素的原子________电子，被________（填“氧化”或“还原”）。
（2）该反应中Fe2O3发生了________反应，Al发生了________反应。
答案
（1）Al 失 氧化 Fe 得 还原
（2）还原 氧化
40分钟课时作业
[经典基础题]
题组一 氧化还原反应的实质及判断
1.氧化还原反应的实质是（ ）
A.元素化合价发生变化
B.反应中有氧的得失
C.反应中有电子的得失或电子的偏移
D.反应后生成新物质
答案 C
2.下列反应中不是氧化还原反应的是（ ）
A.3Cl2＋6KOH===5KCl＋KClO3＋3H2O
B.CuO＋H2
Cu＋H2O
C.2KMnO4
K2MnO4＋MnO2＋O2↑
D.2AgNO3＋BaCl2===2AgCl↓＋Ba（NO3）2
答案 D
解析 从化合价升降的角度分析，凡物质所含元素的化合价在反应前后有变化的反应属于氧化还原反应；而D项是复分解反应，在反应前后元素的化合价都没发生变化，所以是非氧化还原反应，故选D。
3.以下变化中，没有电子转移发生的是（ ）
A.Cl－―→Cl2B.SO
―→BaSO4
C.MnO
―→Mn2＋D.H2O―→H2
答案 B
解析 反应前后元素的化合价不发生变化的即没有发生电子的转移。
4.日常生活中的许多现象与化学反应有关，下列现象与氧化还原反应无关的是（ ）
A.铜器出现铜绿[Cu2（OH）2CO3]
B.铁制菜刀生锈
C.大理石雕像被酸性较强的雨腐蚀毁坏
D.铝锅表面生成致密的薄膜（Al2O3）
答案 C
解析 C中发生的反应为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
5.下列反应中，氯元素被氧化的是（ ）
A.2KClO3
2KCl＋3O2↑
B.2P＋5Cl2
2PCl5
C.MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
D.H2＋Cl2
2HCl
答案 C
解析 氯元素被氧化的反应就是反应中的氯元素的化合价升高的反应，C项中氯元素的化合价由－1价升高到0价。
6.下列有关氧化还原反应的说法正确的是（ ）
A.元素化合价升高的反应是还原反应
B.物质在反应中失去了电子，此物质中的某一元素化合价降低
C.有电子转移的反应就是氧化还原反应
D.有化合价升降的反应，不一定是氧化还原反应
答案 C
解析 元素化合价升高的反应为氧化反应，A项错误；失去电子应表现为化合价升高，B项错误；有化合价升降的反应一定是氧化还原反应，D项错误；有电子转移的反应就是氧化还原反应，C正确。
题组二 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
7.已知某两种物质在一定条件下能发生化学反应，其反应的微观示意图如下，则下列说法正确的是（ ）
（说明：
一种小球代表一种元素的原子）
A.图中的反应物都是化合物
B.该反应属于置换反应
C.该反应属于非氧化还原反应
D.该反应不符合质量守恒定律
答案 B
8.离子反应、复分解反应、置换反应和氧化还原反应之间可用集合关系表示，正确的是（ ）
答案 A
解析 本题主要考查离子反应、氧化还原反应、四种基本反应类型之间的关系和识图能力。
复分解反应都是非氧化还原反应，由此可判断B、C、D选项均不正确。
9.磷单质在反应：
4P＋3KOH＋3H2O===3KH2PO2＋PH3中（ ）
A.被氧化B.被还原
C.既被氧化又被还原D.既未被氧化又未被还原
答案 C
解析
―→KH2
O2；
―→
H3，P在反应中化合价从0价降到－3价，被还原，同时从0价升高到＋1价，被氧化，故磷单质既被氧化又被还原。
[能力提升题]
10.
（1）A图是“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”图，请在A图中用阴影部分表示反应：
H2＋CuO
Cu＋H2O所属的区域。
（2）“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用B图表达。
其中Ⅰ为化合反应，则Ⅱ为____________反应。
写出有水生成的符合反应类型Ⅲ的一个化学方程式：
________________________________________________________________________。
答案
（1）
（2）分解 NaOH＋HCl===NaCl＋H2O（或其他合理答案）
解析
（1）H2＋CuO
Cu＋H2O属于置换反应，而置换反应全部属于氧化还原反应。
（2）Ⅰ为化合反应，则Ⅱ为分解反应，Ⅲ为复分解反应，Ⅳ为置换反应。
中和反应属于复分解反应，且有水生成，如HCl＋NaOH===NaCl＋H2O。
11.化学反应按照不同的分类方法，可以分为化合、分解、置换、复分解，或者分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
有下列一组反应：
①CO2＋C
2CO
②Cu2（OH）2CO3
2CuO＋H2O＋CO2↑
③2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
④2CO＋O2
2CO2
⑤3Fe＋4H2O（g）
Fe3O4＋4H2
⑥CuO＋CO
Cu＋CO2
⑦4NH3＋3O2（纯）
2N2＋6H2O
⑧2H2O
2H2↑＋O2↑
⑨2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
⑩SO2＋H2O===H2SO3
（1）其中属于化合反应的有________，属于置换反应的有__________。
（2）在化学反应前后元素的化合价没有变化的是______。
（3）上述反应中，既是分解反应又是氧化还原反应的是________。
（4）上述反应中，既是溶液中的离子反应，又是氧化还原反应的是________。
（5）根据你的理解，氧化还原反应的实质是________。
A.分子中的原子重新组合
B.氧元素的得失
C.电子的得失或共用电子对的偏移
D.化合价的改变
答案
（1）①④⑩ ⑤⑦
（2）②⑩ （3）⑧ （4）③⑨
（5）C
12.商代炼铜时，所用的矿物原料主要是孔雀石，主要燃料是木炭，在温度1000℃左右冶炼，可能涉及的反应有：
①Cu2（OH）2CO3
2CuO＋CO2↑＋H2O；②2CuO＋C
2Cu＋CO2↑；③CuO＋CO
Cu＋CO2；④CO2＋C
2CO。
（1）从四种基本反应类型来看，①②④的反应类型分别为①____________，②____________，④____________。
（2）反应③中，____________发生氧化反应，__________发生还原反应。
答案
（1）分解反应 置换反应 化合反应
（2）CO CuO
解析 反应①中元素的化合价无变化，不是氧化还原反应；反应②③④中元素化合价均有变化，为氧化还原反应。
在反应③中碳元素的化合价由＋2价升高为＋4价，CO发生氧化反应，铜元素的化合价由＋2价降低为0价，CuO发生还原反应。
13.
（1）人体血红蛋白分子中含有Fe2＋，正是这些Fe2＋使血红蛋白分子具有载氧功能。
亚硝酸钠（NaNO2）可将人体血红蛋白中的Fe2＋转化为Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与氧气的结合能力，反应过程中Fe2＋发生__________反应，说明亚硝酸钠具有____________性；误食亚硝酸钠中毒，可服维生素C缓解，说明维生素C具有________性。
（2）二氧化氯（ClO2）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。
与Cl2相比，ClO2不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。
可以用下列方法制备ClO2
2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O
被氧化的物质是__________________，若反应中有0.1mol电子转移，则产生的ClO2气体在标准状况下的体积为________L。
答案
（1）氧化 氧化 还原
（2）H2O2 2.24
解析
（1）NaNO2将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe2＋发生氧化反应，说明NaNO2具有氧化性。
（2）反应中：
H2
2―→
2，O元素价态升高，则H2O2被氧化，Na
O3―→
lO2，Cl元素化合价降低，故若反应中有0.1mol电子转移，则产生的ClO2气体在标准状况下的体积为22.4L·mol－1×0.1mol＝2.24L。
14.过氧化氢（H2O2）可作为采矿业的废液消毒剂，如消除采矿废液中有剧毒的氰化钾（KCN，其中N元素为－3价），化学方程式为KCN＋H2O2＋H2O===A＋NH3↑（已配平），请回答下列问题：
（1）生成物A的化学式是________。
（2）该反应是否是氧化还原反应？
________（填“是”或“不是”）。
若是，请指出被还原的元素；若不是，请说明理由：
________________________________________。
答案
（1）KHCO3
（2）是 H2O2中氧元素的化合价由－1价降为－2价，被还原
解析
（1）根据质量守恒定律可知，A由1个K原子、3个O原子、1个C原子和1个H原子构成，故为KHCO3。
（2）反应物H2O2中氧元素的化合价由－1价降为－2价，氧元素被还原；反应物KCN中碳元素的化合价由＋2价升高为＋4价，碳元素被氧化，故该反应是氧化还原反应。
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