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1氧化还原反应与热化学基础氧化还原反应中的概念与规律:一、五对概念在氧化还原反应中，有五对既相对立又相联系的概念。它们的名称和相互关系是：二、五条规律1、表现性质规律同种元素具有多种价态时，一般处于最高价态时只具有氧化性、处于最低价态时只具有还原性、处于中间可变价时既具有氧化性又具有还原性。2、性质强弱规律3、反应先后规律在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种还原剂时，若加入氧化剂，则它首先与溶液中最强的还原剂作用；同理，在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种氧化剂时，若加入还原剂，则它首先与溶液中最强的氧化剂作用。例如，向含有FeBr2溶液中通入Cl2，首先被氧化的是Fe2+4、价态归中规律含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价→中间价”的规律。5、电子守恒规律在任何氧化—还原反应中，氧化剂得电子（或共用电子对偏向）总数与还原剂失电子（或共用电子对偏离）总数一定相等。三．物质氧化性或还原性强弱的比较:（1）由元素的金属性或非金属性比较1金属阳离子的氧化性随其单质还原性的增强而减弱2非金属阴离子的还原性随其单质的氧化性增强而减弱（2）由反应条件的难易比较不同的氧化剂与同一还原剂反应时，反应条件越易，其氧化剂的氧化性越强。如：前者比后者容易发生反应，可判断氧化性：。同理，不同的还原剂与同一氧化剂反应时，反应条件越易，其还原剂的还原性越强。（3）根据被氧化或被还原的程度不同进行比较当不同的氧化剂与同一还原剂反应时，还原剂被氧化的程度越大，氧化剂的氧化性就越强。如，根据铁被氧化程度的不同，可判断氧化性：。同理，当不同的还原剂与同一氧化剂反应时，氧化剂被还原的程度越大，还原剂的还原性就越强。（4）根据反应方程式进行比较氧化剂+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（5）根据元素周期律进行比较一般地，氧化性：上下，右左；还原性：下上，左右。（6）某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关：温度：如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。浓度：如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。酸碱性：如中性环境中不显氧化性，酸性环境中显氧化性；又如溶液的氧化性随溶液的酸性增强而增强。注意：物质的氧化性或还原性的强弱只决定于得到或失去电子的难易，与得失电子的多少无关。如还原性：，氧化性：。3．例题精讲：一、氧化还原反应中的概念辨析：例1、（2000广州测试题）制备氰化钙的化学方程式为CaCO3+2HCN=Ca(CN)2+CO↑+H2↑+CO2↑，在反应中（）A.氢元素被氧化，碳元素被还原B.HCN既是氧化剂又是还原剂C.Ca(CN)2是氧化产物，H2是还原产物D.CO为氧化产物，H2为还原产物解析：本题考查氧化还原反应的有关概念。CaCO3+2HCN=Ca(CN)2+CO↑+H2↑+CO2↑（注意生成物中CO2碳元素来自CaCO3，它的化合价在反应前后没有发生变化），即氢元素化合价降低，碳元素化合价升高，故HCN既是氧化剂又是还原剂，Ca(CN)2是氧化产物，H2是还原产物。答案：B、C。3点评：此类结合实例确定氧化还原反应的有关概念的试题，其解题方法是：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，特别是反应物中含有同种元素的氧化还原反应（如本题反应物均含有碳元素），必须弄清它的变化情况。例2.(1997年全国高考题)下列叙述正确的是（）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.金属阳离子被还原不一定得到金属单质解析：本题主要是考查氧化还原反应概念正误的判断。答案：A、D。热化学一、反应热1、化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。反应热用符号ΔH表示，单位一般采用kJ/mol。当ΔH为负值为放热反应；当ΔH为正值为吸热反应。测量反应热的仪器叫做量热计。2、燃烧热：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，叫做该物质的燃烧热。3、中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1molH2O，这时的反应热叫做中和热。中学阶段主要讨论强酸和强碱的反应。二、热化学方程式1、书写热反应方程式应注意的问题：(1)由于反应热的数值与反应的温度和压强有关，因此必须注明，不注明的是指101kPa和25℃时的数据。(2)物质的聚集状态不同，反应热的数值不同，因此要注明物质的聚集状态。(3)热化学方程式中的化学计量数为相应物质的物质的量，它可以是整数，也可以是分数。2、书写热化学方程式的一般步骤(1)依据有关信息写出注明聚集状态的化学方程式，并配平。(2)根据化学方程式中各物质的化学计量数计算相应的反应热的数值。(3)如果为放热反应ΔH为负值，如果为吸热反应则ΔH为正值。并写在第一步所得方程式的后面，中间用“；”隔开。(4)如果题目另有要求，如反应燃料燃烧热的热化学方程式和有关中和热的热化学方程式，可将热化学方程式的化学计量数变换成分数。三、中和热的测定1、测定前的准备工作(1)选择精密温度计（精确到0.10C），并进行校对（本实验温度要求精确到0.10C）。(2)使用温度计要轻拿轻声放。刚刚测量高温的温度计不可立即用水冲洗，以免破裂。(3)测量溶液的温度应将温度计悬挂起来，使水银球处于溶液中间，不要靠在烧杯壁上或插到烧杯底部。不可将温度计当搅拌棒使用。2、要想提高中和热测定的准确性，实验时应注意的问题(1)作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。因此可用保温杯来做。如果按教材中的方法做，一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平，这样可以减少热量损失。4(2)盐酸和氢氧化钠溶液的浓度的配制须准确，且氢氧化钠溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确，所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大。(3)温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测温度的精度。(4)实验操作时动作要快，以尽量减少热量的散失。(5)为了减少实验误差，重复实验2~3次，数据取平均值。注意事项：一、反应热的大小比较：比较反应热的大小，一般是在不同条件下（温度、压强、物质的聚集状态等）下的同一化学反应，或同一条件（温度、压强）下的同类化学反应之间进行。比较时要善于从同中求异，抓住其实质，从而顺利解决问题。影响反应热大小因素主要有以下几个方面。1、热化学方程式中的化学计量数。如2mol氢气燃烧放出的热量是相同条件下1mol氢气燃烧时放出的2倍。2、物质的聚集状态或晶体结构。如等量氢气燃烧生成液态水时放出的热量比生成气态水时放出的热量多。3、化学键的强弱。如都由单质反应生成2mol的卤化氢时，由于HF、HCl、HBr、HI中的共价键依次减弱，所以放出的热量也依次减少。二、盖斯定律的应用和有关燃烧热和中和热的计算化学反应中反应热的大小与反应物、生成物的种类、量及聚集状态有关，与反应途径无关。根据能量守恒定律，无论反应是一步完成还是几步完成，只要反应的起始状态和终了状态确定，反应热就是个定值，这就是著名的盖斯定律。3．例题精讲【例1】已知在25℃，101kPa下，lgC8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是（）A.C8H18（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O（g）；△H＝－48.40kJ·mol－1B.C8H18（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O（1）；△H＝－5518kJ·mol－1C.C8H18（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O（1）；△H＝＋5518kJ·mol－1D.C8H18（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O（1）；△H＝－48.40kJ·mol－1【解析】根据题目条件，生成的水为液态，所以A错，1gC8H18燃烧后放出热量48.40kJ，故1molC8H18完全燃烧放出热量5518kJ，放热用“—”表示，故C错。【答案】B【评析】热化学方程式的书写较难，书写时不能忽视反应物、生成物的状态，要注意系数与反应物的关系。【关键词】反应热及热化学方程式的书写【例2】在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2＞Q1的是（）A.2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)；△H＝－Q1；2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)；△H＝－Q2B.S(g)＋O2(g)＝SO2(g)；△H＝－Q1；S(s)＋O2(g)＝SO2(g)；△H＝－Q2C.C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g)；△H＝－Q1；C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－Q2D.H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)；△H＝－Q1；1/2H2(g)＋1/2Cl2(g)＝HCl(g)；△H＝－Q2。【解析】A中，由于气态水转变为液态水要放出热量，所以生成液态水比生成气态水放出的热量要多，即Q2＞Q1；B中，由于固态硫转变为气态硫要吸收热量，所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多，即Q1＞Q2；C中，生成CO放热，因氧气过量会与CO5反应也放出热量，所以Q2＞Q1，D中Q1=2Q2。【答案】AC【评析】反应放出或吸收热量的多少，跟反应物和生成物的聚集状态有密切关系。【关键词】反应热及热化学方程式的书写【例3】炽热的炉膛内有反应：C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－392kJ/mol，往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应：C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)；△H＝＋131kJ/mol，CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－282kJ/mol，H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)；△H＝－241kJ/mol，由以上反应推断往炽热的炉膛内通入水蒸气时（）A.不能节省燃料，但能使炉火瞬间更旺B.虽不能使炉火瞬间更旺，但可以节省燃料C.既能使炉火瞬间更旺，又能节省燃料D.既不能使炉火瞬间更旺，又不能节省燃料【解析】本题应从两个方面考虑，一是能否使炉火瞬间更旺，由于往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应发生：C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)，生成的CO和H2都是可燃性气体，故能使炉火瞬间更旺。二是能否节省燃料，根据盖斯定律，C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)；△H＝＋131kJ/mol，CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－282kJ/mol，H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)；△H＝－241kJ/mol，三个方程加合在一起即得总反应式C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－392kJ/mol，故与相同量的炭燃烧放出的热量相同，因此不能节省原料。【答案】A练习1．下列各组物质在适宜的条件下反应，其中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1的是()A．F2＋H2OB．Li＋O2(条件点燃)C．CO2＋MgD．NO2＋H2O2．已知下述三个实验均能发生化学反应。①②③将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸将铜丝放入氯化铁溶液中下列判断正确的是()A．上述实验证明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋B．实验①中铁钉只作还原剂C．实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性D．实验③中发生的是置换反应3．金属铜与人体分泌物中的盐酸以及子宫内的空气反应可生成超氧酸：Cu＋HCl＋O2＝CuCl＋HO2HO2(超氧酸)不仅是一种弱酸而且也是一种自由基，具有极高的活性。下列说法或表示正确的是()A．氧化剂是O2B．HO2在碱中能稳定存在C．氧化产物是HO2D．1molCu参加反应有2mol电子发生转移4．已知Fe3O4可表示成(FeO·Fe2O3)，水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为：3Fe2＋＋2S2O2－3＋O2＋4OH－＝Fe3O4＋S4O2－6＋2H2O，下列说法正确的是()6A．O2和S2O2－3是氧化剂，Fe2＋是还原剂B．每生成1molFe3O4，则转移电子数为2molC．参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1D．若有2molFe2＋被氧化，则被Fe2