高中化学必修一氧化还原反应

三氧化还原反应一、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：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：失电子，化合价升高，被氧化（氧化反应），还原剂；得电子，化合价降低，被还原（还原反应），氧化剂；二、物质氧化性或还原性强弱的比较:氧化性→得电子性，得到电子越容易→氧化性越强还原性→失电子性，失去电子越容易→还原性越强由此，金属原子因其最外层电子数较少，通常都容易失去电子，表现出还原性，所以，一般来说，金属性也就是还原性；非金属原子因其最外层电子数较多，通常都容易得到电子，表现出氧化性，所以，一般来说，非金属性也就是氧化性。1.‘两表’一规律‘（1）根据金属活动性顺序表判断:一般来说，越活泼的金属，失电子氧化成金属阳离子越容易，其阳离子得电子还原成金属单质越难，氧化性越弱；反之，越不活泼的金属，失电子氧化成金属阳离子越难，其阳离子得电子还原成金属单质越容易，氧化性越强。（2）根据元素周期表来判断①同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强，单质的氧化性逐渐增强②同主族从上到下元素的金属逐渐增强，单质的还原性逐渐增强（3）根据元素周期律来判断①非金属对应的最高价水化物的酸性越强，对应单质的氧化性越强如酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2CO3＞H2SiO3单质氧化性：Cl2＞S＞P＞C＞Si②金属对应的最高价氧化物水化物的碱性越强，对应单质的还原性越强如碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3单质还原性：Na＞Mg＞Al2.根据非金属活动性顺序来判断:一般来说，越活泼的非金属，得到电子还原成非金属阴离子越容易，其阴离子失电子氧化成单质越难，还原性越弱。3.根据氧化还原反应发生的规律来判断:氧化还原反应可用如下式子表示：规律：反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性，反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物的还原性。4.根据反应条件来判断:当氧化剂（还原剂）与同一还原剂（氧化剂)反应时，反应越容易进行，对应的氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越强如MnO2和HCl(浓)反应需要加热才能进行，KMnO4和HCl(浓)反应不需加热就能进行，所以KMnO4的氧化性比MnO2强5.根据反应剧烈程度来判断:（1）金属单质与水化合(酸)的剧烈程度越强，对应的单质的还原性越强，如Na与水反应非常剧烈，Mg与水反应要加热才看到有气泡产生，Al与水加热现象也不明显，所以还原性：Na＞Mg＞Al6.根据同一物质被氧化或被还原的价态高低来判断:在相同条件下，同一物质(变价单质元素)被氧化的价态越高，对应的氧化剂的氧化性越强，如：2Fe+Cl22FeCl3，Fe+SFeS氧化性：Cl2＞S7.根据反应剧烈程度来判断:同一元素，一般来说，化合价越高氧化性越高，元素处于最高价态，只有氧化性，化合价越低还原性越强；元素处于最低价只有还原性，元素处于中间价；既有氧化性又有还原性，当遇较强还原性物质，其表现还原性，当遇到较强还原性，其表现氧化性，或者自身发生氧化还原如氧化性：HNO3＞HNO2,还原性：H2S＞S＞SO2(SO32-)8.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：。三、氧化还原反应的五条规律1、“两强两弱”规律：对于自发的氧化还原反应（除高温、电解条件），总是强氧化性物质和强还原性物质反应生成弱氧化性物质和弱还原性物质。即氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性强于还原产物的还原性。氧化剂＋还原剂＝还原产物＋氧化产物－e－＋e－氧化性：氧化剂氧化产物还原性：还原剂还原产物应用1：判断微粒氧化性、还原性的相对强弱。应用2：判断氧化还原反应能否发生。2、“高氧、低还、中兼”规律对于同种元素不同价态的原子而言，最高价态只具有氧化性，最低价态只具有还原性，中间价态既具有氧化性又具有还原性。例如：S元素化合价：－2、0、＋4、＋6代表物：H2S、S、SO2、H2SO4(浓)S元素的性质：还原性、既有氧化性又有还原性、氧化性3、“单强离弱、单弱离强”规律1、金属单质的还原性越强，对应阳离子的氧化性越弱；反之金属单质的还原性越弱，对应阳离子的氧化性就越强。K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、(H+)、Cu2+、Hg2+、Fe3+、Ag+氧化性逐渐增强2、非金属单质的氧化性越强，对应阴离子的还原性越弱；反之非金属单质的氧化性越弱，对应阴离子的还原性就越强。F2、(O2)、Cl2、Br2、I2、S氧化性逐渐减弱F－、(OH－)、Cl－、Br－、I－、S2－还原性逐渐增强利用此规律可比较微粒氧化性、还原性的相对强弱。4、“价态归中，互不交叉”规律“价态归中”是指同种元素不同价态原子间发生氧化还原反应，总是从高价态与低价态反应后生成中间价态的物质。（1）同种元素间不同价态的氧化还原反应发生的时候，其产物的价态既不相互交换，也不交错。如H2S和浓硫酸反应，H2S+H2SO4（浓）===S↓+SO2↑+2H2O。H2S的氧化产物是S，H2SO4的还原产物是SO2。（2）同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应；当存在中间价态时，同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应，若无中间价态则不能反应。如浓硫酸和SO2不能反应。（3）同种元素的高价态氧化低价态的时候，遵循的规律可简单概括为：高到高，低到低，可以归中，不能跨越。a、利用此规律可准确确定氧化产物和还原产物。例如：2H2S+SO2=3S+2H2O，S元素的化合价从－2价和＋4价归中到0价。“互不交叉”是指，若反应后生成多种中间价态的产物，则遵从邻近变价，互不交叉的原则。例如：H2S+H2SO4(浓)＝S↓+SO2↑+2H2O，S元素的化合价应从－2价变化为0价，从＋6价变化为＋4价。而不能认为是从－2→＋4价，＋6→0价。b、可判断同种元素不同价态的原子间能否发生氧化还原反应。若有中间价态，则可能发生氧化还原反应，若无中间价态，则不能发生氧化还原反应。例如：SO2+H2SO4(浓)，Fe2++Fe3+之间四、常见的氧化剂和还原剂1、常见的氧化剂（1）活泼的非金属单质：Cl2、Br2、O2、I2、S等（2）元素处于高价时的氧化物：CO2、NO2、SO3、MnO2、PbO2等（3）元素处于高价时的含氧酸：浓H2SO4、HNO3等（4）元素处于高价时的盐：KClO3、KMnO4、FeCl3、K2Cr2O7等（5）过氧化物：Na2O2、H2O2等（6）次氯酸及其盐：HClO、Ca(ClO)2、NaClO等2、常见的还原剂（1）活泼的金属单质：Na、Mg、Al、Zn、Fe（2）某些非金属单质：H2、C、Si（3）元素处于低价时的氧化物：CO、、SO2（4）元素处于低价时的酸：HCl、HI、H2S、H2SO3等（5）元素处于低价时的盐：Na2S、KI、Na2SO3、FeSO4等五、氧化还原反应的表示方法及配平1、表示方法（1）双线桥法：表示同种元素在反应前后得失电子的情况。用带箭头的连线从化合价升高的元素开始，指向化合价降低的元素，再在连线上方标出电子转移的数目．化合价降低+ne－被还原氧化剂＋还原剂＝还原产物＋氧化产物化合价升高－ne－被氧化（2）单线桥法：表示反应物中氧化剂、还原剂间电子转移的方向和数目。在单线桥法中，箭头的指向已经表明了电子转移的方向，因此不能再在线桥上写“得”、“失”字样．2、配平的方法和步骤：写好化学式，标明化合价；画上双箭头，列出变化价；升降化合价，公倍求相等；观察再配平，两边添系数。步骤：（1）标出有变价的元素反应前后的化合价．（2）用“双桥线”连接反应前后的元素并在桥上或桥下注明化合价升降数．（3）找出化合价升降数之间的最小公倍数，再依据以上有关原则首先配平有关物质前面的系数．要求：（1）质量守恒：即反应前后各元素原子的种类和个数相等．（2）氧化剂和还原剂之间电子转移关系正确．（3）电荷守恒：反应物总电荷数与生成物总电荷数相等，且电性相同．常见的氧化还原反应方程式的配平（1）整体法的应用：A．还原剂或氧化剂的所有元素完全被氧化或完全被还原，可以看成一个整体，在配平时按各元素的系数比考虑得失电子的总数．如:分析：422OCH中碳元素的平均价态为+3价，都被氧化到+4价，可考虑整体法22143:2422COCH中×5指422OCH计量数为5527:4MnKMnO中×2指4KMnO计量数为2B．还原剂或氧化剂的元素部分被氧化或部分被还原，不能看成一个整体，要分别考虑．如:HClOHClOHCl______22分析：氯气中的氯元素部分被还原，部分被氧化，分别考虑1)(10:2HClClCl中×1指HC1O计量数为11)(10:HClOCl×1指HC1计量数为1（2）离子型氧化还原反应配平离子型氧化还原反应配平时，遵循整体法配平的同时，还可从两边的电荷守恒出发．如分析：22ONa中的氧元素都被还原为-2价，可用整体法363:3Cr×2指3Cr计量数为222121:222OONa中×3指22ONa计量数为3根据电荷守恒，用观察法配平其他化学计量数：OHNaCrOOHONaCr224223262432六、氧化还原反应的计算1、氧化还原反应中各中量比例的计算①一般氧化还原的计算例1：在反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O中氧化产物和还原产物的物质的量之比为（）A、1：3B、1：5C、5：1D、1：1变式1：在反应8NH3＋3Cl2＝6NH4Cl＋N2中，被氧化的氨和未被氧化的氨的质量比是()A.3∶1B.1∶3C.1∶1D.3∶8②歧化反应的计算例1：Cl2在强碱条件下与NaOH的反应如下：3Cl2+6NaOH═5NaCl+NaClO3+3H2O，氧化剂和还原剂的物质的量之比为（）A、1：3B、1：5C、5：1D、1：1变式2.工业制漂白粉的化学方程：2Ca(OH)2+4Cl2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H20氧化剂和还原剂的物质的量之比为（）A、1：3B、1：2C、2：1D、1：12.氧化还原的顺序问题计算例1：某溶液中Cl－、Br－、I－三者个数之比是1:2:3，通入一定量的Cl2，当反应完成后，该比值变为3:2:1，则反应的Cl2与原溶液中I－的个数之比是（）A．1:2B．1:3C．1:4D．1:6七、氧化还原反应的几个不一定1.某元素由化合态变成游离态时，该元素不一定被还原，如2H2O═H2↑+O2↑中，氢元素被还原，氧元素被氧化2.有单质参与或有单质生成的反应不一定是氧化还原反应，如2O2+O2═2O3同时有单质参与反应也有单质生成3.在氧化还原中，非金属单质不一定只作氧化剂，大部分非金属单质既有氧化性也有还原性，只是以氧化性为主。但是F2只有氧化性4.氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂，在氧化还原中一定有氧化剂和还原剂5.含有最高价元素的物质不一定都有氧化性，如H2CO3、CO2、碳酸的盐等6.在氧化还原反应中，一种元素被还原，另一种元素被氧化，如过氧化钠与水的反应中，过氧根化合价既升高又降低练习题一．选择题1．下列反应中，属于氧化还原反应的是（）。（多选）A．2NaHCO3△Na2CO3+H2O↑+CO2↑B．KClO3+6HCl(浓)==KCl+3H2O+3Cl2↑C．CO2+Ca(OH)==CaCO3↓+H2OD．MnO2+4HCl(浓)△MnCl2+Cl2↑+2H2O2．在氧化还原反应中，水作为氧化剂的是（）。A．C+H2O高温CO+H2B．3NO2+H2O==2HNO3+NOC．2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑D．2