第二章氧化还原反应

第三讲氧化还原反应一、氧化还原反应基本概念1．有关概念及相互关系2．氧化还原反应与四大基本反应类型间的关系(1)置换反应都是氧化还原反应。(2)复分解反应都不是氧化还原反应。(3)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。(4)有单质参加的化合反应是氧化还原反应。3．氧化还原反应的本质和判断依据(1)氧化还原反应的本质：电子转移(包括电子得失和电子对偏移)。(2)判断依据：元素化合价升高和降低。有单质参加或有单质生成的反应，一定是氧化还原反应吗？提示有单质参加或有单质生成的反应，不一定是氧化还原反应。如：同素异形体之间的转化。二、氧化还原反应中电子转移的表示方法1．双线桥法表示元素的原子在化学反应前后电子得失的情况和数目。注意①线桥的箭尾必须指在反应物中发生变化的原子上，箭头指向生成物中的该原子上。②在线上标出得到或失去电子的数目，数目后面写上电子的标识e－。2．单线桥法表示反应物中元素原子发生电子转移的数目和情况。注意①线桥的箭尾指向失电子元素的原子，箭头指向得电子元素的原子。②在线上只需标出电子转移总数及电子的标识e－，不需注明“得到”或“失去”的字样。三、常见氧化剂和还原剂1．常见的氧化剂(1)非金属单质：如Cl2、O2、Br2等。(2)含有高价态元素的化合物：浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2、KClO3、K2Cr2O7、HClO、NaClO等。(3)某些金属性较弱的金属的高价态离子：Fe3＋、Ag＋、Pb4＋、Cu2＋等。(4)过氧化物：Na2O2、H2O2等。2．常见的还原剂(1)活泼金属：K、Na、Mg、Al等。(2)非金属离子及低价态化合物：S2－、H2S、I－、SO2、H2SO3、Na2SO3等。(3)低价阳离子：Fe2＋、Cu＋等。(4)非金属单质及其氢化物：H2、C、NH3等。3．氧化性和还原性的强弱(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。在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物一定不同吗？提示不一定，同一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可能是同种物质，也可能是不同的物质，氧化产物和还原产物也有可能是同一种物质或不同的物质。例如：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，Cl2既是氧化剂，又是还原剂，6HCl＋KClO3===3Cl2↑＋KCl＋3H2O中Cl2既是氧化产物又是还原产物。考点1：氧化还原反应中的对立统一思想氧化还原反应的有关概念是互相对立，又互相依存的。从元素原子得失电子的观点，可将氧化还原反应有关概念的联系和区别用如下表示。考点2比较法的应用——物质氧化性和还原性强弱的判断(1)根据金属活动性顺序判断：――→KCaNaMgAlZnFeHCuHgAgPtAu失去电子能力减弱，单质的还原性减弱――→K＋Ca2＋Na＋Mg2＋Al3＋Zn2＋Fe2＋H＋Cu2＋Fe3＋Hg2＋Ag＋得到电子能力增强，氧化性逐渐增强(2)根据非金属活动性顺序判断：3．根据氧化还原反应方程式进行判断在“氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物”反应中氧化性：氧化剂氧化产物；氧化剂还原剂还原性：还原剂还原产物；还原剂氧化剂4．根据与同一物质反应的情况(反应条件、剧烈程度等)判断当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，若氧化产物价态相同，则反应条件要求越低，氧化剂的氧化性越强；若氧化产物的价态不同，则其价态越高，氧化剂的氧化性越强。根据2Fe＋3Cl2==2FeCl3，Fe＋S==FeS，可知氧化性：Cl2S。【应用2】►(2012·临沂模拟)(1)已知下列反应：2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2①2FeCl2＋Cl2===2FeCl3②I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI③判断下列物质的还原能力由强到弱的顺序是()。A．I－Fe2＋Cl－SO2B．Cl－Fe2＋SO2I－C．Fe2＋I－Cl－SO2D．SO2I－Fe2＋Cl－(2)已知：X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力W2Z2X2Y2，下列氧化还原反应能发生的是()。A．2NaW＋Z2===2NaZ＋W2B．2NaX＋Z2===2NaZ＋X2C．2NaY＋W2===2NaW＋Y2D．2NaZ＋X2===2NaX＋Z答案(1)D(2)BC考点3氧化还原反应应用中的五个重要规律1．守恒律：对于一个氧化还原反应，元素化合价升高总数与降低总数相等；还原剂失电子总数与氧化剂得电子总数相等；反应前后电荷总数相等(离子反应)。守恒律应用于有关氧化还原反应的计算。2．价态律：元素处于最高价，只有氧化性(如Fe3＋、KMnO4中n等)；元素处于最低价，只有还原性(如S2－、I－等)；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性(如Fe2＋、S、Cl2)。价态律应用于判断元素或物质的氧化性、还原性。3．强弱律：强氧化性的氧化剂跟强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物↓↓↓↓强氧化性强还原性弱还原性弱氧化性强弱律应用于在适宜条件下，用氧化性强的物质制备氧化性弱的物质；用还原性强的物质制备还原性弱的物质；用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。4．转化律：氧化还原反应中，以元素相邻价态之间的转化最容易；同种元素不同价态之间发生反应，元素的化合价变化只靠近而不交叉；同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。【应用3】►(2011·济南模拟)已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系(未配平)：①G―→Q＋NaCl②Q＋H2OX＋H2③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是()。A．G、Y、Q、Z、XB．X、Z、Q、G、YC．X、Z、Q、Y、GD．G、Q、Y、Z、X答案A考点4氧化还原反应的综合应用——配平和计算一、氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤1．一般方法：从左向右配。2．步骤：标变价、找变化、求总数、配系数。(1)标出元素化合价变化的始态和终态；(2)求升价元素或降价元素化合价的变化数；(3)求化合价变化的最小公倍数，先确定氧化剂与还原剂或氧化产物与还原产物的系数；(4)用观察法配平其他元素；(5)检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律(离子方程式还要看是否符合电荷守恒)。3．氧化还原反应配平的特殊技巧配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降，若从左向右配平较困难，可以采用从右向左配平，称为逆向配平第三讲氧化还原反应一、氧化还原反应基本概念1．有关概念及相互关系2．氧化还原反应与四大基本反应类型间的关系(1)置换反应都是氧化还原反应。(2)复分解反应都不是氧化还原反应。(3)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。(4)有单质参加的化合反应是氧化还原反应。3．氧化还原反应的本质和判断依据(1)氧化还原反应的本质：电子转移(包括电子得失和电子对偏移)。(2)判断依据：元素化合价升高和降低。有单质参加或有单质生成的反应，一定是氧化还原反应吗？提示有单质参加或有单质生成的反应，不一定是氧化还原反应。如：同素异形体之间的转化。二、氧化还原反应中电子转移的表示方法1．双线桥法表示元素的原子在化学反应前后电子得失的情况和数目。注意①线桥的箭尾必须指在反应物中发生变化的原子上，箭头指向生成物中的该原子上。②在线上标出得到或失去电子的数目，数目后面写上电子的标识e－。2．单线桥法表示反应物中元素原子发生电子转移的数目和情况。注意①线桥的箭尾指向失电子元素的原子，箭头指向得电子元素的原子。②在线上只需标出电子转移总数及电子的标识e－，不需注明“得到”或“失去”的字样。三、常见氧化剂和还原剂1．常见的氧化剂(1)非金属单质：如Cl2、O2、Br2等。(2)含有高价态元素的化合物：浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2、KClO3、K2Cr2O7、HClO、NaClO等。(3)某些金属性较弱的金属的高价态离子：Fe3＋、Ag＋、Pb4＋、Cu2＋等。(4)过氧化物：Na2O2、H2O2等。2．常见的还原剂(1)活泼金属：K、Na、Mg、Al等。(2)非金属离子及低价态化合物：S2－、H2S、I－、SO2、H2SO3、Na2SO3等。(3)低价阳离子：Fe2＋、Cu＋等。(4)非金属单质及其氢化物：H2、C、NH3等。3．氧化性和还原性的强弱(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。在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物一定不同吗？提示不一定，同一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可能是同种物质，也可能是不同的物质，氧化产物和还原产物也有可能是同一种物质或不同的物质。例如：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，Cl2既是氧化剂，又是还原剂，6HCl＋KClO3===3Cl2↑＋KCl＋3H2O中Cl2既是氧化产物又是还原产物。考点1：氧化还原反应中的对立统一思想氧化还原反应的有关概念是互相对立，又互相依存的。从元素原子得失电子的观点，可将氧化还原反应有关概念的联系和区别用如下表示。考点2比较法的应用——物质氧化性和还原性强弱的判断(1)根据金属活动性顺序判断：――→KCaNaMgAlZnFeHCuHgAgPtAu失去电子能力减弱，单质的还原性减弱――→K＋Ca2＋Na＋Mg2＋Al3＋Zn2＋Fe2＋H＋Cu2＋Fe3＋Hg2＋Ag＋得到电子能力增强，氧化性逐渐增强(2)根据非金属活动性顺序判断：3．根据氧化还原反应方程式进行判断在“氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物”反应中氧化性：氧化剂氧化产物；氧化剂还原剂还原性：还原剂还原产物；还原剂氧化剂4．根据与同一物质反应的情况(反应条件、剧烈程度等)判断当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，若氧化产物价态相同，则反应条件要求越低，氧化剂的氧化性越强；若氧化产物的价态不同，则其价态越高，氧化剂的氧化性越强。根据2Fe＋3Cl2==2FeCl3，Fe＋S==FeS，可知氧化性：Cl2S。【应用2】►(2012·临沂模拟)(1)已知下列反应：2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2①2FeCl2＋Cl2===2FeCl3②I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI③判断下列物质的还原能力由强到弱的顺序是()。A．I－Fe2＋Cl－SO2B．Cl－Fe2＋SO2I－C．Fe2＋I－Cl－SO2D．SO2I－Fe2＋Cl－(2)已知：X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力W2Z2X2Y2，下列氧化还原反应能发生的是()。A．2NaW＋Z2===2NaZ＋W2B．2NaX＋Z2===2NaZ＋X2C．2NaY＋W2===2NaW＋Y2D．2NaZ＋X2===2NaX＋Z答案(1)D(2)BC考点3氧化还原反应应用中的五个重要规律1．守恒律：对于一个氧化还原反应，元素化合价升高总数与降低总数相等；还原剂失电子总数与氧化剂得电子总数相等；反应前后电荷