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＋O2CO2A＋B====AB点燃化合价降低，得电子，被还原化合价升高，失电子，被氧化分解反应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高温点燃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==2NaCl2、Fe+CuSO4==FeSO4+Cu3、2HgO==2Hg+O2↑4、NH4NO3==N2O↑+2H2O5、CaO+H2O==CaCO36、3Fe+2O2==Fe3O47、BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+2HCl8、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○1、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。○2、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？○1、2CuO＋H2=====Cｕ＋H2O○2、MnO2＋4HCl(浓)======MnCl2＋H2O＋Cl2↑○3、3NO2＋H2O======2HNO3＋NO○4、2H2O2======2H2O＋O2↑○5、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△化合价降低，得电子，被还原化合价升高，失电子，被氧化(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、MnO22、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：Cl2Br2Fe3+I2SO42-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．1．02.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