化學物質及其變化氧化還原反應

化學物質及其變化氧化還原反應第1頁/共34頁一、氧化還原反應的基本概念1.氧化還原反應(1)定義：在反應過程中有元素的____________的化學反應。(2)特征：反應前后元素的________發(fā)生變化——判斷一個化學反應是氧化還原反應的依據。(3)實質：反應過程中有電子轉移(電子的______或電子對的______)。2.基本概念之間的關系：(1)氧化劑―→有________性―→化合價______―→____電子―→被______―→發(fā)生還原反應―→生成______產物(2)還原劑―→有______性―→化合價______―→____電子―→被______―→發(fā)生氧化反應―→生成______產物第2頁/共34頁二、氧化還原反應與四種基本反應類型的關系一、1.(1)化合價升降(2)化合價(3)得失偏移2.(1)氧化降低得還原還原(2)還原升高失氧化氧化二、單質單質置換復分解

答案：

第3頁/共34頁【想一想】(1)有單質參加或有單質生成的反應一定屬于氧化還原反應嗎？(2)沒有單質參加的化合反應就一定不是氧化還原反應嗎？(1)不一定，如同素異形體之間的相互轉化就不是氧化還原反應。(2)不一定，如Na2O2＋SO2===Na2SO4就是氧化還原反應。

答案：

第4頁/共34頁三、氧化還原反應的表示方法1.雙線橋法：得失電子分開注明，從反應物指向生成物(同種元素)注明得失及電子數。例：2.單線橋法：從被氧化(失電子，化合價升高)的元素指向被還原(得電子，化合價降低)的元素，標明電子數目，不需注明得失。例：第5頁/共34頁氧化還原反應的有關概念【例1】

(2010高考·安徽卷，7，改編)亞氨基鋰(Li2NH)是一種儲氫容量高、安全性好的固體儲氫材料，其儲氫原理可表示為Li2NH＋H2===LiNH2＋LiH。下列有關說法正確的是(

)A.Li2NH中N的化合價是＋1B.該反應中H2既是氧化劑又是還原劑C.H2發(fā)生氧化反應生成LiHD.此法儲氫和鋼瓶儲氫的原理相同第6頁/共34頁科目一考試/2016年科目一模擬考試題科目二考試2016年科目二考試技巧、考試內容、考試視頻第7頁/共34頁【自主解答】B

解析：首先正確分析各元素的化合價及變價元素化合價的變化，然后根據對氧化還原反應有關概念的準確理解逐項判斷。

Li2NH和LiNH2中N均為－3價，LiH中H為－1價，H2發(fā)生還原反應生成LiH。該反應中H2既是氧化劑又是還原劑。此法儲氫為化學變化，鋼瓶儲氫是物理變化。第8頁/共34頁1.中學化學中常見的氧化劑和還原劑(1)重要的氧化劑①活潑非金屬單質，如F2、Cl2、Br2、O2

、I2、O3

等。②高價含氧化合物，如濃H2SO4、HNO3、KMnO4、HClO、KClO3、MnO2、Na2O2、H2O2、K2Cr2O7等。③高價金屬陽離子，如Ag＋、Hg2＋、Fe3＋、Cu2＋等。(2)重要還原劑①活潑金屬及某些非金屬單質，如Na、Mg、Al、H2、C、Si等；②低價態(tài)化合物，如CO、H2S、HCl、SO2、NH3等；③低價態(tài)的某些離子，如S2－、SO32－、Fe2＋、I－等。第9頁/共34頁2.氧化還原反應的有關概念的聯系和區(qū)別第10頁/共34頁1.下列物質中，按只有氧化性、只有還原性、既有氧化性又有還原性的順序排列的一組是(

)A.F2、K、HCl

B.Cl2、Al、H2C.NO2、Na、Br2D.O2、SO2、H2O

解析：依據：若元素處于最高價態(tài)，則該微粒只具有氧化性；若元素處于最低價態(tài)，則該微粒只具有還原性；若元素處于中間價態(tài)，則該微粒既有氧化性又有還原性。分析選項中各物質所含元素的化合價，然后判斷其氧化性或還原性，只有A項符合題干條件。

答案：A第11頁/共34頁氧化性和還原性強弱的判斷【例2】某反應中反應物與生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質X。(1)已知KBrO3在反應中得到電子，則該反應的還原劑是________________。(2)已知0.2molKBrO3在反應中得到1mol電子生成X，則X的化學式為________________。(3)根據上述反應可推知________。a.氧化性：KBrO3>H3AsO4b.氧化性：H3AsO4>KBrO3c.還原性：AsH3>Xd.還原性：X>AsH3

第12頁/共34頁【自主解答】(1)AsH3

(2)Br2

(3)ac解析：(1)KBrO3在反應中得到電子，則另外一種化合價變化的元素在反應中失去電子被氧化，所給物質中As元素化合價發(fā)生了變化，低價態(tài)的AsH3是還原劑。(2)0.2molKBrO3得到1mol電子，說明Br元素在反應中降低5價，所以X的化學式為Br2

。(3)同一個氧化還原反應中，氧化性：氧化劑>氧化產物，還原性：還原劑>還原產物。第13頁/共34頁氧化性和還原性強弱的判斷方法1.根據反應方程式進行判斷氧化劑＋還原劑===還原產物＋氧化產物還原性：還原劑>還原產物氧化性：氧化劑>氧化產物2.根據金屬活動性順序進行判斷對應單質的還原性逐漸減弱KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu3.根據非金屬活動性順序進行判斷F

O

Cl

Br

I

S第14頁/共34頁4.通過與同一物質反應的產物比較：如：2Fe＋3Cl2===2FeCl3，Fe＋S===FeS，可得出氧化性Cl2

＞S。5.由反應條件的難易比較不同氧化劑與同一還原劑反應，反應條件越易，氧化性越強；不同還原劑與同一氧化劑反應，條件越易，還原性越強。如鹵素單質與H2的反應，按F2、Cl2、Br2、I2的順序反應越來越難，反應條件要求越來越高，則可得出氧化性F2＞Cl2

＞Br2

＞I2。6.對同一元素而言，一般價態(tài)越高，氧化性越強，如Fe3＋＞Fe2＋＞Fe；價態(tài)越低，氧化性越弱，如S2－＜S＜SO2。(特例：氧化性HClO＞HClO2＞HClO3＞HClO4)第15頁/共34頁7.根據元素周期表判斷(1)同主族元素同主族元素從上到下，元素的金屬性增強，非金屬性減弱，單質的還原性增強(對應的陽離子氧化性減弱)，氧化性減弱(對應的陰離子還原性增強)。(2)同周期元素同周期元素從左到右(稀有氣體除外)，元素的金屬性減弱，非金屬性增強，單質的還原性減弱(對應的陽離子氧化性增強)，氧化性增強(對應的陰離子還原性減弱)。8.其他影響因素溫度：如熱的濃硫酸的氧化性比冷的濃硫酸的氧化性強。濃度：如濃硝酸的氧化性比稀硝酸的強。酸堿性：如KMnO4溶液的氧化性隨溶液酸性的增強而增強。第16頁/共34頁2.(2011·山東濰坊高三質檢)常溫下，在溶液中發(fā)生如下反應：①16H＋＋10Z－＋2XO4－===2X2＋＋5Z2＋8H2O;②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－；③2B－＋Z2===B2＋2Z－。由此判斷下列說法錯誤的是(

)A.反應Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－可以進行B.Z元素在①③反應中均被還原C.氧化性強到弱的順序是XO4－>Z2>B2>A3＋D.還原性由強到弱的順序是A2＋>B－>Z－>X2＋

答案：B第17頁/共34頁氧化還原反應的規(guī)律及應用【例3】含有amolFeBr2的溶液中，通入xmolCl2。下列各項為通Cl2過程中，溶液內發(fā)生反應的離子方程式，其中不正確的是(

)A.x＝0.4a,2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－B.x＝0.6a,2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－C.x＝a,2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===Br2＋2Fe3＋＋4Cl－D.x＝1.5a,2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Br2＋2Fe3＋＋6Cl－

第18頁/共34頁【自主解答】

解析：由于Fe2＋的還原性強于Br－，故根據氧化還原反應的先后順序知，Cl2先氧化Fe2＋，然后再氧化Br－。2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2

。當x/a≤0.5時，Cl2僅氧化Fe2＋，故A項正確。當x/a≥1.5時，Fe2＋和Br－全部被氧化，D項正確；當介于兩者之間時，則要分步書寫方程式，然后進行疊加得總反應。如B項，當x＝0.5a時，Cl2剛好把Fe2＋全部氧化，而當x＝0.6a，顯然Cl2還要氧化Br－，而選項中沒有表示Fe2＋被氧化，故錯。答案：B第19頁/共34頁氧化還原反應的基本規(guī)律1.守恒規(guī)律對于一個完整的氧化還原反應，化合價升高總數與降低總數相等，失電子總數與得電子總數相等，反應前后電荷總數相等(離子反應)。應用：①求某一反應中被氧化與被還原的原子數之比，或氧化劑與還原劑物質的量之比及氧化產物與還原產物物質的量之比。②配平氧化還原反應方程式。③進行氧化還原反應的有關計算。第20頁/共34頁2.強弱規(guī)律強氧化性的氧化劑跟強還原性的還原劑反應，生成弱還原性的還原產物和弱氧化性的氧化產物。應用：在適宜條件下，用氧化性較強的物質制備氧化性較弱的物質；用還原性較強的物質制備還原性較弱的物質；還可用于比較物質間氧化性或還原性的強弱。第21頁/共34頁3.轉化規(guī)律氧化還原反應中，以元素相鄰價態(tài)之間的轉化最容易；同種元素不同價態(tài)之間發(fā)生反應，元素的化合價只靠近而不交叉；同種元素相鄰價態(tài)之間不發(fā)生氧化還原反應。例如：應用：判斷氧化還原反應能否發(fā)生及表明電子轉移情況。第22頁/共34頁4.難易規(guī)律越易失電子的物質，失后就越難得電子；越易得電子的物質，得后就越難失去電子。一種氧化劑同時和幾種還原劑相遇時，還原性最強的優(yōu)先發(fā)生反應；同理，一種還原劑同時與多種氧化劑相遇時，氧化性最強的優(yōu)先發(fā)生反應。例如，FeBr2溶液中通入Cl2時，發(fā)生離子反應的先后順序為：2Fe2＋＋Cl2==2Fe3＋＋2Cl－，2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。應用：判別物質的穩(wěn)定性及反應先后順序。第23頁/共34頁3.已知2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，當把Cl2通入FeI2溶液中時，下列離子方程式一定不正確的是(

)A.Cl2＋2I－===I2＋2Cl－B.4Cl2＋6I－＋2Fe2＋===2Fe3＋＋3I2＋8Cl－C.3Cl2＋2Fe2＋＋4I－===2Fe3＋＋2I2＋6Cl－D.2Cl2＋2Fe2＋＋2I－===2Fe3＋＋I2＋4Cl－

解析：由于還原性I－>Fe2＋，故一定量的Cl2通入FeI2溶液時，先將溶液中的I－氧化成I2，然后再氧化Fe2＋。FeI2溶液中Fe2＋與I－的物質的量之比為1∶2，而選項D中的反應不符合這一配比關系。

答案：D

第24頁/共34頁氧化還原反應的有關計算【例4】

(2011·山東省實驗中學高三診斷)實驗室將NaClO3和Na2SO3按物質質量之比為71∶42倒入燒瓶中，同時滴入適量H2SO4，并用水浴加熱，產生棕黃色的氣體X，反應后測得NaClO3和Na2SO3恰好完全反應，則X為(

)

A.Cl2B.Cl2OC.ClO2D.Cl2O3

【自主解答】

解析：n(NaClO3)∶n(Na2SO3)＝(71/106.5)∶(42/126)＝2∶1,Na2SO3作還原劑，S元素的化合價由＋4升高為＋6;NaClO3作氧化劑，設氣體X中Cl元素的化合價為a，Cl元素的化合價由＋5降低為a。根據得失電子守恒，2×(5－a)＝1×(6－4)，則a＝＋4。答案：C

第25頁/共34頁1.計算依據得失電子守恒，即氧化劑得電子總數與還原劑失電子總數相等或化合價升高總數與化合價降低總數相等?；瘜W解題中經常用到守恒思想，主要包括以下幾種情況：(1)正負化合價代數和為零的守恒思想。(2)陰陽離子正負電荷總數相等的守恒思想。(3)質量(或物質的量)相等的守恒思想。(4)得失電子總數相等的守恒思想。第26頁/共34頁2.計算方法——得失電子守恒法對于氧化還原反應的計算，可以根據氧化還原反應的實質——反應中氧化劑得電子總數與還原劑失電子總數相等，即得失電子守恒求解。(對于多步連續(xù)進行的氧化還原反應，只要中間各步反應過程電子沒有損耗，可直接找出起始物和最終產物，刪去中間產物，建立二者之間的守恒關系，快速求解。)解題的一般步驟為：(1)找出氧化劑、還原劑及相應的還原產物和氧化產物。(2)找準一個原子或離子得失電子數(注意化學式中粒子的個數)。(3)由題中物質的物質的量，根據得失電子守恒列等式：n(氧化劑)×變價原子個數×化合價變化值(高價－低價)＝n(還原劑)×變價原子個數×化合價變化值(高價－低價)第27頁/共34頁比較常見的題型有：(1)計算氧化劑與還原劑的物質的量之比或質量之比；(2)計算參加反應的氧化劑或還原劑的量；(3)確定反應前后某一元素的價態(tài)變化；(4)原電池、電解過程中電極產物的有關計算。第28頁/共34頁4.(2010·重慶萬州二中高二期終)10mL0.12mol/L的K2SO3溶液恰好與20mL0.02mol/L的Na2XnO7溶液完全反應，已知元素X在被還原的產物中的化合價為＋3價，則Na2XnO7中n為(

)A.1B.2C.3D.4

答案：B

解析：設Na2XnO7中元素X的化合價為＋a，則有K2SO3→K2SO4

，失去2e－×0.01L×0.12mol/L；Na2XnO7→nX3＋，得到(a－3)e－×n×0.02L×0.02mol/L，根據得失電子守恒得：①2e－×0.01L×0.12mol/L＝(a－3)e－×n×0.02L×0.02mol/L。Na2XnO7中各元素化合價代數和為0，則②1×2＋an＋(－2)×7＝0。解①②得：a＝6、n＝2。第29頁/共34頁1.(2009高考·福建卷，6)下列類型的反應，一定發(fā)生電子轉移的是(

)A.化合反應B.分解反應C.置換反應D.復分解反應2.(2010高考·海南卷，7，改編)下列物質中既有氧化性又有還原性的是(

)①HClO②Al2O3③N2O3④SiO2A.②B.④C.①和③D.③和④3.(2010·江蘇南京高三期末)氫化亞銅(CuH)可用CuSO4溶液和另一種反應物在40～50℃時反應生成。CuH不穩(wěn)定，易分解，在氯氣中能燃燒，常溫下跟鹽酸反應能產生氣體。以下表述錯誤的是(

)A.生成CuH的反應中CuSO4被氧化B.CuH既可作氧化劑也可作還原劑C.2CuH＋3Cl2點燃2CuCl2＋2HClD.CuH＋HCl===CuCl＋H2↑第30頁/共34頁1.C

解析：置換反應中有單質參加，一定屬于氧化還原反應，即一定有電子轉移，C項符合題意。2.C

解析：一般情況下凡元素化合價處于中間價態(tài)時，既有氧化性又有還原性。①中的Cl元素的化合價為＋1價、③中的N元素的化合價為＋3價，都處于中間價態(tài)，所以答案為HClO、N2O3。3.A

解析：CuH中Cu元素化合價為＋1，所以由CuSO4生成