新教材第一章化学物质及其变化第4讲氧化还原反应的概念和规律复习目标1.了解氧化还原反应的概念。2.会用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数目。3.掌握氧化性、还原性强弱的比较及价态规律的应用。内容索引考点一氧化还原反应及相关概念考点二氧化还原反应的强弱规律及价态规律专项突破归纳整合考点一氧化还原反应及相关概念一、氧化还原反应及其相关概念1.用分类思想理解氧化还原反应(1)根据反应中有无或元素是否发生变化:反应反应化学反应电子转移化合价氧化还原非氧化还原(2)四种基本反应类型和氧化还原反应的关系:“脸谱图”知识梳理2.氧化还原反应相关概念电子转移。1)本质及特征有元素化合价变化本质:特征:(包括电子的得失、共用电子对的偏移)——判断依据因此,分析氧化还原反应的关键:正确判断反应前后元素化合价的变化离子化合物共价化合物NaClH-Cl+1-1+1-1[知识回顾1]元素化合价的性质单质:元素化合价为0化合物:元素正、负化合价代数和为0化合价的范围:-4……0……+7知识梳理一、氧化还原反应及其相关概念常见元素的化合价[知识回顾2]H:+1O:-2特殊:NaH-1特殊:H2O2、Na2O2、KO2-1-112-KO313-O22-过氧根离子O2-超氧根离子O3-臭氧根离子KCaNaMgAlZnFe…(H)CuHgAg+1+2+1+2+3+2+2+3+1+2+1+2+1Cl:-10-2+3+1+5+7HClHClOHClO2HClO3HClO4Cl2(Br、I类似)N:-30+2+1+3+4NH3N2ONOHNO2N2O4N2+5NO2N2O5HNO3S:0+6+4CH4SO2SP:C:-30+3+5PH3P4PCl3PCl5H3PO4+5H2SSO3H2SO4+6-40+2+4COCO2注意:有机物中C往往算平均化合价AAAA(砷As类似)Na2S2O3+2平均价特殊:FeS2-1+2CaH2+2-1LiH-1知识梳理常见物质中元素的化合价[知识回顾3]KMnO4、K2MnO4、MnO2+7+6+4K2Cr2O7、K2CrO4、Cr2O3+6+6+3KClO3+5Mg3N2+2-3CH4-4CCl4+4KSCN+1-3-2+4HCN+1-3+2AlN-3+3Si3N4-3+4LiNH2+1+1-3Na3NNaN3+1-3+113-FeS2-1+2CuFeS2-2+2+2C2O42-+3草酸根离子平均价Fe3O483+K2FeO4+6FeO4n-(8n)CuHCaH2+2-1-1+1Cu2S-2+1先标出熟悉元素的化合价;据化合物中正负化合价的代数和为零,求解其他元素的化合价反思归纳Na2SxSx2-2x-2x-(FeOFe2O3)平均价知识梳理1.分析氧化还原反应,走好关键第一步——正确标出元素的化合价请标出下列陌生物质中元素化合价Li2NH:N,LiNH2:N,N2H4:N,Na2S2O3:S,:S,:C,HCN:C、N,:B、H,CuH:Cu、H,MnO(OH):Mn,FePO4:Fe,:Cr,K2FeO4:Fe,LiFePO4:Fe,CuFeS2:Fe。332263233111336622S2O82-C2O42-BH4-CrO42-含一个“O-O”过氧键,具有强氧化性。过二硫酸钾:K2S2O82.判断下列反应是否属于氧化还原反应有单质参加的化学反应;不一定2O3=3O2Cl2+H2OHCl+HClO;+1-10是IBr+H2O=HBr+HIO;+1-1+1-1非2Na2O2+2H2O4NaOH+O20-1-2-2是非CaO2+2H2O=Ca(OH)2+H2O2;-1-1-2-2CH3CH2OHCuOCH3CHOCuH2O。是0+2C2H6O-1-2C2H4O,并说明理由(实质:复分解反应)知识梳理升、失、氧2)基本规律:还原剂+氧化剂=氧化产物+还原产物失电子,化合价升高,被氧化得电子,化合价降低,被还原降、得、还氧化剂:还原剂:被氧化,发生氧化反应,得到氧化产物被还原,发生还原反应,得到还原产物具有性具有性还原氧化概括为:升失氧、降得还,剂性一致、其他相反2.氧化还原反应相关概念一、氧化还原反应及其相关概念知识梳理辨析:得电子和失电子的五个概念得电子:得到电子的整个物质为氧化剂得到电子的物质表现氧化性得到电子的具体元素被还原得到电子的反应为还原反应得到电子所对应形成的产物为还原产物失电子:?MnO24HCl(浓)MnCl22H2OCl21)氧化剂是,被,发生反应,其产物为产物.生成1molCl2时转移的电子数为。2)HCl在反应中体现了。MnO2还原还原还原2NA还原性和酸性【分析1】[分析2]Cu2S+2Cu2O==6Cu+SO2氧化剂为:;还原剂为:。被氧化的物质:;被氧化的元素:。0+1-2+1+4Cu2S、Cu2OCu2SCu2SS元素在这个反应中,Cu2S既是氧化剂又是还原剂0+4-1+22e-(部分氧化还原反应)-1——双线桥法二.氧化还原反应中电子转移的表示方法、单线桥法(1)双线桥法还原剂(失e-的元素)+氧化剂(得e-的元素)=氧化产物+还原产物失abe-得abe-要点:箭头:由反应物指向生成物且两端对准同一元素箭头不表示电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化“桥”上得失e-总数应相等。其中:abe-变价元素原子个数单个原子化合价变化数(2)单线桥法单线桥法直观的表示氧化剂与还原剂之间电子转移的方向和总数还原剂(失e-的元素)+氧化剂(得e-的元素)=氧化产物+还原产物ne-要点:箭头:表示电子转移的方向{还原剂氧化剂}“桥”上不要注明“得/失”,仅需标明转移e-总数。——双线桥法二.氧化还原反应中电子转移的表示方法、单线桥法0+10-1得失H2+Cl22HCl步骤:标变价连双线注得失注转移电子总数双线桥法单线桥法2e-H2+Cl22HCl例如:e-2e-21查守恒步骤:标变价连单线+1-1001)是氧化剂,是还原剂。还原产物是,氧化产物是。3)2molKMnO4参加反应,参加反应n(HCl)=mol,被氧化的n(HCl)=mol,未被氧化的n(HCl)=mol。2)反应中转移的电子数。+7-102KMnO416HCl(浓)2KCl2MnCl25Cl28H2O-1Cl2KMnO4HCl用双线桥法标出电子转移情况,按要求填空。再如:MnCl2还原性酸性10e--1+2失得16106{部分氧化还原反应}1025e-e-{部分氧化还原反应}氧化剂,还原剂,氧化产物,还原产物。SiO2+3CSiC+2CO{歧化反应}练习1失得0+4+2-4+4氧化剂与还原剂物质的量比为。1:2CCCOSiCC2C用双线桥法标出电子转移情况,按要求填空。122e-4e-2Na2O2+2H2O4NaOH+O2氧化剂,还原剂,它们物质的量比为。1molNa2O2反应,转移的电子总数。再练习Na2O2Na2O21:1NA3S+6KOH==2K2S+K2SO3+3H2O得到22e-还原剂:氧化剂=.失去4e-+40-2练习2用双线桥法标出电子转移情况。1:22KClO3==2KCl+3O20+5-2-1失去62e-得到26e-还原产物:.氧化产物:.KClO2{自身氧化还原反应}{歧化反应}(1)双线桥法KClO3+6HCl===KCl+3Cl2+3H2O(2)单线桥法KClO3+6HCl===KCl+3Cl2+3H2O+5-10得到5e-失去5e-5e-思考:反应中氧化产物与还原产物之比是多少?5:1练习3:分别用双线桥法和单线桥法标出反应电子转移方向和数目5ClCl-1化合价能不变,则不变原则{归中反应}练习4:分别用双线桥法和单线桥法标出反应电子转移方向和数目H2S+H2SO4(浓)==S+SO2+2H2O分析:同种元素的不同价态反应遵循“只靠拢不相交”的归中原则+6-20+4H2SO4SO2SH2S+6-20+4得到2e-失去2e-相交靠拢H2S+H2SO4(浓)=S+SO2+2H2O2e-单线桥法4FeS2+11O2==8SO2+2Fe2O3氧化产物;元素被氧化;反应中转移的电子数。氧化剂;失85e-得162e-+4+2-1-2+3-2失4e-得62e-Fe、SO2、SFe2O344e-O2还原产物;SO2、Fe2O3练习5用双线桥法标出电子转移情况,按要求填空。的反应中,P元素发生的变化是()A.被氧化.B.被还原C.既被氧化又被还原D.既未被氧化又未被还原C练6:在11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO411P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4+1-3+5+2失65e-得53e-6P+5P问题:1molCuSO4能氧化mol的P?得15e-15CuSO4P?能氧化31/5007.下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是;其中属于歧化反应的是,属于归中反应的是,属于部分氧化还原反应的是。1.三氟化氮(NF3)是微电子工业中一种优良的等离子刻蚀气体,它在潮湿的环境中能发生反应:3NF35H2O=2NOHNO39HF,下列有关该反应的说法正确的是()A.NF3是氧化剂,H2O是还原剂B.HF是还原产物C.还原剂和氧化剂的物质的量之比是21D.NF3在潮湿的空气中泄漏会产生红棕色气体D3NF35H2O===2NOHNO39HF+3+2+5-1-1氧化剂还原剂2NF3NF3关键能力专项突破2.被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应:NaBH42H2O=NaBO24H2,下列说法中正确的是(NaBH4中H为1价)()A.NaBH4既是氧化剂又是还原剂B.NaBH4是氧化剂,H2O是还原剂C.硼元素被氧化,氢元素被还原D.被氧化的元素与被还原的元素质量之比为11DNaBH42H2O===NaBO24H2+1-10+3+3氧化剂还原剂3.ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。实验室中可通过以下反应制得:2KClO3H2C2O4H2SO42ClO2K2SO42CO22H2O。下列说法不正确的是()A.CO2是氧化产物B.H2C2O4在反应中被氧化C.H2C2O4的氧化性强于ClO2的氧化性D.ClO2作水处理剂时,利用了其强氧化性C2KClO3H2C2O4H2SO42ClO2K2SO42CO22H2O+3+4+4+5氧化剂还原剂氧化产物还原产物三、常见的氧化剂和还原剂1.常见氧化剂(2)元素处于高价态的物质(4)过氧化物:如Na2O2、H2O2等氧化物:如:MnO2、PbO2、NO2等含氧酸:如浓硫酸、HNO3、HClO等盐:如KMnO4、Ca(ClO)2、FeCl3、Na2FeO4等(3)某些金属性较弱的高价态离子:如Fe3+、Ag+、Cu2+等{氧化剂化合价降低,所以自身往往为高价态}(1)某些活泼的非金属单质:如F2、O2、Cl2、Br2、I2、O3等ClSO2NO或NO2Mn2Fe2或FeCr3三、常见的氧化剂和还原剂1.常见氧化剂2、常见还原剂(3)元素处于其他:如CO、NO、NH3、SO2、浓盐酸、Sn2+等;低价态的化合物或离子(只能做还原剂)(高温时还原性强){还原剂化合价升高,所以自身往往为低价态}(2)某些活泼的非金属单质:如H2、C、Si等;(1)活泼的金属单质及其氢化物:如Na、Mg、Al、Fe、Zn、NaH等;S2(HS)H2S、Na2SSO32—(HSO3—)H2SO3、Na2SO3I(NaI、HI)Br(HBr、NaBr)Fe2(FeO、FeCl2)三、常见的氧化剂和还原剂金属氢化物(如NaH等)、NaBH4也是重要还原剂。Zn2H2OCO2Fe3SI22、常见还原剂三、常见的氧化剂和还原剂其中:Fe2、SO32-主要表现性,H2O2主要表现性。3.具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性还原氧化处于中间价态的元素,以某一方面为主要性质。ZnCl2、O3H2SH2O2、HNO3(同上)S2IFe2KMnO4/H+三、常见的氧化剂和还原剂处于最高价时,只具有性;处于最低价时,只具有性;处于中间价时既具有氧化性又具有还原性。总结:氧化性、还原性与元素价态的关系氧化还原当元素记忆口诀:“高价氧化低价还,中间价态两边走”问题:HCl具有什么性?Cl-表现还原性H+表现氧化性(注意:所有的酸都有弱氧化性——因为H+)、酸性特别提醒1:含最高价元素的物质不一定具有强氧化性!比如:Na2CO3+1+4稀H2SO4、Na2SO4都没有强氧化性+6SO42-不具有强氧化性:但一般不发生氧化还原反应H2SO4+6分子具有强氧化性浓H2SO4有强氧化性特别提醒2:强氧化剂与强还原剂混合不一定发生氧化还原反应比如:H2和O2常温下共存,点燃才发生反应SO2与浓H2SO4:相邻价态不发生氧化还原反应含最低价元素的物质不一定具有强还原性!-2(5)某元素从游离态变为化合态,该元素可能被氧化也可能被还原()(3)氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原()(2)金属阳离子一定只具有氧化性()(1)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应()1.正误判断,正确的划“”,错误的划“”(4)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂()2O3==3O2Fe2+问:阴离子一定只有还原性?不一定,如MnO4具有氧化性同一元素即被氧化又被还原2Na2O2+2H2O4NaOH+O22Na2O2+2H2O4NaOH+O2关键能力专项突破A、CuOCuB、FeCl3FeCl2C、NaClAgClD.CCO22.下列变化中,需加入氧化剂方可实现的是()3.下列变化中,水只作还原剂的是()A.2Na+2H2O2NaOH+H2C.3NO2+H2O2HNO3+NOB.2H2O==2H2+O2通电D.2F2+2H2O4HF+O2还原剂氧化剂还原剂氧化剂D不是氧化剂也不是还原剂关键能力专项突破4.关于反应5K2S2O82MnSO48H2O=2KMnO48H2SO44K2SO4的说法不正确的是A.K2S2O8发生还原反应B.KMnO4是氧化产物C.消耗3.6gH2O时,转移0.25mol电子D.氧化剂和还原剂的物质的量之比是25D关键能力专项突破27K2S2O8中O从1价降低到2价,发生还原反应8H2O10e52K2S2O8MnSO4专项突破归纳整合考点二氧化还原反应的强弱规律及价态规律(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的程度,与得、失电子数目的无关。(1)氧化性是指的性质(或能力);还原性是指的性质(或能力)。知识梳理得电子失电子难易多少1.氧化性、还原性的判断如:Nae=Na,Al3e=Al3,Na>Al但是,还原性:反应I2+2KClO3=Cl2+2KIO3氧化性:氧化剂氧化产物;>还原性:还原剂还原产物。氧化剂(性)还原剂(性)=还原产物氧化产物;2.氧化性、还原性强弱的比较方法(弱还原性)>(1)根据化学方程式判断得到电子失去电子如:已知反应Cl2+2KI=I2+2KCl;I2+2KClO3=Cl2+2KIO3则Cl2、I2、KClO3、KIO3氧化性由强到弱为:。氧化剂Cl2氧化产物I2反应>氧化剂氧化产物还原剂还原产物KClO3、KIO3Cl2、I2解析:氧化性:KClO3>KIO3Cl2>I2>关键:找准两剂,两产氧化还原知识梳理(弱氧化性)氧化性:氧化剂氧化产物;>还原性:还原剂还原产物。氧化剂(性)还原剂(性)=还原产物氧化产物;2.氧化性、还原性强弱的比较方法(弱还原性)>(1)根据化学方程式判断得到电子失去电子关键:找准两剂,两产氧化还原知识梳理(弱氧化性)请设计实验,证明氧化性:Fe3+>I2KMnO4、FeCl3、KI、淀粉、淀粉KI试纸药品:Fe3+I+Fe2+I2+例1:Cu+Cl2==CuCl22Cu+S==Cu2S氧化性:Cl2>S+1+22Fe+3Cl2==2FeCl3FeS==FeS氧化性:Cl2S例2:>+3+2(2)根据相同条件下产物价态高低进行判断知识梳理2.氧化性、还原性强弱的比较方法>>(3)根据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度进行判断2Na+2H2O=2NaOH+H2Mg+2H2O=Mg(OH)2+H22Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2[冷水,剧烈][热水,反应弱][沸水,反应极弱]F2H2=2HFI2H22HIBr2H22HBrCl2H22HCl点燃或光照500[冷暗处,极易爆炸][持续加热,反应可逆]氧化性:F2Cl2Br2I2>>>例1:例2:知识梳理还原性:NaMgAl反应条件要求越低,浓度越大,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。可判断氧化性:KMnO4MnO2O2MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O>2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O制备Cl2的方法1)2)3)“地康法”O2+4HCl(浓)=====2Cl2+2H2OCuCl2450>Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O(反应比较剧烈)例3:例4:氧化性:浓硝酸>稀硝酸3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(反应温和)知识梳理(3)根据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度进行判断反应条件要求越低,浓度越大,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。方法指导1.浓度:同一种物质浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如,氧化性:浓H2SO4>稀H2SO4,浓HNO3>稀HNO3,还原性:浓HCl>稀HCl。2.温度:同一种物质,温度越高其氧化性越强。如热的浓H2SO4的氧化性比冷的浓H2SO4的氧化性强。例1:铁、铝遇冷的浓硫酸钝化,热的浓硫酸可以反应产生SO2例2:浓H2SO4与Cu常温不反应,加热则反应(MnO2与浓HCl反应而不能与稀HCl反应)外界条件影响物质的氧化性、还原性——溶液的浓度、温度、酸碱度同一种物质,所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。3.酸碱性:例1:氧化性:碱性条件:2MnO4—2OHSO32—=2MnO42—SO42—H2O中性条件:2MnO4—H2O3SO32-=2MnO23SO42—2OH酸性条件:2MnO4—6H5SO32—=2Mn25SO42—3H2O锰酸根离子+4+6+7+7+7+2例2:KClO3能氧化浓盐酸中的ClCl2,而不能氧化NaCl中的Cl例3:在中性溶液中Fe2+与NO3可共存但在H+存在的条件下Fe2+与NO3-不共存等。MnO4-(酸性)>MnO4-(中性)>MnO4-(碱性)方法指导外界条件影响物质的氧化性、还原性——溶液的浓度、温度、酸碱度下列各组物质:Cu与HNO3溶液Cu与FeCl3溶液Zn与H2SO4溶液Fe与FeCl3溶液Cl2与NaOH溶液Fe与HNO3溶液Fe与H2SO4溶液Na与O2(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是(填序号,下同)。(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是。(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是。应用举例Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O3Cl2+6NaOH(热)==5NaCl+NaClO3+3H2O4Na+O2=2Na2O2Na+O2==Na2O2(4).同种元素的不同价态的判断氧化性:高价强、低价弱如S>SFe3+>Fe2+NO2>NO+6+4还原性:高价弱、低价强如S2->SFe>Fe2+氧化性:注意:+1+3+5+7HClO>HClO2>HClO3>HClO4(反常)酸性:HClO
第4讲 氧化还原反应的概念和规律
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