高中化學(xué) 《氧化還原反應(yīng)》文字素材2 新人教版必修1

1、氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng) (oxidation-reduction reaction, 也作redox reaction)是在反應(yīng)前后元素的化合價具有相應(yīng)的升降變化的化學(xué)反應(yīng)。在反應(yīng)過程中有元素化合價變化的化學(xué)反應(yīng)叫做氧化還原反應(yīng)。這種反應(yīng)可以理解成由兩個半反應(yīng)構(gòu)成，即氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。此類反應(yīng)都遵守電荷守恒。在氧化還原反應(yīng)里，氧化與還原必然以等量同時進行。兩者可以比喻為陰陽之間相互依靠、轉(zhuǎn)化、消長且互相對立的關(guān)系。有機化學(xué)中也存在氧化還原反應(yīng)。規(guī)律 因為氧化還原反應(yīng)中會發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，也就是元素的化合價會發(fā)生變化，可以得知：大多數(shù)復(fù)分解反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)，特例有離子型氫化物與水、酸的反應(yīng)

2、（如NaH+H2O=NaOH+H2）。置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)，化合和分解反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)。 有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)大部分是氧化還原反應(yīng)（有例外，例如石墨在一定條件下變成金剛石，還包括其他同素異形體之間的轉(zhuǎn)換。） 有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)，而復(fù)分解反應(yīng)則一定不是氧化還原反應(yīng)。對于不屬于上述四種基本反應(yīng)類型的化學(xué)反應(yīng)，有屬于氧化還原反應(yīng)的（例如碳還原氧化銅），也有不屬于氧化還原反應(yīng)的（例如氧氣在一定條件下反應(yīng)變成臭氧）歸中反應(yīng)，歧化反應(yīng)可以看作是特殊的氧化還原反應(yīng)。氧化反應(yīng)：還原劑（反應(yīng)物）失e或共同電子對偏離還原劑化合價升高被氧化發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧化產(chǎn)物（具有還原性）還原

3、反應(yīng)：氧化劑（反應(yīng)物）得e或共同電子對偏向氧化劑化合價降低被還原發(fā)生還原反應(yīng)生成還原產(chǎn)物（具有氧化性）當某元素為最高價次時，它只能做氧化劑。當某元素為最低價次時，它只能做還原劑。當某元素為中間價次時，它既能做氧化劑，又能做還原劑。 感受氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)概念反應(yīng)的本質(zhì)是電子有轉(zhuǎn)移(或電子偏移），其特征為化合價的升降。化合價升高，即失電子的半反應(yīng)是氧化反應(yīng)；化合價降低，得電子的反應(yīng)是還原反應(yīng)。化合價升高的物質(zhì)還原對方，自身被氧化，因此叫還原劑，其產(chǎn)物叫氧化產(chǎn)物；化合價降低的物質(zhì)氧化對方，自身被還原，因此叫氧化劑，其產(chǎn)物叫還原產(chǎn)物。即： 氧化還原反應(yīng) 概念還原劑 + 氧化劑 - 氧化產(chǎn)物 + 還原

4、產(chǎn)物一般來說，同一反應(yīng)中還原產(chǎn)物的還原性比還原劑弱，氧化產(chǎn)物的氧化性比氧化劑弱，這就是所謂“強還原劑制弱還原劑，強氧化劑制弱氧化劑”。總結(jié)：氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，得電子，化合價降低，有氧化性，被還原,生成還原產(chǎn)物。還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)，失電子，化合價升高，有還原性，被氧化,生成氧化產(chǎn)物。 記法：氧化還原不可分，得失電子是根本。失電子者被氧化，得電子者被還原。失電子者還原劑，得電子者氧化劑。氧化劑 還原劑，相依相存永不離。記法2：升失氧還氧，降得還氧還解釋：1.化合價升高，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，充當還原劑，生成物具有比反應(yīng)物中的氧化劑氧化性弱的氧化性。2.化合價降低，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，充當氧

5、化劑，生成物具有比反應(yīng)物中的還原劑還原性弱的還原性。記法3：升失被氧還降得被還氧解釋：1.化合價升高、失去電子、被氧化做還原劑。2.化合價降低、得到電子、被還原做氧化劑。記法4：剝下偽裝的外套（失去電子），真實面目被還原的是還原劑，還原劑當然發(fā)生氧化反應(yīng)，電子為負價，失去電子負負得正，化合價升高披上偽裝的外套（得到電子），真實面目被氧化的是氧化劑，氧化劑當然發(fā)生還原反應(yīng)，電子為負價，得到電子正負得負，化合價降低 范例氫氣與氯氣的化合反應(yīng)氫氣與氯氣的化合反應(yīng)，其總反應(yīng)式如下： H2 + Cl2 =2HCl 氧化還原反應(yīng) 范例我們可以把它寫成兩個半反應(yīng)的形式： 氧化反應(yīng)： H2 2H+ + 2e-

6、 還原反應(yīng): Cl2 + 2e- 2Cl-單質(zhì)總為0價。第1個半反應(yīng)中，氫元素從0價被氧化到+1價；同時，在第2個半反應(yīng)中，氯元素從0價被還原到-1價. (本段中，“價”指氧化數(shù)) 兩個半反應(yīng)加合，電子數(shù)消掉： H2 2H+ + 2e-2e- + Cl2 2Cl-H2 + Cl2 2H+ + 2Cl-最后，離子結(jié)合，形成氯化氫: 2H+ + 2Cl- 2HCl 配平碳與硝酸起反應(yīng)的化學(xué)方程式解1,寫出反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式C+HNO3NO2+CO2+H2O2,列出元素的化合價的變化在反應(yīng)物這邊 在生成物這邊 變化量C化合價 0 +4 升高4N化合價 +5 +4 降低13,使化合價的升高和降低的

7、總數(shù)相等C+4HNO34NO2+CO2+H2O4,配平其它物質(zhì)的系數(shù)C+4HNO3=4NO2+CO2+2H2O再如工業(yè)煉鐵的反應(yīng):Fe2O3+3CO=高溫=2Fe+3CO2這個反應(yīng)中,三氧化二鐵是氧化劑,而一氧化碳是大家熟悉的還原劑.三氧化二鐵中的氧元素給了一氧化碳,使后者氧元素含量增加變?yōu)槎趸?鐵由3價變?yōu)閱钨|(zhì)0價(降低,為氧化劑),而碳由2價變?yōu)?價(升高,為還原劑)另外,復(fù)分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng).因為復(fù)分解反應(yīng)中各元素的化合價都沒有變化.例如:Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3其中鈉元素保持1價,碳酸根保持-2價,氯元素保持-1價,而鈣元素保持2價. 與電化學(xué)的關(guān)

8、系每一個氧化還原反應(yīng)都可以做成一個原電池。其中發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為原電池的負極,在金屬做兩極時,活潑性較強的金屬常做負極；發(fā)生還原反應(yīng)的一極為原電池的正極,在金屬做兩極時,活潑性較弱的金屬常做正極。兩個電極之間有電勢差(電化學(xué)上通常叫電動勢)，因此反應(yīng)可以進行，同時可以用來做功。 氧化還原反應(yīng)的兩個性質(zhì)還原性：失電子的能力氧化性；得電子的能力 氧化還原反應(yīng)的兩個性質(zhì)例：一物質(zhì)還原性很強=失電子的能力強一個反應(yīng)中，具有還原性的物質(zhì)：1、還原劑2、還原產(chǎn)物一個反應(yīng)中，具有氧化性的物質(zhì)：1、氧化劑2、氧化產(chǎn)物金屬性在本質(zhì)上就是還原性，而還原性不僅僅表現(xiàn)為金屬的性質(zhì)。非金屬性在本質(zhì)上就是氧化性，而氧化

9、性不僅僅表現(xiàn)為非金屬單質(zhì)的性質(zhì)。一個粒子的還原性越強，表明它的氧化性越弱；粒子的氧化性越強，表明它的還原性越弱。即在金屬活動性順序表中，排在前面的金屬還原性強，排在后面的金屬離子氧化性強如：在元素周期表中，非金屬性最強的非金屬元素氟，它的氧化性最強，因此氟元素無正價。反之，金屬性越強的元素，它的還原性也就越強。一切氧化還原反應(yīng)之中，還原劑的還原性還原產(chǎn)物的還原性一切氧化還原反應(yīng)之中，氧化劑的氧化性氧化產(chǎn)物的氧化性還原性的強弱只與失電子的難易程度有關(guān)，與失電子的多少無關(guān)。金屬得電子不一定變?yōu)?價 例：2Fe+Cu=2Fe2+ + Cu2+，F(xiàn)e3+Fe2+ 氧化還原反應(yīng)的表示方法一.雙線橋法表明

10、反應(yīng)前后同一元素原子間的電子轉(zhuǎn)移情況1.雙線橋法的基本步驟(1)標價態(tài):正確標明氧化反應(yīng)前后同一元素的化合價,判斷其升降.(2)連雙線:一條線由氧化劑中化合價降低的元素指向還原產(chǎn)物中的相應(yīng)元素,另一條線由還原劑中化合價升高的元素指向氧化產(chǎn)物中的相應(yīng)元素(3)注得失:標出失去或得到的電子總數(shù),注明該元素被氧化或被還原2.注意事項(1)箭頭,箭尾指向化合價變化的同種元素(2)必須注明得到或失去字樣(3)還原劑失去電子總數(shù)和氧化劑得到電子數(shù)總數(shù)相等二.單線橋法表明反應(yīng)前后不同元素原子間的電子轉(zhuǎn)移情況1.單線橋法的基本步驟(1)標價態(tài):正確標明氧化反應(yīng)前后同一元素的化合價,判斷其升降,進而確定得失電子

11、的元素.(2)連單線:連接等式左邊的氧化劑與還原劑,箭頭指向氧化劑(3)注得失:標出轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)2.注意事項(1)不需標明得或失(2)箭頭表示電子轉(zhuǎn)移的方向 氧化還原反應(yīng)方程的配平快速配平氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)的配平是正確書寫氧化還原反應(yīng)方程式的重要步驟，它是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的一項基本技能，同時氧化還原反應(yīng)的配平也一直是高考考查的熱點。考查氧化還原反應(yīng)配平的試題，一般其難度都不低，因此，掌握較好的解題方法，快速、準確地進行配平是解決這類問題的關(guān)鍵。下面介紹兩種簡單、通用、快速、準確的配平方法。 一、電子守恒法 1、配平原理 發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，還原劑失去電子、氧化劑得到電子。因為整

12、個過程的本質(zhì)好比是還原劑把電子給了氧化劑，在這一失一得之間，電子守恒。故根據(jù)還原劑失去電子的數(shù)目和氧化劑得到電子的數(shù)目相等，結(jié)合二者化合價的改變情況，可以分別把氧化劑、還原劑的計量數(shù)計算出來，這樣整個氧化還原反應(yīng)就順利配平了。 2、方法和步驟 標出發(fā)生變化的元素的化合價，并確定氧化還原反應(yīng)的配平方向。 在配平時，需要確定先寫方程式那邊物質(zhì)的計量數(shù)。有時先寫出方程式左邊反應(yīng)物的計量數(shù)，有時先寫出方程式右邊生成物的計量數(shù)。一般遵循這樣的原則： 自身氧化還原反應(yīng) 先配平生成物的計量數(shù)； 部分氧化還原反應(yīng) 先配平生成物的計量數(shù)； 一般的氧化還原反應(yīng)既可先配平生成物的計量數(shù)，也可先配平反應(yīng)物的計量數(shù)。

13、列出化合價升降的變化情況。當升高或降低的元素不止一種時，需要根據(jù)不同元素的原子個數(shù)比，將化合價變化的數(shù)值進行疊加。 根據(jù)電子守恒配平化合價變化的物質(zhì)的計量數(shù)。 根據(jù)質(zhì)量守恒配平剩余物質(zhì)的計量數(shù)。最終并根據(jù)質(zhì)量守恒檢查配平無誤。 二、待定系數(shù)法 1、配平原理 質(zhì)量守恒定律告訴我們，在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，反應(yīng)體系的各個物質(zhì)的每一種元素的原子在反應(yīng)前后個數(shù)相等。通過設(shè)出未知數(shù)（如x、y、z等均大于零）把所有物質(zhì)的計量數(shù)配平，再根據(jù)每一種元素的原子個數(shù)前后相等列出方程式，解方程式（組）。計量數(shù)有相同的未知數(shù)，可以通過約分約掉。 2、方法和步驟 對于氧化還原反應(yīng)，先把元素化合價變化較多的物質(zhì)的計量數(shù)用未知數(shù)

14、表示出來，再利用質(zhì)量守恒吧其他物質(zhì)的計量數(shù)也配平出來，最終每一個物質(zhì)的計量數(shù)都配平出來后，根據(jù)某些元素的守恒，列方程解答?？焖倥淦狡卟椒?步驟一:分析化合價升降步驟二:交換升降價數(shù)的系數(shù)步驟三:過橋(雙線橋)步驟四:找到?jīng)]有參加氧化還原反應(yīng)的元素,并加入系數(shù)中.除(氧、氫)步驟五:配平氫步驟六:檢查氧是否平步驟七:完善(加反應(yīng)條件、加等號、加上下箭頭、約公約數(shù)) 氧化還原反應(yīng)的配平重點注意以下幾點：1：“集合原子”應(yīng)做到優(yōu)先配平。2：先拆后合的拆項配平法中，需要拆的項是那些在反應(yīng)中化合價既升高又降低（既作氧化劑又作還原劑）的物質(zhì)。3：整體法配平法中，選擇把哪第個化合價升降過程“捆綁”作為一個過

15、程是關(guān)鍵，選擇時一定要把在反應(yīng)中存在固定物質(zhì)的量之比的升降過程過程進行“捆綁”，不存在固定物質(zhì)的量之比的升降過程就不能進行“捆綁”。如S+KNO3+CK2S+CO2+N24：離子反應(yīng)配平：關(guān)鍵在于能否充分利用“電荷守恒”5：缺項配平：注意兩點：如果是化學(xué)后應(yīng)方程式其缺項一般為：水、酸、堿。如果是離子反應(yīng)方程式其缺項般為：水、H、OH。在離子反應(yīng)方程式配平其缺項時如有兩種可能如（H2O、H）或（H2O、OH），還應(yīng)考慮離子共存的問題如：Cu+FeS2+囗_Cu2S+SO4+Fe+囗_可有兩種選擇：（14、5、12H2O、7、3、5、24H）或（14、5、24OH、7、3、5、12H2O）后一種配

16、平由于OH與Cu不能共存所以不正確。氧化還原反應(yīng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)和日常生活中的意義我們所需要的各種各樣的金屬，都是通過氧化還原反應(yīng)從礦石中提煉而得到的。如制造活潑的有色金屬要用電解或置換的方法；制造黑色金屬和別的有色金屬都是在高溫條件下用還原的方法；制備貴重金屬常用濕法還原，等等。許多重要化工產(chǎn)品的制造，如合成氨、合成鹽酸、接觸法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食鹽水電解制燒堿等等，主要反應(yīng)也是氧化還原反應(yīng)。石油化工里的催化去氫、催化加氫、鏈烴氧化制羧酸、環(huán)氧樹脂的合成等等也都是氧化還原反應(yīng)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，植物的光合作用、呼吸作用是復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)。雖然需要有細菌起作用，但就其實質(zhì)來說，也是氧化還原反應(yīng)。土壤里鐵或錳的氧化態(tài)的變化直接影響著作物的營養(yǎng)，曬田和灌田主要就是為了控制土壤里的氧化還原反應(yīng)的進行。我們通常應(yīng)用的干電池、蓄電池