高中化学 《氧化还原反应》文字素材2 新人教版必修1

1、氧化还原反应氧化还原反应 (oxidation-reduction reaction, 也作redox reaction)是在反应前后元素的化合价具有相应的升降变化的化学反应。在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。这种反应可以理解成由两个半反应构成，即氧化反应和还原反应。此类反应都遵守电荷守恒。在氧化还原反应里，氧化与还原必然以等量同时进行。两者可以比喻为阴阳之间相互依靠、转化、消长且互相对立的关系。有机化学中也存在氧化还原反应。规律 因为氧化还原反应中会发生电子转移，也就是元素的化合价会发生变化，可以得知：大多数复分解反应都不是氧化还原反应，特例有离子型氢化物与水、酸的反应

2、（如NaH+H2O=NaOH+H2）。置换反应一定是氧化还原反应，化合和分解反应不一定是氧化还原反应。 有单质参加的化合反应大部分是氧化还原反应（有例外，例如石墨在一定条件下变成金刚石，还包括其他同素异形体之间的转换。） 有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应，而复分解反应则一定不是氧化还原反应。对于不属于上述四种基本反应类型的化学反应，有属于氧化还原反应的（例如碳还原氧化铜），也有不属于氧化还原反应的（例如氧气在一定条件下反应变成臭氧）归中反应，歧化反应可以看作是特殊的氧化还原反应。氧化反应：还原剂（反应物）失e或共同电子对偏离还原剂化合价升高被氧化发生氧化反应生成氧化产物（具有还原性）还原

3、反应：氧化剂（反应物）得e或共同电子对偏向氧化剂化合价降低被还原发生还原反应生成还原产物（具有氧化性）当某元素为最高价次时，它只能做氧化剂。当某元素为最低价次时，它只能做还原剂。当某元素为中间价次时，它既能做氧化剂，又能做还原剂。 感受氧化还原反应的实质概念反应的本质是电子有转移(或电子偏移），其特征为化合价的升降。化合价升高，即失电子的半反应是氧化反应；化合价降低，得电子的反应是还原反应。化合价升高的物质还原对方，自身被氧化，因此叫还原剂，其产物叫氧化产物；化合价降低的物质氧化对方，自身被还原，因此叫氧化剂，其产物叫还原产物。即： 氧化还原反应 概念还原剂 + 氧化剂 - 氧化产物 + 还原

4、产物一般来说，同一反应中还原产物的还原性比还原剂弱，氧化产物的氧化性比氧化剂弱，这就是所谓“强还原剂制弱还原剂，强氧化剂制弱氧化剂”。总结：氧化剂发生还原反应，得电子，化合价降低，有氧化性，被还原,生成还原产物。还原剂发生氧化反应，失电子，化合价升高，有还原性，被氧化,生成氧化产物。 记法：氧化还原不可分，得失电子是根本。失电子者被氧化，得电子者被还原。失电子者还原剂，得电子者氧化剂。氧化剂 还原剂，相依相存永不离。记法2：升失氧还氧，降得还氧还解释：1.化合价升高，失去电子，发生氧化反应，充当还原剂，生成物具有比反应物中的氧化剂氧化性弱的氧化性。2.化合价降低，得到电子，发生还原反应，充当氧

5、化剂，生成物具有比反应物中的还原剂还原性弱的还原性。记法3：升失被氧还降得被还氧解释：1.化合价升高、失去电子、被氧化做还原剂。2.化合价降低、得到电子、被还原做氧化剂。记法4：剥下伪装的外套（失去电子），真实面目被还原的是还原剂，还原剂当然发生氧化反应，电子为负价，失去电子负负得正，化合价升高披上伪装的外套（得到电子），真实面目被氧化的是氧化剂，氧化剂当然发生还原反应，电子为负价，得到电子正负得负，化合价降低 范例氢气与氯气的化合反应氢气与氯气的化合反应，其总反应式如下： H2 + Cl2 =2HCl 氧化还原反应 范例我们可以把它写成两个半反应的形式： 氧化反应： H2 2H+ + 2e-

6、 还原反应: Cl2 + 2e- 2Cl-单质总为0价。第1个半反应中，氢元素从0价被氧化到+1价；同时，在第2个半反应中，氯元素从0价被还原到-1价. (本段中，“价”指氧化数) 两个半反应加合，电子数消掉： H2 2H+ + 2e-2e- + Cl2 2Cl-H2 + Cl2 2H+ + 2Cl-最后，离子结合，形成氯化氢: 2H+ + 2Cl- 2HCl 配平碳与硝酸起反应的化学方程式解1,写出反应物和生成物的化学式C+HNO3NO2+CO2+H2O2,列出元素的化合价的变化在反应物这边 在生成物这边 变化量C化合价 0 +4 升高4N化合价 +5 +4 降低13,使化合价的升高和降低的

7、总数相等C+4HNO34NO2+CO2+H2O4,配平其它物质的系数C+4HNO3=4NO2+CO2+2H2O再如工业炼铁的反应:Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2这个反应中,三氧化二铁是氧化剂,而一氧化碳是大家熟悉的还原剂.三氧化二铁中的氧元素给了一氧化碳,使后者氧元素含量增加变为二氧化碳.铁由3价变为单质0价(降低,为氧化剂),而碳由2价变为4价(升高,为还原剂)另外,复分解反应一定不是氧化还原反应.因为复分解反应中各元素的化合价都没有变化.例如:Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3其中钠元素保持1价,碳酸根保持-2价,氯元素保持-1价,而钙元素保持2价. 与电化学的关

8、系每一个氧化还原反应都可以做成一个原电池。其中发生氧化反应的一极为原电池的负极,在金属做两极时,活泼性较强的金属常做负极；发生还原反应的一极为原电池的正极,在金属做两极时,活泼性较弱的金属常做正极。两个电极之间有电势差(电化学上通常叫电动势)，因此反应可以进行，同时可以用来做功。 氧化还原反应的两个性质还原性：失电子的能力氧化性；得电子的能力 氧化还原反应的两个性质例：一物质还原性很强=失电子的能力强一个反应中，具有还原性的物质：1、还原剂2、还原产物一个反应中，具有氧化性的物质：1、氧化剂2、氧化产物金属性在本质上就是还原性，而还原性不仅仅表现为金属的性质。非金属性在本质上就是氧化性，而氧化

9、性不仅仅表现为非金属单质的性质。一个粒子的还原性越强，表明它的氧化性越弱；粒子的氧化性越强，表明它的还原性越弱。即在金属活动性顺序表中，排在前面的金属还原性强，排在后面的金属离子氧化性强如：在元素周期表中，非金属性最强的非金属元素氟，它的氧化性最强，因此氟元素无正价。反之，金属性越强的元素，它的还原性也就越强。一切氧化还原反应之中，还原剂的还原性还原产物的还原性一切氧化还原反应之中，氧化剂的氧化性氧化产物的氧化性还原性的强弱只与失电子的难易程度有关，与失电子的多少无关。金属得电子不一定变为0价 例：2Fe+Cu=2Fe2+ + Cu2+，Fe3+Fe2+ 氧化还原反应的表示方法一.双线桥法表明

10、反应前后同一元素原子间的电子转移情况1.双线桥法的基本步骤(1)标价态:正确标明氧化反应前后同一元素的化合价,判断其升降.(2)连双线:一条线由氧化剂中化合价降低的元素指向还原产物中的相应元素,另一条线由还原剂中化合价升高的元素指向氧化产物中的相应元素(3)注得失:标出失去或得到的电子总数,注明该元素被氧化或被还原2.注意事项(1)箭头,箭尾指向化合价变化的同种元素(2)必须注明得到或失去字样(3)还原剂失去电子总数和氧化剂得到电子数总数相等二.单线桥法表明反应前后不同元素原子间的电子转移情况1.单线桥法的基本步骤(1)标价态:正确标明氧化反应前后同一元素的化合价,判断其升降,进而确定得失电子

11、的元素.(2)连单线:连接等式左边的氧化剂与还原剂,箭头指向氧化剂(3)注得失:标出转移的电子总数2.注意事项(1)不需标明得或失(2)箭头表示电子转移的方向 氧化还原反应方程的配平快速配平氧化还原反应氧化还原反应的配平是正确书写氧化还原反应方程式的重要步骤，它是中学化学教学中要培养学生的一项基本技能，同时氧化还原反应的配平也一直是高考考查的热点。考查氧化还原反应配平的试题，一般其难度都不低，因此，掌握较好的解题方法，快速、准确地进行配平是解决这类问题的关键。下面介绍两种简单、通用、快速、准确的配平方法。 一、电子守恒法 1、配平原理 发生氧化还原反应时，还原剂失去电子、氧化剂得到电子。因为整

12、个过程的本质好比是还原剂把电子给了氧化剂，在这一失一得之间，电子守恒。故根据还原剂失去电子的数目和氧化剂得到电子的数目相等，结合二者化合价的改变情况，可以分别把氧化剂、还原剂的计量数计算出来，这样整个氧化还原反应就顺利配平了。 2、方法和步骤 标出发生变化的元素的化合价，并确定氧化还原反应的配平方向。 在配平时，需要确定先写方程式那边物质的计量数。有时先写出方程式左边反应物的计量数，有时先写出方程式右边生成物的计量数。一般遵循这样的原则： 自身氧化还原反应 先配平生成物的计量数； 部分氧化还原反应 先配平生成物的计量数； 一般的氧化还原反应既可先配平生成物的计量数，也可先配平反应物的计量数。

13、列出化合价升降的变化情况。当升高或降低的元素不止一种时，需要根据不同元素的原子个数比，将化合价变化的数值进行叠加。 根据电子守恒配平化合价变化的物质的计量数。 根据质量守恒配平剩余物质的计量数。最终并根据质量守恒检查配平无误。 二、待定系数法 1、配平原理 质量守恒定律告诉我们，在发生化学反应时，反应体系的各个物质的每一种元素的原子在反应前后个数相等。通过设出未知数（如x、y、z等均大于零）把所有物质的计量数配平，再根据每一种元素的原子个数前后相等列出方程式，解方程式（组）。计量数有相同的未知数，可以通过约分约掉。 2、方法和步骤 对于氧化还原反应，先把元素化合价变化较多的物质的计量数用未知数

14、表示出来，再利用质量守恒吧其他物质的计量数也配平出来，最终每一个物质的计量数都配平出来后，根据某些元素的守恒，列方程解答。快速配平七步法:步骤一:分析化合价升降步骤二:交换升降价数的系数步骤三:过桥(双线桥)步骤四:找到没有参加氧化还原反应的元素,并加入系数中.除(氧、氢)步骤五:配平氢步骤六:检查氧是否平步骤七:完善(加反应条件、加等号、加上下箭头、约公约数) 氧化还原反应的配平重点注意以下几点：1：“集合原子”应做到优先配平。2：先拆后合的拆项配平法中，需要拆的项是那些在反应中化合价既升高又降低（既作氧化剂又作还原剂）的物质。3：整体法配平法中，选择把哪第个化合价升降过程“捆绑”作为一个过

15、程是关键，选择时一定要把在反应中存在固定物质的量之比的升降过程过程进行“捆绑”，不存在固定物质的量之比的升降过程就不能进行“捆绑”。如S+KNO3+CK2S+CO2+N24：离子反应配平：关键在于能否充分利用“电荷守恒”5：缺项配平：注意两点：如果是化学后应方程式其缺项一般为：水、酸、碱。如果是离子反应方程式其缺项般为：水、H、OH。在离子反应方程式配平其缺项时如有两种可能如（H2O、H）或（H2O、OH），还应考虑离子共存的问题如：Cu+FeS2+囗_Cu2S+SO4+Fe+囗_可有两种选择：（14、5、12H2O、7、3、5、24H）或（14、5、24OH、7、3、5、12H2O）后一种配

16、平由于OH与Cu不能共存所以不正确。氧化还原反应在工农业生产、科学技术和日常生活中的意义我们所需要的各种各样的金属，都是通过氧化还原反应从矿石中提炼而得到的。如制造活泼的有色金属要用电解或置换的方法；制造黑色金属和别的有色金属都是在高温条件下用还原的方法；制备贵重金属常用湿法还原，等等。许多重要化工产品的制造，如合成氨、合成盐酸、接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食盐水电解制烧碱等等，主要反应也是氧化还原反应。石油化工里的催化去氢、催化加氢、链烃氧化制羧酸、环氧树脂的合成等等也都是氧化还原反应。在农业生产中，植物的光合作用、呼吸作用是复杂的氧化还原反应。虽然需要有细菌起作用，但就其实质来说，也是氧化还原反应。土壤里铁或锰的氧化态的变化直接影响着作物的营养，晒田和灌田主要就是为了控制土壤里的氧化还原反应的进行。我们通常应用的干电池、蓄电池