人教版高中化学必修一 氧化还原反应

第一章物质及其变化第三节氧化还原反应第1课时氧化还原反应

自主预习探新知C、CO氧化反应CuO、Fe2O3

还原反应氧化反应降低还原升高氧化降低还原升高氧化化合价升降失去＋1氧化氧化得到0－1还原还原得失获得偏向0－1还原还原偏离0＋1氧化氧化共用电子对偏移还原氧化化合价升降分解反应化合反应化合反应分解反应复分解反应置换反应置换反应复分解反应①④⑤⑥核心突破攻重难氧化还原反应概念间的联系氧化还原反应中电子转移的表示方法当堂达标提素养第三节氧化还原反应45

1.使学生能从化合价升降观点,认识氧化还原反应,理解氧化还原反应的本质｡2.理解氧化还原反应与四种基本类型的关系｡3.掌握氧化反应､还原反应､氧化还原反应､氧化剂､还原剂等基本概念｡4.了解常见的氧化剂与还原剂｡46学习目标

一､氧化还原反应

1.概念

(1)得到氧原子的反应称为氧化反应,失去氧原子的反应叫做还原反应,有氧原子得失的反应称为氧化还原反应｡

(2)物质所含元素化合价升高的反应叫氧化反应,物质所含元素化合价降低的反应叫还原反应,凡是有元素化合价升降的化学反应叫做氧化还原反应｡

(3)元素的原子失去电子的反应叫氧化反应,元素的原子得到电子的反应叫还原反应,有电子转换(得失或偏移)的反应,是氧化还原反应｡472.特征一种或几种元素的化合价发生变化｡

3.实质氧化还原反应的实质是电子的转移(即电子的得失或偏移)｡

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4､氧化还原反应与化合价的变化由于氧化还原反应中电子的得失(或电子对偏移)表现出元素化合价的升降｡判断一个反应是否是氧化还原反应,分析元素的化合价是基础和前提｡

1）熟记常见元素的主要化合价(最高价和最低价)｡

(1)金属元素无负化合价,其最低价为0价｡最高价:49(2)非金属元素,有负化合价,大多数还有正化合价｡

HCNOSClF最低:-1-4-3-2-2-1-1最高:+1+4+50+6+70(3)化合物中元素化合价的判断:由一般推特殊｡如:H2O2,由于H的非金属性比O弱,故H只能呈正价,O呈负价,推知H2+1O2-1｡再如:K2MnO4,很明显K是+1价,O是-2价,推知Mn为+6价｡502.在氧化还原反应里的电子转移(得失或偏移)与元素化合价的关系如图所示｡513）在氧化还原反应中,具有最高价的元素只可能被还原,使化合价降低;具有最低价的元素只可能被氧化,使化合价升高;处于中间价态的元素既可能被氧化使化合价升高,又可能被还原使化合价降低｡但应注意:判断一种物质是否被氧化或被还原,不能离开具体的反应｡如:52

特别提示:常见元素化合价歌:

一价氢氯钾钠银,二价氧钙钡镁锌,三铝四硅五价磷,二三铁二四碳,二四六硫都齐全｡诱思探究:下列反应哪些反应是氧化还原反应?发生氧化反应､还原反应的各是什么物质?(1)2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2(2)NaOH+HCl=NaCl+H2O(4)Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO提示:(1)､(3)属于氧化还原反应｡(1)中的Cl2,(3)中的MnO2发生还原反应;(1)中的NaBr,(3)中的HCl发生氧化反应｡53反应类型举例表示式化合反应A+B=AB分解反应AB=A+B置换反应A+BC=AC+B复分解反应AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3AB+CD=AD+CB545､氧化还原反应四种基本类型的关系1）四种基本反应类型

2）四种基本反应类型与氧化还原反应的关系:(1)置换反应一定是氧化还原反应｡(2)复分解反应一定是非氧化还原反应｡(3)化合反应有的是氧化还原反应,有的不是,有单质参加的化合反应肯定是氧化还原反应,若没有单质参加,大部分是非氧化还原反应｡(4)分解反应有的是氧化还原反应,有的不是,若有单质生成,一定是氧化还原反应,若没有单质生成,大部分是非氧化还原反应｡553）四种基本反应类型与氧化还原反应图示:56

特别提示:①有单质参与的化学反应不一定是氧化还原反应,如2O3=3O2｡

②无单质参与的化合反应也可能是氧化还原反应,如H2O2+SO2=H2SO4｡576､氧化还原反应的表示方法

1）双线桥法表明反应前后同一元素原子间的电子转移的情况｡

(1)双线桥法的基本步骤

①标价态:正确标明氧化还原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标出“失去”或“得到”电子的总数,注明该元素“被氧化”或“被还原”｡特别提示:①箭头､箭尾指向化合价变化的同种元素｡58②必须注明“得到”或“失去”的字样｡

③还原剂失去电子总数与氧化剂得到电子总数相等｡

2.单线桥法表明反应前后不同元素原子的电子转移情况｡

(1)单线桥法的基本步骤

①标价态:正确标明氧化还原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｡

59失去e-,被氧化得到e-,被还原②不需标明“得”或“失”,只标明电子转移数目;③箭头标明电子转移的方向;④单线桥箭头从还原剂中失电子的元素原子指向氧化剂中得电子的元素原子｡60③标出转移的电子总数｡特别提示:①单线桥表示氧化剂和还原剂中变价元素原子得失电子的情况;

二、氧化剂和还原剂

1.氧化剂和还原剂的概念

(1)氧化剂是得到电子(或电子对偏向)的物质,在反应中该物质所含的某元素化合价降低｡氧化剂具有氧化性,反应时本身被还原,发生了还原反应,得到的产物是还原产物｡

(2)还原剂是失去电子(或电子对偏离)的物质,在反应中该物质所含的某元素化合价升高｡还原剂具有还原性,反应时本身被氧化,发生了氧化反应,得到的产物是氧化产物｡612.常见的氧化剂和还原剂(1)常见氧化剂①部分非金属单质:如O2､Cl2等｡②含有高价态元素的化合物:如浓硫酸､HNO3､KMnO4､FeCl3

等｡(2)常见还原剂①活泼的金属单质,如Al､Zn､Fe等｡②某些非金属单质,如C､H2等｡③某些非金属氧化物,如CO等｡62

诱思探究:氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性,常见氧化剂和还原剂之间是否一定能发生氧化还原反应?

提示:氧化还原反应的发生,既要有氧化剂和还原剂,又要具备一定的条件.并不是任何氧化剂和还原剂之间都能发生氧化还原反应｡如:H2､CO是常用的还原剂,浓硫酸是常用的氧化剂,但在实验室中常用浓硫酸来干燥H2､CO,显然H2､CO不能被浓硫酸氧化,因此应注意分析某物质是氧化剂还是还原剂,不能脱离具体的反应｡633､物质的氧化性还原性强弱的判断方法1）根据氧化还原反应方程式进行判断氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物失电子,被氧化得电子,被还原

一般规律是:氧化性:氧化剂>氧化产物还原性:还原剂>还原产物642.根据金属和非金属活动顺序进行判断(1)根据金属活动顺序进行判断:KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAuK+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+(H+)Cu2+Hg2+Ag+

单质还原性逐渐减弱阳离子氧化性逐渐增强65(2)根据非金属活动性顺序进行判断(常见元素):FClBrIS单质氧化性逐渐减弱

F-Cl-Br-I-S2-阴离子还原性逐渐增强66

特别提示:氧化性､还原性的强弱取决于物质得､失电子的难易程度,而与得失电子数目的多少无关｡67

三､氧化还原反应的规律

1.守恒规律

(1)质量守恒定律:在化学反应中,反应前后元素原子种类及原子个数保持不变,这个定律在氧化还原反应中也不例外｡

(2)电子守恒规律:在任何氧化还原反应中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等,化合价升高降低总数相等｡对于既是氧化还原反应又是离子反应的,电荷总数相等｡682）价态规律元素在物质中所处的价态,决定该元素的氧化性或还原性,一般来说,元素处于最高价态,只有氧化性(如KMnO4､HNO3等);元素处于最低价态,只有还原性(如S2-､I-等);元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性｡693.“强先弱后”规律一种氧化剂(或还原剂)与多种还原剂(或氧化剂)相遇时,总是先与还原性强(或氧化性强)的还原剂(或氧化剂)反应｡如Zn､Fe组成的混合物中加入过量稀硫酸,由于还原性Zn>Fe｡先:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

后:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑704）“价态归中”规律同一元素不同价态之间发生氧化还原反应:高价态+低价态→中间价态,中间价态可相同､可不同,但只靠近､不交叉,相邻价态不发生氧化还原反应｡

H2S+H2SO4(浓)=S+SO2+2H2O

而不是H2S+H2SO4(浓)=S+SO2+2H2O失2e-

得2e-

失6e-

得6e-

71四、生产、生活中的氧化还原反应金属冶炼电镀燃料的燃烧绿色植物的光合作用易燃物的自燃食物的腐败钢铁的腐蚀72知识点一氧化还原反应的判断例1以元素化合价升降的观点分析下列各化学反应,其中不属于氧化还原反应的是()A.Mg+2HCl=MgCl2+H2↑D

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〔解析〕A中镁元素的化合价由0价升高到+2价,氢元素的化合价由+1价降到0价;B中氢元素的化合价由0价升高到+1价,氯元素的化合价由0价降到-1价;C中氢元素的化合价由0价升高到+1价,铜元素的化合价由+2价降到0价;D中则不存在元素化合价的变化,所以D不是氧化还原反应｡74

知识点二氧化还原反应与四种基本类型的关系例2能正确表示四种基本类型反应与氧化还原反应关系的示意图是()D

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〔解析〕四种基本反应类型是一种反应形式上的划分,氧化还原反应和非氧化还原反应是按反应本质进行划分的｡据置换反应的定义,由单质生成化合物和由化合物生成单质,一定有元素化合价的变化,一定是氧化还原反应｡复分解反应仅是化合物间交换成分,一定没有元素化合价的变化,一定不是氧化还原反应｡化合反应和分解反应的形式与氧化还原反应可能交叉,有的是氧化还原反应,有的不是氧化还原反应｡77

知识点三氧化还原反应中基本概念的判断例3氢化钙可作为生氢剂,反应的化学方程式为:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑,下列说法错误的是()A.CaH2既是氧化剂,又是还原剂

B.H2既是氧化产物,又是还原产物

C.CaH2是还原剂,H2O是氧化剂

D.氧化产物与还原产物的质量比为1:1A

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〔解析〕此题的关键是解析确定CaH2中氢元素的化合价为-1价,反应中只有氢元素化合价发生了变化,其余元素化合价均未变化｡而氢元素分布在反应前后的各物质中,此时应先找出未变价的部分｡生成物Ca(OH)2的氢为+1价,这两个氢原子一定来自H2O分子,而H2O中共4个+1价的氢原子,显然H2O中另一部分氢必然得电子被还原｡H2分子是由CaH2中-1价H元素被氧化和一部分H2O中+1价的H元素被还原而生成的｡故可得到结论:题中B选项是对产物的解析,C选项是对反应物的解析,都是正确的,从而可知A选项不正确,D选项是对产物的定量解析,也正确｡79

知识点四氧化性､还原性强弱比较例2已知在相同条件下,下列几种微粒的还原性强弱顺序为Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2,由此判断下列反应不能发生的是()A.2Fe3++SO2+2H2O=SO2-4