1.3.1 氧化还原反应（讲义）（解析版）

②还原反应：物质所含元素化合价降低的反应叫做还原反应3、从电子转移的角度认识氧化还原反应(1)化学反应的实质：化学反应的实质是原子之间的重新组合。从原子结构来看，原子核外的电子是分层排布的。原子核外电子的排布，特别是最外层的电子数目与化学反应有密切关系。化合价的升降与电子转移密切相关。利用原子结构示意图，从微观角度进行分析Na与Cl2反应、H2与Cl2反应的本质。NaCl的生成机理反应过程中相应变化关系图氯化钠的形成过程是通过得失电子形成的，当钠与氯气反应时，钠原子失去最外层1个电子，成为具有稳定结构的Na＋，氯原子最外层得到1个电子，成为具有稳定结构的Cl－，这样双方最外层电子层都达到了8个电子的稳定结构，钠元素的化合价由0价升高为＋1价，被氧化，发生了氧化反应，氯元素的化合价由0价降低为－1价，被还原，发生了还原反应。HCl的生成机理反应过程中相应变化关系图氢原子的最外电子层上有1个电子，可获得1个电子而形成2个电子的稳定结构，氯原子的最外层电子层上有7个电子，也可获得1个电子而形成最外层8个电子的稳定结构，氢气和氯气反应时，双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对，这个电子对受两个原子核的共同吸引，使双方最外层都达到稳定结构。由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子稍强一些，因而共用电子对偏向于氯原子而偏离于氢原子，使氢元素的化合价从0价升高到+1价，被氧化，氯元素的化合价从0价降低到－1价，被还原。在这个反应中，没有电子的得失，只是发生了共用电子对的偏移，氢气发生了氧化反应，氯气发生了还原反应归纳总结：氧化还原反应的重要特征与本质氧化还原反应定义：有电子转移（得失或偏移）的反应（微观），其特征为有元素化合价升降（宏观）。【课堂练习1】1、下列化学反应中，不属于氧化还原反应的是()A．Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑B．2NO＋O2=2NO2C．CuO＋H2Cu＋H2OD．CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl【答案】D【解析】选项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；选项B中氮元素的化合价由＋2价升高到＋4价，氧元素的化合价由0价降到－2价；选项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；选项D中各元素的化合价都无变化。2、下列化学反应中，既是离子反应，又是氧化还原反应的是()A．2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2OB．Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑C．BaCl2＋H2SO4=BaSO4↓＋2HClD．H2＋CuOCu＋H2O【答案】B3、从元素化合价变化的角度分析，下列反应中，画线的物质发生氧化反应的是()A．SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2OB．2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑C．2FeCl3＋Fe=3FeCl2D．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑【答案】C【解析】该反应不是氧化还原反应，A错误；CuO→Cu，铜元素由＋2价降到0价，发生还原反应，B错误；Fe→FeCl2，铁元素由0价升高到＋2价，发生氧化反应，C正确；HCl→H2，氢元素由＋1价降到0价，发生还原反应，D错误。4、下列说法正确的是()A．有单质参加的化学反应都是氧化还原反应B．只有所有元素化合价都发生变化的化学反应才是氧化还原反应C．氧化还原反应中金属元素的化合价一定升高D．某些氧化还原反应中，仅有一种元素的化合价发生了变化【答案】D【解析】A项，有单质参加的反应不一定是氧化还原反应；B项，只要有一种元素的化合价发生变化，该反应就是氧化还原反应，错误；C项，在KMnO4受热分解的反应中，Mn元素的化合价从＋7价分别降到＋6价和＋4价，错误；D项，反应H2S＋H2SO4(浓)=SO2↑＋S↓＋2H2O中，只有S元素的化合价发生了变化，正确。二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系从化合价变化角度判断以下反应是不是氧化还原反应，并思考氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。①2NO＋O2=2NO2②CO2＋CaO=CaCO3③NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O④2KClO3eq\o(=,\s\up11(MnO2),\s\do4(△))2KCl＋3O2↑⑤Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑⑥Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu⑦HCl＋KOH=KCl＋H2O⑧BaCl2＋Na2SO4=BaSO4↓＋2NaCl⑨Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2(1)既是氧化还原反应又是化合反应的为①(填序号，下同)。(2)属于非氧化还原反应的为②③⑦⑧。(3)不属于四种基本反应类型的为⑨。(4)属于置换反应的为_⑤⑥__。小结：氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系【课堂练习2】1．下列反应不属于四种基本反应类型，但属于氧化还原反应的是A．Fe+CuSO4=FeSO4+Cu B．3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2C．AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 D．2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑【答案】B【解析】A．Fe+CuSO4=FeSO4+Cu属于置换反应，也属于氧化还原反应，选项A不选；B．3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2不属于四种基本反应类型，但属于氧化还原反应，选项B选；C．AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3属于复分解反应，不属于氧化还原反应，选项C不选；D．2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑属于分解反应，也属于氧化还原反应，选项D不选。2．下列四种基本反应类型中，一定是氧化还原反应的是A．化合反应B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应【答案】C【解析】有元素化合价发生变化的反应称为氧化还原反应，而元素化合价不发生变化的反应称为非氧化还原反应，单质中元素化合价是0，化合物中元素化合价代数和为零，四种基本反应类型中，置换反应是单质与化合物反应生成单质与化合物的反应，一定是氧化还原反应的是置换反应，故选C。三、氧化还原反应中电子转移的表示方法1、双线桥法：表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况①标价态：标出反应前后有化合价变化的元素的化合价，明确变价元素的化合价升降关系②连双线：在反应物到生成物之间画一个线桥，箭头出发和指向的是有化合价变化的同一种元素，一条线始于被氧化的物质中的升价元素止于产物中相应的元素，另一条线始于被还原的物质中的降价元素止于产物中相应的元素③注得失：标出“失去”或“得到”的电子总数得失电子的总数(发生价态变化的原子个数×有价态变化的元素的一个原子转移的电子数)。如：2、单线桥法：表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况①标价态：标出反应前后有化合价变化的元素的化合价，明确变价元素的化合价升降关系②连单线：用线桥将反应物中失电子的元素和得电子的元素连接起来，箭尾指向失电子的元素，箭头指向得电子的元素。注意：线桥只在反应物中，不跨越“=”与生成物相连。③注数目：在线桥上注明电子转移的数目。注意：只写数目，不标得失。如：【小结】：在氧化还原反应中，氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数，即化合价升降总数相等即：在氧化还原反应中，转移的电子数=氧化剂得到电子的总数=还原剂失去电子的总数【课堂练习3】1．下列化学反应中电子转移的表示方法一定不正确的是A．B．C．D．【答案】C【解析】A．氧化铁作氧化剂，得到6个电子，一氧化碳作还原剂，失去6个电子，得失电子守恒，A正确；B．磷作还原剂失去20个电子，氧气作氧化剂，得到20个电子，得失电子守恒，B正确；C．钠作还原剂失去2个电子，硫作氧化剂，得到2个电子，C错误；D．硫化氢作还原剂失去4个电子，二氧化硫作氧化剂得到4个电子，得失电子守恒，D正确；2．下列单、双线桥的表示方法正确的是A． B．C． D．【答案】C3．用双线桥法标出下列反应电子转移的方向和数目。(1)4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)2KClO32KCl＋3O2↑(3)Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O(4)S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O【答案】（1）（2）（4）【课后作业】【基础过关练】1.我国“四大发明”在应用过程中一定涉及氧化还原反应的是()【答案】A【解析】黑火药爆炸发生的反应为S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑,该过程一定涉及氧化还原反应。2.下列属于氧化还原反应的是()A.NaOH+HClNaCl+H2OB.Zn+2HClZnCl2+H2↑C.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑D.CuO+2HClCuCl2+H2O【答案】B【解析】氧化还原反应中有元素化合价的变化,A、C、D中没有化合价的变化,故不属于氧化还原反应,B中锌和氢元素化合价有变化,所以B项反应属于氧化还原反应。3.下列关于氧化还原反应的说法中正确的是()A.氧化还原反应前后元素化合价有升降B.氧化还原反应前后一定有氧的得失C.实现Fe3+Fe2+的变化过程一定是氧化反应D.元素化合价升高的反应是还原反应【答案】A【解析】氧化还原反应中一定有元素化合价的变化,但不一定有氧的得失;元素化合价升高发生的反应是氧化反应;Fe3+转化为Fe2+,铁元素的化合价降低,发生的是还原反应。4.关于氧化还原反应,下列说法正确的是()①氧化剂发生氧化反应②氧化剂具有氧化性③某元素在反应中由化合物转化为单质,该元素一定被氧化④物质所含元素化合价变化是判断氧化还原反应的依据⑤失电子越多的还原剂,其还原性越强A.①②④ B.②③④C.②④ D.②④⑤【答案】C【解析】①氧化还原反应中所含元素化合价降低的物质为氧化剂,氧化剂得电子,发生还原反应,故错误;②氧化剂具有氧化性,故正确;③某元素在反应中由化合物转化为单质,该元素的化合价可能升高,也可能降低,元素可能被氧化,如Cl-→Cl2,也可能被还原,如Cu2+→Cu,故错误;④存在元素化合价变化的反应是氧化还原反应,所以物质所含元素化合价变化是判断氧化还原反应的依据,故正确;⑤还原性与失电子能力有关,与失电子数目无关,越易失电子,还原性越强,故错误。5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应属于3区域的是()A.Cl2+2KBrBr2+2KClB.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑C.4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3D.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑【答案】D【解析】Cl2+2KBrBr2+2KCl属于置换反应,不符合,A项错误;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑属于分解反应,不符合,B项错误;4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3属于化合反应,不符合,C项错误;2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑不属于化合反应、分解反应、置换反应,氧元素化合价一部分升高到0价,一部分降低到-2价,属于氧化还原反应,D项正确。【能力提升练】1.《中国诗词大会》带动全民重温那些曾经学过的古诗词,分享诗词之美,感受诗词之趣,从古人的智慧和情怀中汲取营养,涵养心灵。思考下列诗句涉及氧化还原反应的是()A.大漠孤烟直,长河落日圆B.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干C.明月松间照,清泉石上流D.粉骨碎身全不怕,要留清白在人间【答案】B【解析】“大漠孤烟直,长河落日圆”“明月松间照,清泉石上流”都没有发生化学变化,不涉及氧化还原反应,A、C两项不符合题意;B项中“蜡炬成灰”涉及物质的燃烧,属于氧化还原反应,符合题意;D项中“粉骨碎身全不怕,要留清白在人间”实质是碳酸钙的分解和氧化钙与水的反应,都没有元素化合价的变化,不属于氧化还原反应,不符合题意。2.下列有关氧化还原反应的说法正确的是()A.在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化B.一种元素被氧化,肯定有另一种元素被还原C.元素由化合态变成游离态一定发生还原反应D.金属阳离子在反应中可以被氧化也可以被还原【答案】AD【解析】在氧化还原反应中存在化合价的升降,但并非所有元素的化合价都发生变化,如H2+CuOCu+H2O,其中氧元素化合价不变,A项正确;在反应Cl2+H2OHCl+HClO中,氯元素既被氧化又被还原,B项错误;在反应2H2O2H2↑+O2↑中,氧元素由-2价(化合态)变成0价(游离态),发生了氧化反应,C项错误;Fe2+在反应中既可以被氧化,又可以被还原,D项正确。3.下列反应中,电子转移的表示方法正确的是()A.B.C.8H2OD.【答案】C【解析】SiO2→Si,硅元素化合价由+4价降低到0价,得到电子,C→CO,碳元素化合价由0价升高到+2价,失去