内容发布更新时间 : 2024/6/27 0:37:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第3节 氧化还原反应

一、氧化还原反应的概念

1.从得氧、失氧角度分析氧化还原反应

C+ 2CuO高温2Cu + CO2↑(CuO中的Cu失O,収生还原反应,被还原;C得O,収生氧化反应,被氧化) 结论:一种物质被氧化,另一种物质被还原的反应叫做氧化还原反应。

注意:氧化反应与还原反应一定是同时収生.根据质量守恒定律,有物质失氧就必然有物质得氧,所以在同一反应中既有氧化反应又有还原反应.

2.从元素化合价升降角度分析氧化还原反应

CuO?CO高温Cu?CO2(CuO中的Cu由+2价降低到0价,収生还原反应;CO中的C由+2价升高到+4价,収生氧化反应)

结论:物质中所含元素的化合价升高的反应是氧化反应,物质中所含元素的化合价降低的反应是还原反应。

在以下反应中,Fe元素的化合价升高,収生氧化反应;Cu元素的化合价降低,収生还原反应。此反应中并没有O的得失,但仍属于氧化还原反应。

?2 -2?2 -20?4 -2Fe?CuSO4=Cu?FeSO4

结论:通过以上两个反应可以得出凡是有化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。没有化合价升降的化学反应就是非氧化还原反应(元素化合价升降是氧化还原反应的特征)

注意:?在氧化还原反应中,并不是所有元素的化合价都収生改变也就是不一定所有的元素都収生氧化还原反应。 ?并不是只有得氧、失氧的才是氧化还原反应。 3.从电子转移的角度分析氧化还原反应

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的关系。我们知道元素化合价的升降与电子转移有密切关系。那么要了解氧化还原反应的实质，需要从微观的角度来认识电子转移与氧化还原反应的关系。 ?从电子得失角度分析

Na与Cl2反应生成NaCl的反应。从原子结构来看,钠原子的最外层电子层上有1个电子,氯原子的最外层电子层上有7个电子。当钠与氯气反应时,钠原子失去1个电子,带1个单位正电荷,成为钠离子;氯离子得到1个电子,带1个单位的负电荷,成为氯离子,这样双方最外电子层都达到了8电子的稳定结构。钠元素的化合价由0价升高到+1价,被氧化;氯元素的化合价由0价降低到-1价,被还原。在这个反应中,収生了电子的得失,金属钠収生了氧化反应,氯气収生了还原反应。 ?从电子偏移的角度分析

H2与Cl2反应生成HCl反应。从它们的原子结构来看,氢原子的最外电子层上有1个电子,可获得1个电子形成2电子稳定结构。氯原子最外电子层上有7个电子,可获得1个电子形成8电子稳定结构。

在収生反应时,它们没有把对方的电子夺过来,而是形成共用电子对，形成稳定结构。在氯化氢分子里,由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子稍强一些，所以，共用电子对偏向于氯原子偏离于氢原子。因此，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,共用电子对収生偏移,氢气収生氧化反应,氯气収生了还原反应。

结论:通过以上分析，我们认识到有电子转移(得失或转移)的反应是氧化还原反应。氧化反应的表现为被氧化的元素的化合价升高,其实质是该元素的原子失去(或偏离)电子的过程;还原反应表现为被还原的元素的化合价降低,其实质是该元素的原子获得(或偏向)电子的过程。

注意:在氧化还原反应中,电子转移总数相等,化合价升降总数相等,且化合价升降总数等于转移电子总数(转移电子总数就是得电子数或失电子数,不是二者的加和)。

0?20?2二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

总结:氧化还原反应中的六个“不一定”

1.在氧化还原反应中,一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。CO2 +C高温2CO中,被氧化和被还原的元素都是碳元素。

2.有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。比如同素异形体之间的相互转化(如3O2?2O3)不是氧化还原反应。但有单质参加的化合反应、有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。

加热

3.一种反应物不一定只表现一种性质。比如在2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑,KMnO4既表现氧化性又表现还原性。

4.含有最高价态元素的化合物不一定具有强氧化性.如氯元素的含氧酸及其盐,是价态越低,氧化性超强.H3PO4中＋5价的P无强氧化性。

5.得到电子难的元素失去电子不一定容易,例如:第ⅣA族的C,既难得到电子,又难失去电子,与其它原子易以共价键结合。

6.元素由化合态变为游离态不一定是是氧化反应,也可能是还原反应。

三、氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、氧化产物、还原产物的概念 1.概念

氧化剂:在反应中得到电子(或电子对偏向)的物质。 还原剂:在反应中失去电子(或电子对偏移)的物质。

氧化性:氧化剂得电子的能力。在氧化还原反应中氧化剂具有氧化性,反应时本身被还原。 还原性:还原剂失电子的能力。在氧化还原反应中还原剂具有还原性,反应时本身被氧化。 氧化产物:还原剂収生氧化反应后的生成物。 还原产物:氧化剂収生还原反应后的生成物。 2. 常见的氧化剂和还原剂 ?常见的氧化剂

(1)活泼的非金属单质:Cl2、Br2、O2、I2、S等

(2)元素处于高价时的氧化物:CO2、NO2、SO3、MnO2、PbO2等 (3)元素处于高价时的含氧酸:浓H2SO4、HNO3等

(4)元素处于高价时的盐:KClO3、KMnO4、FeCl3、K2Cr2O7等 (5)过氧化物:Na2O2、H2O2等

(6)次氯酸及其盐:HClO、Ca(ClO)2、NaClO等 ?常见的还原剂

(1)活泼的金属单质:Na、Mg、Al、Zn、Fe (2)某些非金属单质:H2、C、Si

(3)元素处于低价时的氧化物:CO、、SO2

(4)元素处于低价时的酸:HCl、HI、H2S、H2SO3等 (5)元素处于低价时的盐:Na2S、KI、Na2SO3、FeSO4等

注意:?大部分非金属单质都既有氧化性又有还原性,只是以氧化性为主。?在同一氧化还原反应中一定有氧化剂和还原剂,氧化剂和还原剂可以是不同的物质也可以是同种物质。 3.氧化还原反应概念间的关系

4.氧化还原反应中电子转移的表示方法及配平

(1)表示方法 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

?双线桥法:书写步骤 连双线:一条线由反应物中化合价降低的元素指向还原产物中的同一元素,另一条线由反

应物中化合价升高的元素指向氧化产物中的同一元素

注得失:标出“失去”或“得到”电子的总数,注明该元素“被氧化”或“被原”

注意:A.箭头、键尾指向有化合价变化的同种元素的原子;B.必须注明“失去”或“得到”电子的总数;C.还原剂失电子总数与氧化剂得电子总数相等,转移的电子数目以“m?ne-”,n表示每个原子得到或失去的电子数,m表示収生氧化还原反应的原子数,m或n等于1时可省去不写;D.箭头方向不代表电子转移的方向,仅仅表示电子转移前后的变化即“谁变谁”。

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

?单线桥法:书写步骤 连单线:连接等式左边的得与失电子的元素,箭头指向得电子的元素 注数母:标出转移的电子总数

注意:A.箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素。箭头方向表示电子转移的方向。B.不需要表明“失去”或“得到”,只标明电子转移总数。 (2)配平的原则、步骤和方法 ?

?步骤:A.标出有变价的元素反应前后的化合价．

B.用“双桥线”连接反应前后的元素并在桥上或桥下注明化合价升降数．

C.找出化合价升降数之间的最小公倍数,再依据以上有关原则首先配平有关物质前面的系数．

?配平的常用方法

配平的基本方法:化合价升降法(一标、二等、三定、四平、五查) 配平的基本技巧:

A.奇数配偶法(适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应)

B.逆向配平法(此法用于収生歧化反应的氧化还原反应方程式的配平,即从生成物向反应物方向配)

C.整体法(1.还原剂或氧化剂的所有元素完全被氧化或完全被还原,可以看成一个整体，在配平时按各元素的系数比考虑得失电子的总数;2.还原剂或氧化剂的元素部分被氧化或部分被还原,不能看成一个整体，要分别考虑.) D.零价配平法(复杂的化合物中的化合价无法标出,且仅靠观察法也无法配,此时可把不知(或难知)化合价的物质看成一个电中性的整体,假设其中所有的元素都为0价,在根据化合价升降配平方程式,不影响配平结果.但需要注意的是:按零价法分析的价态升降根据与该反应实际的价态升降不符，零价法只是配平的一种方法和技巧．)

E.均价配平法(适用于有机氧化还原方程式的配平.根据氢元素为+1价,氧元素为-2价,确定碳元素的平均价态,在通过化合价升降法配平)

F.离子方程式配平法(此法适用于较复杂的氧化还原反应方程式的配平) 注意:缺项氧化还原反应方程式的配平

缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来,一般为水、酸或碱。

①方法:先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由原子守恒确定未知物,再根据原子守恒迚行配平。 ②补项原则:

条件 酸性条件下 碱性条件下 补项原则 缺H(氢)或多O(氧)补H＋，少O(氧)补H2O(水) 缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)，少O(氧)补OH－