高一化学氧化还原反应.ppt

第一节氧化还原反应 一 基本概念的理解 二 掌握两种电子转移的表示法 三 常见的氧化剂和还原剂 四 氧化性和还原性强弱比较 五 氧化还原反应的基本规律 六 有关氧化还原反应的计算 七 氧化还原反应的配平 氧化还原反应 一 氧化还原反应基本概念 1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应从特征来说是指有元素化合价升降的化学反应 从本质上来看则是指有电子转移 得失或偏移 的反应 1 氧化剂 还原剂氧化剂是指在反应中得到电子 或电子对偏向 的反应物 表现为反应后所含元素化合价降低 氧化剂具有氧化性 在反应中本身被还原 其生成物叫还原产物 还原剂是指在反应中失去电子 或电子对偏离 的反应物 表现为反应后所含元素化合价升高 还原剂具有还原性 反应中本身被氧化 生成物是氧化产物 2 氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物的关系 二 氧化还原反应的表示方法 表示KClO3 6HCl 浓 3Cl2 KCl 3H2O电子转移的方向和数目 1 用箭头表明同一元素原子的电子转移情况即大家熟悉的 双线桥 如 在氧化还原反应化学方程式里 除了可用箭头表明同一元素原子的电子转移情况外 即 双线桥法 还可以用箭头表示不同原子的电子转移情况 称为 单线桥法 2 用箭头表示不同原子的电子转移情况 单线桥 如 更好地体现了氧化剂和还原剂在反应中的电子转移的关系 再如 练一练 用单线桥表示电子转移情况5NH4NO3 4N2 2HNO3 9H2O MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 2e NH4NO3 2H2O N2O 单线桥分析氧化还原反应可简单表示为 反应中电子转移总数即为还原剂给出的电子总数 也是氧化剂接受的电子总数 在单线桥中不写 得 或 失 例1 标出反应的电子转移方向和数目 11P 15CuSO4 24H2O 5Cu3P 6H3PO4 15H2SO4该反应中氧化剂为 还原剂为 1molCuSO4能氧化P原子的物质的量是 1molP能氧化molP 失30e 得15e 得15e P CuSO4 P 0 2mol 0 6mol 例2 氢阴离子 H 能和NH3反应 H NH3 NH2 H2 根据上述反应事实可以得到的正确结论是 A NH3具有还原性B H 是很强的还原剂C H2只是该反应的还原产物D 该反应属于置换反应 B 例3 需要加入氧化剂才能实现的变化是 A MnO2 MnSO4B AlO2 Al OH 3C KI KIO3D HNO3 NO C 三 常用的氧化剂和还原剂 2 常用的还原剂 1 部分低价化合物或酸根离子 如H2S I S2 等 2 某些活泼金属单质 如Na Mg Al Fe等 3 某些非金属单质 如H2 C等 4 元素处于低化合价时的氧化物 如CO SO2等 1 部分氧化物和过氧化物 如MnO2 Na2O2等 2 某些高价含氧酸及含氧酸盐 如KMnO4 KClO3 K2Cr2O7 HNO3 浓H2SO4等 3 某些活泼非金属单质 如F2 Cl2 Br2 I2 O2等 4 某些高价金属离子 如Fe3 Cu2 等 1 常见的氧化剂 四 氧化性和还原性强弱比较 1 根据方程式判断 氧化性 氧化剂 氧化产物还原性 还原剂 还原产物 2 根据反应条件判断当不同氧化剂作用于同一还原剂时 如氧化产物价态相同 可根据反应条件的难易来进行判断 越易反应 则氧化剂的氧化性越强 如 4HCl 浓 MnO2MnCl2 2H2O Cl2 16HCl 浓 2KMnO4 2KCl 2MnCl2 8H2O 5Cl2 则氧化性 KMnO4 MnO2判断还原剂还原性的原理类似 3 由氧化产物的价态高低来判断 当同一还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时 可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱 即 在相同条件下 使还原剂价态升得越高 则氧化剂的氧化性越强 如 2Fe 3Cl2 2FeCl3Fe S FeS则氧化性 Cl2 S判断还原剂还原性的原理类似 注意 1 并非还原产物中元素化合价越低 氧化剂的氧化性就越强 如反应3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 生成物中N的化合价为 2 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 NO2 2H2O 生成物中N的化合价为 4 但HNO3 浓 的氧化性强于HNO3 稀 2 一般来说 同一种元素的化合价越高 则相应的物质或微粒的氧化性越强 如Fe3 氧化性比Fe2 强 但是 HClO氧化性强于HClO4 H2SO3 稀 氧化性强于H2SO4 稀 2 同周期元素 从左到右 原子或单质还原性逐渐减弱 氧化性逐渐增强 阳离子的氧化性逐渐增强 阴离子的还原性逐渐减弱 4 根据元素周期表判断 1 同主族元素 从上到下 非金属原子 或单质 氧化性逐渐减弱 对应阴离子还原性逐渐增强 金属原子 或单质 还原性逐渐增强 对应阳离子氧化性逐渐减弱 2 电解池 阳极 易失去电子的先放电S2 I Br Cl OH 阴极 易得电子的先放电Ag Fe3 Hg2 Cu2 H 5 根据电化学原理 1 原电池负极比正极活泼 易失去电子还原性 负极 正极 2 元素的非金属性越强 相应单质的氧化性越强 相应阴离子的还原性越弱 如非金属性 F O Cl Br I S氧化性 F2 O2 Cl2 Br2 I2 S还原性 F Cl Br I S2 1 元素的金属性越强 相应单质的还原性越强 相应阳离子的氧化性越弱 可根据金属活动顺序表 6 利用元素的金属性和非金属性比较规律 7 根据浓度大小来判断 具有氧化性 或还原性 的物质 其浓度越大 其氧化性 或还原性 越强 反之 其氧化性 或还原性 越弱 如浓硝酸的氧化性强于稀硝酸 例1 根据下列反应 判断M N P Q的还原性由强到弱的顺序是 NCl2 P N PCl2 2MCl3 3N 2M 3NCl2 3PCl2 2M 2MCl3 3QA M N P QB P N M QC Q P N MD N M P Q B 例2 现有下列三个氧化还原反应存在 2FeCl3 2KI 2FeCl2 2KCl I2 2FeCl2 Cl2 2FeCl3 2KMnO4 16HCl 2KCl 2MnCl2 8H2O 5Cl2 若某溶液中有Fe2 和I 共存 要氧化除去I 而又不影响Fe2 和Cl 下列试剂中 可加入的试剂是 A Cl2B KMnO4C FeCl3D HCl C 例3 根据下列三个反应的化学方程式 下列关系式正确的是 I2 SO2 2H2O H2SO4 2HI 2FeCl3 2HI 2FeCl2 2HCl I2 2FeCl2 Cl2 2FeCl3A 氧化性 Fe3 Cl2 H2SO4 I2B 还原性 SO2 I Fe2 Cl C 2Fe 3I2 2FeI3D FeI2 Cl2 FeCl2 I2 B 例4 在一定条件下 氯酸钾与碘按下式反应 2KClO3 I2 2KIO3 Cl2 由此可推断下列相应的结论 不能推出的是 A 该反应属于置换反应B 还原性 I2 Cl2C 非金属性 I ClD 氧化性 KClO3 Cl2 D 五 氧化还原反应的基本规律 2 价态规律 3 邻位变化规律 4 强弱规律 5 优先规律 1 遵循三大守恒原则 1 遵循三大守恒原则 1 电子守恒 氧化剂得电子总数 还原剂失电子总数 2 原子守恒 某元素的原子的种类及个数在反应前后保持不变 3 电荷守恒 离子反应中 反应前后离子所带总电荷相等 例题 下面的离子方程式 xR2 yH O2 mR3 nH2O 下列R3 R2 和化学计量数m n的判断错误的是 A m 4 R3 是氧化产物 B m y R2 显还原性 C x 3 R3 是氧化产物 D x y R2 显还原性 C 2 价态规律 1 当元素具有可变化合价时 一般处于最高价态时只具有氧化性 处于最低价态时只具有还原性 处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性 如 浓硫酸的S只具有氧化性 H2S中的S只具有还原性 单质S具有氧化性又具有还原性 2 价态归中规律 不同价态的同种元素之间发生氧化还原反应时遵循 高价 低价 中间价 的规律 而不会出现价态交错现象 如 S 2H2SO4 浓 3SO2 2H2O6HCl KClO3 3Cl2 KCl 3H2O 3 歧化反应规律 发生在同一物质分子内 同一价态的同一元素之间的氧化还原反应 叫做歧化反应 反应规律 所得产物中 该元素一部分价态升高 一部分价态降低 即 中间价 高价 低价 具有多种价态的元素 如氯 硫 氮和磷元素等 均可发生歧化反应 如 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 不同价态的同种元素之间发生氧化还原反应时 不会在相邻价态间进行 向邻价位转化 浓H2SO4与SO2会反应吗 3 邻位变化规律 4 强弱的规律 如 2Fe3 2I 2Fe2 I2氧化性 Fe3 I2还原性 I Fe2 强氧化剂 强还原剂 弱还原剂 还原产物 弱氧化剂 氧化产物 1 氧化剂 还原产物 还原剂 氧化产物 2 氧化性 氧化剂 氧化产物 3 还原性 还原剂 还原产物 例题 已知 2Fe3 2I 2Fe2 I2 2Fe2 Br2 2Fe3 2Br 则离子的还原性从强到弱的顺序正确的是 A Br Fe2 I B I Fe2 Br C Br I Fe2 D Fe2 I Br B 当一种氧化剂同时氧化几种还原剂时 首先氧化最强的还原剂 待最强还原剂完全氧化后 多余的氧化剂再依次氧化次强还原剂 当然一种还原剂同时还原几种氧化剂时 也是如此 如 将金属Zn投入含Cu2 Fe2 和Mg2 的溶液中 因氧化性Cu2 Fe2 Zn2 Mg2 故首先置换出Cu 待Cu被完全置换出来后 再置换出Fe 但不能置换出Mg 5 优先规律 例题 向100mL1mol L的FeBr2溶液中通入标准状况下的Cl2 当通入Cl2的体积分别为 1 1 12L 2 2 24L 3 4 48L时 写出反应的离子方程式 离子方程式分别为 1 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 2 2Fe2 2Br 2Cl2 2Fe3 Br2 4Cl 3 2Fe2 4Br 3Cl2 2Fe3 2Br2 6Cl 六 有关氧化还原反应的计算利用电子守恒 电荷守恒 原子守恒原理计算 可使计算过程大大简化 例1 24mL0 05mol L的Na2SO3溶液 恰好与20mL0 02mol L的K2Cr2O7溶液完全反应 则元素Cr在被还原的产物中的化合价是 A 6 B 3 C 2 D 0 B 例2 某金属与稀硝酸均恰好完全反应生成NO 消耗金属和HNO3的物质的量之比为1 3 则该金属可能是 A Cu B Ag C Fe D Al C 例3 2 24 g 铁粉与50mL稀硝酸恰好完全反应 硝酸的还原产物是NO 向反应后的溶液中加入50mL0 2mol L的KI溶液 I 恰好被完全氧化成单质碘 求硝酸的物质的量浓度 0 6mol L 例4 硫酸铵在强热条件下分解生成NH3 SO2 N2和水的反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比是 A 2 3B 4 3C 1 1D 1 3 D 练习1 锌和某浓度的HNO3反应时 若参加反应的锌与HNO3的物质的量之比为2 5 则HNO3的还原产物可能是 A NH4NO3B N2OC NOD NO2 AB 练习2 在3BrF3 5H2O HBrO3 Br2 9HF O2 反应中 若有5mol水作还原剂时 则由水还原的BrF3的物质的量为多少 七 氧化还原反应配平 1 配平总原则 反应中化合价升降总数相等及反应前后原子种类及个数相等 2 配平一般步骤 标好价 算变化 总相等 配其它 3 配平策略 先用观察法 不行再用氧化还原法 同时注意观察 如 K2MnF6 SbF5 KSbF6 MnF3 F2 1 全变从左边配 氧化剂 还原剂中某元素化合价全变的 一般从左边反应物着手配平 Pt HNO3 HCl H2PtCl6 NO H2O 2 自变从右边配 自身氧化 还原反应 包括分解 歧化 部分氧化还原 一般从右边着手配平例如 Cl2 KOH KCl KClO3 H2O NH4 2PtCl6 Pt NH4Cl HCl N2Cu NO3 2 CuO NO2 O2 4 配平基本技能 3 归中从左边配 归中反应 反歧化 化合型氧化 还原反应 一般从左边着手配平 KI KIO3 H2SO4 I2 K2SO4 H2O 4 根据计算来写方程式并配平 例 在热的稀硫酸溶液中溶解了11 4gFeSO4 当加入50mL0 5mol LKNO3溶液后 使其中Fe2 的全部转化成Fe3 KNO3也反应完全 并有氮氧化物气体逸出 1 写出并配平该化学方程式 2 反应中氧化剂为 3 用短线和箭头标出电子转移的方向和总数 4 产生2 24升气体时 反应转移 mol电子 3Fe2 NO3 4H 3Fe3 NO 2H2O 最后不要忘了检查是否配注意 平了 包括原子数 化合价升降数 电荷数 1 下列说法中 正确的是 A 氧化剂具有氧化性B 氧化剂发生氧化反应C 氧化剂发生反应后生成氧化产物D 氧化还原反应的任何一种反应物不是氧化剂就必定是还原剂 课前热身 2 盐酸与氯气均可以和铁反应 从产物中比较可得出氯气比盐酸强的性质是 A 氧化性B 还原性C 酸性D 金属性 3 下列说法中完全正确的是 A 失电子难的原子 其获得电子的能力一定强B 在反应中 金属单质只表现还原性 非金属单质只表现氧化性C L层比M层多一个电子的元素 其单质一定具有较强的氧化性D 有单质参加的化学反应不一定都是氧化还原反应 4 下列叙述中 正确的是 A 含金属元素的离子不一定是阳离子B 在氧化 还原反应中 非金属单质一定是氧化剂C 某元素从化合态变化游离态时 该元素一定被还原D 金属阳离子被还原一定得到金属单质 AACDA