内容正文:
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
一.认识氧化还原反应
1.得氧和失氧的角度认识氧化还原反应
从得氧和失氧的角度分析下面反应
①2CuO+C2Cu+CO2↑
②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2↑
物质
反应物
发生的反应(氧化反应或还原反应)
得氧物质
C、CO
氧化反应
失氧物质
CuO、Fe2O3
还原反应
在化学反应中,一种物质得到氧发生 氧化反应 ,必然有一种物质失去氧发生 还原反应 。
也就是说氧化反应和还原反应是在 一个反应 中同时发生的,这样的反应称为 氧化还原反应 。
2.从化合价的变化认识氧化还原反应
(1)请标出上述两个反应中各物质所含元素的化合价,比较反应前后化合价有无变化。
①2CuO+C2Cu+CO2↑ ②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2↑
【讨论】在上述反应中,物质发生氧化反应或还原反应,与物质所含元素的化合价升高或降低有什么关系?
反应①中,C得氧发生氧化反应,所含元素 C 化合价 升高 ;
CuO失氧发生还原反应,所含元素 Cu 化合价 降低 。
反应②中,CO得氧发生氧化反应,所含元素 C 化合价 升高 ;
Fe2O3失氧发生还原反应,所含元素 Fe 化合价 降低 。
【总结】反应①和②都有元素的化合价在反应前后发生变化。
物质所含元素化合价升高,发生的反应为 氧化反应 ;
物质所含元素化合价降低,发生的反应为 还原反应 。
(2)请观察下面的反应,标注出发生化合价变化的元素。
Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
在这个反应中,虽然没有物质得氧或失氧,但是反应前后却有化合价的变化:
Fe 元素的化合价从 0 升高到 +2 ,发生 氧化反应 ;
Cu 元素的化合价从 +2 降低到 0 ,发生 还原反应 。这样的反应也是氧化还原反应。
【例题】分析下面几个反应中反应前后元素化合价的变化情况:
①2CuO+C2Cu+CO2↑ ②H2O+C H2 +CO
① 元素的化合价从 升高到 ,发生 ;
元素的化合价从 降低到 ,发生 。
② 元素的化合价从 升高到 ,发生 ;
元素的化合价从 降低到 ,发生 。
【答案】①C 0 +4 氧化反应;Cu +2 0 还原反应
②C 0 +2 氧化反应;H +1 0 还原反应
二.从电子转移的角度来认识氧化还原反应
反应前后有元素化合价的变化 ,是氧化还原反应的重要特征。那么是什么原因导致元素化合价的变化呢?即氧化还原反应的本质是什么?
以下列两个反应来分析化合价变化与电子转移的关系:
①2Na +Cl22NaCl ②H2 +Cl22HCl
反应①:从原子结构来看,钠原子最外层有1个电子,氯原子最外层有7个电子。在钠与氯气的反应中,
钠原子 失去 1个电子,带1个单位 正 电荷,成为 钠离子(Na+) ;
氯原子 得到 1个电子,带1个单位 负 电荷,成为 氯离子(Cl-) ;这样双方的最外层电子都达到了8电子稳定结构。
反应中钠元素的化合价从 0 升高到 +1 ,Na被 氧化 ;氯元素的化合价从0降低到-1 ,Cl2被 还原。
在这个反应中发生了电子的得失,Na发生了氧化反应,Cl2发生了还原反应。
反应②:从原子结构来看,氢原子最外层有1个电子,可获得1个电子形成2电子稳定结构;
氯原子最外层有7个电子,也可获得1个电子形成8电子稳定结构,
氢气和氯气发生反应时,它们都未能把对方的电子夺过来,而是双方各以最外层 1 个电子组成一个
共用电子对 ,使双方原子都达到稳定结构,由于 氯原子 对共用电子对的吸引能力比氢原子 强,共用电子对 偏向 氯原子而 偏离 氢原子。
因此,氢元素的化合价从 0 升高到 +1 ,H被 氧化 ;氯元素的化合价从0降低到-1 ,Cl2被 还原。
【结论】氧化还原反应中一定存在电子的转移,有的是 电子得失 ,有的是 共用电子对偏移 。
这是氧化还原反应的本质。
元素的原子失去电子(或电子对偏离),则元素的化合价 升高 ,物质被 氧化 ,发生 氧化反应 ;
元素的原子得到电子(或电子对