内容正文:
第01讲 氧化还原反应的基本概念(原卷版)
氧化还原反应基础
一、氧化还原反应的基本概念
1.定义:凡是有元素化合价升降的化学反应称之为氧化还原反应
2.特征:元素的化合价在反应前后发生了变化。
3.本质:发生了电子的转移,包括电子得失、共用电子对的偏移两种情况。
(1)从原子结构来看,钠原子的最外电子层上有1个电子,氯原子的最外电子层上有7个电子。当Na与Cl2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(Na+);氯原子得到1个电子,带1个单位负电荷,成为氯离子(Cl-),这样双方最外电子层都达到了8个电子的稳定结构(如图)。反应中钠元素的化合价从0价升高到+1价,Na被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价,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。
(2)H2与Cl2的反应则与此不同。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;氯原子的最外电子层上有7个电子,也可获得1个电子而形成8个电子的稳定结构。
在发生反应时,它们都未能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对,这个电子对受到两个原子核的共同吸引,使双方最外电子层都达到稳定结构。
由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以,共用电子对偏向于氯原子而偏离于氢原子。因此,氢元素的化合价从0价升高到+1价,H2被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价,C12被还原。在这个反应中,发生了共用电子对的偏移,H2发生了氧化反应,C12发生了还原反应。
二、两剂两产物(升失氧降的还)
1. 氧化剂:在氧化还原反应中得到电子(或电子对偏向)的物质,具有氧化性。
2. 还原剂:在氧化还原反应中失去电子(或电子对偏离)的物质,具有还原性。
3. 氧化产物:还原剂发生氧化反应得到的产物(即化合价升高的生成物)。
4. 还原产物:氧化剂发生还原反应得到的产物(即化合价降低的生成物)。
反应
氧化剂
还原剂
氧化产物
还原产物
Fe+CuSO4===FeSO4 + Cu
CuSO4
Fe
FeSO4
Cu
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
Cl2
Cl2
NaClO
NaCl
SO2+2H2S===2H2O+3S↓
SO2
H2S
S
S
三、歧化与归中反应(同种元素)
1.歧化反应
概念:在氧化还原反应中,同一元素的原子一部分被氧化,另一部分被还原。
特点:元素处于中间价态,部分升高,部分降低。
(1)氯的歧化:
①常温:
②制取 84 消毒液:
③制取漂粉精:
④ 加热,歧化程度增大(部分降到-1 价,部分升到+5 价)
(2)一定温度下,Cl2 的混合歧化(生成物中含有 Cl-、ClO-和 ClO3-):c(Cl-)
将 Cl2 通入 KOH 溶液中,产物中,该反应的离子方程式为:
(3)中间价态的氯元素发生歧化反应
①碘的歧化:
②硫的歧化:(碱性条件、加热、生成含和 的化合物)
(试管残留硫,用强碱煮、再水洗的方法除去)
③磷的歧化:(碱性条件、加热、生成含 和的化合物)
④碳的歧化:(高温)
⑤离子的歧化:(酸性条件下)
⑥氧的歧化:
在以上三个反应中,每生成 1mol O2 电子转移个数为2NA
⑦氮的歧化:
⑧锰的歧化:
⑨溴的歧化:
2.归中反应
概念:含有同一元素的不同价态的两种物质发生反应,生成只含有该元素中间价态的物质的反应。
特点:氧化产物和还原产物是同一种物质。
(1)氢元素的归中反应:
(2)碳元素的归中反应:
(3)氮元素间的归中反应:
(4)硫元素间的归中反应:
①生成硫单质:3
②生成 SO2 气体:
(5)氯元素的归中反应:(生成 Cl2)
(6)溴元素间的归中反应:(生成 )
(7)碘元素间的归中反应:(生成)
(8)铁的归中反应:
(9)铜的归中反应:
(10)锰的归中反应:
四、价态不交叉原则
口诀:能不变,则不变,要变就近变.绝对不交叉.
五、氧化还原分析(两剂两产物判断,电子转移,及比例计算)
方法一:标价法(升失氧降得还)
①
氧化剂: 还原剂:
氧化产物: 还原产物:
转移电子数:只看升或降,原子成变量 消耗转移电子数为
②
氧化剂: 还原剂:
氧化产物: 还原产物:
生成转移电子数,中被氧化和被还原比为
参与反应的中被氧化的占
③
被氧化为,消耗,则
,消耗降低了
则
④
被氧化为,转移电子总数为?
方法二:双线桥、单线桥法(升失氧降得还)
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)画法
(2)通式
2. 单线桥法:表示反应过程中不同元素原子