1.3.3氧化还原反应的规律及应用 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第一章 物质及其变化 第3节 氧化还原反应 第3课时 氧化还原反应的规律及应用 课程目标展示 素养目标达成 1.掌握氧化还原反应的基本规律。 2.掌握氧化还原反应方程式的配平与有关计算。 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观现象（如金属腐蚀、燃烧）分析微观电子转移本质。 2. 变化观念与平衡思想：理解氧化还原反应中物质转化与能量变化的动态平衡。 3. 证据推理与模型认知：通过实验现象建立氧化还原反应模型（如原电池、电解池）。 4. 科学探究与创新意识：设计实验验证电子转移（如碘钟实验），探索新型能源材料（如燃料电池）。 5. 科学态度与社会责任：利用氧化还原知识解决实际问题（如金属防腐、污水处理），关注环保与能源可持续发展。 人教版2019 化学必修第一册 自主学习∙夯实基础 1.回忆氧化还原反应的特征、实质。 特征:　 实质:　   化合价的变化(化合价的升高与降低)　 电子的转移(电子的得失或共用电子对的偏移)　 2.氧化还原反应电子转移的标注:KIO3+5KI+3H2SO43K2SO4+3I2+3H2O。 (1)双线桥: 　 。  (2)单线桥: 　 。  人教版2019 化学必修第一册 3.配平下列常见氧化还原反应: (1)　 　CuO+　 　C 　 　Cu+　 　CO2↑。  (2)　 　Fe2O3+　 　CO　 　Fe+　 　CO2。  (3)　 　Zn+　 　HCl =　 　ZnCl2+　 　H2↑。  (4)　 　Na+　 　Cl2 　 　NaCl。  (5)　 　H2+　 　Cl2 　 　HCl。  (6)　 　Fe2O3+　3 　H2 　 　Fe+　 　H2O。  (7)　 　H2O2 　 　H2O+　 　O2↑。  (8)　 　P+　 　O2 　 　P2O5。  2 1 2 1 1 3 2 3 1 2 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 3 2 2 1 4 5 2 人教版2019 化学必修第一册 4.氧化还原反应的应用 (1)汽车尾气的处理 汽车尾气的主要成分是氮氧化物(NO、NO2)和碳氧化物(CO、CO2),其中的NOx和CO都是有毒气体,直接排放会造成严重的大气污染。在一定条件下,利用氧化还原反应原理,可将NOx与CO转化成无毒的N2和CO2,从而减少或消除汽车尾气对大气的污染。 2NO+2CO N2+2CO2;2NO2+4CON2+4CO2;2NOx+2xCO N2+2xCO2。 (2)在生产、生活中所需的各种金属大多是通过氧化还原反应从矿石中冶炼出来的;同样,金属的腐蚀一般也是氧化还原反应。 (3)许多化工产品的制备,如合成氨、合成硝酸、制硫酸、电解法制烧碱等,主要反应都是氧化还原反应。 (4)农业生产中,植物的光合作用、呼吸作用都是复杂的氧化还原反应。 (5)日常生活中,食物的腐败就是氧化还原反应。因此袋装食品中加入脱氧剂可延长食品的保质期。 人教版2019 化学必修第一册 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应。(　 　) (2)阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性。(　 　) (3)难失电子的物质一定易得电子。(　 　) (4)含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性。(　 　) (5)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂。(　 　) (6)反应2F2+2H2O 4HF+O2中,H2O为还原剂。(　 　) √ × × × × √ 效果检测 人教版2019 化学必修第一册 任务1 氧化还原反应基本规律 情境导入 “84”消毒液和洁厕灵是家庭必备的生活用品。“84”消毒液是一种高效消毒剂,主要成分为次氯酸钠(NaClO,Cl为+1价),是无色或淡黄色液体,且具有刺激性气味,被广泛用于宾馆、医院、食品加工厂、家庭等场所的卫生消毒。洁厕灵主要成分是盐酸,还含有微量表面活性剂、香精、缓蚀剂,主要应用在家庭、宾馆、饭店、学校、医院、公厕等场所。 问题生成 1.利用氧化还原反应的知识从氯元素的角度分析“84”消毒液和洁厕灵的主要成分具有哪些性质。 [答案] NaClO中Cl为+1价,处于氯的中间价态,既有氧化性又有还原性;HCl中Cl为-1价,处于氯的最低价态,具有还原性。 互动探究∙提升能力 人教版2019 化学必修第一册 2.“84”消毒液和洁厕灵不能混用,混用常常会引发人体中毒(已知氯气有毒)。 (1)利用氧化还原反应的原理说明原因。 (2)写出该反应的化学方程式,并用单线桥法表示电子转移。 [答案] (1)NaClO具有氧化性,HCl具有还原性,两者混用会发生归中反应生成有毒气体Cl2。 (2) 3.氯系氧化剂、消毒剂在生产、生活中有广泛应用。其消毒能力可以用“有效氯”表示,有效氯定义为单位质量的消毒剂得电子能力与多少克氯气相当。下列消毒剂(或氧化剂)的有效氯最高的是　 　(填字母)。  A.NaClO　　　　　　B.Ca(ClO)2 C.NaClO2 D.ClO2 D [解析] 单位质量的含氯氧化剂得电子数越多,有效氯越高。单位质量的NaClO、Ca(ClO)2、NaClO2、ClO2得电子数之比为∶∶∶,则有效氯最高的是ClO2,故D项符合题意。 人教版2019 化学必修第一册 01 02 03 04 根据反应方程式判断 根据金属和非金属活动性顺序表 氧化性、还原性强弱比较 根据反应条件 根据产物中变价元素的价态 复习回顾 人教版2019 化学必修第一册 （一）价态规律 处于中间价态的元素，既有氧化性、又有还原性。 价态决定性质 最低价 最高价 中间价 只有还原性 只有氧化性 既有氧化性 又有还原性 处于最高价态的元素，只有氧化性； 处于最低价态的元素，只有还原性； 一、氧化还原反应的规律 人教版2019 化学必修第一册 练1.下列微粒只有还原性的是 A.H＋ B.Fe2＋ C.Zn D.HCl √ 解析　只有还原性的元素应处于最低价。金属单质0价就是最低价。HCl中虽然Cl为－1价为最低价，但是H为＋1价为最高价，有氧化性。 练2.下列物质中，按只有氧化性、只有还原性、既有 氧化性又有还原性的顺序排列的一组是 A.F2、K、HCl B.Cl2、Al、H2 C.NO2、Na、Br2 D.O2、SO2、H2O √ 人教版2019 化学必修第一册 价态不交叉规律 H2S + H2SO4(浓) = S↓ + SO2↑+ 2H2O -2 +6 0 +4 -2 0 +4 +6 × 得到 2e- 失去 2e- “只靠拢，不交叉”“就近变价” 同种元素不同价态之间发生氧化还原反应，元素的化合价只向中间靠拢，不出现交叉。即：高价要降低，低价要升高，它们最多变为同一价态，不可能发生交叉现象。 元素跟你们一样，很“懒”的。在化学反应中，化合价能不变就不变，价态变化值能少就少。 人教版2019 化学必修第一册 含同种元素但价态不同的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价 → 中间价”，而不会出现交叉现象 简记为“只靠拢，不交叉”。称为价态归中反应。 KClO3＋6HCl＝3Cl2↑＋KCl＋3H2O +5 -1 0 -1 -1 0 +5 × 得到 5e- 失去 5×e- 人教版2019 化学必修第一册 物质所含元素能生成多种价态的产物时，“中间价→ 高价＋低价”， 发生的氧化还原反应称为歧化反应。 Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O 0 -1 +1 得到e- 失去e- 人教版2019 化学必修第一册 【拓展深化】歧化反应与归中反应 (1)歧化反应是同一物质中同一价态的同一元素间发生的氧化还原反应(发生歧化的元素会部分升价、部分降价)。最大特点即“同物同素同价态”，“同物”即同一个反应物，“同素”即同一个反应物中的同一个元素，“同价态”即同一个反应物中的同一个元素的同一个价态，如3NO2+H2O====2HNO3+NO(NO2中的N化合价为+4价，2/3的+4价N升高到HNO3中+5价的N，1/3的+4价N降低到NO中的+2价N)。 (2)归中反应就是指同种元素的不同化合物发生氧化还原反应，该元素的化合价向中间靠拢，如2H2S+SO2====3S↓+2H2O，此反应中，H2S中的S是-2价，SO2中的S是+4价，它们两者发生氧化还原反应后，生成0价的S。 人教版2019 化学必修第一册 同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应 如Fe3+（强氧化性）和Fe2+（强还原性）之间不发生氧化还原反应 再如浓硫酸（强氧化性）和SO2（强还原性）之间不发生氧化还原反应 练3.反应KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，被氧化的氯原子与被还原的氯原子的个数之比为 A.1∶6 B.6∶1 C.1∶5 D.5∶1 √ 解析　不同价态的同种元素发生氧化还原反应时，高价态元素和低价态元素反应生成中间价态元素(即两头变中间，只靠拢不交叉)。KClO3中的氯元素由＋5价被还原成0价，HCl中的氯元素一部分由－1价被氧化成0价，由得失电子守恒知，被氧化的氯原子(化合价升高的氯原子)和被还原的氯原子(化合价降低的氯原子)的个数之比为5∶1。 人教版2019 化学必修第一册 强弱律 氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物 氧化性强 氧化性弱 还原性强 还原性弱 规律：在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性， 还原剂的还原性强于还原产物的还原性。 微点拨 应用： ①比较物质的氧化性或还原性强弱 ②判断氧化还原反应能否发生或反应方程式的正误 人教版2019 化学必修第一册 练4.PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、Cu2＋的氧化性依次减弱，下列反应在水溶液中不可能发生的是 A.Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ B.10Cl－＋2 ＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O C.2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ D.5Pb2＋＋2 ＋2H2O===5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋ √ 解析　A能，因为Fe3＋的氧化性比Cu2＋强；B能，因为 的氧化性比Cl2的强； C能，因为Cl2的氧化性比Fe3＋的强； D不能，因为PbO2的氧化性比 的强，所以 不能将Pb2＋氧化为PbO2。 人教版2019 化学必修第一册 练5：已知I－、Fe2＋、SO2和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为：Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，则下列反应不能发生的是（ ） A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO42－＋4H＋ B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI C．H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2O D．2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋ C 人教版2019 化学必修第一册 优先律 当一种氧化剂遇到几种还原剂，若均能反应，先跟还原性强的反应。 强者优先 当一种还原剂遇到几种氧化剂，若均能反应，先跟氧化性强的反应。 应用：判断多种物质组成的混合物中氧化还原反应发生的先后顺序。 例如：Cl2通入FeBr2和FeI2混合溶液发生反应 已知还原性顺序：I->Fe2+>Br- 反应顺序依次为： Cl2+2I-=I2+2Cl- Cl2+2Fe2+-=2Fe3++2Cl- Cl2+2Br-=Br2+2Cl- 微点拨 人教版2019 化学必修第一册 练6：（1）向含相同物质的量浓度的S2－、I－、Br－溶液中，缓慢通入氯气， 还原性强的离子优先反应，先后顺序： ； （2）向含等物质的量浓度的、Cu2＋、H＋、Ag＋溶液中，缓慢加入足量的铁粉，氧化性强的离子优先发生反应，先后顺序为 。 S2－、I－、Br－ Ag＋、Cu2＋、H＋ 人教版2019 化学必修第一册 守恒律 微观上 宏观上 元素失去电子数 元素得到电子数 元素化合价升高的总数 元素化合价降低的总数 每个原子的转移电子数 × 原子个数 微点拨 应用： ①有关氧化还原反应的计算 ②氧化还原反应方程式的配平 人教版2019 化学必修第一册 应用电子守恒解题的方法 (1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。 (2)找准一个原子或离子得失电子数目(注意化学式中粒子的个数)。 (3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式： n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价的绝对值)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价的绝对值)。 人教版2019 化学必修第一册 B 练7：Na2S在碱性溶液中与NaClO反应，而NaClO 被还原为NaCl，若反应中Na2S与NaClO的个数之比为1∶4，则反应后硫元素的化合价为（ ） A．+2　　　B．+6 C．+4 D．0 练8：4 mL 0.5 mol·L-1的某KXO4溶液恰好能将160 mL 0.1 mol·L-1的FeSO4的酸性溶液氧化为Fe2(SO4)3，则X元素在还原产物中的化合价为(　　) A.-1　　　　　B.0　　　　　C.+2　　　　　D.+3 练9：在一定条件下，PbO2与Cr3+反应，产物是Cr2O72-和Pb2+，则与1 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为(　　) A.3.0 mol　　　 B.1.5 mol C.1.0 mol D.0.75 mol √ √ 人教版2019 化学必修第一册 氧化还原反应的基本规律 1.守恒规律 氧化还原反应中,得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,反应前后电荷总数相等(离子反应)。即有关系式: 还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数 化合价降低的总数=化合价升高的总数 应用:氧化还原反应方程式的配平和相关计算。 人教版2019 化学必修第一册 2.强弱规律 还原性:还原剂>还原产物。 氧化性:氧化剂>氧化产物。 应用:物质间氧化性(或还原性)的强弱比较,判断氧化剂和有还原性的物质在一定条件下 能否发生反应。 人教版2019 化学必修第一册 3.先后规律 (1)同一氧化剂与多种还原剂混合,还原性强的先被氧化。 (2)同一还原剂与多种氧化剂混合,氧化性强的先被还原。 应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。 4.价态规律 (1)高低规律 元素最高价态:只有氧化性。 元素中间价态:既有氧化性又有还原性。 元素最低价态:只有还原性。 应用:判断元素或物质的氧化性、还原性。 人教版2019 化学必修第一册 (2)归中规律 同种元素不同价态之间发生氧化还原反应,元素的化合价“只向中间靠拢不出现交叉”,如: (√) (×) (3)歧化规律 歧化规律是指某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低的价态转化,即“中间价→高价+低价”。具有多种价态的元素(如Cl、S、N和P等)均可发生歧化反应,如Cl2+2NaOH =NaCl+NaClO+H2O。 人教版2019 化学必修第一册 (1)判断氧化剂强弱的标准是看其得电子的难易程度,而不是看其得电子数目的多少,如浓硝酸和稀硝酸。再如氯气和硫,氧化性Cl2>S,但二者与Fe反应时,Cl2将铁氧化为FeCl3,S将Fe氧化为FeS。 (2)判断还原剂强弱的标准是看其失电子的难易程度,而不是看其失电子数目的多少,如钠和铝。 (3)同一元素的价态越高,氧化性不一定越强,如高氯酸和次氯酸。HClO4中氯元素为+7价,高于HClO中氯元素的+1价,但HClO4的氧化性却弱于HClO,因为物质的氧化性强弱不仅与化合价高低有关,还与物质本身的稳定性有关。 微点拨 人教版2019 化学必修第一册 例1 X、Y、Z、G、Q均为氯的含氧化合物,它们在一定条件下可发生如下转化: ①G→Q+NaCl ②Q+H2O →X+H2 ③Y+NaOH →G+Q+H2O ④Z+NaOH →Q+X+H2O 在这五种化合物中氯元素的化合价由高到低的顺序是　 　。  X>Z>Q>Y>G [解析] 首先观察4个反应之间的特点,可知它们均为氧化还原反应,其中①③④为歧化反应,②为普通氧化还原反应。然后逐一分析,分别得出如下结论:对于转化①,氯元素的化合价Q>G;对于转化②,氯元素的化合价X>Q;对于转化③,氯元素的化合价Q>Y>G;对于转化④,氯元素的化合价X>Z>Q。 人教版2019 化学必修第一册 例2 工业制备高铁酸钾的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- 2Fe+3Cl-+5H2O。下列关于该反应的说法正确的是(　 　)。 A.Fe中Fe元素的化合价为+3 B.生成3个Cl-,转移6个电子 C.Fe(OH)3是氧化剂 D.OH-是氧化剂 [解析] Fe中O元素的化合价为-2,则Fe元素的化合价为+6,A项错误;反应中ClO-转化为Cl-,生成3个Cl-,转移6个电子,B项正确;Fe(OH)3转化为Fe,铁元素的化合价升高,Fe(OH)3是还原剂,C项错误;OH-既不是氧化剂也不是还原剂,D项错误 B 人教版2019 化学必修第一册 练10、在①S2-②Fe3+③Fe2+④Mg2+⑥Cl-⑦H+⑧SO2⑨Fe⑩HCl 粒子中，只有氧化性的是 ， 只有还原性的是 ， 既有氧化性又有还原性的是 。 ④⑦ ①⑥⑨ ②③⑤⑧⑩ 练11．下列反应需要加入还原剂才能发生的是（ ）A．Cl−→Cl2 B．Fe3+→Fe2+ C．SO32−→SO42- D．CO32−→CO2 B 练12．需要加入氧化剂才能实现下列反应的是（ ） A．Cl2 →Cl－ B．H＋→H2 C．KMnO4→O2 D．Zn→Zn2＋ D 人教版2019 化学必修第一册 练l3．现有下列三个氧化还原反应： ①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 若某溶液中含有Fe2＋、Cl－和I－，要除去I－而不氧化Fe2＋和Cl－， 可以加入的试剂是(　　)A．Cl2 B．KMnO4 C．FeCl3 D．HCl C　 练14.根据反应①→④，可以判断下列4种物质的氧化性由强到弱的 正确顺序是(　　)①Cl2＋2KI===2KCl＋I2 ②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3③2FeCl3＋2HI===2FeCl2＋2HCl＋I2④H2S＋I2===S＋2HIA．S＞I2＞Fe3＋＞Cl2 B．Cl2＞Fe3＋＞I2＞SC．Fe3＋＞Cl2＞S＞I2 D．Cl2＞I2＞Fe3＋＞S B　 人教版2019 化学必修第一册 练15.已知反应： ＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O，③2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2，④2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。下列各微粒氧化能力由强到弱的顺序正确的是（ ） A. B. C. D. √ ③中氧化剂是Fe3＋，氧化产物是I2，则氧化性：Fe3＋>I2。 人教版2019 化学必修第一册 练l6.某同学设计完成了以下两个实验： ①向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色(生成了HIO3)。 ②向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成红棕色。继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层的颜色没有变化。下列说法不正确的是（ ） A．实验①生成HIO3时发生的反应为：I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HClB．实验②中当CCl4层变成红棕色时可通过分液的方法获得Br2的CCl4溶液 C．由上述实验得出Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序是：Cl2＞Br2＞I2D．由上述实验得出Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是：HBrO3＞Cl2＞HIO3 C　 练17.将0.195 g锌粉加入到20.0 mL的0.100 mol·L-1MO2+溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是　 A.M　　　　B.M2+　　　　C.M3+　　　　D.MO2+ √ 点拨：还原剂失去的电子总数=氧化剂得到的电子总数 人教版2019 化学必修第一册 互动探究∙提升能力 任务2 氧化还原反应方程式的配平与计算 情境导入 船底防污漆是一种加有防污剂的特种漆,涂装于船底和海洋水下设施之上,通过漆膜中毒料的渗出、扩散或水解,达到防止藤壶、牡蛎等海生动物附着的目的。   氧化亚铜(Cu2O)是一种鲜红色粉末状固体,主要用于制造船底防污漆。Cu2O几乎不溶于水,可在酸性溶液中发生反应,与硫酸、盐酸、硝酸的反应如下: ①Cu2O+H2SO4 CuSO4+Cu+H2O ②Cu2O+4HCl 2HCuCl2+H2O ③aCu2O+bHNO3(稀) =cCu(NO3)2+dNO↑+fH2O 问题生成 1.Cu2O中Cu的化合价是多少?反应①中氧化剂和还原剂 分别是哪种物质? [答案] +1;氧化剂和还原剂都是Cu2O。 2.反应②是不是氧化还原反应?若是,请说明转移电子情况;若不是,请说明判断依据。 [答案] 不是,反应前后元素化合价没有改变。 人教版2019 化学必修第一册 3.请给反应③配平,并写出配平思路与过程。 [答案] 3Cu2O+14HNO3(稀) 6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O;Cu2O到Cu(NO3)2,Cu元素的化合价升高1,则1个Cu2O化合价升高2,HNO3到NO,N元素的化合价降低3,根据氧化剂和还原剂得失电子数目守恒,可知Cu2O的化学计量数是3,作氧化剂的HNO3的化学计量数是2,所以还原产物的化学计量数也是2,根据原子守恒可以配出其他物质的化学计量数。 4.反应③中每产生2个NO分子,转移的电子数目是多少? [答案] 6个。 人教版2019 化学必修第一册 配平三大原则 电子守恒 原子守恒 电荷守恒 氧化剂和还原剂得失电子总数相等，化合价升高总数=化合价降低总数 反应前后原子的种类和个数不变 离子反应前后，阴、阳离子所带电荷总数相等 氧化还原方程式配平的基本原则 二、氧化还原反应的配平方法 人教版2019 化学必修第一册 检查质量、电荷、电子是否守恒 配 平 五 大 步 骤 标变价 列得失 配系数 通过求最小公倍数使化合价升降总数相等 确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数，观察法配平其他物质的化学计量数 氧化还原方程式配平的一般步骤 查守恒 求总数 标明反应前后变价元素的化合价 列出化合价的变化值 人教版2019 化学必修第一册 【例】配平化学方程式： H2S＋HNO3→S↓＋NO↑＋H2O H2S＋ HNO3→ S↓＋ NO↑＋ H2O -2 +5 0 +2 ↑2e- S ： 0 -2 ↓3e- N ： +2 +5 从而确定氧化剂(或还原产物)和还原剂(或氧化产物)的化学计量数。故H2S（或S）的化学计量数为3，HNO3（或NO）的化学计量数为2。 ×3 （求最小公倍数） ×2 3 3 2 2 列得失 求总数 标变价 先配平变价元素，再利用原子守恒配平其他元素。 其他原子在配平时相等，最后利用O原子守恒来进行验证。 H2S＋ HNO3→ S↓＋ NO↑＋ H2O 3 3 2 2 4 配系数 查守恒 = 人教版2019 化学必修第一册 （1）逆向配平 歧化反应 分解反应 氧化剂和还原剂是同一种物质 (1) Cl2+ KOH= KCl+ KClO3+ H2O 0 -1 +5 ↑e- Cl ： -1 0 ↓5e- Cl ： +5 0 ×5 ×1 5 1 3 6 3 (2) Cu(NO3)2= CuO+ NO2 ↑ + O2 ↑ ↑e- N： +4 +5 ↓2e- O： 0 -2 ×4 ×2 +5 -2 +4 0 ×1 4 1 2 2 3、氧化还原方程式配平的技巧 人教版2019 化学必修第一册 （2）补加配平 部分被氧化或被还原的反应可用补加配平法 (1) Cu+ HNO3= Cu(NO3)2+ NO ↑ + H2 O 0 +5 +2 +5 +2 ↑2e- Cu ： +2 0 ↓3e- N ： +2 +5 ×3 ×2 3 3 2 (3×2+2) 4 (2) KMnO4+ HCl(浓）= KCl+ MnCl2+ Cl2 ↑ + H2O +7 -1 -1 +2 -1 0 ↑ e- Cl ： 0 -1 ↓5e- Mn ： +2 +7 ×2 ×2 ×5 5 2 2 2 (2+2×2+5×2) 8 人教版2019 化学必修第一册 （3）整体配平 一种物质中多种元素变化可用整体配平法 (1) FeS2+ O2= Fe2O3+ SO2 +2 -1 0 +3 +4 -2 ↑ e- Fe ： +3 +2 ↑5e- S ： +4 -1 ×11 ×2 ↓2e- O ： -2 0 ×1 ↑ 11e- ×2 ×4 4 11 2 8 (2) Cu2S+ HNO3= Cu(NO3)2+ H2SO4+ NO↑+ H2O +1 -2 +5 +2 +6 +2 ↑ e- Cu： +2 +1 ↑8e- S ： +6 -2 ×10 ×1 ↓3e- N ： +2 +5 ×2 ↑ 10e- ×3 3 3 6 10 22 8 人教版2019 化学必修第一册 (4)缺项配平 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，再根据原子守恒进行配平。 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 配平方法 补项原则 条件 补项原则 酸性条件下 缺H（氢）或多O（氧）补H+ 少O（氧）补H2O（水） 碱性条件下 缺H（氢）或多O（氧）补H2O（水） 少O（氧）补OH- 人教版2019 化学必修第一册 NaBiO3+ Mn2++ → Na++ Bi3++ + 【例】将NaBiO3固体（黄色，微溶）加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加热，溶液显紫色（Bi3+无色）。配平该反应的例子方程式 分析： (1)由溶液显紫色可推知有MnO4-生成，确定变价元素物质的化学计量数： MnO4- 5 5 2 2 Bi(+5→+3) 2×5(化学计量数5配在NaBiO3和Bi3+前) Mn(+2→+7)5×2(化学计量数2配在Mn2+和MnO4-前) (2)据补项原则，在酸性条件下，方程式左边多O，故应补H＋，而方程式右边少O，故应补H2O，再根据原子守恒配平H＋和H2O之前的化学计量数： H＋ H2O 14 5 = 5 人教版2019 化学必修第一册 氧化还原反应方程式的配平 1.配平原则 人教版2019 化学必修第一册 2.配平步骤 (1)标价态:写出反应物和生成物的化学式,标出发生氧化反应和还原反应的元素化合价。 +HO3(浓)→O2↑+O2↑+H2O (2)列变化:标出反应前后元素化合价的变化。 人教版2019 化学必修第一册 (3)求总数:依据电子得失守恒,使化合价升高和降低的总数相等。   (4)配化学计量数:用观察法配平其他物质的化学计量数,检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒。 C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O 人教版2019 化学必修第一册 3.配平方法 (1)正向配平法:若参加反应的氧化剂全部被还原,参加反应的还原剂全部被氧化,可采用正向配平法,即根据化合价升降总数相等,确定氧化剂和还原剂的化学计量数,然后用观察法配平其他物质。 (2)逆向配平法:部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等宜选用逆向配平法,即先确定氧化产物和还原产物的化学计量数,然后用观察法确定氧化剂和还原剂的化学计量数。 (3)双向配平法:若氧化剂(或还原剂)中某元素的化合价只有部分发生变化,配平要从还原剂、还原产物(氧化剂、氧化产物)着手,即从化学方程式的两端进行配平。 人教版2019 化学必修第一册 条件 补项原则 酸性条件 缺H(氢)或多O(氧)补H+,少O(氧)补H2O(水) 碱性条件 缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水),少O(氧)补OH- (4)缺项氧化还原反应方程式的配平 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,然后由元素守恒确定 未知物,再根据原子守恒和电荷守恒进行配平。 ②补项原则 人教版2019 化学必修第一册 5 例3 配平下列反应方程式。 (1)正向配平类 　 　KI+　 　KIO3+　 　H2SO4 　 　I2+　 　K2SO4+　 　H2O。  (2)逆向配平类 　 　S+　 　NaOH =　 　Na2S+　 　Na2SO3+　 　H2O。  1 3 3 3 3 3 6 2 1 3 [解析] S既是氧化剂又是还原剂,化合价有升高到+4的,也有降低到-2的,因此从方程式右端产物开始分析,为了保证得失电子守恒,Na2S和Na2SO3化学计量数之比是2∶1,确定S的化学计量数是3,再根据观察法配平其他物质的化学计量数。 人教版2019 化学必修第一册 (3)缺项配平类 将NaBiO3固体(黄色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加热,溶液显紫色(Bi3+在溶液中呈无色)。配平该反应的离子方程式: 　 NaBiO3+　  Mn2++　   　  Na++　  Bi3++　  Mn+　 　。  5  5  14H+ 5  5  2  7H2O [解析] ①根据得失电子守恒,确定NaBiO3和Mn2+的化学计量数分别为5、2;Bi3+和Mn的化学计量数分别为5、2;②根据原子守恒,确定Na+的化学计量数为5;③补项,根据酸性环境,以及方程式右端少氧,确定方程式左端是H+,右端是H2O,最后根据原子守恒配平化学计量数。 (4)双向配平类 　 　Cu+　 　HNO3(稀) 　 　 Cu(NO3)2+　 　NO↑+　 　H2O。  3  8  3 2  4 人教版2019 化学必修第一册 例4 高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,化学方程式如下(未配平): KMnO4+FeSO4+H2SO4 →K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+H2O 下列说法正确的是(　 　)。 A.Mn是氧化剂,Fe3+是还原产物 B.Fe2+的还原性强于Mn2+ C.生成物水的化学计量数是7 D.生成4个水分子时,转移10个电子 B [解析] Fe2+被氧化生成Fe3+,Fe3+为氧化产物,A项错误;Fe2+在该反应中是还原剂,Mn2+为还原产物,还原剂的还原性强于还原产物,B项正确;配平后该反应的化学方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4 =K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,水的化学计量数是8,C项错误;根据配平的化学方程式可知,生成4个水分子时,转移5个电子,D项错误。 人教版2019 化学必修第一册 1．(1) HCl(浓)＋ MnO2 Cl2↑＋ MnCl2＋ H2O (2) KI＋ KIO3＋ H2SO4= I2＋ K2SO4＋ H2O (3) MnO4-＋ H＋＋ Cl－= Mn2＋＋ Cl2↑＋ H2O 4 1 1 1 2 5 1 3 3 3 3 2 16 10 2 5 8 2．(1) S＋ KOH= K2S＋ K2SO3＋ H2O (2) P4＋ KOH＋ H2O= K3PO4＋ PH3 3 6 2 1 3 2 9 3 3 5 人教版2019 化学必修第一册 3.请配平一下离子方程 式。 (1)在酸性条件下，K2Cr2O7与FeSO4反应的离子方程式为 ____Cr2O72-＋ ___Fe2＋＋___ ______===____Cr3＋＋___Fe3＋＋___H2O， (2)在酸性条件下，SO2通入FeCl3溶液中反应离子方程式为 ___Fe3＋＋___SO2＋___ _____===___Fe2＋＋___SO42- +___ ___ 1 6 14 H＋ 2 6 7 2 1 H2O 2 2 1 H＋ 4 人教版2019 化学必修第一册 二、氧化还原反应的计算 1.计算依据 (1)氧化剂获得电子总数等于还原剂失去电子总数，即得失电子守恒。 (2)氧化剂中元素降价总数等于还原剂中元素升价总数，即化合价升降守恒。 2.计算方法 (1)找出氧化剂、还原剂及对应的还原产物、氧化产物。 (2)标准确变价元素的化合价。 (3)找准每个氧化剂、还原剂中变价的原子个数。 (4)列出等式并计算： N(氧化剂)×变价原子个数×|化合价变化值|＝N(还原剂)×变价原子个数×|化合价变化值|。 人教版2019 化学必修第一册 解析　从方程式的系数可看出，参与反应的NH3有8个，其中有2个NH3被氧化生成N2，6个未被氧化生成NH4Cl。 1.在反应3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2中，被氧化的NH3与未被氧化的NH3质量比为 A.3∶8 B.1∶4 C.3∶4 D.1∶3 √ 2.在氧化还原反应：3S＋6KOH===K2SO3＋2K2S＋3H2O中，被氧化与被还原的硫原子数比是 A.1∶2 B.2∶1 C.1∶1 D.3∶2 √ 人教版2019 化学必修第一册 3.一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为：5NH4NO3 2HNO3＋4N2↑＋9H2O，在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为 A.5∶3 B.5∶4 C.1∶1 D.3∶5 √ 人教版2019 化学必修第一册 解析　对于氧化还原反应，遵循电子守恒。设元素R在 中的化合价为x。根据得失电子守恒有(7－x)×1＝[0－(－1)]×2，所以x＝＋5。 4.在一定条件下， 2F－＋H2O，从而可知在 中，元素R的化合价是 A.＋4 B.＋5 C.＋6 D.＋7 √ 5.当溶液中 离子数之比为1∶3时，正好完全发生氧化还原反应，X在还原产物中的化合价为 A.＋7 B.＋2 C.＋3 D.＋4 √ 解析　 设X在还原产物中的化合价为n，根据得失电子守恒列式得：1×2×|＋6－n|＝3×1×|＋4－(＋6)|，得n＝＋3。 人教版2019 化学必修第一册 6.Cl2在70 ℃的NaOH水溶液中，能同时发生两个自身氧化还原反应，完全反应后，测得溶液中NaClO与NaClO3的个数之比为4∶1，则溶液中NaCl与NaClO的个数之比为 A.1∶1 B.5∶1 C.9∶4 D.11∶2 √ 解析　据题意可知，Cl2与NaOH溶液反应，Cl2得电子被还原生成NaCl，失电子被氧化生成NaClO和NaClO3，假设溶液中NaClO个数为4，则NaClO3个数为1，设生成的NaCl个数为x，根据得失电子守恒得：x×1×|0－(－1)|＝4×1×|0－(＋1)|＋1×1×|0－(＋5)|，所以x＝9。 人教版2019 化学必修第一册 4.氧化还原反应的应用 (1)汽车尾气的处理 汽车尾气的主要成分是氮氧化物(NO、NO2)和碳氧化物(CO、CO2),其中的NOx和CO都是有毒气体,直接排放会造成严重的大气污染。在一定条件下,利用氧化还原反应原理,可将NOx与CO转化成无毒的N2和CO2,从而减少或消除汽车尾气对大气的污染。 2NO+2CO N2+2CO2;2NO2+4CON2+4CO2;2NOx+2xCO N2+2xCO2。 (2)在生产、生活中所需的各种金属大多是通过氧化还原反应从矿石中冶炼出来的;同样,金属的腐蚀一般也是氧化还原反应。 (3)许多化工产品的制备,如合成氨、合成硝酸、制硫酸、电解法制烧碱等,主要反应都是氧化还原反应。 (4)农业生产中,植物的光合作用、呼吸作用都是复杂的氧化还原反应。 (5)日常生活中,食物的腐败就是氧化还原反应。因此袋装食品中加入脱氧剂可延长食品的保质期。 人教版2019 化学必修第一册 能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 … 符号 K L M N O P Q … 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … … … 最多容纳电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … … … … 2 8 18 32 50 … … 每一能层最多可容纳的电子数是2n2 离核远近 由近到远 不同能层能量 逐渐增大 同一能层各能级的能量 逐渐增大 人教版2019 化学必修第一册 价态律 A 优先律 B 强弱律 C 守恒律 D 氧化还原反应的规律 课堂小结 人教版2019 化学必修第一册 电子守恒 原子守恒 电荷守恒 配平原则 标变价 列得失 求总数 配系数 查守恒 配平步骤 歧化反应 分解反应 逆向配平 部分被氧化或被还原的反应 补加配平 一种物质多种元素变化 整体配平 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 缺项配平 人教版2019 化学必修第一册 1.氧化还原反应中,水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既不是氧化剂也不是还原剂等。下列反应与C+H2O(g) =CO+H2相比较,水的作用相同的是(　 　)。 A.3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 B.Na2O+H2O =2NaOH C.2F2+2H2O =4HF+O2 D.3NO2+H2O =2HNO3+NO A [解析] 反应C+H2O(g) =CO+H2中,H2O作氧化剂。A项,该反应中水中H元素化合价降低,作氧化剂;B项,该反应没有化合价的变化,为非氧化还原反应;C项,该反应中水中O元素化合价升高,作还原剂;D项,该反应中水中没有元素化合价发生变化,既不作还原剂也不作氧化剂。 应用体验∙形成素养 人教版2019 化学必修第一册 2.若S与R2按个数之比3∶1发生氧化还原反应,其中S→S,则R元素在还原产物中的化合价是(　 　)。 A.+1　　　B.+2　　　C.+3　　　D.+4 C [解析] 设在还原产物中R元素的化合价为x,则根据得失电子守恒有3×(6-4)=2×(6-x),解得x=+3。 3.配平下列反应的化学方程式或离子方程式: (1)　 　Na+　 　H2O 　 　NaOH+　 　H2↑  (2)　 　P+　 　CuSO4+　 　H2O 　 　Cu+　 　H3PO4+　 　H2SO4  (3)　 　ClO-+　 　Fe(OH)3+　 　OH- 　 　Cl-+　 　Fe+　 　H2O  (4)　 　Mn+　 　H2O2+　 　H+ 　 　Mn2++　 　O2↑+　 　H2O  2 2 2 1 2 5 8 5 2 5 3 2 4 3 2 5 2 5 6 2 5 8 [解析] 根据得失电子守恒,确定Mn、H2O2的化学计量数分别为2、5,Mn2+、O2的化学计量数分别为2、5;再根据原子守恒和电荷守恒配平,得H+和H2O的化学计量数分别为6、8。 人教版2019 化学必修第一册 4.氧化还原反应原理在研究物质性质及物质转化方面具有重要的价值。 (1)化合价是学习氧化还原反应的基础。在括号中写出以下几种物质中加点元素的化合价。NaH　 　,NH4NO3　 　,H2O4　 　,Cl　 　。  -1 3 3 +1 [解析] 由化合物中各元素的化合价代数和为0可知,NaH中H元素是-1价;N中N元素的化合价为-3价;H2C2O4中C元素的化合价为+3价;CuCl中Cu元素的化合价为+1价。 (2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平): ①NO+HNO3 → N2O3+H2O;②NH3+NO → HNO2+H2O;③N2O4+H2O → HNO3+HNO2 根据氧化还原反应的原理,你认为不可能实现的反应是　 　(填序号)。  ② [解析] 若含有同种元素不同价态的两种物质发生氧化还原反应时,生成物中该元素的价态应介于两种反应物价态之间。②式反应物中的氮元素为-3价和+2价,生成物中的氮元素为+3价,-3价与+2价之间的价态应为0价或+1价,不可能出现+3价的氮,所以②式反应不能实现。 人教版2019 化学必修第一册 (3)配平下列离子方程式: 　 　H2C2O4+　 　Mn+　 　H+　 　Mn2++　 　CO2↑+　 　H2O。  5 2 6 2 10 8 [解析] 反应中C元素由+3价升高到+4价,Mn元素由+7价降低到+2价,根据得失电子守恒和电荷守恒,该反应的离子方程式为5H2C2O4+2Mn+6H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O。 (4)氢化钠(NaH)为白色晶体,能与水剧烈反应:NaH+H2O NaOH+H2↑。该反应中还原剂为　 　,NaH与液氨(NH3)也有类似反应,写出该反应的化学方程式:　 。  NaH NaH+NH3  NaNH2+H2↑　 [解析] 反应NaH+H2O NaOH+H2↑中,NaH中H元素由-1价升高到0价,还原剂为NaH, NaH 与液氨(NH3)也有类似反应,该反应的化学方程式为NaH+NH3 NaNH2+H2↑。 人教版2019 化学必修第一册 MnO MnO MnO MnO MnO BrO>Cl2>ClO>I2>Fe3＋ BrO>ClO>Cl2>Fe3＋>I2 BrO>ClO>Fe3＋>Cl2>I2 解析　①中氧化剂是BrO，氧化产物是ClO，则氧化性：BrO>ClO。 ②中氧化剂是ClO，氧化产物是Cl2，则氧化性：ClO>Cl2。 ④中氧化剂是Cl2，氧化产物是Fe3＋，则氧化性：Cl2>Fe3＋。综上得氧化性顺序：BrO>ClO>Cl2>Fe3＋>I2。 ①2BrO＋Cl2===Br2＋2ClO，②ClO ClO>BrO>Cl2>Fe3＋>I2 解析　①被氧化的氮原子是由NH中－3价升高生成N2的有5个，被还原的氮原子是由NO中＋5价降低生成N2的，可以根据产物中还有2个HNO3中＋5价，推出NO生成N2的氮原子只有3个。 ②设被氧化的氮原子数为x，被还原的氮原子数为y，根据得失电子守恒列式x×|－3－0|＝y×|＋5－0|，得＝。 RO RO X2O和SO X2O中含有2个变价原子X，SO被氧化只能生成SO， RO和F2可发生如下反应：RO＋F2＋2OH－===RO＋ $$