内容正文:
第一章
化学反应的热效应
第一章 物质及其变化
第三节 氧化还原反应
本节重点
氧化性或还原性强弱的比较
第3课时 价态规律与强弱规律及应用
思考:
元素的化合价与得失电子、氧化性、还原性有什么关系?
元素
化合价
最低价
最高价
0价
中间价
只能失去电子,表现出还原性。
只能得到电子,表现出氧化性。
既能得到电子,又能失去电子,表现出氧化性,既表现出氧化性,又表现出还原性。
金属单质只能失电子,表现出还原性,非金属单质则既可失电子,表现出还原性,又可得电子,表现出氧化性。
元素的处于最高价态只能得到电子,具有氧化性;
元素的处于最低价态只能失去电子,具有还原性;
元素的处于中间价态既有氧化性又有还原性。
口诀:高价氧化低价还,中间价态两性全。
浓H2SO4
强还原性
强氧化性
既有氧化性又有还原性
SO2
S
H2S
+6
-2
0
+4
主题1:价态规律
【典例1】下列物质中的氮元素只能体现氧化性的是( )
A.NH3 B.NO
C.NO2 D.HNO3
【解析】氨气中氮元素处于最低价,该物质只有还原性,不能表现氧化性,故A错误;NO中氮元素的化合价处于中间价,既有氧化性又有还原性,故B错误;NO2中氮元素的化合价处于中间价,既有氧化性又有还原性,故C错误;HNO3氮元素处于最高价,该物质中的硫元素只能表现氧化性,故D正确。
D
主题1:价态规律
【典例2】亚硫酸钠(Na2SO3)在反应中既可作氧化剂,又可作还原
剂。当它作氧化剂时,理论上可能被还原成的是( )
①H2SO4 ②S ③Na2S ④Na2SO4 ⑤H2SO3 ⑥Na2S2O3
A.①④ B.①②③
C.①⑤⑥ D.②③⑥
D
【解析】Na2SO3中S元素的化合价为+4价,当它作氧化剂时,S元素的化合价将降低,而②③⑥中硫元素的化合价均低于+6。
主题1:价态规律
1. 转化规律
(1)归中反应—价态不交叉:同种元素不同价态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“只靠近,不交叉”。
最低价
最高价
中间价
最低价
最高价
中间价
中间价
最低价
最高价
中间价
中间价
主题1:价态规律
H2S + H2SO4(浓)= S ↓+ SO2↑ + 2H2O
-2 +6 0 +4
失去2e-
得到2e-
最低价
最高价
中间价
中间价
主题1:价态规律
-1 +1 +1 0
化合价升高, 失1×2e-, 被氧化
化合价降低, 得2×e-, 被还原
-1 +1 +1 0
化合价升高, 失1×e-, 被氧化
化合价降低, 得1×e-, 被还原
甲同学
乙同学
×
√
用双向桥法表示下列反应中电子转移方向和数目
主题1:价态规律
KClO3 + 6HCl = KCl+3Cl2 ↑ + 3H2O
+5 -1 -1 0
得到5e-
失去5×e-
KClO3 + 6HCl = KCl+3Cl2 ↑ + 3H2O
+5 -1 -1 0
失去6×e-
得到6e-
最低价
最高价
中间价
最低价
最高价
中间价
中间价
用双向桥法表示下列反应中电子转移方向和数目
主题1:价态规律
(2)价态歧化规律
同一反应物中同种元素原子的化合价既升高又降低
Cl2 + 2NaOH= NaCl + NaClO + H2O
0 -1 +1
失去1×e-
得到1×e-
+4 +5 +2
失去2×e-
得到1×2e-
歧化反应
主题1:价态规律
【例4】对反应:2H2S+SO2===3S +2H2O,被氧化的硫原子与被还原的硫原子的个数之比为( )
A.1:1 B.2:1 C.3:1 D.1:2
B
最低价
最高价
中间价
主题1:价态规律
11
课堂检测
1、人体正常的血红蛋白中应含有Fe2+。若误食亚硝酸钠,则导致血红蛋白中Fe2+转化为高铁血红蛋白而中毒。服用维生素C可解除亚硝酸钠中毒。下列叙述中正确的是( )
A、亚硝酸钠表现还原性
B、维生素C表现了还原性
C、亚硝酸钠被氧化
D、维生素C作为氧化剂
B
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
A
3.在S2-、Fe2+、Fe3+、Mg2+、S、I-、H+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________。
【答案】 Fe3+、Mg2+、H+ S2-、I- Fe2+、S
课堂检测
13
课堂检测
4.已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转
化关系(未配平):
①G―→Q+NaCl ②Q+H2O X+H2
③Y+NaOH―→G+Q+H2O
④Z+NaOH―→Q+X+H2O
这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是
________________________。
G<Y<Q<Z<X
氧化性还原性强弱主要取决于物质本身得失电子的难易程度,而不取决于得失电子数目的多少。
物质的氧化性及还原性与核心元素化合价的关系
核心元素化合价 实例 性质
最高价 只有____________
中间价 既有____________
又有____________
最低价 只有____________
氧化性
氧化性
还原性
还原性
一般来说,同种元素价态越高,氧化性越强;价态越低,还原性越强。
氧化性:Fe3+ > Fe2+ > Fe,SO3 > SO2;
(特例:HClO4 <HClO3 < HClO2 < HClO)
还原性:H2S > S > SO2。
16
失电子,化合价升高,被氧化,发生氧化反应
氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物
得电子,化合价降低,被还原,发生还原反应
主题2:强弱规律
即氧化性与还原性强弱的比较
(1)根据氧化还原反应方程式比较
氧化性:氧化剂 > 还原剂;氧化剂 > 氧化产物
还原性:还原剂 > 氧化剂;还原剂 > 还原产物
【典例1】 根据下列反应判断H2SO3 、 I- 、 Fe2+ 、 NO的还原性由强到弱的顺序是 。
H2SO3 + I2 + H2O = 2HI + H2SO4
2FeCl3 + 2HI = 2FeCl2 + 2HCl + I2
3FeCl2 + 4HNO3 = 2FeCl3 + NO↑ + 2H2O + Fe(NO3)3
H2SO3 > I- > Fe2+ > NO
(H2SO3 > I-)
( I- > Fe2+ )
(Fe2+ > NO)
点拨:标化合价,明确变价元素,找出还原剂和还原产物,比较还原性
【典例2】已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为SO2>I->Fe2+>H2O2>Cl-,则下列反应不可能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO42-+4H+
B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
C.2Fe2++I2===2Fe3++2I-
D.H2O2+SO2===H2SO4
【解析】A项SO2是还原剂,Fe2+是还原产物,故还原性为SO2>Fe2+,A项能发生;B项中SO2是还原剂,HI是还原产物,故还原性为SO2>I-,B项正确;C项中Fe2+是还原剂,I-是还原产物,故还原性为Fe2+>I-,与信息矛盾,故C项错;D项中SO2是还原剂,H2O2是氧化剂,故还原性为SO2>H2O2,D项正确。
C
假设法判定氧化还原反应能否发生
归纳总结
20
根据金属活动性顺序进行判断
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属性逐渐减弱,失电子能力逐渐减弱,还原性逐渐减弱
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ (H+) Cu2+ Hg+ Ag+
得电子能力逐渐增强,氧化性逐渐增强
(2)根据物质活动性顺序进行判断
例如:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
反应中Fe是_____剂,Cu是_____产物。
还原
还原
金属的还原性:Fe>Cu
反应中CuSO4是_____剂, FeSO4是_____产物。
氧化
氧化
离子的氧化性: CuSO4 > FeSO4
根据非金属活动性顺序进行判断
F2 Cl2 Br2 I2 S
得电子能力逐渐减弱,氧化性逐渐减弱
F- Cl- Br- I- S2-
失电子能力逐渐增强,还原性逐渐增强
(2)根据物质活动性顺序进行判断
(3)根据反应条件比较
如:①2KMnO4+16HCl(浓)=== 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
由反应条件,判断氧化性:KMnO4 MnO2
(4)根据变价元素被氧化或被还原的程度比较
如:①2Fe+3Cl2 2FeCl3
②Fe+S FeS
则氧化性:Cl2 S
+3
+2
>
>
温度:①氧化性:浓硫酸(热)>浓硫酸(冷);
②还原性:浓盐酸(热)>浓盐酸(冷)。
浓度: 氧化性 浓HNO3 >稀HNO3
酸碱性:①中性环境中不显氧化性,酸性环境中显强氧化性;
②MnO4-(酸性)> MnO4-(中性)> MnO4-(碱性)
(5)根据所处环境来判断
例如:已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以氯气的量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,因为还原性:I->Fe2+,所以氯气的量不足时首先氧化I-。
判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
应用:
5. 先后规律
(1)同一氧化剂和多种还原剂混合时,还原性强的先被氧化。
(2)同一还原剂和多种氧化剂混合时,氧化性强的先被还原。
例:向含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,
氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,铁先和Fe3+反应,再依次和Cu2+、H+反应。
规律
应用
强弱规律—由强制弱
判断物质氧化性和还原性强弱或反应能否发生
守恒规律—电子守恒
配平氧化还原方程式及简单计算
先后规律—强者优先
价态规律—互不交叉
判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序
判断氧化剂(还原剂)、氧化产物(还原产物)和判断方程式正误等。
课堂小结
1. 根据下列反应,判断氧化性强弱正确的是 ( )
(1)2H2S+O2===2S↓+2H2O
(2)4NaI+O2+2H2O===4NaOH+2I2
(3)Na2S+I2===2NaI+S↓
A.O2>I2>S B. O2>S>I2
C.I2>O2>S D.S>I2>O2
O2>S
O2>I2
I2>S
A
课堂检测
2.现有下列几个离子反应:
②2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-
下列有关性质的比较正确的是
课堂检测
A
3/常温下,发生下列反应:
①16H++10Cl-+ ===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
②2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-
③2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
根据上述反应,可得知相关微粒氧化性由强到弱的顺序是_______________________。
MnO4->Cl2>Br2>Fe3+
4.已知H2能与Cl2、Br2发生反应,前者反应的条件是点燃或光照,后者反应的条件是高温,Cl2和Br2的氧化性强弱关系是________。
Cl2>Br2。与同一还原剂反应时,反应越容易进行,则氧化剂的氧化性越强,故氧化性强弱关系为Cl2>Br2。
课堂检测
Thank you for watching
KO4、Cl3、浓HO3、浓H2O4
2、Na2O3、SO4、
、、K
A.氧化性:Cr2O>Cl2>Fe3+ B.氧化性:Cl2>Br2>Cr2O
C.还原性:SO2<Fe2+<Br- D.还原性:Cl->Cr3+>Fe2+
①Cr2O+14H++6Cl-===2Cr3++3Cl2↑+7H2O
③2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
2MnO
$$