2026届高三化学一轮复习 第3讲 氧化还原的概念和规律

第3讲 氧化还原反应的基本概念和规律 Chemistry 宏观表现（特征） 化合价升降 微观本质 电子转移（得失或偏移) 考点一　氧化还原反应及相关概念 1. 氧化还原反应的特征和本质 2. 氧化还原反应的相关概念（六对概念） 升失氧，降得还 同时发生，同时存在，对立统一 上述反应中氧化剂是 ，还原剂是HCl，氧化产物 是 ，还原产物是 ，MnO2发生 反应，HCl 发生 反应，生成1 mol Cl2时转移电子的数目为 ⁠， 被氧化的HCl的物质的量是 ⁠。 MnO2　 Cl2　 MnCl2　 还原　 氧化　 2 N A　 2 mol　 概括为“升失还氧氧氧、降得氧还还还，剂性一致、其他相反”。 对于反应：MnO2＋4HCl（浓） MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 升失氧，降得还 (1)双线桥法：①标____价 ②画箭头(______物指向______物) ③算数目 ④说变化 变 反应 生成 a.箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子，且需注明“得到”或“失去” 3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2 ＋ 2NO↑ ＋ 4H2O 失去 3 ×2e- 得到 2 ×3e- b. 箭头的方向不代表电子转移的方向，仅表示电子转移前后的变化 c.失去电子的总数等于得到电子的总数 特别提醒 3.电子转移的表示方法 (2)单线桥法：①标____价 ②画箭头(由________原子指向________原子) ③算数目 (线桥上只标电子转移的________，不标“____”“____”字样) 变 失电子 得电子 总数目 得 失 3.电子转移的表示方法 3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2 ＋ 2NO↑ ＋ 4H2O 6e- a. 箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子 b.不标“得到”或“失去”，只标明电子转移的总数 c.线桥只出现在反应物中 Na2SO3+H2SO4 = Na2SO4+ SO2↑+H2O是氧化还原反应（ ） 4.氧化还原反应与四种基本类型的关系 (1)有单质参与的化合反应是氧化还原反应。 (2)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。 (3)有单质参加或生成的化学反应，不一定是氧化还原反应，如 (4)所有的置换反应都是氧化还原反应。 (5)所有的复分解反应都不是氧化还原反应。 3O2 2O3。(同素异形体之间的转化) 典例：判断正误 ▲ ×　 分析：复分解反应一定不是氧化还原反应 （1）常见元素的化合价可以借助化合价口决来记忆： 一价氢、氯、钾、钠、银； 二价氧、钙，镁、钡、锌； 三铝，四硅、五价磷； 说变价也不难，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。 先标出熟悉元素的化合价， 再根据化合物中元素化合价代数和为零的规则，求解其他元素的化合价。 一般规律： ①金属显正价，非金属显负价。 ②在非金属化合物中， 非金属性强的元素显负价，非金属性弱的元素显正价。 （2）确定化合价的方法 5.氧化还原反应中元素化合价的判断 S ，S2 ：S ，NaBH4：H 、B ⁠，LiAlH4：H ，CH3CH2OH：C ，CH3COO- ：C ，C2 ：C ，（CH3）2NNH2：C ⁠ 、N ，HCN：C 、N ，N2H4： N ，Cr2 ：Cr ，K2FeO4：Fe ⁠， LiFePO4：Fe ，CuFeS2：Fe ⁠。 Na2S2O3：S ，S2 {［ ］2－}： 常见物质的电负性大小：F>O>Cl>N>Br>S>C>H>B、Si>金属 6.常见的氧化剂和还原剂 (1)常见的氧化剂 常见的氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。例如: 氧化剂 Cl2 浓硫酸 HNO3 KMnO4 Fe3+ 还原产物           (2)常见的还原剂 常见的还原剂包括活泼的金属单质、某些非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。例如: 还原剂 Zn H2 CO Fe2+ H2S I- 氧化产物             Cl- SO2 NO或NO2 Mn2+ Fe2+或Fe Zn2+ H+ CO2 Fe3+ S I2 (3)含中间价态元素的物质既有氧化性,又有还原性 Fe Fe3+ S S H2O O2 【例1】(2024⋅湖北·模拟预测)化学与生活密切相关，下列选项不涉及氧化还原反应的是( ) B A. O3于自来水消毒 B.小苏打用作发酵粉 C.丙烷用作火炬燃料 D.维生素C用作食品添加剂 【例2】 【例3】 研点2 日常生活中的氧化还原反应 [研教材](选择性必修3·P118)[资料卡片·烫发的原理] 一般烫发时使用的还原剂可以使头发中的二硫键断裂,产生游离的巯基(—SH)。再用一定的工具将头发卷曲或拉直成需要的形状。然后用氧化剂使巯基之间发生反应,生成新的二硫键,使头发的形状得以固定。 [例4](2023·浙江6月选考卷)化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是(　　) A.药剂A具有还原性 B.①→②过程若有2 mol S—S断裂,则转移4 mol电子 C.②→③过程若药剂B是H2O2,其还原产物为O2 D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S位置来实现头发的定型 C 考向2 氧化还原反应的概念及相互关系 【例5】(2024·浙江6月选考卷)通过下列反应可以使得溶液中的氮元素无害化并离开体系,对于反应H++CH3OH+N→CO2+X+H2O(未配平)。下列说法正确的是(　　) A.X为NO2 B.可以用臭氧代替甲醇 C.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为6∶5 D.若生成标准状况下11.2 L CO2,转移2NA个电子(NA为阿伏加德罗常数的值) C 【例6】(2024·湖南益阳三模)2024年春晚长沙分会场的焰火璀璨夺目,燃放烟花时发生反应:2KNO3+S+3C K2S+N2↑+3CO2↑,同时在火药中会加入Li2CO3、NaNO3、CaCl2等物质。下列说法正确的是(　　) A.该反应中,氧化产物与还原产物物质的量之比为2∶3 B.每生成1 mol N2,被S氧化的C的物质的量为0.5 mol C.若生成11.2 L N2,反应中转移6 mol电子 D.火药中的Li2CO3、NaNO3、CaCl2均不参与化学反应 B 解析 该反应中CO2为氧化产物,K2S、N2为还原产物,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2,A错误;每生成1 mol N2,同时生成1 mol K2S,硫得到2 mol电子,故被S氧化的C的物质的量为0.5 mol,B正确;题目中未指明11.2 L N2是否处于标准状况,无法确定反应中转移的电子的物质的量,C错误;火药中的NaNO3具有氧化性,在高温下可参与氧化还原反应,D错误。 二、氧化性、还原性强弱的判断 1.氧化性、还原性的含义 失电子的性质(或能力) 氧化性： 还原性： 得电子的性质(或能力) 2.氧化性、还原性的强弱 根据金属活动性顺序，Na比Al活泼，更易失去电子， 所以Na比Al的还原性强，与得失电子数目无关。 取决于得失电子的难易程度，与得失电子数目的多少无关。 如Na - e－===Na＋，Al - 3e－===Al3＋ 3.从元素的价态判断 （1）最高价态——只有氧化性，如H2SO4、KMnO4等。 （2）最低价态——只有还原性，如金属单质、Cl－、S2－等。 （3）中间价态——既有氧化性又有还原性，如Fe2＋、SO2、H2O2、Cl2等。 ①元素处于最高价并不一定具有强氧化性。 微提醒 ②一般情况下，元素化合价越高，氧化性越强， 但氧化性：HClO>HClO2>…… 二、氧化性、还原性强弱的判断 4.氧化性、还原性强弱的判断 依据反应原理 氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物 失电子，化合价升高，被氧化 得电子，化合价降低，被还原 氧化性：氧化剂>氧化产物； 还原性：还原剂>还原产物。 不适用于歧化反应。 微点拨 氧化性强 氧化性弱 还原性强 还原性弱 微提醒 C＋SiO2、Na＋KCl等在特定条件下的反应不能说明各元素还原性的强弱。 依据金属、非金属活动性顺序表 依据元素周期表和元素周期律 ②同周期元素对应单质的还原性从左到右逐渐减弱，氧化性逐渐增强。 ①同主族元素对应单质的氧化性从上到下逐渐减弱， 对应阴离子的还原性逐渐增强 还原性逐渐减弱，氧化性逐渐增强 F- Cl- Br- I- 还原性逐渐增强 Na Mg Al Si P S Cl2 氧化性逐渐减弱 （1）依据元素周期表/元素周期律 （1）相同条件下不同氧化剂作用于同一种还原剂， 氧化产物价态高的其氧化性强。 氧化性：Cl2＞S 例如：根据2Fe＋3Cl2 2FeCl3 Fe＋S FeS （2）相同条件下不同还原剂作用于同一种氧化剂， 还原产物价态低的其还原性强。 例如：根据Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ 3Zn＋2Fe3＋===3Zn2＋＋2Fe 还原性：Zn>Cu 依据产物中元素价态的高低 变价金属(Fe、Cu等)与强氧化剂的反应一般到高价，与弱氧化剂的反应一般到低价。 依据反应条件及反应的剧烈程度 （1）依据反应条件判断 同一种物质，浓度越大，氧化性（或还原性）越强。 如氧化性：浓H2SO4>稀H2SO4，浓HNO3>稀HNO3； 还原性：浓HCI>稀HCI 同一种物质，温度越高其氧化性越强。 如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强 同一种物质，所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。 浓度 温度 酸碱性 依据反应条件及反应的剧烈程度 反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强， 如是否加热、有无催化剂和反应物浓度大小等。 （2）依据反应的剧烈程度判断 由化学方程式知氧化性： KMnO4>Cl2，MnO2>Cl2，O2>Cl2，由反应条件知氧化性：KMnO4>MnO2>O2。 2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O MnO2＋4HC MnCl2 ＋Cl2↑＋2H2O O2＋4HCl 2Cl2＋2H2O 【例】实验室制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。 ①制备K2FeO4的反应为3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，由此得出氧化性：Cl2_____(填“>”或“<”) FeO42-。 > ②K2FeO4的性质探究：用KOH溶液将紫色K2FeO4固体溶出，得到紫色K2FeO4溶液。取少量该溶液，滴加盐酸，有Cl2产生。 该实验表明Cl2和 FeO42-的氧化性强弱关系与(1)相反，原因是__________________。 溶液的酸碱性不同 三、氧化还原反应规律 1.守恒规律 (3)电荷守恒：离子方程式中，反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(正确)。 (1)质量守恒：反应前后元素的种类和质量不变。 (2)电子守恒：即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数。 2.转化规律 （1）同种元素的相邻价态间不发生氧化还原反应 （2）邻位转化规律 如：SO2与浓硫酸不反应 氧化还原反应发生时，其价态一般先变为邻位价态 如：Cl-被氧化成Cl2，而不是更高价态氯元素 S2-一般被氧化为S,而S单质一般被氧化成SO2 Cl-作还原剂时，ClO-、ClO3- 作氧化剂，一般被还原成Cl2 2.转化规律 含不同价态同种元素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“两相靠，不相交”。例如，不同价态硫之间可以发生氧化还原反应的是①②③④。 （3）价态归中规律 注：⑤中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。 同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时，该元素的价态变化一定遵循“中间价态→高价态＋低价态”，不会出现“一边倒”的现象，即生成物中该元素的价态不能都比中间价态高或都比中间价态低。 （4）歧化反应 如：Cl2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO＋H2O 0 －1 ＋1 3.强弱规律 氧化性：氧化剂＞氧化产物； 还原性：还原剂＞还原产物。 自发进行的氧化还原反应，一般遵循强氧化剂制弱氧化剂，强还原剂制弱还原剂，即“强制弱”。 氧化剂＋还原剂―→还原产物＋氧化产物 微提醒 判断氧化还原反应能否发生： 在反应中必须是氧化性（还原性）强的生成氧化性（还原性）弱的。 4.先后规律 (1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如在FeBr2溶液中通入Cl2时， ①Cl2少量 ②Cl2过量 ③n（FeBr2）：n（Cl2）=1:1 在浓度相差不大的溶液中： 4.先后规律 (1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如在FeBr2溶液中通入Cl2时， ①Cl2少量 ②Cl2过量 ③n（FeBr2）：n（Cl2）=1:1 在浓度相差不大的溶液中： (2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入铁粉，反应先后顺序为：___________________; 发生的反应方程式有： 在浓度相差不大的溶液中： $