第4讲　氧化还原反应的概念和规律-2027年高考化学一轮复习课件

该高中化学高考复习课件聚焦“氧化还原反应的概念和规律”专题，依据新课标和高考评价体系，梳理电子转移本质、氧化剂还原剂判断、三大规律（强弱、价态、守恒）等核心考点，结合三年高考分析明确真实情境下原理迁移与证据推理考查趋势，归纳概念辨析、电子转移计算等常考题型。 课件亮点在于“真题情境+规律应用+素养提升”的备考路径，以2023湖南卷雌黄褪色反应为案例，分析As、S元素价态变化，运用价态规律和守恒规律突破电子转移计算，培养科学思维和化学观念。特设错题链接（如KMnO4与浓盐酸反应）和答题模板，助力学生掌握得分技巧，教师可精准指导，提升复习效率。

第4讲　氧化还原反应的概念和规律 课标 指引 1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应,了解氧化还原反应的本质是电子的转移。 2.知道常见的氧化剂和还原剂。 3.认识元素在物质中可以具有不同价态,可通过氧化还原反应实现含有同种元素不同价态的物质的相互转化。 三年 高考 命题 分析 1.命题特点 真实情境化:基于环保、能源、古文献(医典、工艺)情境,分析氧化还原反应的概念及相互关系。 学科融合加深:基于氧化还原反应,分析电化学、滴定实验等实际问题,注重原理迁移与证据推理能力培养。 2.命题趋势:真实问题解决能力、反应机理分析能力、学科内融合解题能力及绿色化学理解能力等。 考点一 氧化还原反应的概念及相互关系 必备知识•梳理 1.氧化还原反应的本质及特征 情境链接1 高炉炼铁是以还原反应为核心的冶金过程,涉及的主要反应是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。 (1)该反应__________(填“是”或“不是”)氧化还原反应,你的判断依据是______________________________。 (2)从微观角度分析,该反应的本质是______________________________。 是 C、Fe元素的化合价发生了变化 CO失去电子被氧化,Fe2O3得到电子被还原 2.氧化还原反应的概念及关系 氧化 还原 还原 还原 氧化 氧化 情境链接2 实验室中可利用KMnO4固体与浓盐酸反应制备Cl2:2KMnO4+16HCl(浓) ══2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。 (1)该反应中,氧化剂是______________,还原剂是______________,氧化产物是__________,还原产物是______________。  (2)KMnO4发生______________反应,HCl发生______________反应,HCl表现的性质是______________性和______________性。  (3)生成1 mol Cl2时转移电子数目为______________(设NA为阿伏加德罗常数的值),被氧化的HCl的物质的量是______________mol。  KMnO4 HCl Cl2 MnCl2 还原 氧化 酸 还原 2NA 2 3.氧化还原反应中电子转移的表示 (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。 (2)单线桥法:表示反应过程中反应物原子间的电子转移情况。 ══氧化产物+还原产物 情境链接3 分别用“双线桥法”“单线桥法”标出MnO2与浓盐酸在加热条件下反应时电子转移的方向和数目。 (1)“双线桥法”:___________________________________________。  (2)“单线桥法”:___________________________________________。  4.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、低价金属阳离子、某些非金属单质及非金属氢化物等。例如: 还原剂 Zn H2 CO Fe2+ H2S I- 氧化产物             Cl- SO2 NO、NO2等 Mn2+、MnO2等 Fe2+或Fe Zn2+ H+ CO2 Fe3+ S、SO2等 I2、I等 (3)含中间价态元素的物质既有氧化性,又有还原性 其中:Fe2+、S主要表现__________性,H2O2主要表现__________性。  Fe Fe3+ S S H2O O2 还原 氧化 5.四种基本反应类型与氧化还原反应的关系 教材链接 目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应,生成CO2和N2。该转化过程中: (1)被氧化的元素是__________, __________发生还原反应。  (2)氧化剂是__________,氧化产物是__________。  (3)若反应中生成1 mol CO2,转移电子为__________ mol。  C NO NO CO2 2 辨析明理 判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2025·北京卷)加热月壤钛铁矿(FeTiO3)可生成单质铁和大量水蒸气,该过程中发生了氧化还原反应。(　　) (2)反应K2Cr2O7+14HCl(浓) ══2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O,KCl是氧化产物。 (　　) (3)反应K2H3IO6+9HI══2KI+4I2+6H2O中,K2H3IO6发生氧化反应。(　　) (4)反应4CO2+SiH4 4CO+2H2O+SiO2中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4。(　　) (5)反应V2C+8HNO3══2VO(NO3)2+CO2↑+4NO↑+4H2O中,氧化产物、还原产物的物质的量之比为3∶4。(　　) (6)反应Na2S2O3+H2SO4══Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O中,1 mol Na2S2O3发生反应,转移4 mol电子。(　　) √ × × × √ × 关键能力•提升 命题角度1　氧化还原反应的判断 1.(2025·山东卷)下列在化学史上产生重要影响的成果中,不涉及氧化还原反应的是(　　) A.侯德榜发明了以NH3、CO2和NaCl为原料的联合制碱法 B.戴维电解盐酸得到H2和Cl2,从而提出了酸的含氢学说 C.拉瓦锡基于金属和O2的反应提出了燃烧的氧化学说 D.哈伯发明了以N2和H2为原料合成氨的方法 A 解析:侯德榜发明了以NH3、CO2和NaCl为原料的联合制碱法,反应原理为NaCl+CO2+NH3+H2O══NaHCO3↓+NH4Cl,所有元素化合价均未发生变化,不涉及氧化还原反应,A符合题意;电解盐酸得到H2和Cl2,H、Cl元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,B不符合题意;金属和O2的反应属于氧化还原反应,C不符合题意;以N2和H2为原料合成氨,N、H元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,D不符合题意。 命题角度2　氧化还原反应的概念及关系 2.(2023·湖南卷)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄(As2S3)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应: 下列说法正确的是(　　) A.S2和S的空间结构都是正四面体形 B.反应Ⅰ和Ⅱ中,元素As和S都被氧化 C.反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的:Ⅰ<Ⅱ D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7 D 解析:S2的中心原子S形成的4个σ键的键长不一样,故其空间结构不是正四面体形,A错误。As2S3中As的化合价为+3价,反应Ⅰ产物As2O3中As的化合价为+3价,故该过程中As没有被氧化,B错误。根据题给信息可知,反应Ⅰ的方程式为2As2S3+6O2+3H2O 2As2O3+3H2S2O3,反应Ⅱ的方程式为As2S3+7O2+6H2O 2H3AsO4+3H2SO4,则反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的:Ⅰ>Ⅱ,C错误。As2S3中As为+3价,S为-2价,在经过反应Ⅰ后,As的化合价没有变,S变为+2价,则1 mol As2S3失电子3×4 mol=12 mol;在经过反应Ⅱ后,As变为+5价,S变为+6价,则1 mol As2S3失电子2×2 mol+3×8 mol =28 mol,则反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7,D正确。 考点二 氧化还原反应的规律及应用 必备知识•梳理 1.强弱规律 (1)基本规律:在一个自发的氧化还原反应中,氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物。则氧化性:氧化剂________ (填“>”或“<”,下同)氧化产物;还原性:还原剂________还原产物。  (2)应用示例 已知:Cl2+2KBr══2KCl+Br2;KClO3+6HCl(浓) ══KCl+3Cl2↑+3H2O; 2KBrO3+Cl2══2KClO3+Br2。 ①(比较性质强弱)KClO3、KBrO3、Cl2和Br2的氧化性由强到弱的顺序为_________________________。  ②(判断反应先后)向等物质的量浓度的HCl和HBr的混合液中加入PbO2(具有强氧化性),__________先发生反应。  > > KBrO3>KClO3>Cl2>Br2 HBr 2.价态规律 (1)基本规律:一般来说,同种元素不同价态之间发生反应时,“只靠近,不交叉”。 (2)应用示例 ①(判断相关概念)对于反应6HCl(浓)+NaClO3══NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为________,还原剂为________,氧化产物和还原产物都是________。 ②(判断反应可能性)浓硫酸与H2S ________(填“能”或“不能”)发生反应,若能,推测可能的含硫产物是____________________。  NaClO3 HCl Cl2 能 S和SO2 3.守恒规律 (1)基本规律:氧化还原反应中,氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。 (2)应用示例 ①(书写及配平方程式)工业上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生成CO,该反应的化学方程式为__________________________________________________。  ②(相关计算)取1 mL含锰废水置于20 mL磷酸介质中,加入HClO4,将溶液中的Mn2+氧化为Mn3+,用c mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液进行滴定,达到滴定终点时,滴定管刻度由V0 mL变为V1 mL,则废水中锰元素的含量为_________________g·mL-1。  Na2SO4·10H2O+4C Na2S+4CO↑+10H2O↑　 55c(V1-V0)×10-3 辨析明理 判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2025·甘肃卷)将氯气通入Na2S溶液,观察是否产生淡黄色沉淀,验证氯气的氧化性。(　　) (2)(2025·重庆卷)将点燃的镁条迅速伸入充满CO2的集气瓶中,产生白烟和黑色固体,说明CO2有氧化性。(　　) (3)(2025·广东卷)用铁粉、活性炭、食盐等制暖贴,使用时铁粉被氧化,反应放热。(　　) (4)(2024·江苏卷)向2 mL 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀,则氧化性:Br2>S。(　　) (5)(2024·江西卷)KI溶液加热浓缩后加入淀粉溶液,溶液变蓝:氧化性O2>Ι2。(　　) √ √ √ √ √ 关键能力•提升 命题角度1　强弱规律及应用 1.将Cl2分别进行下列实验,现象及结论(或解释)均正确的是(　　) 选项 实验操作 现象 结论(或解释) A 将过量干燥的氯气通入装有新鲜玫瑰花瓣的集气瓶中 鲜花未变色 干燥的Cl2没有漂白性 B 向淀粉KI溶液中通入Cl2,再通入SO2 溶液先出现蓝色,后蓝色褪去 还原性:SO2>I->Cl- C 向FeBr2溶液中通入Cl2 溶液变黄 氧化性:Cl2>Br2 D 将Cl2通入K2S溶液中 生成淡黄色沉淀 Cl2具有还原性 B 解析:新鲜玫瑰花瓣含有水分,氯气与水反应生成的HClO可使新鲜玫瑰花瓣褪色,现象不合理,A错误;氯气氧化KI生成碘,淀粉遇碘变蓝色,二氧化硫可还原碘单质,则溶液先出现蓝色,后蓝色褪去,可知还原性:SO2>I->Cl-,B正确;亚铁离子、溴离子均可被氯气氧化,溶液变黄,由实验操作和现象,不能证明氧化性:Cl2>Br2,C错误;氯气可氧化硫化钾生成单质S,观察到生成淡黄色沉淀,可知氯气具有氧化性,D错误。 命题角度2　价态规律及应用 2.(2022·湖南卷)科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c),能将海洋中的N转化为N2进入大气层,反应过程如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.过程Ⅰ中N发生氧化反应 B.a和b中转移的e-数目相等 C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(N)=1∶4 D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为N+N══N2↑+2H2O D 能力提升 题组1　教材习题改编 1.(必修第一册·P31,T3改编)我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时的反应为2KNO3+S+3C══K2S+N2↑+3CO2↑。下列说法不正确的是(设NA为阿伏加德罗常数的值)(　　) A.生成1 mol CO2转移电子的数目为4NA B.该反应的气态产物均是非极性分子 C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶3 D.火药爆炸过程中会产生能形成酸雨的气体 C 解析:由该反应的方程式可知,生成1 mol CO2转移电子的数目为4NA,A正确; N2和CO2的分子结构均为对称结构,都是非极性分子,B正确;氧化产物是CO2,还原产物是K2S和N2,故氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2,C错误;火药爆炸过程中部分硫与空气中的O2反应生成SO2,能形成酸雨,D正确。 2.(必修第一册·P31,T4改编)工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2)有毒,必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)做处理剂,反应的离子方程式如下: 6Fe2++Cr2+14H+══6Fe3++2Cr3++7H2O 下列说法正确的是(　　) A.Fe2+是氧化剂 B.Cr3+是氧化产物 C.Cr2的氧化性比Fe3+强 D.理论上处理1 mol Cr2需要转移3 mol电子 C 解析:Cr2是氧化剂,Fe2+是还原剂,A错误;Fe3+是氧化产物,Cr3+是还原产物,B错误;氧化剂的氧化性比氧化产物强,则Cr2的氧化性比Fe3+强,C正确;根据元素化合价变化可知,理论上处理1 mol Cr2需要转移6 mol电子, D错误。 3.(必修第一册·P31,T5改编)在明代宋应星所著的《天工开物》中,有关火法炼锌的工艺记载:“每炉甘石(主要成分是ZnCO3)十斤,装载入一泥罐内, ……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,罐中炉甘石熔化成团。”火法炼锌的反应为ZnCO3+2C Zn+3X↑,下列说法不正确的是(　　) A.X的化学式是CO B.被氧化的物质是C C.ZnCO3既是氧化剂又是还原剂 D.1 mol C参与反应,转移电子的物质的量为2 mol C 解析:根据C、O元素守恒可知,X为CO,A正确;C→CO发生氧化反应,故被氧化的物质是C,B正确;ZnCO3是氧化剂,C错误;C→CO过程C元素由0价升高到+2价,故1 mol C参与反应时转移2 mol电子,D正确。 题组2　高考真题集训 4.(2025·湖南卷改编)NaSbO3是一种合成聚酯的催化剂,可用“硝酸钠法”制备,反应的化学方程式为4NaNO3+4Sb+3O2 4NaSbO3+2NO+2NO2。下列说法错误的是(　　) A.根据反应可知,氧化性:O2>NO2 B.N的空间结构为平面三角形 C.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为4∶7 D.反应中消耗3 mol O2,转移20 mol e- C 解析:该反应中O2是氧化剂,NO2是还原产物,故氧化性:O2>NO2,A正确; N的中心N原子的价层电子对数为3+=3,采用sp2杂化,不含孤电子对,故N的空间结构为平面三角形,B正确;反应中氧化剂为NaNO3和O2,还原剂为Sb,故氧化剂与还原剂物质的量之比为7∶4,C错误;O2、NaNO3同时作氧化剂,3 mol O2参与反应,有4 mol Sb作还原剂,整个反应转移20 mol电子,D正确。 5.(2023·湖南卷)N2H4是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某Ru(Ⅱ)催化剂(用[L-Ru—NH3]+表示)能高效电催化氧化NH3合成N2H4,其反应机理如图所示。 下列说法错误的是(　　) A.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,配体NH3失去质子能力增强 B.M中Ru的化合价为+3价 C.该过程有非极性键的形成 D.该过程的总反应式:4NH3-2e-══N2H4+2N B 解析:2个[L-Ru—NH3]+失去2个电子生成2个[L-Ru—NH3]2+,原子种类和数目未变,所带正电荷增加1,推断Ru(Ⅱ)失去1个电子,由+2价升高到+3价,[L-Ru—NH3]2+与NH3反应,配体NH3失去H+(质子)生成[L-Ru—NH2]+,说明Ru化合价升高到+3价后,配体NH3失去H+(质子)能力增强,A正确;2[L-Ru—NH3]2+→2[L-Ru—NH2]+,失去2个H+,所带正电荷减少,Ru的化合价未变,仍为+3价,而[L-Ru—NH2]+→[L-Ru—H2]+,N的孤电子对失去1个电子成为单电子,推断Ru得到1个电子,化合价降低为+2价,B错误;由M生成 [ ]2+的过程中有N—N非极性键形成,C正确;由题图可知,NH3为反应物,N和N2H4为生成物,总反应式为4NH3-2e-══ N2H4+2N,D正确。 6.(高考题组合)下列说法错误的是(　　) A.(2024·江苏卷)向2 mL 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀,说明氧化性:Br2>S B.(2024·山东卷)氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了Fe3+的氧化性 C.(2024·浙江6月选考卷)FeO有还原性,能被氧化成Fe3O4 D.(2022·浙江1月选考卷)铁与碘反应易生成碘化铁 D 解析:Br2能与S2-反应生成S,说明氧化性:Br2>S,A正确;Fe3+与Cu发生反应: 2Fe3++Cu══2Fe2++Cu2+,该反应体现了Fe3+的氧化性,B正确;FeO在一定条件下能被氧化成Fe3O4,C正确;碘的氧化性比较弱,铁与碘反应生成碘化亚铁,D错误。 (浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 解析:由图示可知,过程Ⅰ中N转化为NO,氮元素化合价由+3价降低到+2价,N作氧化剂,被还原,发生还原反应,A错误;由图示可知,过程Ⅰ为N在酶1的作用下转化为NO和H2O,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为N+2H++e-NO+H2O,生成1 mol NO,a过程转移1 mol e-,过程Ⅱ为NO和N在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为NO+N+3e-+2H+H2O+N2H4,消耗1 mol NO,b过程转移3 mol e-,转移电子数目不相等,B错误;由图示可知,过程Ⅱ发生反应的离子方程式为NO+N+3e-+2H+H2O+N2H4,n(NO)∶n(N)=1∶1,C错误;由图示可知,过程Ⅰ的离子方程式为N+2H++e-NO+H2O,过程Ⅱ的离子方程式为NO+N+3e-+2H+H2O+N2H4,过程Ⅲ的离子方程式为N2H4N2↑+4H++ 4e-,则过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为N+NN2↑+2H2O,D正确。 $