专题3 第一单元 微专题二 氧化还原反应中的四种规律(配套教参Word)-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记(苏教版 闽桂蒙陕冀专版)
2026-08-04
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进店逛逛 摘要:
本讲义聚焦高中化学氧化还原反应的四种核心规律,系统梳理守恒规律(电子、化合价守恒及计算应用)、价态规律(高低、归中、歧化等)、强弱规律(氧化性还原性比较)、先后规律(反应顺序判断),通过定义阐释、应用说明及例题解析构建完整学习支架。
该资料以规律为框架,结合具体例题(如KXO₄与H₂O₂反应计算、氯酸钠与浓盐酸归中反应分析)培养科学思维,通过练习题强化应用,助力学生形成“化学变化遵循规律”的化学观念。课中辅助教师清晰授课,课后帮助学生回顾规律、弥补知识盲点。
内容正文:
微专题二 氧化还原反应中的四种规律
1.守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,即有关系式:
还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数。
元素化合价降低总数=元素化合价升高总数。
应用:氧化还原反应的相关计算。
例1 (1)一定条件下,溶液中KXO4被H2O2还原为XSO4,则KXO4与H2O2反应的化学计量数之比为 。
(2)已知Na2SO3溶液能与K2Cr2O7溶液发生氧化还原反应,且Na2SO3被氧化为Na2SO4,Na2SO3与K2Cr2O7反应的化学计量数之比为3∶1,则铬元素在还原产物中的化合价为 价。
答案 (1)2∶5 (2)+3
解析 第一步:标变价元素的化合价,找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物;
第二步:找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数);
第三步:根据氧化剂个数×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=还原剂个数×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)进行计算。
2.价态规律
(1)高低规律
一般元素处于最高价态时,只有氧化性;元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性;元素处于最低价态时,只有还原性,即“高价氧,低价还,中间价态两边转”。
应用:判断物质的氧化性、还原性。
(2)归中规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态中间价态,即“只靠拢,不交叉”“就近变价”。
如:
H2S中S元素为-2价,与产物中的单质S的0价接近,所以H2S转化为S。
(3)歧化规律
氧化还原反应中,有元素化合价升高,必然有元素化合价降低。某物质发生歧化反应时,中间价态高价态+低价态。
(4)同种元素相邻价态不发生氧化还原反应规律
如Fe3+和Fe2+不反应,H2SO4和SO2不反应等。
例2 氯酸钠与浓盐酸反应的化学方程式为NaClO3+6HCl(浓)===NaCl+3Cl2↑+3H2O。下列说法错误的是( )
A.NaClO3得到电子,发生还原反应
B.氧化产物和还原产物都是Cl2
C.浓盐酸在反应中既显酸性又显氧化性
D.被氧化与被还原的Cl元素的物质的量之比为5∶1
答案 C
解析 NaClO3→Cl2得到电子,发生还原反应,A正确;该反应为归中反应,氧化产物和还原产物都是Cl2,B正确;浓盐酸一部分被氧化生成氯气,一部分生成氯化钠,在反应中既显酸性又显还原性,C错误;由化学方程式可知,被氧化(还原剂)与被还原(氧化剂)的Cl元素的物质的量之比为5∶1,D正确。
例3 已知氮元素有多种可变化合价,常见的有-3、+2、+3、+4、+5价等。某同学写出以下三个化学方程式(未配平):
①NO+HNO3N2O3+H2O
②NH3+NOHNO2+H2O
③N2O4+H2OHNO3+HNO2
根据价态规律,判断上述反应是否有可能实现,说明判断的理由: 。
答案 ①可能,反应物中的氮元素为+2、+5价,生成物中为+3价,符合归中规律;
②不可能,反应物中的氮元素为-3、+2价,生成物中为+3价,N元素的化合价只升不降;
③可能,反应物中的氮元素为+4价,生成物中为+5、+3价,符合歧化规律
3.强弱规律
还原剂 + 氧化剂 === 氧化产物 + 还原产物
(强还原性) (强氧化性) (弱氧化性) (弱还原性)
还原性:还原剂>还原产物;氧化性:氧化剂>氧化产物。即“强制弱”或“前强后弱”。
应用:物质间氧化性(或还原性)强弱的比较或判断氧化剂(或还原剂)和有还原性(或氧化性)的物质在一定条件下能否发生反应。
例4 已知下列反应:
①Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2
②2KI+Br2===2KBr+I2
③Na2S+I2===2NaI+S↓
(1)Cl-、Br-、I-、S2-的还原性由强到弱的顺序是 。
(2)Cl2、Br2、I2、S的氧化性由强到弱的顺序是 。
(3)判断Cl2与Na2S能否反应? (填“能”或“否”,下同)。
(4)判断I2与NaBr能否共存? 。
答案 (1)S2->I->Br->Cl- (2)Cl2>Br2>I2>S (3)能 (4)能
解析 (1)根据同一氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性,由反应①知还原性:Br->Cl-,由反应②知还原性:I->Br-,由反应③知还原性:S2->I-,即还原性:S2->I->Br->Cl-。(2)根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性知,由反应①得氧化性:Cl2>Br2,由反应②得氧化性:Br2>I2,由反应③得氧化性:I2>S,故氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>I2>S。(3)由(2)知氧化性:Cl2>S,故Cl2与Na2S能发生反应:Cl2+Na2S===2NaCl+S↓。(4)由(2)知氧化性:Br2>I2,故I2与NaBr不能反应,则I2与NaBr能共存。
4.先后规律
(1)同一氧化剂与多种还原剂混合时,还原性强的先被氧化。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-。
(2)同一还原剂与多种氧化剂混合时,氧化性强的先被还原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应。
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。
例5 向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后,有金属析出,过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸,有无色气体放出,则滤液中一定存在( )
A.Fe2+ B.Cu2+、Fe2+
C.Ag+、Fe2+ D.Ag+、Cu2+、Fe2+
答案 A
解析 在金属活动性顺序中,活泼性:铁>氢>铜>银,往滤渣中加入稀盐酸,有无色气体放出,则说明滤渣中含有铁,铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,当有铁剩余时,说明硝酸铜和硝酸银全部参加反应,滤液中无硝酸铜和硝酸银,只有生成的硝酸亚铁。
1.有下列微粒:①Al3+ ②Cl- ③N2 ④S2- ⑤Cu ⑥H2O2 ⑦Fe2+,其中既具有氧化性又具有还原性的是( )
A.①④⑤⑦ B.③⑥⑦
C.④⑤⑥ D.①②③⑥
答案 B
解析 N2、Fe2+、H2O2中N、Fe、O元素均处于中间价态,既具有氧化性又具有还原性。Al3+只具有氧化性,Cl-、S2-、Cu均只具有还原性。
2.已知E、W、Q、R为含氮物质,在一定条件下可发生如下转化关系:N2+O2→W,W+O2→Q,Q→W+E,W+Q→R。则E、W、Q、R中氮的化合价由低到高的顺序为( )
A.W<R<Q<E B.W<E<Q<R
C.E<W<Q<R D.E<Q<W<R
答案 A
解析 已知E、W、Q、R为含氮物质,氧气具有氧化性,N2+O2→W中氮被氧化,氮化合价升高,W+O2→Q中W进一步被氧化,氮化合价升高,则氮的化合价:W<Q;Q→W+E,Q发生歧化反应,则氮的化合价:W<Q<E;W+Q→R,W、Q发生归中反应,则氮的化合价:W<R<Q<E。
3.多种氧化剂和还原剂相遇时,存在“争先恐后,强者优先”的现象。请预测,在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入适量Zn粉,首先置换出来的是( )
A.Fe B.H2
C.Mg D.不能确定
答案 B
解析 因为氧化性:H+>Fe2+>Zn2+>Mg2+,所以Zn粉先跟氧化性最强的H+发生置换反应。
4.氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂,其中氢元素为-1价。NaH用作生氢剂时的化学反应原理为NaH+H2O===NaOH+H2↑。下列有关该反应的说法中,正确的是( )
A.该反应属于置换反应
B.H2O中的氢元素都被还原
C.NaH被氧化,作还原剂
D.每生成标况下22.4 L H2,转移2 mol电子
答案 C
解析 反应NaH+H2O===NaOH+H2↑中,NaH中H的化合价由-1价升高为0价,失电子被氧化,NaH作还原剂,H2O中部分H元素由+1价降低到0价,得电子被还原,B错误,C正确;该反应中每生成标况下22.4 L(即1 mol)H2,转移1 mol电子,D错误。
5.(2025·广东江门段考)研究人员在金星大气中探测到了磷化氢(PH3)气体,PH3常作为一种熏蒸剂,在贮粮中用于防治害虫,一种制备PH3的流程如图所示。
(1)白磷(P4)与过量浓NaOH溶液反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
(2)NaH2PO2为 (填“酸式”“正”或“碱式”)盐。
(3)次磷酸(H3PO2)具有强还原性,H3PO2和足量AgNO3溶液反应,H3PO2被氧化为H3PO4,则1 mol H3PO2能生成 mol Ag。
答案 (1)3∶1 (2)正 (3)4
解析 (1)白磷生成PH3,P元素化合价由0价降低为-3价,PH3为还原产物,白磷生成NaH2PO2,P元素化合价由0价升高为+1价,NaH2PO2为氧化产物,根据得失电子守恒,n(NaH2PO2)×1=n(PH3)×3,故n(NaH2PO2)∶n(PH3)=3∶1。
(2)在过量NaOH溶液中生成NaH2PO2,说明NaH2PO2是正盐。
(3)H3PO2被氧化为H3PO4,P元素化合价升高4价,AgNO3被还原为Ag,Ag化合价降低1价,根据得失电子守恒,n(H3PO2)×4=n(Ag)×1即1 mol×4=n(Ag)×1,可得n(Ag)=4 mol。
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