内容正文:
高中化学 必修第一册 第一章 第三节
1
氧化还原反应
一
氧化剂和还原剂
二
氧化性和还原性强弱比较
三
氧化还原方程式的配平
四
2
实验(视频):
思考与交流:
现象: 紫红 → 黑色 → 紫红
解释: Cu → CuO → Cu
定义: 氧化反应 还原反应
一.氧化还原反应:
1.氧化还原反应定义的演变
18世纪末:1774年,拉瓦锡发现了氧气,并定义物质与氧气的反应叫氧化反应
19世纪初:1810年,弗兰克兰发现了N、P倾向与3或5个其它原子结合,出现了原子化合价雏形。
20世纪初:1897年汤姆逊创立和发展了电子学说。
2Cu + O2 = 2CuO
CuO + H2 = Cu + H2O
4P + 5O2 = 2P2O5
2P + 5Cl2 = 2PCl5
有氧得失的反应叫氧化还原反应
有化合价升降的反应叫氧化还原反应
有电子转移的反应叫氧化还原反
应
0 0 +5 -2
0 0 +5 -1
一.氧化还原反应:
2.氧化还原反应的特征:
有元素化合价发生变化
例1:下列反应属于氧化还原反应的是:----------------
①.CaCO3 = CaO + CO2 ↑ ②.2KClO3=2KCl+3O2↑
③.CaO + H2O = Ca(OH)2 ④.C + O2 = CO2
⑤.Zn + Fe2+ = Zn2+ + Fe
⑥.HCl + NaOH = NaCl + H2O
⑦.3O2 = 2O3 ⑧ CO+FeO=CO2+Fe
②④⑤⑧
+5-2 -1 0
+2 +2 +2 0
0 +2 +2 0
0 0 +4-2
一.氧化还原反应:
2.氧化还原反应的特征:
有元素化合价发生变化
练1:根据上述分析,总结上述反应与氧化还原反应的关系
①.化合反应 ---------------
②.分解反应 ---------------
③.置换反应 ---------------
④.复分解反应 ---------------
⑤.有单质参加的反应 ---------------
⑥.有单质生成的反应 ---------------
不一定是
不一定是
一定是
一定不是
不一定是
不一定是
一.氧化还原反应:
2.氧化还原反应的特征:
有元素化合价发生变化
练2:用数学集合知识,画图表示四大反应类型之间的关系
一.氧化还原反应:
3.氧化还原反应的本质:
电子发生了转移
实验:Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑(视频)
一.氧化还原反应:
3.氧化还原反应的本质:
电子发生了转移
动画演示电子的转移
(1)电子的得失(动画)
(2)电子的偏移(动画)
2Na + Cl2 2NaCl
H2 + Cl2 2HCl
定义:有电子发生了转移的反应,叫氧化还原反应。
失电子的反应,叫氧化反应。
得电子的反应,叫还原反应。
二.氧化剂和还原剂:
1.定义:
氧化剂——得到电子的物质
还原剂——失去电子的物质
2Na + Cl2 2NaCl
CuO + H2 Cu + H2O
+2 0 0 +1
氧化剂 还原剂
还原剂 氧化剂
+1 0 +1 -1
还原产物 氧化产物
氧化产物 还原产物
氧化产物——被氧化后生成的物质
还原产物——被还原后生成的物质
10
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
CuO + H2 Cu + H2O
+2 0 0 +1
氧化剂
还原产物
化合价降低 得到2e-
化合价升高 失去2e-
升—化合价升高 降—化合价降低
失-失去电子 得-得到电子
氧-氧化产物 还-还原产物
还-还原剂 氧-氧化剂
简记
氧化产物
还原剂
升—化合价升高 降—化合价降低
失-失去电子 得-得到电子
氧-氧化产物 还-还原产物
还-还原剂 氧-氧化剂
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
例题1:3CO + Fe2O3 = 3CO2 + 2Fe
答案:3CO + Fe2O3 = 3CO2 + 2Fe
+2 +3 +4 0
化合价升高 失去6e-
化合价降低 得到6e-
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 3 : 1 : 3 : 2
❶化合价全变
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
练习1:Zn + Fe2+ = Zn2+ + Fe
Zn + Fe2+ = Zn2+ + Fe
0 +2 +2 0
化合价升高 失去2e-
化合价降低 得到2e-
还原剂
氧化产物
比值 1 : 1 : 1 : 1
氧化剂
还原产物
❶化合价全变
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
例:4HNO3(稀)+ 3Ag 3AgNO3 + 2H2O + NO↑
+6 0 +1 +2
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 1 : 3 : 3 : 1
化合价降低 得到3e-
化合价升高 失去3e-
❷化合价部分变
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
练1:4HNO3(浓)+ Cu = Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2↑
+5 0 +2 +4
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 2 : 1 : 1 : 2
化合价降低 得到2e-
化合价升高 失去2e-
❷化合价部分变
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
练2:3Cl2 + 8NH3 = 6NH4Cl + N2
0 -3 -1 0
还原剂
还原产物
氧化产物
氧化剂
比值 3 : 2 : 6 : 1
化合价升高 失6e-
化合价降低 得6e-
❷化合价部分变
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
例1:2H2O + CaH2 = Ca(OH)2 + 2H2↑
+1 -1 +1 0
还原剂
还原产物
氧化产物
氧化剂
比值 2 : 1 1:1
化合价升高 失2e-
化合价降低 得2e-
❸化合价就近变化
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
练1: H2O + NaH = NaOH + H2↑
+1 -1 0
还原剂
还原产物
氧化产物
氧化剂
比值 1 : 1 1/2:1/2
化合价升高 失e-
化合价降低 得e-
❸化合价就近变化
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
例2:H2SO4(浓)+ H2S = SO2 + H2O + S
+6 -2 +4 0
还原剂
还原产物
氧化产物
氧化剂
比值 1 : 1 : 1 : 1
化合价升高 失2e-
化合价降低 得2e-
❸化合价就近变化
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
练2:6HCl(浓)+ KClO3 = 3Cl2 + 3H2O + KCl
-1 +5 0
氧化剂
氧化产物
还原产物
还原剂
比值 5 : 1 : 1/2 :5/2
化合价降低 得5e-
化合价升高 失5e-
❸化合价就近变化
10 : 2 : 1 : 5
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
例:Cl2 + 2NaOH = NaClO + NaCl + H2O
0 +1 -1
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 1:1 : 2 : 2
化合价降低 得到1e-
化合价升高 失去1e-
❹歧化反应
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
练1:3S + 6NaOH NaSO3 + 2Na2S + 3H2O
0 +4 -2
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 2:1 : 1 : 2
化合价降低 得到4e-
化合价升高 失去4e-
❹歧化反应
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
练2:3Cl2 + 6NaOH NaClO3 + 5NaCl + 3H2O
0 +5 -1
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 5/2:1/2 : 1 : 5
化合价降低 得到5e-
化合价升高 失去5e-
❹歧化反应
5:1 : 2 : 10
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
例:SO2 + 2H2S = 2H2O + 3S
+4 -2 0
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 1 : 2 : 1:2
化合价降低 得到4e-
化合价升高 失去4e-
【5】化合价归中
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
例:3H2SO4 + H2S = 4H2O + 4SO2
+6 -2 +4
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 3 : 1 : 3:1
化合价降低 得到6e-
化合价升高 失6e-
【5】化合价归中
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
例:2KClO3 2KCl + 3O2↑
+5 -2 -1 0
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 2 : 3
化合价降低 得到12e-
化合价升高 失去12e-
【6】分解反应
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(1)双桥
练4:2KNO3 2KNO2 + O2↑
+5-2 +3 0
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 2 : 1
化合价降低 得到4e-
化合价升高 失去4e-
今天化学作业(做在作业本上)
模仿今天讲题,用双桥分析下列反应(每抄1题隔4行)
1. Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
2 .Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
3 .2Al+6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
4.SO2+Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl
29
作业:模仿例题,用双桥分析下列反应(每抄1题隔5行)
1. Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
2 .Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
3 .Al2O3+6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
4. 2H2S + SO2 = 3S↓ + 2H2O
5. 3NO2+H2O=2HNO3+NO
6. 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3+O2 ↑
7. 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO ↑
30
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(2)单桥
+2 0 0 +1
氧化剂
还原产物
2e-
氧化产物
还原剂
比值 1 : 1 : 1 : 1
+2 +3 +4 0
6e-
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 3 : 1 : 3 : 2
例1:CuO + H2 Cu + H2O
练1:3CO + Fe2O3 3CO2 + 2Fe
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(2)单桥
例2:2H2SO4(浓)+ Cu CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
+6 0 +2 +4
还原剂
氧化产物
2e-
还原产物
氧化剂
比值 1 : 1 : 1 : 1
练2:4HNO3(浓)+ Cu Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
+5 0 +2 +4
还原剂
氧化产物
2e-
还原产物
氧化剂
比值 2 : 1 : 1 : 2
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(2)单桥
例3:Cl2 + 2NaOH = NaClO + NaCl + H2O
0 +1 -1
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 1:1 : 2 : 2
1e-
0 +5 -1
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 5:1 : 2 : 10
5e-
练3:3Cl2 + 6NaOH NaClO3 + 5NaCl + 3H2O
二.氧化剂和还原剂:
2.氧化还原反应表示方法
(2)单桥
例4: 2KClO3 2KCl + 3O2↑
+5 -2 -1 0
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 2 : 3
12e-
+5-2 +3 0
还原剂
氧化产物
还原产物
氧化剂
比值 2 : 1
4e-
练4: 2KNO3 2KNO2 + O2↑
作业:模仿例题,用单桥分析下列反应
(每抄1题隔4行)
1. 2H2O + C = CO2 + 2H2
2 .Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
3 .2Al+6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
4. 2H2S + SO2 = 3S↓ + 2H2O
5. 3NO2+H2O=2HNO3+NO
6. 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO ↑
三、氧化性与还原性强弱比较:
1.有如下微粒,根据化合价,你认为它们具有什么性质(氧化性、还原性):
Fe
Fe2+
Fe3+
S
S2-
O2
Cl-
H+
还原性
氧化性、还原性
氧化性
还原性
氧化性、还原性
氧化性
还原性
氧化性
H2O
H2O2
HCl
KClO3
氧化性、还原性
氧化性、还原性
氧化性、还原性
氧化性、还原性
规律
1.最高价——只有氧化性
2.最低价——只有还原性
3.中间价——既有氧化性,又有还原性
4.化合物——既有氧化性,又有还原性
4.金 属——只有还原性
(1)常见的氧化剂有:
KMnO4 MnO2 Cl2 O2 H2SO4 HNO3 FeCl3
(2)常见的还原剂有:Al Zn C H2S KI CO
(3)常见的氧化剂和还原剂:
S H2O2 Fe2+ N2 SO2
练1:Cl2+2I-=2Cl-+I2 比较四种微粒氧化性和还
原性的大小。
2.强弱比较方法
Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+
还原剂 氧化剂 还原产物 氧化产物
氧化性:氧化剂 > 氧化产物
Cu2+ > Fe2+
还原性:还原剂 > 还原产物
Fe > Cu
氧化性:Cl2>I2 还原性: I->Cl-
❶方法一:强制备弱
三、氧化性与还原性强弱比较:
练2:已知2Fe3++2I- =2Fe2+ + I2 Cl2 + 2Fe2+=2Cl-+ 2Fe3+,请比较上述6种粒子的氧化性和还原性的大小。
氧化性:-——————————————
还原性:——————————————
Cl2 > Fe3+>I2
I-> Fe2+>Cl-
三、氧化性与还原性强弱比较:
2.强弱比较方法
❶方法一:强制备弱
Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+
还原剂 氧化剂 还原产物 氧化产物
氧化性:氧化剂 > 氧化产物
Cu2+ > Fe2+
还原性:还原剂 > 还原产物
Fe > Cu
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
还原性逐渐减弱(金属活泼性)
❸方法三:同一元素:
氧化性:KMnO4 K2MnO4 MnO2 Mn2+
> > >
+7 +6 +4 +2
化合价越高,氧化性越强
例题:MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,比较MnO2和KMnO4的氧化性;
三、氧化性与还原性强弱比较:
2.强弱比较方法
❷方法二:根据金属活动顺序表判断
例:2Fe+3Cl2=2FeCl3、Fe+S=FeS,比较Cl2和
S的氧化性;
∆
分析:Fe Fe2+ Fe3+
失2e-
失e-
容易
难
氧化性:Cl2>S
三、氧化性与还原性强弱比较:
2.强弱比较方法
➍方法四:根据氧化产物的价态高低判断 ➎➏
例:S + O2 = SO2
Cl2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl
比较S和O2、 Cl2和SO2的氧化性
5.反应物之间判断
还原剂
氧化剂
还原剂
氧化剂
三、氧化性与还原性强弱比较:
四、在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂分别是得失电子的物质(或电子偏向、偏移的物质),氧化剂和还原剂的电子得失可以是不同物质之间,也可以是同一物质中不同元素之间,或者是同一物质中同一元素之间,收集资料,列举上述三种情况下的氧化还原反应。
2H2S+SO2=3S+2H2O Cl2+H2O=HCl+HClO
2H2O=2H2 ↑ +O2 ↑ 2 KClO3=2KCl+3O2 ↑
五、某还原剂将电子转移给氧化剂,而被氧化,在此变化过程中,该还原剂中某元素化合价一定会升高,如①Cl-→C l2②Fe→Fe2+③KMnO4→O2④H2O→O2.对于①②必须加入氧化剂才能实现,对于③④则不一定要加入其它物质,自身就能完成,想一想,为什么?能否列举其它类似情况。
例1:Cl2 + SO2 + H2O = H2SO4 + HCl
1.全变:两边配
四、氧化还原方程式的配平
Cl2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl
例2:Cl2 + NH3 = N2 + HCl
3Cl2 + 2NH3 = N2 + 6HCl
练1:O2 + NH3 = NO + H2O
5O2 + 4NH3 = 4 NO + 6H2O
练2:O2 + NH3 = NO2 + H2O
7O2 + 4NH3 = 4NO2 + 6H2O
2.部分变:右边配
四、氧化还原方程式的配平
例1:Cl2 + NH3 = N2 + NH4Cl
3Cl2 + 8NH3 = N2 + 6NH4Cl
练1:SO2 + HNO3 + H2O= NO + H2SO4
练2:Cu + HNO3 = Cu(NO3)2 + NO↑ + H2O
例2:Cu + HNO3 = Cu(NO3)2 + NO2↑+ H2O
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+2H2O
3SO2 + 2HNO3 + 2H2O = 2NO + 3H2SO4
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
3.自变:右边配
四、氧化还原方程式的配平
例1:NO2 + H2O = HNO3 +NO
3NO2 + H2O = 2HNO3 +NO
例2:NaOH + Cl2 = NaClO3 +NaCl + H2O
6NaOH + 3Cl2 = NaClO3 +5NaCl + 3H2O
练1:NO2 + NaOH = NaNO3 +NaNO2+H2O
练2:NaOH+S = Na2SO3 + Na2S + H2O
2NO2 + 2NaOH = NaNO3 +NaNO2+H2O
6NaOH+3S = Na2SO3 + 2Na2S + 3H2O
3.自变:右边配
四、氧化还原方程式的配平
例1:NaNO3 = NaNO2 + O2↑
2NaNO3 = 2NaNO2 + O2↑
例2:AgNO3 = Ag + NO2↑+ O2↑
2AgNO3 = 2Ag + 2NO2↑+ O2↑
练1:Cu(NO3)2 = CuO + NO2↑ + O2↑
练2:Hg(NO3)2 = Hg + NO2 + O2↑
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
Hg(NO3)2 = Hg + 2NO2↑ + O2↑
4.归中反应:左边配
四、氧化还原方程式的配平
例1: SO2 + H2S = S + H2O
SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O
例2:KClO3 + HCl= KCl + +H2O + Cl2↑
KClO3 + 6HCl= KCl + +3H2O + 3Cl2↑
练1:NH3 +NO2 = H2O + N2
练2:H2SO4 + S = H2O + SO2↑
8NH3 +6NO2 = 12H2O + 7N2
2H2SO4 + S = 2H2O + 3SO2↑
5.离子反应:
四、氧化还原方程式的配平
例1: Cu + H+ + NO3- = Cu2+ + NO↑ + H2O
3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
例2:ClO3- + H++Cl- = H2O + Cl2↑
ClO3- + 6H++5Cl-= 3H2O + 3Cl2↑
练1:MnO2 + H++ Cl- = Mn2+ +H2O + Cl2↑
练2:OH- + S = H2O + SO32- + S2-
MnO2 + 4H++ 2Cl- = Mn2+ +2H2O + Cl2↑
6OH- + 3S = 3H2O + SO32- + 2S2-
51
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