1、第一章 化学反应及其能量变化第一节 氧化还原反应1掌握化学反应的四种基本类型：化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。2理解氧化还原反应，了解氧化剂和还原剂等概念。3掌握重要氧化剂、还原剂之间的常见反应。4能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目，并能配平化学方程式。一、氧化还原反应1氧化还原反应定义：凡有电子(得失或共用电子对偏移)或化合价的反应叫做氧化还原反应。实质：电子(微观)。特征：化合价(宏观)。转移升降转移升降2两剂两产物氧化剂：电子的物质或是含有电子的元素的物质。还原剂：电子的物质或是含有电子的元素的物质。氧化产物：化合价的元素所生成的物质或是还原剂后的生成物。还原产物：化合价
2、的元素所生成的物质或是氧化剂后的生成物。可得失去可失失电子升高得电子得到降低3氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系 单质参加单质生成【自我检测】1对于Cl2SO22H2O=H2SO42HCl反应(1)Cl2是_剂，被还原，发生_反应，HCl是_产物。(2)SO2是_剂，被_，发生氧化反应，H2SO4是_产物。(3)1 mol Cl2得到_mol e：生成_mol HCl。答案：氧化 还原 还原 还原 氧化 氧化 2 22对于化合反应 分解反应 置换反应 复分解反应，一定发生电子转移的是_；一定没有电子转移的是_。答案：二、常见氧化剂和还原剂1常见氧化剂(1)非金属性较强的单质：等；(2)变价
3、元素中高价态化合物：等；(3)高价态金属阳离子：等；(4)能电离出H的物质：等；(5)氧化物：等；(6)其他：HClO、银氨溶液、新制Cu(OH)2等。F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3、固体硝酸盐Fe3、Ag、Cu2稀H2SO4、稀HCl、NaHSO4溶液MnO2、Na2O2、H2O2、NO2KClO3、KMnO4、K2Cr2O7、.2常见还原剂(1)金属性较强的单质：等；(2)某些非金属单质：等；(3)变价元素中某些低价态化合物：.等；(4)其他：单质S、Sn2盐、浓HCl、NH3等。K、Na、Mg、Al、Fe、ZnH2、C、SiFe(OH)2、HB
4、r、HI及其盐、SO2及亚硫酸盐CO、H2S及硫化物、Fe2盐、【自我检测】下列粒子既具有氧化性又具有还原性的是_。Al3 Cl N2 MnO4-CO2 H2O2H2O Fe2 S答案：三、氧化还原反应方程式配平及表示方法1配平抓住一个关键，掌握三个原则一个关键：准确判断并标出变价元素的化合价，求得化合价升降数及其最小公倍数，进而求得氧化剂、还原剂的基准计量数。三个原则：(1)守恒：反应前后各元素的原子(离子)个数相等；(2)守恒：氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等；(3)守恒：反应前后各带电粒子所带电荷总数相等(离子反应)。质量电子电荷2表示方法(1)双线桥法：用箭头表示氧化还原反应中同
5、一元素的原子或离子得到或失去电子的结果。在线上标出“失去”或“得到”电子的数目，一条箭头线由氧化剂指向还原产物，另一条由还原剂指向氧化产物。如：氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物(2)单线桥法：用箭头表示反应物中不同(或相同)原子或离子间的电子转移。在线上标出电子转移的总数，箭头指出电子转移的方向，即箭头由还原剂指向氧化剂。如：还原剂 氧化剂单线桥法表示转移的电子总数前不得写“得”“失”等字。【自我检测】用单、双线桥法分别表示铝与氢氧化钠溶液的反应。解析：铝与氢氧化钠溶液反应的实质是铝先与H2O反应，生成的Al(OH)3又与NaOH发生了反应，因此铝是还原剂，H2O是氧化剂，被还原的元素是H2
6、O中的氢元素。答案：氧化性、还原性的强弱判断方法(1)根据方程式判断同一化学反应中：氧化性：氧化剂氧化产物还原性：还原剂还原产物例如，根据反应的离子方程式：2Fe32I=2Fe2I2，Br22Fe2=2Br2Fe3，可以判断Fe3、Br2、I2氧化性由强到弱的顺序是Br2Fe3I2，I、Fe2、Br还原性由强到弱的顺序是IFe2Br。(2)根据物质活动性顺序判断金属活动性顺序(常见元素)非金属活动性顺序(常见元素)(3)由反应条件的难易判断不同氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应，反应条件越容易，氧化性(或还原性)就越强。如F2与H2混合在暗处就能剧烈化合而爆炸，而I2与H2需在不断
7、加热的条件下才能缓慢化合，因而F2的氧化性比I2强。(4)根据元素周期表判断同主族元素从上到下，单质的还原性逐渐增强(如LiNaKRbCl2Br2I2)；同周期元素从左至右，单质的还原性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐增强。(5)根据氧化产物的价态高低判断当有变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可根据氧化产物价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。如：2Fe3Cl22FeCl3，FeS FeS，可以判断氧化性Cl2S。(6)根据原电池的正、负极，电解池中两电极上离子放电顺序判断两种不同的金属构成原电池的正、负极。负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的极，一般来说其还原性：负极正极。用惰
8、性电极电解混合溶液时，在阴极优先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极优先放电的阴离子的还原性较强。氧化性、还原性强弱不但与物质的性质有关也与外界条件有关：如浓度、温度、溶液的酸碱性等。(1)浓度 一般而言，同种氧化剂浓度大者氧化性强。如氧化性：浓HNO3稀HNO3。(2)温度 升高温度，氧化剂氧化性增强，还原剂还原性也增强。因此，可根据温度条件判断氧化性和还原性强弱。如：常温下KMnO4可将HCl氧化为Cl2，而MnO2则需加热才能将HCl氧化为Cl2，因此得知氧化性：KMnO4MnO2。特别提醒(3)溶液的酸碱性 一般在酸性环境下，氧化剂的氧化性较强，如酸性条件下KMnO4的氧化能力比中性条件下
9、或碱性条件下的氧化能力强。2011浙江宁波模拟)常温下，在溶液中可发生以下反应：2M2R2=2M32R，2RZ2=R22Z，W22Z=2WZ2；由此判断下列说法错误的是()A常温下反应2M2Z2=2M32Z可以自发进行BZ元素在反应中被还原，在中被氧化C氧化性强弱顺序为：W2Z2R2M3D还原性强弱顺序为：WZR氧化产物)大小比较：W2Z2R2M3，选项C错误，还原性(还原剂还原产物)大小比较：WZRN，根据可知还原性：NE，而P能与冷水直接反应，故P的还原性最强，由此可得还原性：PMNE。答案：B氧化还原反应的基本规律(1)守恒规律电子守恒：氧化剂得到电子总数必等于还原剂失去电子总数。质量守
10、恒：反应前后各元素种类不变，各元素的原子数目不变。电荷守恒：有离子参加的氧化还原反应中，反应前后离子所带电荷总数相等。应用：计算和配平氧化还原反应。(2)价态规律同一元素最高价态只具有氧化性；最低价态只具有还原性；中间价态既具有氧化性，又具有还原性。可简记为：高价氧，低价还，中间价态两边转。同种元素间不同价态的氧化还原反应进行时，其产物的价态既不相互交换，也不交错。如H2S与浓硫酸作用：H2SH2SO4(浓)=SSO22H2O，H2S的氧化产物是S，H2SO4的还原产物是SO2。但氧化产物和还原产物有可能是同一物质，如H2S3H2SO4(浓)=4SO24H2O，反应中氧化产物和还原产物都是SO
11、2。同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应；同种元素的高价态物质与低价态物质，当有中间价态时才有可能发生反应，若无中间价态，则不能反应。如浓硫酸不能氧化SO2。同种元素的高价态氧化低价态时可简记为：高到高，低到低，可以归中，不能跨越。应用：判断物质氧化性、还原性及反应的可能性。(3)强弱规律氧化剂(较强氧化性)还原剂(较强还原性)还原产物(较弱还原性)氧化产物(较弱氧化性)应用：在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质。亦可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。(4)难易规律越易失电子的物质，失电子后就越难得电子，越易得电子的物质，得电子后就越
12、难失电子。应用：判断物质的氧化性、还原性强弱。特别提醒(1)并不是说含有最高价元素的物质一定具有氧化性，如CaCO3、Na3PO4等物质中，C、P具有最高价，但它们无氧化性。(2)Cl2H2O=HClHClO 同一种物质分子内同一种元素同一价态的原子(或离子)发生电子转移的氧化还原反应叫做歧化反应。歧化反应化合价的特点是：某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低的价态转化。(2011石家庄质检)(1)请将下列五种物质：KBr、Br2、I2、KI、K2SO4，分别填入下列横线上，组成一个未配平的化学方程式：KBrO3_H2SO4_H2O。(2)如果该化学方程式中I2和KBr的化学计量数分别是
13、8和1，则Br2的化学计量数是_；请将反应物的化学式及配平后的化学计量数填入下列相应的位置中：KBrO3 _ H2SO4；若转移10 mol e，则反应生成I2的物质的量为_。解析：(1)据Br元素反应后化合价降低可知还需填入还原剂KI作反应物，则不难写出化学方程式。(2)若I2前的化学计量数是8、KBr前的化学计量数是1，则元素共失电子16 mol；KBr前的化学计量数是1，得电子6 mol，故KBrO3Br2要得电子10 mol，即Br2的化学计量数是1。由可知KI的化学计量数是16，KBrO3的化学计量数为3，据K原子守恒可知K2SO4的化学计量数是9，则H2SO4的化学计量数为9，即3
14、KBrO316KI9H2SO4=8I2Br29K2SO4KBr9H2O。若转移10 mol e，则由16KI8I216e可知生成I2是5 mol。答案：(1)KI I2 Br2 K2SO4 KBr(2)1 3 16 KI 9 5 mol变式训练2.(2009上海单科)某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。(1)已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是_。(2)已知0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol电子生成X，则X的化学式为_。(3)根据上述反应可推知_。a氧化性：KBrO3H3AsO4 b氧化性：H
15、3AsO4KBrO3c还原性：AsH3X d还原性：XAsH3(4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数目：解析：(1)此题的考点为氧化还原反应，其特征为化合价升降，本质为电子的转移，要求学生能从化合价变化角度来判断氧化剂和还原剂。已知KBrO3为得电子物质，故其化合价必是降低，作氧化剂，那么还原剂只能是题目所提供的AsH3，AsH3中As为3价，反应后变为H3AsO4，故还原剂为AsH3。00(2)此题出题的依据是氧化还原反应中得失电子守恒。0.2 mol KBrO3在反应中得1 mol电子，故每1 mol KBrO3得5 mol电子，即反应后Br
16、的化合价应降为零价，故另一物质为Br2，同时因为氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物已知，可直接进行配平。根据化合价升降相等，则应在AsH3前配系数为5，在Br2前配系数4，根据原子守恒KBrO3前配8；再根据K原子守恒，K2SO4应在生成物中，系数为4；则H2SO4在反应物中，系数为4；H2O在生成物中，系数为4；配平后用单线桥法标出电子转移方向和数目。(3)此题的考点为氧化还原反应中的基本规律：氧化剂的氧化性大于氧化产物、还原剂的还原性大于还原产物。故选a、c。答案：(1)AsH3(2)Br2(3)ac 氧化还原反应在工农业生产实践中应用极为广泛，它贯穿于中学化学的全过程，也是高考命题的热点
17、之一。高考对氧化还原反应的考查常以选择题的形式对相关概念进行辨析。涉及氧化性、还原性的比较，氧化还原反应与四种反应类型的关系；以具体物质的性质为载体，考查氧化还原反应中得失电子数目的简单计算、强弱规律、守恒规律的应用等。1(2008全国理综)(NH4)2SO4在高温下分解，产物是SO2、H2O、N2和NH3。在该反应的化学方程式中，化学计量数由小到大的产物分子依次是()ASO2、H2O、N2、NH3BN2、SO2、H2O、NH3CN2、SO2、NH3、H2O DH2O、NH3、SO2、N2解析：本题考查化学方程式的配平，(NH4)2SO4分解的化学方程式为3(NH4)2SO4 3SO26H2O
18、N24NH3。答案：C2(2010全国)若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3和H2O，则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为()A14 B12C21 D41解析：(NH4)2SO4分解生成SO2、N2、NH3和H2O的方程式为3(NH4)2SO4 3SO2N24NH36H2O，故选B。答案：B提示：注意1题到2题的迁移变化。3(2009广东单科)常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O2Fe3H2O2=2Fe2O22H下列说法正确的是()AH2O2的氧化性比Fe3强，其还原性比Fe2弱B在H
19、2O2分解过程中，溶液的pH逐渐下降C在H2O2分解过程中，Fe2和Fe3的总量保持不变DH2O2生产过程要严格避免混入Fe2解析：A项，由第一个反应判断H2O2的氧化性比Fe3强，由第二个反应判断H2O2的还原性比Fe2强。B项，在H2O2分解过程中，溶液的pH保持不变。C项，根据质量守恒定律和催化原理，Fe2和Fe3的总量保持不变。D项，若混入Fe2，即可促进H2O2的分解而影响H2O2的生成。答案：CD4(2010上海高考)向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色。完成下列填空：(1)写出并配
20、平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是1，不用填写)：(2)整个过程中的还原剂是_。(3)把KI换成KBr，则CCl4层变成_色；继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是_。(4)加碘盐中含碘量为2050 mg/kg。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1 000 kg，若用KI与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl2_L(标准状况，保留2位小数)。解析：(2)根据题意，反应过程中Cl2首先氧化KI生成单质碘，Cl2过量时I2继续被氧化生成HIO3，因此整个过程中还原剂为KI和I2。(3)Cl2与KBr反应生成单质溴，溴溶于CCl4
21、呈红棕色。Cl2不能继续氧化溴生成HBrO3，因此氧化性HBrO3Cl2；又因Cl2氧化I2生成HIO3，则氧化性Cl2HIO3，因此氧化性由强到弱的顺序为HBrO3Cl2HIO3。(4)根据题意，发生反应为：2KICl2=2KClI2，I25Cl26H2O=2HIO310HCl。因此存在关系式：3Cl2HIO3KIO3I。3Cl2 I322.4 L 127 gV(Cl2)1 000 kg20103 g/kg则解得V(Cl2)10.58 L。答案：(1)I25Cl26H2O=2HIO310HCl(2)KI、I2(3)红棕 HBrO3Cl2HIO3(4)10.58点评：本题通过氯水与KI溶液反应
22、的实验考查了氧化还原反应的配平、氧化性强弱的比较，并在此基础上考查了连续的多步反应关系式法计算问题，很好地考查了学生的综合思维和计算能力。1(2010安徽高考)亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料，其储氢原理可表示为：Li2NHH2LiNH2LiH，下列有关说法正确的是()ALi2NH中N的化合价是1B该反应中H2既是氧化剂又是还原剂CLi和H的离子半径相等D此法储氢和钢瓶储氢的原理相同解析：A项，Li2NH中N的化合价是3。B项，该反应中H2一部分生成LiNH2，一部分生成LiH，故H2既是氧化剂又是还原剂，正确。C项，Li离子半径小于H离子半径。D项，钢瓶储氢是物
23、理变化，二者原理不同。答案：B2(2009福建理综)下列类型的反应，一定发生电子转移的是()A化合反应 B分解反应C置换反应D复分解反应解析：A项，化合反应不一定是氧化还原反应，如NH3HCl=NH4Cl，该反应中无电子转移。B项，分解反应不一定是氧化还原反应，如CaCO3 CaOCO2，该反应中无电子转移。C项，置换反应一定是氧化还原反应，一定发生电子转移。D项，复分解反应都不是氧化还原反应，无电子转移。故选C。答案：C3(2008重庆理综)下列做法中用到物质氧化性的是()A明矾净化水B纯碱除去油污C臭氧消毒餐具D食醋清洗水垢解析：臭氧具有强氧化性，能杀菌消毒。明矾净水是利用Al3水解生成A
24、l(OH)3胶体的性质；纯碱除去油污是利用了CO32-水解使溶液呈碱性的性质；食醋清洗水垢是利用了食醋的酸性。答案：C4(2008上海化学)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()AF2、K、HCl BCl2、Al、H2CNO2、Na、Br2DO2、SO2、H2O解析：B项，Cl2既有氧化性又有还原性；C项，NO2既有氧化性又有还原性；D中SO2既有氧化性又有还原性。答案：A5(2008海南化学)锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为()A2 mol B1 molC0.5 mol D0.25 mol解
25、析：锌在反应时失去2 mol e，而1 mol HNO3转化为NH4+时得到8 mol e，故被还原的硝酸是0.25 mol。解答该题时要注意参加反应的硝酸与被还原的硝酸二者间的区别。答案：D6三氟化氮(NF3)是一种新型电子材料，它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF、NO和HNO3，请回答下列问题：(1)反应过程中，被氧化与被还原的原子的物质的量之比为_。(2)写出该反应的化学方程式_。若反应中生成0.2 mol HNO3，转移的电子数目为_个。(3)NF3是一种无色、无臭的气体，一旦NF3在空气中泄漏，还是易于发现。请你判断该气体泄漏时的现象是_。(4)一旦NF
26、3泄漏，可以用NaOH溶液喷淋的方法减少污染，其产物除NaNO2、H2O外，还肯定有_(填化学式)。解析：根据题给条件，写出该反应的化学方程式：3NF35H2O=2NOHNO39HF，反应中NF3既是氧化剂又是还原剂，被氧化与被还原的原子均为氮原子，物质的量之比为12，生成0.2 mol HNO3，转移的电子数目为0.4 NA；NF3在空气中泄漏，能与水蒸气反应生成NO和HNO3、HF，NO能与O2反应生成NO2，HNO3、HF和空气中的水结合成雾，所以现象是产生红棕色气体、产生白雾。答案：(1)12(2)3NF35H2O=2NOHNO39HF 0.4NA或2.4081023(3)产生红棕色气体，产生白雾(4)NaNO3、NaF练规范、练技能、练速度