高一化学氧化还原反应ppt课件.ppt
第一节第一节氧氧 化化 还还 原原 反反 应应一、基本概念的理解一、基本概念的理解二、掌握两种电子转移的表示法二、掌握两种电子转移的表示法三、常见的氧化剂和还原剂三、常见的氧化剂和还原剂四、氧化性和还原性强弱比较四、氧化性和还原性强弱比较五、氧化还原反应的基本规律五、氧化还原反应的基本规律六、有关氧化还原反应的计算六、有关氧化还原反应的计算七、氧化还原反应的配平七、氧化还原反应的配平氧氧 化化 还还 原原 反反 应应一、氧化还原反应基本概念：一、氧化还原反应基本概念：1氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念氧化还原反应从氧化还原反应从特征特征来说是指有来说是指有元素化合价元素化合价升降升降的化学反应；的化学反应； 从从本质本质上来看则是指有上来看则是指有电子转移电子转移（得失或偏（得失或偏移）的反应。移）的反应。l（1）氧化剂、还原剂）氧化剂、还原剂氧化剂是指在反应中氧化剂是指在反应中得得到电子（或电到电子（或电子对偏向）的反应物，表现为反应后所含子对偏向）的反应物，表现为反应后所含元素化合价元素化合价降降低。氧化剂具有氧化性，在低。氧化剂具有氧化性，在反应中本身被还原，其生成物叫还原产物。反应中本身被还原，其生成物叫还原产物。 还原剂是指在反应中还原剂是指在反应中失失去电子（或电子去电子（或电子对偏离）的反应物，表现为反应后所含元对偏离）的反应物，表现为反应后所含元素化合价素化合价升升高，还原剂具有还原性，反应高，还原剂具有还原性，反应中本身被氧化，生成物是氧化产物。中本身被氧化，生成物是氧化产物。2、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的关系：、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的关系：二、氧化还原反应的表示方法二、氧化还原反应的表示方法表示表示KClO3+ 6HCl（浓）（浓）= 3Cl2+ KCl + 3 H2O电子转移的方向和数目电子转移的方向和数目1、用箭头表明同一元素原子的电子转移情况即大家熟悉的“双线桥”。如：在氧化还原反应化学方程式里，除了可用在氧化还原反应化学方程式里，除了可用箭头表明同一元素原子的电子转移情况外箭头表明同一元素原子的电子转移情况外(即：双线桥法即：双线桥法)，还可以用箭头表示不同原，还可以用箭头表示不同原子的电子转移情况子的电子转移情况(称为称为“单线桥法单线桥法”)。2、用箭头表示不同原子的电子转移情况用箭头表示不同原子的电子转移情况“单线桥单线桥”。如： 更好地体现了氧化剂和还原剂在反应中的电子更好地体现了氧化剂和还原剂在反应中的电子转移的关系。再如：转移的关系。再如： 练一练：用单线桥表示电子转移情况练一练：用单线桥表示电子转移情况 5NH4NO3= 4N2+2HNO3+9H2OMnO2 + 4HCl(浓)=MnCl2+Cl2 +2H2O 2e-NH4NO3 = 2H2O + N2O4e-单线桥分析氧化还原反应可简单表示为 反应中电子转移总数即为还原剂给出的电反应中电子转移总数即为还原剂给出的电子总数，也是氧化剂接受的电子总数。子总数，也是氧化剂接受的电子总数。在单线桥中不写在单线桥中不写“得得”或或“失失”。 例例1标出反应的电子转移方向和数目，标出反应的电子转移方向和数目，11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4该反应中氧化剂为该反应中氧化剂为_，还原剂为，还原剂为_，1mol CuSO4能氧化能氧化P原子的物质的量是原子的物质的量是_ 。1molP能氧化能氧化 molP。 失失30e-得得15e-得得15e-P、CuSO4P0.2mol0.6moll 例例2氢阴离子（H）能和NH3反应：l H+NH3= NH2- +H2。根据上述反应事l 实可以得到的正确结论是（ ）ANH3具有还原性BH是很强的还原剂C H2只是该反应的还原产物D该反应属于置换反应B l例例3 3、需要加入氧化剂才能实现的变化是、需要加入氧化剂才能实现的变化是（ ） A.MnOA.MnO2 2MnSOMnSO4 4 B.AlO B.AlO2 2- -Al(OH)Al(OH)3 3 C.KIKIO C.KIKIO3 3 D.HNO D.HNO3 3NONOC三、常用的氧化剂和还原剂三、常用的氧化剂和还原剂2、常用的还原剂、常用的还原剂(1)部分低价化合物或酸根离子，如部分低价化合物或酸根离子，如H2S、I、S2 等；等；(2)某些活泼金属单质，如某些活泼金属单质，如Na、Mg、Al、Fe 等；等；(3)某些非金属单质，如某些非金属单质，如 H2、C 等。等。(4）元素处于低化合价时的氧化物，如）元素处于低化合价时的氧化物，如CO、SO2等。等。(1)部分氧化物和过氧化物，如部分氧化物和过氧化物，如 MnO2 、Na2O2等；等；(2)某些高价含氧酸及含氧酸盐，如某些高价含氧酸及含氧酸盐，如 KMnO4、KClO3 、K2Cr2O7 、HNO3、浓、浓H2SO4 等；等；(3)某些活泼非金属单质，如某些活泼非金属单质，如F2、Cl2、Br2、I2、O2 等；等；(4)某些高价金属离子，如某些高价金属离子，如Fe3+、Cu2+ 等。等。1、常见的氧化剂、常见的氧化剂四、氧化性和还原性强弱比较四、氧化性和还原性强弱比较1根据方程式判断根据方程式判断 氧化性：氧化剂氧化性：氧化剂氧化产物氧化产物还原性：还原剂还原性：还原剂还原产物还原产物 2根据反应条件判断根据反应条件判断当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物价态相同，可根据反应条件的难易来进行判产物价态相同，可根据反应条件的难易来进行判断。越易反应，则氧化剂的氧化性越强。如：断。越易反应，则氧化剂的氧化性越强。如：4HCl（浓）（浓）+MnO2 MnCl2+2H2O+Cl216HCl（浓）（浓）+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2 则氧化性：则氧化性：KMnO4MnO2判断还原剂还原性的原理类似。判断还原剂还原性的原理类似。 3由氧化产物的价态高低来判断由氧化产物的价态高低来判断当同一还原剂在相似的条件下作用于不同当同一还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可由氧化产物元素价态的高的氧化剂时，可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即：在相低来判断氧化剂氧化性的强弱。即：在相同条件下，使还原剂价态升得越高，则氧同条件下，使还原剂价态升得越高，则氧化剂的氧化性越强。化剂的氧化性越强。如：如： 2Fe+3Cl2 =2FeCl3 Fe+S= FeS则氧化性：则氧化性：Cl2S判断还原剂还原性的原理类似。判断还原剂还原性的原理类似。l 注意 l （1） 并非还原产物中元素化合价越低，氧化剂并非还原产物中元素化合价越低，氧化剂的氧化性就越强。如反应的氧化性就越强。如反应 l 3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O l （生成物中（生成物中N的化合价为的化合价为+2） l Cu+4HNO3(浓浓) = Cu(NO3)2+NO2+2H2O l （生成物中（生成物中N的化合价为的化合价为+4） l 但但HNO3(浓浓)的氧化性强于的氧化性强于HNO3(稀稀)。 l （2）一般来说，同一种元素的化合价越高，则相）一般来说，同一种元素的化合价越高，则相应的物质或微粒的氧化性越强，如应的物质或微粒的氧化性越强，如Fe3+氧化性比氧化性比Fe2 +强。但是，强。但是，HClO氧化性强于氧化性强于HClO4，H2SO3(稀稀)氧化性强于氧化性强于H2SO4(稀稀)。 （2）同周期元素（从左到右）：原子或单质还）同周期元素（从左到右）：原子或单质还原性逐渐减弱，氧化性逐渐增强。阳离子的氧原性逐渐减弱，氧化性逐渐增强。阳离子的氧化性逐渐增强，阴离子的还原性逐渐减弱。化性逐渐增强，阴离子的还原性逐渐减弱。4根据元素周期表判断根据元素周期表判断（1）同主族元素（从上到下）：非金属原子）同主族元素（从上到下）：非金属原子（或单质）氧化性逐渐减弱，对应阴离子还原（或单质）氧化性逐渐减弱，对应阴离子还原性逐渐增强；金属原子（或单质）还原性逐渐性逐渐增强；金属原子（或单质）还原性逐渐增强，对应阳离子氧化性逐渐减弱。增强，对应阳离子氧化性逐渐减弱。 (2)电解池电解池: 阳极阳极:易失去电子的先放电易失去电子的先放电 S2-I-Br-Cl-OH- 阴极阴极:易得电子的先放电易得电子的先放电 Ag+Fe3+Hg2+Cu2+H+5、根据电化学原理、根据电化学原理（1）原电池）原电池 负极比正极活泼负极比正极活泼,易失去电子易失去电子 还原性：负极还原性：负极正极正极（2）元素的非金属性越强，相应单质的氧化性）元素的非金属性越强，相应单质的氧化性越强，相应阴离子的还原性越弱。越强，相应阴离子的还原性越弱。 如非金属性：如非金属性：FOCl Br I S 氧化性：氧化性：F2O2Cl2 Br2 I2 S 还原性：还原性：F-Cl- Br- I- NPQBPNMQ CQPNMDNMPQB例例2现有下列三个氧化还原反应存在：现有下列三个氧化还原反应存在：2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2；2FeCl2+Cl2=2FeCl3；2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2。若某溶液中有若某溶液中有Fe2+和和I共存，要氧化除去共存，要氧化除去I而又不影响而又不影响Fe2+和和Cl。 下列试剂中，可加入的试剂是（下列试剂中，可加入的试剂是（ ） ACl2BKMnO4CFeCl3DHClCl例例3 3、根据下列三个反应的化学方程式、根据下列三个反应的化学方程式, ,下下列关系式正确的是列关系式正确的是( )( )lI I2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4+2HI +2HI l2FeCl2FeCl3 3+2HI=2FeCl+2HI=2FeCl2 2+2HCl+I+2HCl+I2 2 l2FeCl2FeCl2 2+Cl+Cl2 2=2FeCl=2FeCl3 3lA A、氧化性、氧化性:Fe:Fe3+3+ClCl2 2HH2 2SOSO4 4II2 2 lB B、还原性、还原性:SO:SO2 2II- -FeFe2+2+ClCl- -lC C、2Fe+3I2Fe+3I2 2 = 2FeI = 2FeI3 3 lD D、FeIFeI2 2+Cl+Cl2 2=FeCl=FeCl2 2+I+I2 2B例例4 4、在一定条件下，氯酸钾与碘按下式反、在一定条件下，氯酸钾与碘按下式反应：应：2KClO2KClO3 3+I+I2 2=2KIO=2KIO3 3+Cl+Cl2 2, ,由此可推断下由此可推断下列相应的结论，不能推出的是（列相应的结论，不能推出的是（ ） A A、该反应属于置换反应、该反应属于置换反应 B B、还原性：、还原性：I I2 2ClCl2 2 C C、非金属性：、非金属性：ICl ICl D D氧化性：氧化性：KClOKClO3 3ClCl2 2D五、氧化还原反应的基本规律五、氧化还原反应的基本规律2.价态规律价态规律3.邻位变化规律邻位变化规律4.强弱规律强弱规律5.优先规律优先规律1.遵循三大守恒原则遵循三大守恒原则1.遵循三大守恒原则遵循三大守恒原则(1)电子守恒：电子守恒： 氧化剂得电子总数还原剂失电子总数。氧化剂得电子总数还原剂失电子总数。(2)原子守恒：原子守恒： 某元素的原子的种类及个数在反应前后保持某元素的原子的种类及个数在反应前后保持不变。不变。(3)电荷守恒：电荷守恒： 离子反应中，反应前后离子所带总电荷相等离子反应中，反应前后离子所带总电荷相等 例题例题： 下面的离子方程式下面的离子方程式 ： xR2yHO2 mR3nH2O， 下列下列R3、R2和化学计量数和化学计量数m、n的判的判断错误的是（断错误的是（ ）(A)m4，R3是氧化产物是氧化产物 (B)my，R2显还原性显还原性 (C)x3，R3是氧化产物是氧化产物 (D)xy，R2显还原性显还原性C2、价态规律、价态规律（1）当元素具有可变化合价时，一般处）当元素具有可变化合价时，一般处于最高价态时只具有氧化性，处于最低价于最高价态时只具有氧化性，处于最低价态时只具有还原性，处于中间价态时既具态时只具有还原性，处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。有氧化性又具有还原性。如：浓硫酸的如：浓硫酸的S只具有氧化性，只具有氧化性，H2S中的中的S只具有还原性，单质只具有还原性，单质S具有氧化性又具具有氧化性又具有还原性。有还原性。(2)价态归中规律：价态归中规律： 不同价态的同种元素之间发生氧化还原反不同价态的同种元素之间发生氧化还原反应时遵循应时遵循“高价低价高价低价中间价中间价”的规律；的规律；而不会出现价态交错现象而不会出现价态交错现象 如：如：S+2H2SO4(浓浓)3SO2+2H2O 6HCl+KClO33Cl2+KCl+3H2O（3）歧化反应规律）歧化反应规律发生在同一物质分子内、同一价态的同一元发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应，叫做歧化反应。素之间的氧化还原反应，叫做歧化反应。反应规律：所得产物中，该元素一部分价态升反应规律：所得产物中，该元素一部分价态升高，一部分价态降低，即高，一部分价态降低，即“中间价中间价高价高价 +低价低价”。具有多种价态的元素（如氯、硫、氮。具有多种价态的元素（如氯、硫、氮和磷元素等）均可发生歧化反应。和磷元素等）均可发生歧化反应。如：如：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O不同价态的同种元素之间发生氧化还原不同价态的同种元素之间发生氧化还原反应时反应时（不会在相邻价态间进行），（不会在相邻价态间进行），向邻价位转化。向邻价位转化。如：如：H2S+H2SO4S+SO2+2H2O (S S S S) 2 0 +4 +6浓浓H2SO4与与SO2会反应吗？会反应吗？3.邻位变化规律：邻位变化规律： 4.强弱的规律强弱的规律：如：如：2Fe3+2I2Fe2+I2 氧化性：氧化性：Fe3+I2 还原性：还原性：IFe2+ 强氧化剂强还原剂强氧化剂强还原剂弱还原剂弱还原剂(还原产物还原产物)弱氧化剂弱氧化剂(氧化产物氧化产物)（1）氧化剂）氧化剂 还原产物，还原产物， 还原剂还原剂氧化产物；氧化产物；（2）氧化性：氧化剂氧化产物，）氧化性：氧化剂氧化产物， （3）还原性：还原剂还原产物。）还原性：还原剂还原产物。 例题：例题：已知：已知：2Fe3+2I2Fe2+I2 2Fe2+Br2 2Fe3+2Br。 则离子的还原性从强到弱的顺序正确的则离子的还原性从强到弱的顺序正确的是（）是（）(A)BrFe2+I (B)IFe2+Br (C)BrIFe2+ (D)Fe2+IBr B 当一种氧化剂同时氧化几种还原剂时，当一种氧化剂同时氧化几种还原剂时，首先氧化最强的还原剂，待最强还原剂完全首先氧化最强的还原剂，待最强还原剂完全氧化后，多余的氧化剂再依次氧化次强还氧化后，多余的氧化剂再依次氧化次强还原剂；当然一种还原剂同时还原几种氧化原剂；当然一种还原剂同时还原几种氧化剂时，也是如此。剂时，也是如此。 如：将金属如：将金属Zn投入含投入含Cu2+、Fe2+和和Mg2+的的溶液中，因氧化性溶液中，因氧化性Cu2+Fe2+Zn2 + Mg2+，故首先置换出，故首先置换出Cu，待，待Cu被完全置换出来后，被完全置换出来后，再置换出再置换出Fe，但不能置换出，但不能置换出Mg。 5. 优先规律：优先规律： 例题：例题： 向向100mL1mol/L的的FeBr2溶液中通入溶液中通入标准状况下的标准状况下的Cl2，当通入，当通入Cl2的体积分别的体积分别为为(1)1.12L，(2)2.24L，(3)4.48L时，时，写出反应的离子方程式。写出反应的离子方程式。 离子方程式分别为：离子方程式分别为：(1)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(2)2Fe22Br2Cl2=2Fe3Br24Cl(3)2Fe24Br3Cl2=2Fe32Br26Cl 六、六、有关氧化还原反应的计算有关氧化还原反应的计算 利用电子守恒、电荷守恒、原子守恒原利用电子守恒、电荷守恒、原子守恒原理计算，可使计算过程大大简化。理计算，可使计算过程大大简化。 例例1：24mL 0.05 mol/L 的的Na 2 SO 3 溶液，溶液， 恰好与恰好与 20 mL0.02mol/L的的K2Cr2O7溶液完全反应，则元素溶液完全反应，则元素Cr在被还在被还原的产物中的化合价是（原的产物中的化合价是（ ） (A) +6 (B) +3 (C) +2 (D) 0B例例2：某金属与稀硝酸均恰好完全反应：某金属与稀硝酸均恰好完全反应生成生成NO，消耗金属和，消耗金属和HNO3的物质的的物质的量之比为量之比为1：3，则该金属可能是（，则该金属可能是（ ）(A)Cu (B)Ag (C)Fe (D)AlC例例3：2.24(g)铁粉与铁粉与50mL稀硝酸恰好完稀硝酸恰好完全反应全反应(硝酸的还原产物是硝酸的还原产物是NO)，向反应，向反应后的溶液中加入后的溶液中加入50mL0.2mol/L的的KI溶溶液，液，I恰好被完全氧化成单质碘，求硝酸恰好被完全氧化成单质碘，求硝酸的物质的量浓度。的物质的量浓度。0.6mol/Ll例例4 4、硫酸铵在强热条件下分解生成、硫酸铵在强热条件下分解生成NHNH3 3、SOSO2 2、N N2 2和水的反应中氧化产物和还原产和水的反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比是（物的物质的量之比是（ ）l A A、2 2：3 B3 B、4 4：3 3 l C C、1 1：1 D1 D、1 1：3 3D练习练习1 1、锌和某浓度的、锌和某浓度的HNOHNO3 3反应时，若参加反反应时，若参加反应的锌与应的锌与HNOHNO3 3的物质的量之比为的物质的量之比为2 2：5 5，则，则HNOHNO3 3的还原产物可能是（的还原产物可能是（ ） A A、NHNH4 4NONO3 3 B B、N N2 2O O C C、NO DNO D、NONO2 2A B练习练习2在在3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2反应中，反应中，若有若有5mol水作还原剂时，则由水还原的水作还原剂时，则由水还原的BrF3的物质的量为多少？的物质的量为多少？七、氧化还原反应配平七、氧化还原反应配平1.配平总原则：反应中化合价升降总数相等及反配平总原则：反应中化合价升降总数相等及反应前后原子种类及个数相等。应前后原子种类及个数相等。2.配平一般步骤：标好价，算变化，总相等，配配平一般步骤：标好价，算变化，总相等，配 其它。其它。3.配平策略：先用观察法，不行再用氧化还原法，配平策略：先用观察法，不行再用氧化还原法， 同时注意观察。同时注意观察。如如: K2MnF6 SbF5= KSbF6 MnF3 F2 （1）全变从左边配：）全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平的，一般从左边反应物着手配平 。Pt + HNO3+ HCl H2PtCl6 + NO + H2O (2)自变从右边配自变从右边配:自身氧化自身氧化还原反应（包括分解、歧化）还原反应（包括分解、歧化）（部分氧化还原）（部分氧化还原）一般从右边着手配平一般从右边着手配平例如：例如：Cl2 + KOH KCl + KClO3 + H2O (NH4)2PtCl6 Pt + NH4Cl + HCl + N2 Cu(NO3)2CuO + NO2 + O2 4. 配平基本技能配平基本技能：(3).归中从左边配归中从左边配:归中反应（反歧化，化合型氧化归中反应（反歧化，化合型氧化还原反应）一般从左边着手配平还原反应）一般从左边着手配平 . KI + KIO3 + H2SO4I2 + K2SO4 + H2O (4).根据计算来写方程式并配平：根据计算来写方程式并配平：例：在热的稀硫酸溶液中溶解了例：在热的稀硫酸溶液中溶解了11.4g FeSO4。当加入当加入50mL 0.5mol/L KNO3溶液后，使其中溶液后，使其中Fe2+的全部转化成的全部转化成Fe3+，KNO3也反应完全，并也反应完全，并有氮氧化物气体逸出。（有氮氧化物气体逸出。（1）写出并配平该化学方）写出并配平该化学方程式（程式（2）反应中氧化剂为）反应中氧化剂为 （3）用短线）用短线和箭头标出电子转移的方向和总数（和箭头标出电子转移的方向和总数（4）产生）产生2.24升气体时，反应转移升气体时，反应转移_mol电子。电子。3Fe2+NO3+4H+=3Fe3+NO+2H2O 最后不要忘了检查是否配注意！ 平了(包括原子数，化合 价升降数，电荷数)。l1、下列说法中，正确的是（下列说法中，正确的是（ ）l A A、氧化剂具有氧化性、氧化剂具有氧化性 l B B、氧化剂发生氧化反应、氧化剂发生氧化反应l C C、氧化剂发生反应后生成氧化产物、氧化剂发生反应后生成氧化产物 l D D、氧化还原反应的任何一种反应物不、氧化还原反应的任何一种反应物不 是氧化剂就必定是还原剂是氧化剂就必定是还原剂课前热身课前热身l2 2、盐酸与氯气均可以和铁反应，从产物、盐酸与氯气均可以和铁反应，从产物中比较可得出氯气比盐酸强的性质是中比较可得出氯气比盐酸强的性质是（ ）l A A、氧化性、氧化性 B B、还原性、还原性 l C C、酸性、酸性 D D、金属性、金属性l3、下列说法中完全正确的是（下列说法中完全正确的是（ ）l A A、失电子难的原子，其获得电子的能力、失电子难的原子，其获得电子的能力一定强一定强l B B、在反应中，金属单质只表现还原性，、在反应中，金属单质只表现还原性，非金属单质只表现氧化性非金属单质只表现氧化性l C C、L L层比层比M M层多一个电子的元素，其单质层多一个电子的元素，其单质一定具有较强的氧化性一定具有较强的氧化性l D D、有单质参加的化学反应不一定都是氧、有单质参加的化学反应不一定都是氧化还原反应化还原反应4、下列叙述中，正确的是（下列叙述中，正确的是（ ） A A、含金属元素的离子不一定是阳离子、含金属元素的离子不一定是阳离子 B B、在氧化、在氧化还原反应中，非金属单质一定还原反应中，非金属单质一定是氧化剂是氧化剂 C C、某元素从化合态变化游离态时，该元素、某元素从化合态变化游离态时，该元素一定被还原一定被还原 D D、金属阳离子被还原一定得到金属单质、金属阳离子被还原一定得到金属单质A A CD A
