高考化学 第7讲 氧化还原反应的概念
- 格式:doc
- 大小:119.48 KB
- 文档页数:4
氧化还原反应概念和规律目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器。
在催化器中,汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下反应,生成CO2和N2。
问题1:汽车尾气中的CO来源于石油的燃烧,那尾气中的NO是如何产生的呢?是否也来自石油的燃烧呢?产生NO的反应是氧化还原反应吗?(素养角度——宏观辨识与微观探析)提示:石油的主要成分是烃,只含C、H两种元素,燃烧时不能产生NO。
在汽车发动机的气缸中,空气中的N2和O2在火花塞放电的情况下化合生成NO,对应的方程式为N2+O22NO,该反应存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应。
问题2:写出在催化器中汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下反应生成CO2和N2的化学方程式,并指出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物;该反应对减少汽车尾气污染有何作用?(素养角度——变化观念与平衡思想、科学态度与社会责任)提示:2CO+2NO2CO2+N2,NO为氧化剂,CO为还原剂,CO2为氧化产物,N2为还原产物;该反应将大气污染物CO和NO转化为无污染的N2和CO2,有利于环境保护。
(双选)工业上从海水中提取溴单质时,可用纯碱溶液吸收空气吹出的溴,发生反应:(Ⅰ)3Br2+3Na2CO35NaBr+NaBrO3+3CO2;(Ⅱ)5NaBr+NaBrO3 +3H2SO43Na2SO4+3Br2+3H2O下列有关判断正确的是( )A.反应(Ⅰ)中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1B.溴元素由化合态转化成游离态时一定发生了还原反应C.反应(Ⅱ)中生成3 mol Br2时,必有5 mol电子转移D.氧化还原反应中化合价变化的元素一定是不同种元素【解析】选A、C。
反应(Ⅰ)3Br2+3Na2CO35NaBr+NaBrO3+3CO2中溴为氧化剂和还原剂,其中作氧化剂的溴为2.5 mol,作还原剂的溴为0.5 mol,故二者比例为5∶1,A项正确;溴元素由化合态转化成游离态时化合价可能降低也可能升高,可能发生氧化反应或还原反应,B项错误;反应(Ⅱ)5NaBr+NaBrO3 +3H2SO4 3Na2SO4+3Br2+3H2O中溴化钠中的溴从-1价升高到0价,溴酸钠中溴从+5价降低到0价,所以生成3 mol Br2时,必有5 mol电子转移,C项正确;在氧化还原反应中肯定有元素化合价变化,可能是一种元素也可能是不同的元素,D项错误。
高考化学氧化还原反应知识高考化学氧化还原反应知识氧化还原反应是化学反应中最基本的类型之一,包括氧化、还原、氧化还原反应等。
在高考化学中,氧化还原反应是非常重要的知识点,它涉及到了很多基础理论和实际应用,具有非常重要的指导意义。
下面我们就来详细了解一下高考化学氧化还原反应知识。
一、氧化还原反应的基本概念及分类氧化还原反应是一种电子转移反应。
它是指在化学反应中,一个物种失去或得到电子,从而产生正电荷和负电荷的化学变化。
在氧化还原反应中,氧化是指物质失去电子,还原是指物质得到电子。
根据反应的特征,氧化还原反应可分为以下几类:(1)加氧反应:物质与氧气反应,物质的氧化状态增加。
(2)脱氧反应:物质与还原剂反应,物质的氧化状态减少。
(3)还原反应:还原剂与氧化剂反应,还原剂被氧化剂氧化,自身被还原。
(4)氧化反应:氧化剂与还原剂反应,氧化剂被还原剂还原,自身被氧化。
二、氧化还原反应的基本原理氧化还原反应基本原理是电子转移,即电子从一个物质转移到另一个物质。
在氧化还原反应中,还原剂能够给予电子,而氧化剂能够接受电子,反映了物质电子的转移过程。
这个转移过程实际上反映了反应过程中能量和物质的转化。
氧化还原反应中,一般情况下,氧化剂能够得到电子,从而将自身还原,而还原剂失去电子,从而将自身氧化。
这种电子转移过程,可以通过配位化学、红外光谱等方式进一步证实。
三、氧化还原反应的应用氧化还原反应在实际应用中具有广泛的应用。
在生产过程中,氧化还原反应被广泛用于物质的合成、催化、分离、提纯等方面。
例如,氧化剂可以用于合成某些酸、碱、氧化物等物质,还原剂可以用于某些金属的提纯。
在生活中,氧化还原反应也经常用于除臭、净水、消毒等方面。
例如,用氯等氧化剂消毒、汲取井水可以用还原剂使铁水离子还原等等。
在高考中,氧化还原反应作为非常重要的一个知识点,涉及到了许多方面的知识,例如反应平衡、化学动力学和热力学等方面,需要我们掌握相应的知识点,才能从容应对考试。
考点一:氧化还原反应及相关概念氧化还原反应判断依据:反应前后有元素的化合价发生变化。
本质:电子转移(得失或偏移)。
相关概念概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
氧化性是指得电子的性质(或能力);还原性是指失电子的性质(或能力)。
氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。
如:Na -e -===Na-3e -===Al 3+,但根据金属活动性顺序可知,Na 比Al 活泼,更易失去电子,所以Na 的还原性比氧化还原反应电子转移的表示方法双线桥法:①标变价,②画箭头(反应物指向生成物),③算数目,④说变化。
用双线桥法标出MnO 2与浓盐酸加热反应的电子转移的方向和数目:。
第07讲 氧化还原反应的概念和规律01了解氧化还原反应的概念。
掌握氧化性、还原性强弱的比较及价态规律的应用。
重点·夯基易错归纳 (2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得”“失”字样。
用单线桥法标出铜和浓硝酸反应的电子转移的方向和数目:(浓)===Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O 。
归纳 。
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。
如:(2)常见的还原剂常见的还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。
如:金属氢化物(如NaH 等)、NaBH 4也是重要还原剂。
5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系分析下列四个化学反应:A .2Na +2H 2O===2NaOH +H 2↑B .2HClO =====光照2HCl +O 2↑C .4NH 3+5O 2=====催化剂△4NO +6H 2O1.在氧化还原反应中,非金属单质不一定是氧化剂( )2.某元素从游离态变为化合态,则该元素一定被还原( )3.有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应( )4.氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂( )5.氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原( )答案 1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.×元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性。
高考化学知识点:氧化还原反应五个基本概念高考化学知识点:氧化还原反应五个基本概念
高考化学知识点:氧化还原反应五个基本概念
下面以CO+CuO=Cu+CO2的反应为例,说明氧化还原反应的五个基本概念。
1.氧化还原反应:有电子转移(得失或偏移)的反应叫氧化还原反应。
氧化还原反应的实质是电子的转移,表现为化合价的变化,所以有化合价变化的反应一定是氧化还原反应。
2.氧化剂:发生还原反应(得电子,化合价降低)的物质是氧化剂;氧化剂具有氧化性(即能够把还原剂氧化),上述反应中的氧化剂是CuO。
3.还原剂:发生氧化反应(失电子,化合价升高)的物质是还原剂;还原剂具有还原性(即能够把氧化剂还原),上述反应中的还原剂是CO。
4.氧化产物:氧化产物是发生氧化反应后的产物,即化合价升高后的生成物,或还原剂转变成的生成物。
上述反应中的氧化产物是CO2。
5.还原产物:还原产物是发生还原反应后的产物,即化合价降低后的生成物,或氧化剂转变成的生成物,上述反应中的还原产物是Cu。
对概念的理解重点落脚在会应用这些概念,所以要明确氧化还原反应的实质和表现形式,特别是通过化学反应中元素化合价这一表现形式可以很简单地判断氧化还原反应、氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。
高考化学氧化还原知识点解析在高考化学中,氧化还原反应是一个极其重要的知识点,它贯穿于化学学习的多个方面,对于理解化学反应的本质和规律具有关键意义。
接下来,咱们就一起来深入解析一下这部分内容。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的特征是元素化合价的升降。
化合价升高的物质被氧化,发生氧化反应;化合价降低的物质被还原,发生还原反应。
而氧化还原反应的本质是电子的转移,包括电子的得失和电子对的偏移。
氧化剂是在反应中得到电子(或电子对偏向)的物质,具有氧化性,在反应中使其他物质被氧化,自身被还原,对应的产物是还原产物。
还原剂则是在反应中失去电子(或电子对偏离)的物质,具有还原性,在反应中使其他物质被还原,自身被氧化,对应的产物是氧化产物。
例如,在反应 2H₂+ O₂= 2H₂O 中,氢气(H₂)中的氢元素化合价从 0 价升高到+1 价,氢气被氧化,是还原剂,发生氧化反应,生成的水(H₂O)是氧化产物;氧气(O₂)中的氧元素化合价从 0 价降低到-2 价,氧气被还原,是氧化剂,发生还原反应,生成的水(H₂O)是还原产物。
二、氧化还原反应的表示方法1、双线桥法用双线桥法表示氧化还原反应时,要分别从反应物中化合价发生变化的元素指向对应的生成物中的同一种元素,桥上标明“得到”或“失去”电子的总数以及化合价的升降情况。
以 2KClO₃= 2KCl + 3O₂↑为例,从氯酸钾(KClO₃)中氯元素指向氯化钾(KCl)中的氯元素,桥上标明“得到6e⁻,化合价降低6”;从氯酸钾(KClO₃)中氧元素指向氧气(O₂)中的氧元素,桥上标明“失去 12e⁻,化合价升高12”。
2、单线桥法单线桥法是从还原剂中化合价升高的元素指向氧化剂中化合价降低的元素,桥上标明转移电子的总数。
比如在反应 Fe + 2HCl = FeCl₂+ H₂↑中,从铁(Fe)指向盐酸(HCl)中的氢元素,桥上标明“2e⁻”。
三、常见的氧化剂和还原剂1、常见的氧化剂(1)活泼的非金属单质,如氧气(O₂)、氯气(Cl₂)等。
氧化还原反应的基本概念和规律【核心素养分析】证据推理与模型认知:建立氧化还原反应的观点,掌握氧化还原反应的规律,结合常见的氧化还原反应理解有关规律;通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质,建立氧化还原反应计算和配平的思维模型。
科学探究与创新意识:认识科学探究是进行科学解释和发现。
创造和应用的科学实践活动;能从氧化还原反应的角度,设计探究方案,进行实验探究,加深对物质氧化性、还原性的理解。
【重点知识梳理】知识点一 氧化还原反应的相关概念 一、氧化还原反应1.氧化还原反应的本质和特征2.氧化还原反应的相关概念及其关系例如,反应MnO 2+4HCl(浓)=====△MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 中,氧化剂是MnO 2,还原剂是HCl ,氧化产物是Cl 2。
生成1 mol Cl 2时转移电子数目为2N A ,被氧化的HCl 的物质的量是2_mol ,盐酸表现的性质是酸性和还原性。
【特别提醒】元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原。
如:Cu 2+→Cu 时,铜元素被还原,Cl -→Cl 2时,氯元素被氧化。
3.氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)双线桥法①表示方法写出Cu与稀硝酸反应的化学方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目:。
②注意事项a.箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子,且需注明“得到”或“失去”。
b.箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化。
c.失去电子的总数等于得到电子的总数。
(2)单线桥法①表示方法写出Cu与稀硝酸反应的化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目:。
②注意事项a.箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。
b.不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数。
c.线桥只出现在反应物中。
4.一些特殊物质中元素的化合价5.氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系(1)有单质参与的化合反应是氧化还原反应。
(2)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
目夺市安危阳光实验学校第三节氧化还原反应1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。
2.了解常见的氧化还原反应。
会判断有关概念。
(中频)3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
(高频)氧化还原反应1.氧化还原反应有关概念和本质2.氧化还原反应与其他反应间的关系(1)与四种基本类型的关系(2)与电极反应的关系:①原电池:负极—氧化反应,正极—还原反应;②电解池:阳极—氧化反应,阴极—还原反应。
常见的氧化剂、还原剂及其产物1.常见氧化剂(1)某些活泼的非金属单质:如Cl2,一般被还原为Cl-。
(2)元素处于高价态的物质:如浓硫酸,一般被还原为SO2。
(3)过氧化物:如H2O2,一般被还原为H2O。
2.常见还原剂(1)活泼的金属单质:如Zn,一般被氧化为Zn2+。
(2)某些活泼的非金属单质:如H2,一般被氧化为H2O。
(3)元素处于低价态的物质:如CO,一般被氧化为CO2。
3.电子转移的表示方法(1)单线桥法用单线箭头从被氧化(失电子,化合价升高)的元素指向被还原(得电子,化合价降低)的元素,标明电子数目,不需注明得失。
如MnO2与浓盐酸反应中电子转移的方向和数目可表示为:(2)双线桥法用双线箭头按被氧化和被还原的元素分别从反应物指向生成物(同种元素),并注明得失及电子数目。
如Cl2和NaOH反应中电子转移的方向和数目可表示为:1.易误诊断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应( )(2)氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原( )(3)某元素从游离态变为化合态,该元素可能被氧化也可能被还原( )(4)非金属阴离子只具有还原性,金属阳离子只具有氧化性( )(5)金属原子失电子越多,还原性越强( )(6)浓H2SO4具有强氧化性,SO2具有还原性,故浓H2SO4不能干燥SO2( )【答案】(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×2.反应4HCl(浓)+MnO2=====△MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化剂是________,氧化产物是________,生成1 mol Cl2时转移电子的物质的量为________,被氧化的HCl的物质的量是________。
第7讲氧化还原反应的概念
(建议2课时完成)
[考试目标]
1.氧化还原反应的本质及特征。
2.了解常见的氧化还原反应,知道常见的氧化剂和还原剂。
3.了解氧化还原反应的一般规律。
[要点精析]
一、氧化还原反应的本质及特征
1.氧化还原反应的定义
在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。
在氧化还原反应中,反应物所含元素化合价升高的反应称为氧化反应;反应物所含元素化合价降低的反应称为还原反应。
氧化反应和还原反应对立统一于一个氧化还原反应之中。
2.氧化还原反应的实质
元素化合价的变化是电子转移的外观表现,电子转移是氧化还原反应的实质。
3. 氧化还原反应的特征(判断依据)
反应前后某些元素的化合价发生了变化。
例1.氯化碘(ICl)的性质类似卤素,有很强的化学活动性。
ICl跟Zn、H2O的反应如下:
①2ICl+2Zn=ZnCl2+ZnI2②ICl+H2O=HCl+HIO下列叙述中正确的是()
A.反应①不是氧化还原反应
B.反应②不是氧化还原反应
C.二者都是氧化还原反应
D.在反应①中,Zn发生的是氧化反应
解析:结合题目所给信息,ICl与卤素单质最大的区别是:ICl属于化合物,共用电子对偏向于氯而呈-1价。
根据化合价变化判断是否属于氧化还原反应不难看出反应②中所有元素的化合价均没有发生变化,不属于氧化还原反应。
同时,需要指出的是,反应①中锌元素的化合价反应后升高了,发生了氧化反应,而碘元素的化合价从+1价降低到-1价,发生了还原反应。
答案:BD
二、氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂的相关概念
氧化剂:得到电子(所含某元素化合价降低)的反应物;还原剂:失去电子(所含某元素化合价升高)的反应物。
氧化反应:失去电子(或元素化合价升高)的反应;还原反应:得到电子(或元素化合价降低)的反应。
氧化性:物质得到电子的能力或性质;还原性:物质失去电子的能力或性质。
氧化产物:氧化产物是发生氧化反应的物质的生成物;还原产物:还原产物是发生还原反应的物质的生成物。
说明:①氧化剂和还原剂均是指反应物,是一种化学物质,而不是指某一种元素;②氧化剂具有氧化性,氧化剂本身被还原,即发生还原反应,转化为还原产物;还原剂具有还原性,还原剂本身被氧化,即发生氧化反应,转化为氧化产物(图示如下):
例2.在3Cu + 8HNO3(稀)= 3Cu(NO3) 2 + 2NO↑+ 4H2O的反应中,还原剂是__________,氧化剂是__________,还原产物是__________,氧化产物是__________,4molHNO3参加反应,其中被还原的是______mol。
解析:在8摩尔参加反应的硝酸中,所含N元素化合价降低的硝酸只有2摩尔,其余6摩尔的硝酸与铜成盐。
所以硝酸在此反应中既表现了氧化性,又表现了酸性。
提醒考生在做计算题时更应注意题目要求:对于只有一部分发生氧化(或还原)反应的反应物重点看反应前后化合价发生变化的占多少。
答案:Cu,HNO3,NO,Cu(NO3) 2,1。
2.常见的氧化剂和还原剂
(1)重要的氧化剂:
①活泼非金属单质:F2、 Cl2、 Br2、I2、 O2、O3
②高价氧化物:MnO2、PbO2、 Bi2O5、 CO2(高温)
③高价态酸:HNO3、HClO3、HClO4、浓H2SO4
④高价态盐:KNO3(H+)、 KMnO4(酸性、中性、碱性)、 KClO3、FeCl3、K2Cr2O7(酸性、中性、碱性)
⑤过氧化物:H2O2、Na2O2、 CaO2、 BaO2、 K2O2
⑥其它:HClO、NaClO、漂白粉、NO2、KO2
⑦弱氧化剂:能电离出H+的物质、银氨溶液、新制的Cu(OH)2
(2)重要的还原剂:
①金属单质:IA、IIA、金属活动性顺序表靠前的金属
②非金属单质:H2、C、Si
③变价元素中元素低价态氧化物:SO2、CO
④变价元素中元素低价态的酸、阴离子:H2S、 S2—、HS—、HBr、Br—、HI、I—、浓HCl、
Cl-、H2SO3、HSO3-
⑤变价元素中元素低价态时的盐、碱:Na2SO3、Na2S、FeSO4、Na2S2O3、Fe(OH)2
⑥其它:S、Sn2+、NH3
3. 氧化还原反应
氧化还原反应与四种基本类型反应之间的关系
化合反应:有单质参加的是氧化还原反应。
分解反应:有单质生成的是氧化还原反应。
置换反应:全部是氧化还原反应。
复分解反应:都是非氧化还原反应。
(如图)
氧化还原反应的基本类型:
(1)自身氧化还原反应:同一种物质的分子内,同种
元素(不同价态)或不同种元素的原子(离子)之间发生电子转移的氧化还原反应。
说明:自身氧化还原反应中氧化剂和还原剂必须是同一种物质。
(2)歧化反应: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。
如:
—1 0 +5 -1 0 +5 C12+2NaOH=2NaCl+NaCl0+H 20
3N02+H 20=2HN03+NO
说明:①歧化反应是自身氧化还原反应的特例;②歧化反应的特点:某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低价态转化。
(3)归中反应:同种元素由不同价态(高价态和低价态)转变为中间价态的氧化还原反应。
如: 6HCl+KCl03=KCl+3C12↑+3H 20
2FeCl 3+Fe =3FeCl 2
2H 2S+S02=3S+2H 20
(4)部分氧化还原反应:不同物质之间,部分被氧化或部分被还原的氧化还原反应。
Mn02+4HCl(浓)=MnCl 2+2H 20+C12↑
4. 电子转移的表示方法
(1)单线桥法。
从被氧化(失电子,化合价升高)的元素指向被还原(得电子,化合价降低)的元素,标明电子数目,不需注明得失。
例:
MnO 2 + 4HCl (浓)MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O
(2)双线桥法。
得失电子分开注明,从反应物指向生成物(同种元素)注明得失及电子数。
例:
MnO 2+4HCl (浓)
MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O
说明:注意两类特殊的化学反应。
①歧化反应,同种元素同价态在反应中部分原子化合价升
高,部分原子化合价降低。
例:
3Cl 2+6KOH KClO 3+5KCl+3H 2O
②归中反应。
不同价态的同种元素的原子在反应中趋于中间价态,解此类题最好将该元素的
不同价态用数轴标出,变化的区域只靠拢,不重叠。
例:
KClO 3+6HCl 3Cl 2+ 6KCl ↑ +3H 2O Cl Cl Cl
若理解为右图则错了。
Cl Cl Cl
三、氧化还原反应的一般规律
1. 性质强弱的规律
得2e -— 2e -
失2e -— 失5e 得5×e 得5e - —
—
产物;还原性强弱顺序是:还原剂>还原产物。
例3.根据反应式:(1)2Fe3++2I-=2Fe2++I2,(2)Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+,可判断出离子的还原性从强到弱的顺序是()。
A.Br-、Fe2+、I-B.I-、Fe2+、Br-
C.Br-、I-、Fe2+D.Fe2+、I-、Br-
解析:反应(1)中还原剂是I-,还原产物是Fe2+,故还原性I->Fe2+;反应(2)中还原剂是Fe2+,还原产物是Br-,故还原性Fe2+>Br-。
综合起来可知还原性I->Fe2+>Br-。
答案:B
2.守恒规律
化合价有升必有降,电子有得必有失.对于一个完整的氧化还原反应,化合价升高总数与降低总数相等,失电子总数(或共用电子对偏离)与得电子总数(或共用电子对偏向)相等。
3.价态表现性质的规律
元素处于最高价,只有氧化性;元素处于最低价,只有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,但主要呈现一种性质;物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。
简单表述为“高价氧化低价还,中间价态两头转”。
例4.在下列物质中,既具有氧化性又具有还原性的是( )。
A.铁B.硫C.铁和硫 D.氧和铁
答案:B。
4.转化规律
氧化还原反应中,以元素相邻价态间的转化最容易;同种元素不同价态之间的氧化反应,化合价的变化遵循“只靠拢,不交叉”(即价态归中);同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。
即是:歧化律——处于中间价态的元素同时升降;归中律——同种元素不同价态反应时,化合价向中间靠拢,且一般符合邻位转化和互不换位规律。
例如:
5. 反应先后的一般规律
在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种还原剂时,若加入氧剂,则它首先与溶液中还原性最强的还原剂作用;同理,同时含有几种氧化剂时,若加入还原剂,则它首先与溶液中氧化性最强的氧化剂作用。
说明:越易失电子的物质,失后就越难得电子;越易得电子的物质,得后就越难失电子。