氧化反应

第四章氧化反应小结第四章氧化反应概述一、氧化反应二、氧化反应类型化学氧化反应、催化氧化反应和生物氧化反应。

第一节烃基的氧化反应一、苄位烃基的氧化1．生成醛a、三氧化铬—醋酐氧化苄位甲基成醛基。

甲基先被转化成醛的二醋酸酯再水解得醛。

b、氯化铬酰C r02C12(E t a r d反应)c、硝酸铈铵(Ce(NH4)2(NO3)6，CAN)反应在酸性介质中进行。

可得苯甲醛。

在正常条件下，多甲基芳烃仅一个甲基被氧化。

2．形成羧酸、酮常用的氧化剂有：KMnO4，Na2Cr2O7，Cr2O3和稀硝酸等。

在碱或钴盐存在下，空气氧化可使苄位甲基氧化成羧基。

硝酸铈铵作氧化剂，苄位亚甲基被氧化可形成相应的酮。

二、羰基α位活性烃基的氧化1．形成α—羟酮四醋酸铅或醋酸汞：羰基α位的活性烃基可氧化成α羟酮然后水解成α—羟酮。

羰基α位活性甲基、亚甲基和次甲基均可发生类似反应。

当这些活性烃基共存于同一分子时，产物将是混合物，若在反应中加入三氟化硼，对甲基的乙酰氧基化有利。

2．形成1，2—二羰基化合物SeO2它主要用于活性亚甲基或甲基成相应的羰基化合物。

位于共轭体系中的活性亚甲基，也可被二氧化硒氧化成相应的羰基化合物。

三、烯丙位烃基的氧化1、二氧化硒某些烯丙位的碳-氢键，可被二氧化硒氧化成相应的醇类化合物。

反应需在醋酸溶液中进行，产物以醋酸酯形式分离，然后再水解得到醇。

当被氧化物分子中有多个烯丙位存在时，（1）双键碳原子所连取代基多的烯丙位优先发生氧化；（2）活性次序为：（3）环内双键的氧化反应，发生在双键碳原子较多的取代基且位于环内的烯丙位上。

（4）若双键位于末端，则氧化的同时，双键可发生位移。

2、用CrO3—吡啶复合体(Collins试剂)氧化Collins试剂是CrO3·2Py的结晶在二氯甲烷中的溶液。

它是一个对双键、硫醚等不作用的选择性氧化剂。

有时氧化的同时发生烯丙双键移位。

CrO3的其它试剂，如铬酸叔丁醇酯，三氧化铬本身等都可用于烯丙位氧化，但后者常伴有双键断裂的副产物，故不适宜于合成。

46个氧化还原反应的方程式1、氢气还原氧化铜：H₂＋ CuO ＝＝△＝＝ Cu ＋ H₂O在这个反应中，氢气（H₂）失去电子被氧化，氧化铜（CuO）得到电子被还原。

2、木炭还原氧化铜：C ＋ 2CuO ＝＝高温=＝ 2Cu ＋ CO₂↑碳（C）从 0 价升高到＋4 价，被氧化；氧化铜中的铜元素从＋2 价降低到 0 价，被还原。

3、一氧化碳还原氧化铜：CO ＋ CuO ＝＝△＝＝ Cu ＋ CO₂一氧化碳（CO）中的碳元素从＋2 价升高到＋4 价，被氧化；氧化铜中的铜元素从＋2 价降低到 0 价，被还原。

4、一氧化碳还原氧化铁：3CO ＋ Fe₂O₃＝＝高温=＝ 2Fe ＋3CO₂一氧化碳被氧化为二氧化碳，氧化铁中的铁元素被还原为单质铁。

5、锌与稀硫酸反应：Zn ＋ H₂SO₄＝＝ ZnSO₄＋ H₂↑锌（Zn）从 0 价升高到＋2 价，被氧化；氢离子（H⁺）得到电子被还原为氢气。

6、铁与硫酸铜反应：Fe ＋ CuSO₄＝＝ FeSO₄＋ Cu铁（Fe）从 0 价升高到＋2 价，被氧化；铜离子（Cu²⁺）得到电子被还原为铜单质。

7、铜与硝酸银反应：Cu ＋ 2AgNO₃＝＝ Cu(NO₃)₂＋ 2Ag铜（Cu）从 0 价升高到＋2 价，被氧化；银离子（Ag⁺）得到电子被还原为银单质。

8、甲烷在氧气中燃烧：CH₄＋ 2O₂＝＝点燃=＝ CO₂＋ 2H₂O甲烷（CH₄）中的碳元素从－4 价升高到＋4 价，被氧化；氧气（O₂）得到电子被还原。

9、乙醇在氧气中燃烧：C₂H₅OH ＋ 3O₂＝＝点燃=＝ 2CO₂＋3H₂O乙醇中的碳元素化合价发生变化，被氧化；氧气得到电子被还原。

10、葡萄糖在体内氧化：C₆H₁₂O₆＋ 6O₂＝＝酶=＝ 6CO₂＋6H₂O葡萄糖中的碳元素被氧化，氧气被还原。

11、铝与氧气反应：4Al ＋ 3O₂＝＝ 2Al₂O₃铝（Al）从 0 价升高到＋3 价，被氧化；氧气得到电子被还原。

有机物发生氧化反应的条件
有机物氧化反应是指有机物在酸性、碱性、高温、光照以及特定催化剂的作用下所产生的化学反应，它与其他化学反应相比有自己独特的特点。

有机物发生氧化反应的条件有：
1、酸性条件下：当有机物的原子在碱性环境中，某些原子的氧化态增加，一部分反应物也会正氧化，才能发生有机物的氧化反应。

2、碱性条件下：有机物的氧化反应一般在碱性条件下发生，可碱性环境中，某些原子的氧化态减少，一部分反应物也会反氧化，形成碱氧化反应。

3、高温条件下：在高温环境中，原子的活化能可以很大程度地增加，这样反应物可以更轻易地识别到彼此的键，从而可以促进氧化反应的发生。

4、光照条件下：光产生的电子的移动可以影响到有机物的氧化性能，从而引起有机物的氧化反应。

5、特定催化剂下：催化剂可以降低反应物发生反应所需要消耗的能量，使反应更有效率地发生，当然，有机物的氧化反应也同样需要特定的催化试剂。

有机物发生氧化反应，可以影响到许多核心领域，例如农业、药物制造以及能源，因此，在实际应用中，有机物氧化反应需要合理的条件来促进反应的发生。

氧化反应的意义
氧化反应在化学和生物领域都具有重要意义，它涉及到物质与氧之间的化学反应，导致氧化的过程。

以下是对氧化反应意义的深入探讨：
首先，氧化反应在能量转化中起到关键作用。

例如，植物通过光合作用将光能转化为化学能，这一过程涉及到氧气（作为副产品）的释放，因此植物的叶绿素会与水发生氧化反应。

同样地，在细胞呼吸过程中，有机物经过一系列的氧化反应，释放出能量供细胞使用。

这些都是自然界中重要的能量转化过程。

其次，氧化反应有助于维持生物体的正常生理功能。

例如，人体需要氧气来维持生命活动，氧气在细胞内经过一系列的氧化反应，为身体提供所需的能量。

当人体缺氧时，细胞无法进行正常的氧化反应，导致能量供应不足，影响生理功能。

此外，氧化反应在物质循环中起到关键作用。

例如，在土壤中，某些微生物可以将大气中的二氧化碳通过氧化反应转化为有机物，这一过程对于碳循环和生态系统的平衡至关重要。

同样地，在工业生产中，许多化学反应也是通过氧化反应来实现的，如氧化铝生产、染料生产等。

值得注意的是，过度氧化会对生物体造成损害。

例如，当自由基（具有不成对电子的原子或分子）过多时，它们会攻击细胞膜、DNA等重要分子，导致细胞死亡或基因突变。

因此，生物体内存在抗氧化系统，通过一系列的酶促反应来消除过度的自由基，从而防止氧化损伤。

综上所述，氧化反应在自然界和生物体内发挥着至关重要的作用。

它不仅是能量转化的关键过程，还是维持生物体正常生理功能和物质循环的重要因素。

然而，过度氧化会对生物体造成损害，因此生物体需要保持氧化与抗氧化之间的平衡。

有两种氧化物生成的反应
氧化反应是化学反应中非常常见的一种类型，其实质就是物质与氧气发生反应，产生氧化物的过程。

在这个过程中，原子或者离子失去电子，而氧气则接受电子。

氧化反应的产物是氧化物，而这些氧化物可以分为两种类型：酸性氧化物和碱性氧化物。

本文将介绍两种氧化物的生成反应。

一、酸性氧化物的生成反应
酸性氧化物是指能够与水反应生成酸的氧化物。

例如，二氧化硫（SO2）和氧气（O2）在适当的条件下可以反应生成三氧化硫（SO3）。

这个过程可以用如下化学方程式表示：
2SO2 + O2 → 2SO3
这个反应是在高温和高压条件下进行的，而且需要催化剂的存在。

SO3是一种酸性氧化物，它与水反应生成硫酸（H2SO4），如下所示： SO3 + H2O → H2SO4
硫酸是一种强酸，因此SO3也被称为酸性氧化物。

二、碱性氧化物的生成反应
碱性氧化物是指能够与水反应生成碱的氧化物。

例如，钙（Ca）和氧气（O2）可以反应生成二氧化钙（CaO）。

这个过程可以用如下化学方程式表示：
2Ca + O2 → 2CaO
CaO是一种碱性氧化物，它与水反应生成氢氧化钙（Ca(OH)2），如下所示：
CaO + H2O → Ca(OH)2
氢氧化钙是一种碱，因此CaO也被称为碱性氧化物。

结论
氧化反应是化学反应中常见的类型之一，其产物可以分为酸性氧化物和碱性氧化物两种类型。

酸性氧化物是指能够与水反应生成酸的氧化物，而碱性氧化物是指能够与水反应生成碱的氧化物。

这些氧化物在工业生产和生活中都有广泛的应用。

第7章氧化反应氧化反应是自然界普遍存在的一类重要反应。

在有机合成中，多数有机化学家认为氧化反应应包括下列几个方面：①氧化底物的加成，如乙烯转化为环氧乙烷的反应；②脱氢，如乙醇氧化为乙醛的反应；③从分子中除去一个电子，如酚氧负离子转化为酚氧自由基的反应。

本章按被氧化物的类型分为醇烃基和酚烃基的氧化反应、酮的氧化反应等来进行讨论。

值得一提的是，在讨论氧化反应时，选择性氧化反应是非常受关注的课题。

7﹒1 醇烃基和酚烃基的氧化反应7﹒1﹒1醇烃基的氧化反应醇烃基的氧化反应方法较多，这里只介绍一些具有选择性的或比较实用的方法。

1﹒氧化剂直接氧化法1）三氧化铬-吡啶络合物氧化法[1～3]铬酸在有机化合物中最重要的用途之一是将反应物结构不太复杂的仲醇氧化成酮的反应，这一反应通常是由醇和酸性铬酸水溶液在乙酸或非均相混合物中进行，所得产物产率一般良好。

但是，当醇分子中含有对酸敏感的官能团时，使用该方法就会导致氧化失败。

三氧化铬-吡啶络合物对伯醇和仲醇氧化可以很好的产率转化羰基化合物，而对酸敏感的基团如烯键、硫醚键等则不受影响。

例如，用这种方法，1—庚醇以80％的产率生成庚醛，肉桂醇以81％的产率生成肉桂醛，3,5—二甲基—5,7葵二烯醛可由相应饿醇以70％的产率制得。

多烃基化合物有时候可以通过缩醛的方法来保护其他烃基，从而只使其中一个烃基发生选择性氧化，可以得到同样好的结果。

例如:将该法应用于甾醇类化合物中，也取得了很好的结果。

例如：将三氧化铬加到吡啶中就可以的得到三氧化铬—吡啶化合物，它是一种温和的试剂，但容易吸湿，反应式如下：要特别注意，如果将吡啶加到三氧化铬上就会着火。

用氯铬酸吡啶盐 C 5H 5N +H·CrO 3Cl -(Coery 氧化法)[4]能广泛地用于各种醇的氧化，生成羰基化合物，但该法不适用于对酸敏感的化合物。

2）二氧化锰氧化法二氧化锰是一种能将伯醇和仲醇氧化成羰基化合物的常用的温和试剂，它特别适合于烯丙醇和苄醇烃基的氧化，反应在室温下，中性溶剂（水、苯、石油醚、氯仿）中即可进行。

一、知识点名称——氧化反应的判定二、知识点详解初中阶段涉及的氧化反应均为物质与氧气发生化学反应。

常见的物质在空气或氧气中燃烧，即为物质与氧气发生剧烈氧化反应，并伴随发光放热现象。

初中阶段氧化反应的判定依据主要是反应物中有没有氧气。

有些氧化反应只有一种产物，这种氧化反应同时也属于化合反应；有些氧化反应有多种产物，不符合化合反应多种物质反应生成另一种物质（即“多变一”）的特征，就不属于化合反应。

三、强化训练【典型例题】1. 下列反应中是氧化反应，但不是化合反应的是（）A．汞+氧气→氧化汞B．铜+氧气+水+二氧化碳→碱式碳酸铜C．酒精+氧气→水+二氧化碳D．水→氢气+氧气【答案】 C【解析】本题考察反应类型概念的辨析。

化合反应是指由两种或两种以上物质反应生成另外一种物质的反应；物质与氧发生的反应属于氧化反应，利用概念分析即可。

从反应物和反应产物的数量看，A、B 选项均为由两种或两种以上的物质生成另一种物质，即“多变一”，符合化合反应的定义。

C、D 选项的产物均超过一种，故不属于化合反应，而 D 选项中氧气是生成物的一种，故不属于氧化反应。

故选C。

【解题方法点拨】本题主要考查如何根据反应表达式正确判断反应属于哪种类型，掌握反应的定义和特点即可正确判断。

【变式训练】1.下列叙述中正确的是（）A．氧化反应一定是化合反应B．凡是两种或两种以上物质发生的反应就属于化合反应C．氧化反应过程中需要吸收热量D．镁条在空气中燃烧既属于氧化反应，又属于化合反应【答案】 D【解析】A．氧化反应的产物可能超过一种，如甲烷与氧气反应生成水和二氧化碳，不符合化合反应的定义，故氧化反应不一定是化合反应，选项 A 错误；B．两种或两种以上物质发生的反应不一定属于化合反应，还要看生成物是否只有一种，故选项 B 错误；C．燃烧作为氧化反应的一种，会释放热量，因此 C 选项错误；D．镁条在空气中燃烧生成氧化镁，是物质与氧气发生的反应，属于氧化反应；同时也符合“多变一”的特征，属于化合反应；既属于氧化反应，又属于化合反应，故选项 D 正确。

一、概述1. 氧化反应的分类(1)按反应类型分类从作用物与氧的反应形式来分类,氧化反应主要有以下九类:①氧原子直接引入作用物的分子内。

例如②作用物分子只脱去氢,氢被氧化为水(称作氧化脱氢)例如Ｃ２Ｈ６＋１/２Ｏ２→Ｃ２Ｈ４＋Ｈ２ＯＣＨ３ＣＨＯＨＣＨ３＋１/２Ｏ２→ＣＨ３ＣＯＣ３＋Ｈ２Ｏ③作用物分子脱氢(氢被氧化为水)并同时添加氧。

例如④两个作用物分子共同失去氢,氢被氧化为水(称作氧化偶联)例如⑤碳-碳键部分氧化,作用物分子脱氢和碳键的断裂同时发生(称作部分降解氧化)。

例如⑥碳-碳键完全氧化(称作完全降解氧化)。

例如⑦间接氧化例如⑧氮-氢键的氧化例如⑨硫化物的脱氢或氧化例如(2)按反应相态分类在工业上氧化反应按相态来区分,可分为气-液相氧化(习惯上称为液相氧化)和气-固相氧化(固相为催化剂,气相为反应物及空气或纯氧)。

对相同的相态,其反应机理、设备型式、生产流程组织、反应系统的优化方法以及其他工程问题(如防爆、反应热能利用等)往往十分类似,对较深入地研究反应工程与工艺的内在联系也很有用处。

事实上,欲开发一个液相氧化或气-固相氧化工艺,开发初期往往采用了相同相态下其他氧化反应的成果和经验,这样做常能可收到事半功倍的效果。

2. 氧化反应的共同特点(1)氧化反应是一个强放热反应,尤其是完全氧化反应,释放出的热量比部分氧化反应要大8～10倍。

故在氧化过程中,应严格控制反应温度,及时移走反应热。

若释放出的反应热不及时移走,会使反应温度升高,反应速度加快,释放出比原先更多的热量,这又会进一步促使反应温度的上升。

这一恶性循环的结果,不仅会损害催化剂的活性和对反应的选择性,还会酿成爆炸事故。

表3-1-01列出了某些烃类与空气混合后的爆炸极限。

氧化反应的这一特点,在氧化反应器的设计上必须引起高度重视,除考虑足够的传热面积,以移走热量(如在外部加夹套、内部装冷却盘管等),设备上还必须开设防爆口,装上安全阀或防爆膜。

反应温度最好能自动控制,至少装上自动报警系统。

有机化学中的氧化反应名词解释
有机化学中的氧化反应是指有机物与氧气或氧化剂发生的化学反应，结果是有机物中的氧原子增加，或者氢原子减少，从而使有机物的氧化状态增大。

以下是几个与有机化学中的氧化反应相关的名词解释：
1.氧化剂（Oxidizing agent）：
o氧化剂是指在化学反应中能够接受电子，同时使其他物质发生氧化反应的化合物。

氧化剂本身被还原
为较低的氧化态。

o常见的有机化学氧化剂包括酸性高锰酸钾（KMnO4），过氧化氢（H2O2），过氧化苯甲酰（PhCOOOH）等。

2.还原剂（Reducing agent）：
o还原剂是指在化学反应中能够提供电子，从而使其他物质发生还原反应的化合物。

还原剂本身被氧化
为较高的氧化态。

o在氧化反应中，由于氧分子的加入，有机物被氧化，因此氧化反应中的氧化剂是还原剂。

3.氧化（Oxidation）：
o氧化是指有机物中的氧原子增加或氢原子减少的化学反应。

o在氧化反应中，氧化剂从反应前的较低氧化态被还原为较高氧化态。

4.还原（Reduction）：
o还原是指有机物中的氧原子减少或氢原子增加的化学反应。

o在氧化反应中，有机物从反应前的较低氧化状态被氧化剂氧化为较高氧化状态，同时氧化剂本身被还
原为较低氧化态。

氧化反应在有机化学中有着重要的地位，它们可以用于有机合成、分析和材料科学等领域。

了解氧化反应的基本概念和相关名词可以帮助理解有机化学反应的机理和应用。