1.3.1 氧化還原反應（講義）（解析版）

②還原反應：物質(zhì)所含元素化合價降低的反應叫做還原反應3、從電子轉(zhuǎn)移的角度認識氧化還原反應(1)化學反應的實質(zhì)：化學反應的實質(zhì)是原子之間的重新組合。從原子結(jié)構來看，原子核外的電子是分層排布的。原子核外電子的排布，特別是最外層的電子數(shù)目與化學反應有密切關系?；蟽r的升降與電子轉(zhuǎn)移密切相關。利用原子結(jié)構示意圖，從微觀角度進行分析Na與Cl2反應、H2與Cl2反應的本質(zhì)。NaCl的生成機理反應過程中相應變化關系圖氯化鈉的形成過程是通過得失電子形成的，當鈉與氯氣反應時，鈉原子失去最外層1個電子，成為具有穩(wěn)定結(jié)構的Na＋，氯原子最外層得到1個電子，成為具有穩(wěn)定結(jié)構的Cl－，這樣雙方最外層電子層都達到了8個電子的穩(wěn)定結(jié)構，鈉元素的化合價由0價升高為＋1價，被氧化，發(fā)生了氧化反應，氯元素的化合價由0價降低為－1價，被還原，發(fā)生了還原反應。HCl的生成機理反應過程中相應變化關系圖氫原子的最外電子層上有1個電子，可獲得1個電子而形成2個電子的穩(wěn)定結(jié)構，氯原子的最外層電子層上有7個電子，也可獲得1個電子而形成最外層8個電子的穩(wěn)定結(jié)構，氫氣和氯氣反應時，雙方各以最外層的1個電子組成一個共用電子對，這個電子對受兩個原子核的共同吸引，使雙方最外層都達到穩(wěn)定結(jié)構。由于氯原子對共用電子對的吸引力比氫原子稍強一些，因而共用電子對偏向于氯原子而偏離于氫原子，使氫元素的化合價從0價升高到+1價，被氧化，氯元素的化合價從0價降低到－1價，被還原。在這個反應中，沒有電子的得失，只是發(fā)生了共用電子對的偏移，氫氣發(fā)生了氧化反應，氯氣發(fā)生了還原反應歸納總結(jié)：氧化還原反應的重要特征與本質(zhì)氧化還原反應定義：有電子轉(zhuǎn)移（得失或偏移）的反應（微觀），其特征為有元素化合價升降（宏觀）?！菊n堂練習1】1、下列化學反應中，不屬于氧化還原反應的是()A．Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑B．2NO＋O2=2NO2C．CuO＋H2Cu＋H2OD．CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl【答案】D【解析】選項A中鎂元素的化合價由0價升高到＋2價，氫元素的化合價由＋1價降到0價；選項B中氮元素的化合價由＋2價升高到＋4價，氧元素的化合價由0價降到－2價；選項C中氫元素的化合價由0價升高到＋1價，銅元素的化合價由＋2價降到0價；選項D中各元素的化合價都無變化。2、下列化學反應中，既是離子反應，又是氧化還原反應的是()A．2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2OB．Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑C．BaCl2＋H2SO4=BaSO4↓＋2HClD．H2＋CuOCu＋H2O【答案】B3、從元素化合價變化的角度分析，下列反應中，畫線的物質(zhì)發(fā)生氧化反應的是()A．SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2OB．2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑C．2FeCl3＋Fe=3FeCl2D．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑【答案】C【解析】該反應不是氧化還原反應，A錯誤；CuO→Cu，銅元素由＋2價降到0價，發(fā)生還原反應，B錯誤；Fe→FeCl2，鐵元素由0價升高到＋2價，發(fā)生氧化反應，C正確；HCl→H2，氫元素由＋1價降到0價，發(fā)生還原反應，D錯誤。4、下列說法正確的是()A．有單質(zhì)參加的化學反應都是氧化還原反應B．只有所有元素化合價都發(fā)生變化的化學反應才是氧化還原反應C．氧化還原反應中金屬元素的化合價一定升高D．某些氧化還原反應中，僅有一種元素的化合價發(fā)生了變化【答案】D【解析】A項，有單質(zhì)參加的反應不一定是氧化還原反應；B項，只要有一種元素的化合價發(fā)生變化，該反應就是氧化還原反應，錯誤；C項，在KMnO4受熱分解的反應中，Mn元素的化合價從＋7價分別降到＋6價和＋4價，錯誤；D項，反應H2S＋H2SO4(濃)=SO2↑＋S↓＋2H2O中，只有S元素的化合價發(fā)生了變化，正確。二、氧化還原反應與四種基本反應類型的關系從化合價變化角度判斷以下反應是不是氧化還原反應，并思考氧化還原反應與四種基本反應類型的關系。①2NO＋O2=2NO2②CO2＋CaO=CaCO3③NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O④2KClO3eq\o(=,\s\up11(MnO2),\s\do4(△))2KCl＋3O2↑⑤Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑⑥Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu⑦HCl＋KOH=KCl＋H2O⑧BaCl2＋Na2SO4=BaSO4↓＋2NaCl⑨Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2(1)既是氧化還原反應又是化合反應的為①(填序號，下同)。(2)屬于非氧化還原反應的為②③⑦⑧。(3)不屬于四種基本反應類型的為⑨。(4)屬于置換反應的為_⑤⑥__。小結(jié)：氧化還原反應與四種基本反應類型之間的關系【課堂練習2】1．下列反應不屬于四種基本反應類型，但屬于氧化還原反應的是A．Fe+CuSO4=FeSO4+Cu B．3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2C．AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 D．2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑【答案】B【解析】A．Fe+CuSO4=FeSO4+Cu屬于置換反應，也屬于氧化還原反應，選項A不選；B．3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2不屬于四種基本反應類型，但屬于氧化還原反應，選項B選；C．AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3屬于復分解反應，不屬于氧化還原反應，選項C不選；D．2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑屬于分解反應，也屬于氧化還原反應，選項D不選。2．下列四種基本反應類型中，一定是氧化還原反應的是A．化合反應B．分解反應 C．置換反應 D．復分解反應【答案】C【解析】有元素化合價發(fā)生變化的反應稱為氧化還原反應，而元素化合價不發(fā)生變化的反應稱為非氧化還原反應，單質(zhì)中元素化合價是0，化合物中元素化合價代數(shù)和為零，四種基本反應類型中，置換反應是單質(zhì)與化合物反應生成單質(zhì)與化合物的反應，一定是氧化還原反應的是置換反應，故選C。三、氧化還原反應中電子轉(zhuǎn)移的表示方法1、雙線橋法：表示反應前后同一元素由反應物轉(zhuǎn)化為生成物時電子轉(zhuǎn)移的情況①標價態(tài)：標出反應前后有化合價變化的元素的化合價，明確變價元素的化合價升降關系②連雙線：在反應物到生成物之間畫一個線橋，箭頭出發(fā)和指向的是有化合價變化的同一種元素，一條線始于被氧化的物質(zhì)中的升價元素止于產(chǎn)物中相應的元素，另一條線始于被還原的物質(zhì)中的降價元素止于產(chǎn)物中相應的元素③注得失：標出“失去”或“得到”的電子總數(shù)得失電子的總數(shù)(發(fā)生價態(tài)變化的原子個數(shù)×有價態(tài)變化的元素的一個原子轉(zhuǎn)移的電子數(shù))。如：2、單線橋法：表示反應過程中不同元素原子間的電子轉(zhuǎn)移情況①標價態(tài)：標出反應前后有化合價變化的元素的化合價，明確變價元素的化合價升降關系②連單線：用線橋?qū)⒎磻镏惺щ娮拥脑睾偷秒娮拥脑剡B接起來，箭尾指向失電子的元素，箭頭指向得電子的元素。注意：線橋只在反應物中，不跨越“=”與生成物相連。③注數(shù)目：在線橋上注明電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目。注意：只寫數(shù)目，不標得失。如：【小結(jié)】：在氧化還原反應中，氧化劑得到電子的總數(shù)等于還原劑失去電子的總數(shù)，即化合價升降總數(shù)相等即：在氧化還原反應中，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)=氧化劑得到電子的總數(shù)=還原劑失去電子的總數(shù)【課堂練習3】1．下列化學反應中電子轉(zhuǎn)移的表示方法一定不正確的是A．B．C．D．【答案】C【解析】A．氧化鐵作氧化劑，得到6個電子，一氧化碳作還原劑，失去6個電子，得失電子守恒，A正確；B．磷作還原劑失去20個電子，氧氣作氧化劑，得到20個電子，得失電子守恒，B正確；C．鈉作還原劑失去2個電子，硫作氧化劑，得到2個電子，C錯誤；D．硫化氫作還原劑失去4個電子，二氧化硫作氧化劑得到4個電子，得失電子守恒，D正確；2．下列單、雙線橋的表示方法正確的是A． B．C． D．【答案】C3．用雙線橋法標出下列反應電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。(1)4HCl(濃)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(2)2KClO32KCl＋3O2↑(3)Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O(4)S＋2H2SO4(濃)3SO2↑＋2H2O【答案】（1）（2）（4）【課后作業(yè)】【基礎過關練】1.我國“四大發(fā)明”在應用過程中一定涉及氧化還原反應的是()【答案】A【解析】黑火藥爆炸發(fā)生的反應為S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑,該過程一定涉及氧化還原反應。2.下列屬于氧化還原反應的是()A.NaOH+HClNaCl+H2OB.Zn+2HClZnCl2+H2↑C.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑D.CuO+2HClCuCl2+H2O【答案】B【解析】氧化還原反應中有元素化合價的變化,A、C、D中沒有化合價的變化,故不屬于氧化還原反應,B中鋅和氫元素化合價有變化,所以B項反應屬于氧化還原反應。3.下列關于氧化還原反應的說法中正確的是()A.氧化還原反應前后元素化合價有升降B.氧化還原反應前后一定有氧的得失C.實現(xiàn)Fe3+Fe2+的變化過程一定是氧化反應D.元素化合價升高的反應是還原反應【答案】A【解析】氧化還原反應中一定有元素化合價的變化,但不一定有氧的得失;元素化合價升高發(fā)生的反應是氧化反應;Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+,鐵元素的化合價降低,發(fā)生的是還原反應。4.關于氧化還原反應,下列說法正確的是()①氧化劑發(fā)生氧化反應②氧化劑具有氧化性③某元素在反應中由化合物轉(zhuǎn)化為單質(zhì),該元素一定被氧化④物質(zhì)所含元素化合價變化是判斷氧化還原反應的依據(jù)⑤失電子越多的還原劑,其還原性越強A.①②④ B.②③④C.②④ D.②④⑤【答案】C【解析】①氧化還原反應中所含元素化合價降低的物質(zhì)為氧化劑,氧化劑得電子,發(fā)生還原反應,故錯誤;②氧化劑具有氧化性,故正確;③某元素在反應中由化合物轉(zhuǎn)化為單質(zhì),該元素的化合價可能升高,也可能降低,元素可能被氧化,如Cl-→Cl2,也可能被還原,如Cu2+→Cu,故錯誤;④存在元素化合價變化的反應是氧化還原反應,所以物質(zhì)所含元素化合價變化是判斷氧化還原反應的依據(jù),故正確;⑤還原性與失電子能力有關,與失電子數(shù)目無關,越易失電子,還原性越強,故錯誤。5.氧化還原反應與四種基本反應類型的關系如圖所示,則下列化學反應屬于3區(qū)域的是()A.Cl2+2KBrBr2+2KClB.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑C.4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3D.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑【答案】D【解析】Cl2+2KBrBr2+2KCl屬于置換反應,不符合,A項錯誤;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑屬于分解反應,不符合,B項錯誤;4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3屬于化合反應,不符合,C項錯誤;2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑不屬于化合反應、分解反應、置換反應,氧元素化合價一部分升高到0價,一部分降低到-2價,屬于氧化還原反應,D項正確?！灸芰μ嵘殹?.《中國詩詞大會》帶動全民重溫那些曾經(jīng)學過的古詩詞,分享詩詞之美,感受詩詞之趣,從古人的智慧和情懷中汲取營養(yǎng),涵養(yǎng)心靈。思考下列詩句涉及氧化還原反應的是()A.大漠孤煙直,長河落日圓B.春蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始干C.明月松間照,清泉石上流D.粉骨碎身全不怕,要留清白在人間【答案】B【解析】“大漠孤煙直,長河落日圓”“明月松間照,清泉石上流”都沒有發(fā)生化學變化,不涉及氧化還原反應,A、C兩項不符合題意;B項中“蠟炬成灰”涉及物質(zhì)的燃燒,屬于氧化還原反應,符合題意;D項中“粉骨碎身全不怕,要留清白在人間”實質(zhì)是碳酸鈣的分解和氧化鈣與水的反應,都沒有元素化合價的變化,不屬于氧化還原反應,不符合題意。2.下列有關氧化還原反應的說法正確的是()A.在反應中不一定所有元素的化合價都發(fā)生變化B.一種元素被氧化,肯定有另一種元素被還原C.元素由化合態(tài)變成游離態(tài)一定發(fā)生還原反應D.金屬陽離子在反應中可以被氧化也可以被還原【答案】AD【解析】在氧化還原反應中存在化合價的升降,但并非所有元素的化合價都發(fā)生變化,如H2+CuOCu+H2O,其中氧元素化合價不變,A項正確;在反應Cl2+H2OHCl+HClO中,氯元素既被氧化又被還原,B項錯誤;在反應2H2O2H2↑+O2↑中,氧元素由-2價(化合態(tài))變成0價(游離態(tài)),發(fā)生了氧化反應,C項錯誤;Fe2+在反應中既可以被氧化,又可以被還原,D項正確。3.下列反應中,電子轉(zhuǎn)移的表示方法正確的是()A.B.C.8H2OD.【答案】C【解析】SiO2→Si,硅元素化合價由+4價降低到0價,得到電子,C→CO,碳元素化合價由0價升高到+2價,失去