氧化还原反应
氧化还原反应
氧化还原反应氧化-还原反应(oxidation-reduction reaction, 也作redox reaction)是化学反应前后，元素的氧化数有变化的一类反应。
氧化还原反应的实质是电子的得失或共用电子对的偏移。
氧化还原反应是化学反应中的三大基本反应之一（另外两个为（路易斯）酸碱反应与自由基反应。
自然界中的燃烧，呼吸作用，光合作用，生产生活中的化学电池，金属冶炼，火箭发射等等都与氧化还原反应息息相关。
研究氧化还原反应，对人类的进步具有极其重要的意义。
18世纪末，化学家在总结许多物质与氧的反应后，发现这类反应具有一些相似特征，提出了氧化还原反应的概念：与氧化合的反应，称为氧化反应；从含氧化合物中夺取氧的反应，称为还原反应。
随着化学的发展，人们发现许多反应与经典定义上的氧化还原反应有类似特征，19世纪发展化合价的概念后，化合价升高的一类反应并入氧化反应，化合价降低的一类反应并入还原反应。
20世纪初，成键的电子理论被建立，于是又将失电子的半反应称为氧化反应，得电子的半反应称为还原反应。
1948年，在价键理论和电负性的基础上，氧化数的概念被提出，1970年IUPAC对氧化数作出严格定义，氧化还原反应也得到了正式的定义：化学反应前后，元素的氧化数有变化的一类反应称作氧化还原反应。
氧化还原反应前后，元素的氧化数发生变化。
根据氧化数的升高或降低，可以将氧化还原反应拆分成两个半反应：氧化数升高的半反应，称为氧化反应；氧化数降低的反应，称为还原反应。
氧化反应与还原反应是相互依存的，不能独立存在，它们共同组成氧化还原反应。
反应中，发生氧化反应的物质，称为还原剂，生成氧化产物；发生还原反应的物质，称为氧化剂，生成还原产物。
氧化产物具有氧化性，但弱于氧化剂；还原产物具有还原性，但弱于还原剂。
一个化学反应，是否属于氧化还原反应，可以根据反应是否有氧化数的升降，或者是否有电子得失与转移判断。
如果这两者有冲突，则以前者为准。
超级详细氧化还原反应
超级详细氧化还原反应xx年xx月xx日•氧化还原反应的基本概念•常见的氧化还原反应•氧化还原反应的原理•氧化还原反应的实验技术目•氧化还原反应的应用•结论与展望录01氧化还原反应的基本概念定义氧化还原反应是指在反应过程中有电子转移的反应。
分类根据电子转移的情况，氧化还原反应可以分为单电子转移反应和多电子转移反应。
定义与分类定义氧化数是指化合物分子中原子所带的氧化态数。
规则在标准状态下，单质的氧化数为零；在化合物中，元素的氧化数等于该元素在化合物中的化合价。
氧化数的概念定义氧化剂是指能够提供电子的物质，还原剂是指能够接受电子的物质。
作用在氧化还原反应中，氧化剂被还原，还原剂被氧化。
氧化剂和还原剂的概念定义电子转移是指电子从一个原子或离子转移到另一个原子或离子的过程。
特点电子转移是氧化还原反应的本质，电子转移的方向和数目是决定氧化还原反应类型的关键因素。
氧化还原反应的电子转移02常见的氧化还原反应燃烧反应是指可燃物与氧气发生快速的化学反应，通常伴随着光和热量的产生。
燃烧反应定义可燃物、氧气和足够的温度是燃烧反应发生的三个要素。
燃烧的三个要素燃烧反应的产物通常是二氧化碳、水和其他化合物，这些产物对环境有不同程度的影响。
燃烧产物1电池反应23电池反应是指将化学能转化为电能的反应。
定义电池反应通过氧化还原反应实现电子转移，从而产生电流。
工作原理电池有多种类型，如干电池、蓄电池、燃料电池等，每种类型的工作原理和材料都有所不同。
电池类型03应用光电效应在太阳能电池、光学仪器等领域有广泛应用。
光电效应01定义光电效应是指光子与物质相互作用，将光能转化为电子的动能或电势能的现象。
02工作原理当光子能量足够高时，能够克服电子与原子核之间的束缚，使电子从原子中逸出，形成光电流。
定义氮氧化物生成反应是指含氮化合物与氧气发生氧化还原反应，生成氮氧化物的过程。
主要氮氧化物一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮等是主要的氮氧化物。
超级详细氧化还原反应
目前对于氧化还原反应的研究主要集中在一些常见的反应类型上， 未来需要开发新的氧化还原反应，以适应不同的应用需求。
未来可能的应用领域
能源领域
利用氧化还原反应可以开发新的能源转换和储存技术，例 如燃料电池、太阳能电池等，用于替代传统的能源。
环境领域
利用氧化还原反应可以处理环境污染问题，例如水处理、 空气净化等，以保护环境。
3
氧化还原反应在生态系统中也扮演着重要角色， 如氮循环和硫循环等过程中都涉及到氧化还原反 应。
05
CATALOGUE
氧化还原反应的未来研究
需要进一步研究的问题
反应机理的深入研究
对于氧化还原反应的微观反应过程和机理，还需要进一步深入研究 ，以揭示反应过程中的细节和影响因素。
反应动力学和热力学研究
对于氧化还原反应的动力学和热力学性质，还需要深入研究，以了 解反应条件对反应速率和产物的影响。
04
CATALOGUE
氧化还原反应的应用
在工业上的应用
氧化还原反应在工业上被广泛应用，例如在化学 工业中合成有机物、制备无机盐等。
氧化还原反应在电化学工业中扮演着重要角色， 如电池和电解池中发生的氧化还原反应。
氧化还原反应还被用于纺织工业中，如漂白和染 色等。
在生物学上的应用
01
02
03
氧化还原反应在生物体 内发挥着重要作用，如 细胞呼吸和能量代谢等
发生变化。
氧化是电子转移的过程，其中原 子或分子失去电子并被氧化，而 获得电子的原子或分子则被还原
。
电子转移通常涉及化学键的形成 和断裂，从而改变原子或分子的
化学性质。
氧化还原反应的能量变化
能量变化可以是吸热或放热，这取决于反应的类型和环 境。
氧化还原反应
得到2×e－，化合 价降低，被还原
（2）氢气和氯气反应（电子对偏移）:
电子对远离,化合价升高,被氧化
0
0
+1 -1
Cl2：氧化剂
H2 + Cl2 == 2HCl
H2：还原剂
电子对靠近,化合价降低,被还原
归纳一、氧化还原反应
概念： 凡有电子转移（得失或偏移）的化学反应 特征： 化合价发生了变化 （ 判断依据) 本质： 电子转移
(5) Cu + HNO3 --- Cu(NO3)2 + NO2 + H2O (6) MnO2 + HCl --- MnCl2 + Cl2 + H2O
复习
失电子，化合价升高，被氧化
氧化剂＋还原剂 ==== 还原产物 ＋ 氧化产物
得电子，化合价降低，被还原
还原剂 具有还原性 失电子
化合价升高
氧化剂
被氧化 具有氧化性
⑷写出上述氧化还原反应方程式，并标出电子转移的方向和数
目：
化合价降低，得2×3e-，被还原
氧化剂___H_N_O__3____ 还原剂___C_u_______ 氧化产物_C__u_(N__O_3_)2__ 还原产物__N_O______ 转移的电子数____6_e_- ______
用双线桥表示下列氧化还原反应
得2e-
+4
-1
△ +2
0
（1）MnO2+4HCl(浓) == MnCl2＋Cl2 ↑ ＋2H2O
复分解
6)HCl NaOH NaCl H2O
7)4HCl(浓)+MnO2 MnCl2 +Cl2 2H2O
8)Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O
氧化还原反应
在初中化学，我们学习了根据反应物与生成物的 种数、类别对化学反应分类有四种基本类型： 化合反应： A+B=AB 分解反应： AB=A+B 置换反应： A+BC=AC+B 复分解反应：AB+CD=AD+CB
指出下列反应的反应类型，
反应类型
·
举例 H2+Cl2 点燃 2HCl
化合 反应
分解 反应 置换 反应
Cr元素得电子，
降低 ， K2Cr2O7 是氧化剂；
Cl 元素失电子,化合价 升高 , HCl 是还原剂;
K HCl 被氧化， 2Cr2O被还原。 7
氧化性、还原性与元素化合价的关系
元素处于最高价态-只有氧化性，只能做氧化剂。 元素处于最低价态-只有还原性，只能做还原剂。 元素处于中间价态-既有氧化性又有还原性， 既能做氧化剂又能做还原剂。
是否为氧化还原反应？
0 0 0 +2
1、H2+Cl2
== 2HCl
+2 0
点燃
+1 -1
2、Fe + CuSO4＝ FeSO4 + Cu
3、CaCO3
高温
CaO＋CO2↑
氧化还原反应的特征：化合价的变化。
指出下列反应的反应类型，并判断 是否为氧化还原反应？
反应类型
·
举例 H2+Cl2 == 2HCl CaO+H2O=Ca(OH )2 2KClO3==KCl+3O2↑ 高温 CaCO3 ==CaO+CO2↑
==
CaO+H2O=Ca(OH )2
高温 2KClO3=KCl+3O2 CaCO3=CaO+CO2
氧化还原反应
氧化还原反应氧化还原反应是化学反应中最基本和最重要的一类反应，也称为氧化还原（Redox）反应，是指化学反应过程中原子或离子的电荷发生转移的反应。
氧化还原反应在生活、工业生产和自然界中都有广泛应用。
本文将介绍氧化还原反应的基本概念、类型以及在不同领域的应用。
一、基本概念氧化还原反应是指化学反应中原子或离子失去或获取电子的过程。
在氧化还原反应中，被氧化物质失去电子被称为氧化剂，而得到电子的物质被称为还原剂。
这两个过程必须同时发生，如果没有物质被氧化，就不会有物质被还原。
氧化还原反应可以用化学方程式表示，其中氧化剂和还原剂分别写在反应物和生成物的化学式上。
二、氧化还原反应的类型1. 单纯氧化还原反应：单纯氧化还原反应是指只有一个物质被氧化，只有一个物质被还原的反应。
例如铜和硝酸反应生成铜离子和一氧化氮气体：Cu + 2HNO3 -> Cu(NO3)2 + NO + H2O2. 复合氧化还原反应：复合氧化还原反应是指有多个物质同时被氧化或还原的反应。
例如在电池中，锌被氧化为锌离子而氧化剂是电子供体，同时铜离子被还原为铜金属，是电子受体：Zn(s) + Cu2+(aq) -> Zn2+(aq) + Cu(s)3. 氧化还原反应的氧化性变化：氧化还原反应可以通过氧化性变化进行分类。
氧化性是指物质相对于其趋向于获取电子（还原）还是失去电子（氧化）的能力。
例如，在氯和溴之间的反应中，氯的氧化性高于溴，因此氯将溴氧化为溴离子：2NaBr + Cl2 -> 2NaCl + Br2三、氧化还原反应的应用领域1. 养殖业：氧化还原反应被应用于水产养殖业中的水质处理。
通过调节水中氧化还原电位，可以控制溶解氧和有害物质浓度，提供适宜的生长环境。
2. 电化学：氧化还原反应是电化学过程的基础。
例如，在电池中，化学能被转化为电能，通过氧化还原反应实现能量的转化。
3. 矿冶工业：氧化还原反应在冶金过程中被广泛应用。
化学氧化还原反应
一、氧化还原反应氧化还原反应是氧化反应和还原反应的总称，反应中氧化反应和还原反应同时发生同时结束，两者是不可分开的。
氧化反应：物质失去电子（或电子对偏离）的反应。
还原反应：物质得到电子（或电子对偏向）的反应。
氧化还原反应：发生电子转移（得失或偏移）的反应。
氧化还原反应的实质：发生电子转移。
氧化还原反应的特征：元素化合价的升降氧化还原反应中电子得失和化合价变化的关系：失去电子化合价升高，得电子化合价降低。
理解八个字：升失还氧降得氧还1．两种反应物氧化剂：得电子的物质，元素化合价降低，有氧化性，发生还原反应，生成还原产物。
还原剂：失电子的物质，元素化合价升高，有还原性，发生氧化反应，生成氧化产物。
2．两种产物氧化产物：含有化合价升高的元素组成的生成物。
还原产物：含有化合价降低的元素组成的生成物。
3．两种性质氧化性：得电子的性质，氧化剂和氧化产物都有氧化性，但氧化剂的氧化性比氧化产物的氧化性强。
氧化性的强弱与得电子的多少无关,于难易有关。
还原性：失电子的性质，还原剂和还原产物都有还原性，但还原剂的还原性比还原产物的还原性强。
还原性的强弱与失电子的多少无关,与难易有关。
氧化性和还原性都是物质的化学属性，是由物质的结构决定的。
二、氧化还原反应的具体分析（1）失电子（本质）→化合价升高（特征）→氧化反应得电子（本质）→化合价降低（特征）→还原反应（2）定义：凡有化合价升降的反应就是氧化还原反应。
（特征）（3）形成离子化合物时，某元素原子失电子，则化合价升高，每失去一个电子化合价升高一价，某元素原子得电子，则化合价降低，每得到一个电子化合价降低一价。
（4）形成共价化合物时，共用电子对偏离某元素原子，该元素化合价升高被氧化，反之，被还原。
（5）化合价变化的本质——电子转移(得失或偏移)。
定义：有电子转移(得失或偏移)的化学反应就是氧化还原反应。
（本质）三、氧化还原反应中的基本变化规律(1)守恒律——化合价有升必有降，电子有得必有失。
氧化还原反应
例如：
5e-
KClO3+6HCl
KCl+3Cl2↑+3H2O
氧化剂
还原剂
分别用双线桥法，单线桥法表示下列反应的 电子转移方向和数目，并指出氧化剂、还原 剂、氧化产物、还原产物。 1）3Cu+8HNO3(稀）==∆=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
失去3 × 2e-
3Cu+8HNO3(稀）
∆
2）当反应物中变价元素的化合价在反应前后 变化不单一时（即同时有升高和降低或有部分 变化部分不变时）通常采用逆向配平法。（当 确定化合价升降的公倍数后，先确定产物氧化 产物和还原产物的系数，再根据质量守恒定律 确定其它物质的系数）多用于歧化反应或部分 氧化还原反应。
S + NaOH === Na2S + Na2SO3 + H2O
b、所有的 复分解反应都不是氧化还原反应； c、有单质参加的 化合 反应和有单质生成
的
反应分都解是氧化还原反应；
3、氧化还原反应相关概念
—氧化反应： 物质所含元素化合价 升高的过程 —还原反应： 物质所含元素化合价 降低的过程
—氧 化 性： 物质具有 —还 原 性： 物质具有
得到电的子性质或能力; 失去电的子性质或能力;
可以判断氧化性Cl2>S
g、其他因素
①浓度：浓度越大，
如氧化性：浓H2SO4>稀H2SO4 浓HNO3>稀HNO3
如还原性：浓HCl >稀HCl
②温度：如热的浓H2SO4比冷的浓H2SO4氧化性强
③酸碱性：如KMnO4溶液的氧化性随溶液的酸性 增强而增强。
A
C
7、下列反应中，氧化剂与还原剂物质的量的关
化学氧化还原反应 (详解)
分析表示方法(补充作业)
■写出符合下列条件的化学方程式，标出电子转移， 指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。 1）一种单质还原一种化合物的一种元素：
2e-
H2+CuO=Δ=Cu+H2O
4e-
氧 化 剂：CuO 还 原 剂：H2 氧化产物：H2O 还原产物：Cu 氧 化 剂：O2 还 原 剂：CO 氧化产物：CO2 还原产物：CO2
３Ｏ２＝２Ｏ３这类反应中，无化合价变化，一定不是 氧化还原反应
2、根据方程式回答问题 ＭｎＯ２+４ＨＣｌ==ＭｎＣｌ２+２Ｈ２Ｏ＋Ｃｌ２ 1）上述反应产物ＭｎＣｌ２中，Ｍｎ元素显[ ]价。 2）以上反应中的氧化剂为[ ]，当有1０个ＭｎＯ２ 参加反应时，有[ ]个电子发生转移。
参考答案：（1）+1； （2）ＭｎＯ２ ；5
0
+2
0
1、下列有关说法中，正确的是[ C ] A、非金属单质在反应中只作氧化剂
２Ｈ２＋Ｏ２＝２Ｈ２Ｏ反应中，Ｈ２是还原剂 B、MnO2＋4HCl = MnCl2 + 2H2O + Cl2的氧化剂是Mn
氧化剂、还原剂指的是物质，被氧化、被还原指的是元 素，故氧化剂是ＭｎＯ２
C、有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应 反应物是化合物，各元素有一定的价态，产物有单质， 元素呈０价，有化合价改变，是氧化还原反应 D、有单质生成的反应一定是氧化还原反应
四、氧化性、还原性强弱的比较
5、反应条件 [方法]反应条件越苛刻，体现的性质越弱 [注意]被比较物质要与同一物质反应；被比较的性质要是 被比较物质在反应中体现出的性质。 [例题]实验室用二氧化锰和浓盐酸加热反应来制取氯气； 用高锰酸钾跟浓盐酸在室温下也可以制氯气；历史上还曾 用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl2作催化剂，在 450℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。比较以上 三个反应，可以认为氧化剂的氧化能力从强到弱的顺序 为 . 参考答案：KMnO4 > MnO2 > O2
氧化还原反应
有 单 质 参 加 的 化 合 反 应 是 氧 化 还 原 反 应
非氧化还 氧化还 原反应 原反应 复分解 反应
置换反应
化合反应
分解
反应
有 单 质 生 成 的 分 解 反 应 是 氧 化 还 原 反 应
练习：
1.离子反应、复分解反应、置换反应和氧化还原反应之间可用集合关系来表示，其 中正确的是下图中的 （ ）
Cl2+2KI=I2+2KCl
该反应中是否有氧得失？ 该反应是不是氧化还原反应？
是否能用有无氧元素的得失判断 所有的氧化还原反应？ 若不能应该怎么判断？
二、从化合价升降的角度判断氧化还原反应
元素化合价升高的物质发生——氧化反应 元素化合价降低的物质发生——还原反应
氧化还原反应： 元素化合价发生变化的反应叫做氧化还原反应
还原剂 Zn + 还原剂 CaCO3 + Cl2 +
小结：
从电子转移的观点说明氧化剂、还原剂的实质是什么？ 失e-的反应物 → 所含元素化合价升高→ 发生氧化反应 →是还原剂→具有还原性
得e-的反应物 → 所含元素化合价降低→ 发生还原反应 →是氧化剂→具有氧化性
氧化产物：还原剂被氧化后生成的物质
化合价升降的原因：电子的偏移
三、从电子转移的角度判断氧化还原反应
元素失去电子，化合价升高发生——氧化反应 元素得到电子，化和价降低发生——还原反应
氧化还原反应： 有电子转移的反应叫做氧化还原反应 氧化还原反应的实质
注意：得失电子同时进行，且的是电子数目相等
小结
反应类型
得失氧
得到氧
化合价的变化
化合价升高 化合价降低
CuO ＋ H2 ＝＝ Cu ＋ H2O
氧化还原反应
氧化还原反应氧化还原反应是一种化学反应类型，也被称为氧化-还原反应。
在氧化还原反应中，原子或者分子失去或者获得电子，因而其氧化态发生改变。
这种反应是化学中非常重要的一种类型，本文将从氧化还原反应的基本概念、特征、类型以及在日常生活中的应用等方面展开阐述。
氧化还原反应是化学反应中最常见的类型之一。
在氧化还原反应中，参与反应的物质发生电子的失去或者获得，导致其氧化态发生变化。
在氧化还原反应中，有两个基本概念：氧化和还原。
氧化是指物质失去电子，同时氧化数增加；还原是指物质获得电子，同时氧化数减少。
因此，在氧化还原反应中，氧化和还原是相互联系、相互制约的过程。
氧化还原反应有着明显的特征，其中最为重要的特征是电子的转移。
在氧化还原反应中，原子或者分子之间发生电子的转移，从而导致氧化数的变化。
另一个重要特征是反应物氧化数的变化。
在氧化还原反应中，反应物从一种氧化态变化为另一种氧化态，反映了反应过程中电子的流动和分配。
根据氧化还原反应的特征，可以将氧化还原反应分为许多类型。
其中，最为常见的类型包括单质氧化反应、还原反应、置换反应以及氧化-还原反应。
在这些类型中，单质氧化反应是指单质和氧气反应生成氧化物；还原反应是指氧化物与还原剂反应生成单质；置换反应是指两种金属离子置换生成两种金属的反应；氧化-还原反应是指物质发生氧化和还原同时进行的反应。
氧化还原反应在我们日常生活中有着广泛的应用。
在工业生产中，氧化还原反应被广泛应用于金属提取、焊接、电镀等领域。
在生活中，氧化还原反应也广泛存在于我们周围，比如食物的烹饪过程中就离不开氧化还原反应。
此外，氧化还原反应还被应用于环境保护、废水处理等方面，发挥着重要的作用。
总的来说，氧化还原反应是一种重要的化学反应类型。
通过本文的阐述，我们了解了氧化还原反应的基本概念、特征、类型以及在日常生活中的应用。
希望能加深对氧化还原反应的理解，进一步探索其在化学领域的应用前景。
氧化还原反应
氧化还原反应氧化-还原反应 (oxidation-reduction reaction, 也作redox reaction)是化学反应前后，元素的氧化数有变化的一类反应。
氧化还原反应的实质是电子的得失或共用电子对的偏移。
氧化还原反应是化学反应中的三大基本反应之一（另外两个为（路易斯）酸碱反应与自由基反应）。
自然界中的燃烧，呼吸作用，光合作用，生产生活中的化学电池，金属冶炼，火箭发射等等都与氧化还原反应息息相关。
研究氧化还原反应，对人类的进步具有极其重要的意义。
反应中，发生氧化反应的物质，称为还原剂，生成氧化产物；发生还原反应的物质，称为氧化剂，生成还原产物。
氧化产物具有氧化性，但弱于氧化剂；还原产物具有还原性，但弱于还原剂。
反应实质：1.发生了电子的转移。
(即在离子化合物中是电子的得失，在共价化合物里是电子的偏移。
在反应物之间电子发生转移的反应，又称为氧化还原反应）。
（1）氧化还原反应不一定是得失氧原子，而是任何降低价态或升高价态的任何元素都可以成为氧化或还原（反应）。
某物质中的任何元素失去电子（即化合价升高）的反应叫氧化反应/有元素化合价降低（得电子）的反应叫还原反应，既得氧又失氧的反应叫氧化还原反应氧化还原反应（原电池中的氧化还原）2．强弱律：反应中满足：氧化性：氧化剂>氧化产物还原性：还原剂>还原产物>氧化产物3．价态律：元素处于最高价态，只具有氧化性；元素处于最低价态，只具有还原性；处于中间价态，既具氧化性，又具有还原性。
4．不交叉原则：同种元素不同价态间发生归中反应时，元素的化合价只接近而不交叉，最多只能达到同种价态5．强则优先原则：在同一氧化还原反应中，氧化剂遇多种还原剂时，先和最强还原剂反应6. 归中律：不同价态的同种元素，其较高价态与较低价态均转化为中间价态，不得交错升降。
氧化还原反应中各物质关系还原剂 + 氧化剂 ---> 氧化产物 + 还原产物一般来说，同一反应中还原产物的还原性比还原剂弱，氧化产物的氧化性比氧化剂弱，这就是所谓“强还原剂制弱还原剂，强氧化剂制弱氧化剂”。
氧化还原反应
、 常见氧化剂:O2、Cl2、Br2、H2O2、Na2O2
HNO3、KMnO4、浓H2SO4、HClO、 常见还原剂：
H2 、C 、CO 、活泼金属、 S2-、I-、Br-、Cl-
2.线桥法
单线桥
△
2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑
4e-
双线桥
失4e-
△
2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑
氧化性增强
非金属性（氧化性）
F O Cl Br I S 氧化性减弱
F- O2- Cl- Br- I- S2还原性增强
H2S+I2=2HI+S (氧化还原可违背强制弱)
⑵强强生弱弱 氧化性：氧化剂﹥氧化产物 还原性：还原剂﹥还原产物 特：Na+KCl=K↑+NaCl 熔沸点：Na ﹥ K K从体系中脱离，平衡向正向进行
S2
S ↑10
0
O2
-2
O
↓ 4 ×11
练习:As2S3+HNO3+H2O
H3AsO4+H2SO4+NO
⑷零化合价法
00
+5
+3
+4
+2
3Fe3C+40HNO3= 9Fe(NO3)3+ 3CO2↑+ 1N3O↑+
0
Байду номын сангаас
+3
3Fe
Fe
0
+4
↑13 ×3
C
C
+5
N
+2
N
↓3 ×13
2H02O
适用范围：金属碳化物，金属磷化物，多硫化物
氧化还原反应
考点名称：氧化还原反应的定义∙氧化还原反应：有电子转移（得失或偏移）的反应；（无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应）反应历程：氧化还原反应前后，元素的氧化数发生变化。
根据氧化数的升高或降低，可以将氧化还原反应拆分成两个半反应：氧化数升高的半反应，称为氧化反应；氧化数降低的反应，称为还原反应。
氧化反应与还原反应是相互依存的，不能独立存在，它们共同组成氧化还原反应。
∙氧化还原反应中存在以下一般规律：强弱律：氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。
价态律：元素处于最高价态，只具有氧化性；元素处于最低价态，只具有还原性；处于中间价态，既具氧化性，又具有还原性。
转化律：同种元素不同价态间发生归中反应时，元素的氧化数只接近而不交叉，最多达到同种价态。
优先律：对于同一氧化剂，当存在多种还原剂时，通常先和还原性最强的还原剂反应。
守恒律：氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。
氧化还原性的强弱判定：物质的氧化性是指物质得电子的能力，还原性是指物质失电子的能力。
物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的能力（与得失电子的数量无关）。
从方程式与元素性质的角度，氧化性与还原性的有无与强弱可用以下几点判定：（1）从元素所处的价态考虑，可初步分析物质所具备的性质（无法分析其强弱）。
最高价态——只有氧化性，如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素；最低价态，只有还原性，如Cl-、S2-等；中间价态——既有氧化性又有还原性，如Fe、S、SO2等。
（2）根据氧化还原的方向判断：氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。
（3）根据反应条件判断：当不同的氧化剂与同一种还原剂反应时，如氧化产物中元素的价态相同，可根据反应条件的高、低进行判断，如是否需要加热，是否需要酸性条件，浓度大小等等。
电子的得失过程：其过程用核外电子排布变化情况可表示为：考点名称：氧化还原反应的本质和特征∙氧化还原反应的本质：电子的转移（得失或偏移）氧化还原反应的特征：化合价升降（某些元素化合价在反应前后发生变化，是氧化还原反应判别的依据）∙氧化还原反应的发展史：1.物质与氧气发生的反应属于氧化反应，含氧化合物中氧被夺去的反应属于还原反应。
氧化还原反应
氧化还原反应【基础知识梳理】一、氧化还原反应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）反应中是否发生元素化合价的变化4.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。
二、氧化剂和还原剂1.氧化剂和还原剂的相关概念氧化剂: 的反应物；还原剂：的反应物。
三、氧化性、还原性强弱比较（1）根据氧化还原反应方程式强还原剂（A）＋强氧化剂（B）＝弱氧化产物（a）＋弱还原产物（b）则氧化性：B＞a，还原性：A＞b氧化剂的氧化性越强，则其对应的还原产物的还原性则越弱；还原剂的还原性越强，则其对应的氧化产物的氧化性则越弱。
（2）根据金属活动性顺序表在金属活动性顺序表中，位置越靠前，其还原性就越强，其阳离子的氧化性就越弱。
（3）根据元素周期表同周期元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱；同主族元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强。
（4）根据反应的难易程度氧化还原反应越容易进行（表现为反应所需条件越低），则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越。
不同的还原剂（或氧化剂）与同一氧化剂（或还原剂）反应时，条件越易或者氧化剂（或还原剂）被还原（或被氧化）的程度越大，则还原剂（或氧化剂）的还原性（或氧化性）就越；（5）其它条件一般溶液的酸性越强或温度越高，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越，反之则越弱。
注意：○1物质的氧化性或还原性的强弱只决定于得到或失去电子的 ，与得失电子的 无关。
氧化还原反应
第三讲 氧化还原反应一、氧化还原反应的基本概念及其应用1．氧化还原反应概念（1）定义：在反应过程中有元素 的化学反应。
（2）实质：反应过程中有 。
（3）特征：反应前后元素的化合价有 。
（4）有关概念及相互关系（5）四种基本反应类型和氧化还原反应的关系2．氧化还原反应电子转移的表示方法（1）双线桥法：表示同种元素的原子在反应前后电子得失的情况和数目。
①箭头、箭尾对应化合价变化的同种元素。
②必须注明“得到”或“失去”的字样。
③还原剂失去电子总数与氧化剂得到电子总数相等例如（2）单线桥法：表示反应物中元素的原子发生电子转移的数目和情况。
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况；②不需标明“得”或“失”，只标电子转移数目；③箭头标明电子转移的方向；④单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
例如例1．（11课标）氢化钙可作为生氢剂，反应化学方程式为：CaH2＋2H2O 2 ＋2H2，下列说法错误的是（）A．CaH2既是氧化剂，又是还原剂B．H2既是氧化产物，又是还原产物C．CaH2是还原剂，H2O是氧化剂D．氧化产物与还原产物的质量之比为1:1 变式1-1．CuH不稳定，易跟盐酸反应：2CuH＋2HCl2＋2H2↑＋Cu。
下列说法正确的是（）A．CuH中H的化合价为+1 B．CuH在反应中只被还原C．在反应中HCl失去电子D．Cu是反应的还原产物变式1-2．(2012·上海)火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为：2CuFeS2＋O22S＋2FeS ＋SO2。
下列说法正确的是（）A．SO2既是氧化产物又是还原产物B．CuFeS2仅作还原剂，硫元素被氧化C．每生成1 mol Cu2S，有4 mol硫被氧化D．每转移1.2 mol电子，有0.2 mol硫被氧化例2．标出下列氧化还原反应电子转移的方向和数目，并指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
（1）2FeCl3＋2KI2＋2KCl＋I2（2）5NH4NO32↑＋9H2O＋2HNO3（3）H2S＋H2SO4(浓)S↓＋SO2↑＋2H2O（4）4FeS2＋11O2高温Fe2O3＋8SO2变式2-1．下列化学反应中，电子转移的表示方法正确的是（）A．B．D．C．变式2-2．N A表示阿伏伽德罗常数，下列说法正确的是（）A．Na2O2与足量H2O反应，共生成0.2molO2，转移电子的数目为0.4 N AB．5.6 g铁与足量的稀硝酸反应，失去电子数为0.2N AC．0.3 mol NO2溶于水，转移电子数为0.1N AD．在2NH3＋NO＋NO22N2↑＋3H2O中，每生成2 mol N2转移的电子数目为6N A 【巩固训练】1．下列反应属于氧化还原反应，但水既不作氧化剂也不作还原剂的是（）A．CO2＋H2O H2CO3 B．2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑C．3Fe＋4H2O(g)高温Fe2O4＋4H2 D．2Na＋2H2O＋H2↑2．吸进人体内的氧有2%转化为氧化性极强的活性氧，这些活性氧能加速人体衰老，被称为“生命杀手”。
氧化还原反应
标准氢电极装置图
4.电极电势的确定 电极电势的确定 有了标准氢电极作相对标准，就可以测量其它电极 的电极电势。 例：测 φθ(Zn2+/Zn) 用标准状态下的Zn电极与标准氢电极组成原电池：
(-)ZnZn2+(1.0molL-1)‖H+(1.0molL-1)H2(100kPa) Pt(+)
测原电池的电动势，可确定Zn电极的电势。 用类似的方法可测出其它电对的电极电势，表5-1 列出了一些电对的电极电势，详细的见书后附录十四。
离子电子法配平时很重要的一点是氧原子数的配平， 不同介质条件下，配平氧原子数的规则是：
介质条件 酸性 碱性 中性 多氧的一边 H+ H2O H+ 或 H2O 少氧的一边 H2O OHH2O OH-
在酸性条件下反应式中不应出现OH-；在碱性条 件下反应式中不应出现H&#子电子法配平： ClO- + CrO2- → Cl- + CrO42- (碱性介质中) 3× 2× ClO- + H2O + 2 e - = Cl- + 2 OHCrO2- + 4 OH- = CrO42- + 2 H2O + 3 e -
5.2.2 离子电子法
配平原则： (1) 得失电子数相等。即在反应中氧化剂得到的电 子数应等于还原剂失去的电子数； (2) 质量平衡。在反应式两边各种元素的原子总数 必须各自相等。 (3) 电荷平衡。反应式两边总的电荷数应相等。
配平 KMnO4 + H2C2O4 → Mn2+ + CO2 (1) 方程式写成离子方程式： MnO4- + C2O42- → Mn2+ + CO2 (2) 写出两个半反应式并配平： MnO4- + 8 H+ + 5 e - = Mn2+ + 4 H2O C2O42- = 2CO2 + 2 e (3) 根据得失电子数相等的原则，两个半反应乘以适 当系数再合并，得到配平的离子反应方程式。 2MnO4- + 5C2O42- + 16 H+ = 2Mn2+ +10CO2 + 8 H2O 离子电子法配平氧化还原反应方程式的特点： 配平时不需要知道元素的氧化值，得失电子数是根 据电荷平衡的原则确定的。
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氧化和還原(第十五課頁164至頁200)氧化還原反應其實包含兩個詞語，分別是「氧化」和「還原」。
化學中很多反應都是氧化還原反應。
例如生物學中的呼吸作用和光合作用、金屬氧化物的還原作用、金屬的提取、燃燒、置換反應、生銹和電池的反應等等。
15.2 氧化和還原作用的定義(定義一) (頁166至頁169)當鎂在空氣中燃燒時，與氧結合形成氧化鎂。
2Mg(s) + O2(g) −→ 2MgO(s)因為鎂與氧結合，化學家稱這個過程為氧化作用。
相反，若從物質中失去氧則稱為還原作用。
例如當氧化銅(II) 與碳共熱時，氧化銅(II) 被還原為銅。
2CuO(s) + C(s) −→ 2Cu(s) + CO2(g)氧化作用指一種物質得到氧的過程。
還原作用指一種物質失去氧的過程。
我們再探究氧化銅(II) 與碳的反應。
碳得到氧，形成二氧化碳，這是氧化過程。
同時，氧化銅(II) 失去氧，形成銅，這是還原過程。
氧化作用和還原作用必須同時發生。
因此，這種反應稱為氧化還原反應氧化作用2CuO(s) + C(s) −→ 2Cu(s) + CO2(g)還原作用在氧化銅(II) 與碳的反應中，碳從氧化銅(II) 中奪走氧，使氧化銅(II) 被還原，因此碳是還原劑。
氧化銅(II) 給碳提供氧，使碳被氧化，因此氧化銅(II) 是氧化劑。
引致氧化作用的物質稱為氧化劑引致還原作用的則稱為還原劑。
將氧化鐵(III) 放在鼓風爐中加熱便可以提取鐵，其反應方程式如下：Fe2O3(s) + 3CO(g) −→ 2Fe(l) + 3CO2(g)氧化鐵(III) 在反應中失去氧，所以它被還原。
一氧化碳得到氧（變成二氧化碳），所以它被氧化。
因此，這個反應是氧化還原反應，而一氧化碳是還原劑。
15.3 氧化和還原作用的定義(定義二) (頁170至頁173)氧化作用是物質失去電子的過程。
還原作用是物質得到電子的過程。
例如：當鎂與氧發生反應時，鎂原子會失去電子，形成鎂離子（Mg 2+），氧原子則獲得這些電子，形成氧離子（O 2-)。
失去電子Mg + O[Mg 2+] [O]2-獲得電子在這反應中，鎂被氧化了，因為它失去電子；而氧則被還原了，因為它得到電子。
氧化和還原作用總是同時進行的。
另一個氧化還原反應是鈉和氯的反應：2Na(s) + Cl 2(g) → 2NaCl(s)鈉原子失去電子，所以是被氧化了。
Na(s) → Na +(s) + e - 失去電子：_____作用 氯是_______劑 (它令鈉氧化)而氯原子則獲得電子，所以是被還原了。
Cl 2(g) + 2e - → 2Cl - (s) 獲得電子：_____作用 鈉是_______劇 (它使氯還原)15.3.1 置換反應中的氧化還原反應 (頁172)圖15.5頁172總反應如下：氧化作用（失去電子）Zn(s) + Cu 2+(aq) Zn 2+(aq) + Cu(s)在這個置換反應中，鋅是還原劑，銅 (II) 離子是氧化劑。
硫酸銅15.3.2 簡單化學電池中的氧化還原反應(頁172至頁173)V+在負電極鋅失去電子，形成鋅離子，所以鋅被氧化了。
氧化作用：失去電子離子半反應式：Zn(s) →Zn2+(aq) + 2e-在正電極硫酸銅(II)溶液的銅(II)離子獲得電子，所以銅(II)離子被還原了。
還原作用：獲得電子離子半反應式：Cu2+(aq) + 2e-→Cu(s)將兩個半方程式結合，可以得到電池的總氧化還原反應方程式(電子被省略去)：氧化作用Zn(s) + Cu2+(aq) →Zn(aq) + Cu(s)還原作用在這電池反應中，鋅是還原劑，銅(II)離子是氧化劑。
15.4 氧化數(頁174至頁177)假如一個元素的原子能以離子的形式存在，它帶有的電荷數便是該元素的氧化數。
要計算氧化數的值，我們可以遵循下列的規則。
規則一元素的氧化數是零。
例如：Cu，H2，O2規則二簡單離子的氧化數與離子的電荷數相同。
例如：Cu2+ +2O2--2規則三某些元素在化合物中的氧化數是固定的。
例如：氫在其大多數的化合物中+1氧在其大多數的化合物中-2所有第I 族金屬+1所有第II 族金屬+2規則四化合物中各元素的氧化數總和是零。
例如：H2O (+1) x 2 + (-2) = 0規則五離子中各元素的氧化數總和相等於該離子所帶的電荷數目。
例如：OH-(-2) + (+1) = -115.4.1 計算元素的氧化數：計算下列化合物或離子中有劃線的元素的氧化數技能訓練頁176及頁177H2S ( ) MnO2( ) NO3-( ) H2CO3 ( )MnO4- ( ) N2( ) KCl ( ) H2SO4( )NO2 ( ) PO43-( ) NH4+ ( ) NaHSO4( )Ca ( ) NH3( ) Mg3N2( ) (NH4)2SO4( )不同氧化數的元素有些元素在不同物質中具有不同的氧化數。
例如錳在KMnO4、MnO2、MnCl2和Mn 的氧化數分別是+7、+4、+2 和0。
(頁177表15.1 )金屬離子的命名(頁177)一些金屬形成多於一種氧化數的離子。
我們在金屬的名稱後面加括號，內裏以羅馬數目字寫上離子的氧化態。
例如FeCl3 的名稱是氯化鐵(III)，FeCl2 是氯化鐵(II)。
15.5 從氧化數的改變看氧化還原反應(定義三) (頁178至頁181)在氧化作用中，元素的氧化數增加。
在還原作用中，元素的氧化數減少。
15.5.1 例子1. 簡單電池反應(頁178)下面的方程式表示簡單鋅銅電池的反應。
氧化作用Zn(s) + Cu2+(aq) →Zn(aq) + Cu(s)還原作用1鋅的氧化數從0 增加至+2。
2銅的氧化數從+2 減少至0。
2. 置換反應(頁179)以下為鎂與硫酸銅(II)溶液反應的完整方程式：氧化作用Mg(s) + CuSO4(aq) →MgSO4(aq) + Cu(s)還原作用鎂的氧化數增加，所以鎂被氧化。
銅的氧化數減少，所以在硫酸銅(II) 中的銅離子被還原。
整個反應中，硫酸根離子完全沒有變化，所以，我們省略計算S 和O 原子的氧化數，寫成以下的離子方程式：氧化作用Mg(s) + Cu2+(aq) →Mg(aq) + Cu(s)還原作用3.金屬與酸的反應(頁179)鋅與稀硫酸的反應：氧化作用Zn(s) + H2SO4(aq) →ZnSO4(aq) + H2(g)還原作用或用離子方程式表示：氧化作用Zn(s) + 2H+(aq) →Zn(aq) + H2(g)還原作用鋅被氧化，而氫離子則被還原。
4. 金屬氧化物的還原作用(頁180)在提取金屬鐵時，氧化鐵(III) 被一氧化碳還原成金屬。
氧化作用Fe2O3(s) + 3CO(g) →2Fe(l) + 3CO2(g)還原作用5. 乾電池中的氧化還原反應(頁181)鹼性錳電池中的總反應：氧化作用Zn(s) + 2MnO2(s) →ZnO(s) + Mn2O3(s)還原作用鋅的氧化數從0 增加至+2，所以鋅是被氧化。
錳的氧化數從+4 減少至+3，所以氧化錳(IV)的錳離子是被還原。
三種氧化物中氧的氧化數保持不變，均是-2。
6. 生銹鐵與空氣和水發生反應，形成氧化鐵(III)。
氧化作用0 +3Fe(s) Fe2O3(s)鐵被氧化，它的氧化數從0 增加至+3。
技能訓練頁18215.5.2並非全部的反應都是氧化還原反應(頁181至頁182)下列三個化學反應就不是氧化還原反應。
1. 把碳酸鹽加熱+2 +4 -2 +2 -2 +4 -2CuCO3(s)→CuO(s) + CO2(g)以上每個元素的氧化數都沒有改變，例如Cu (+2 → +2)，所以這不是氧化還原反應。
2. 中和作用+1 -2 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -2NaOH(aq) + HCl(aq)→NaCl(aq) + H2O(l)在這個反應中，每個元素的氧化數保持不變。
因此，中和作用不是氧化還原反應。
3. 沉澱反應將硝酸銀溶液加入氯化鈉溶液中，形成白色的氯化銀沉澱。
Ag+(aq) + Cl–(aq) −→AgCl(s)在反應過程中，銀離子(+1) 和氯離子(-1) 的氧化數都保持不變。
因此，沉澱反應不是氧化還原反應。
15.6 常見的氧化劑和還原劑(頁182至頁186)見附頁(頁183 表15.2 及表15.3 )氧化劑: 濃酸、氧化數高的物質、第七族元素、氧氣還原劑: 活潑金屬、氧化數低的物質、亞硫酸、鐵(II)離子等15.6.1 硝酸硝酸(HNO3) (aq) 可用作氧化劑，但發生的反應取決於酸的濃度。
A. 濃硝酸(圖15.7 頁185)當濃硝酸與金屬發生反應時，會產生棕色的二氧化氮氣體。
現看看它與鎂的反應：0 +5 +2 +4在硝酸中的氮被還原（氧化數從+5 減至+4）。
因此，硝酸作為氧化劑；假如它是作為酸參與反應，應當產生氫氣。
B. 稀硝酸大多數金屬與稀硝酸發生反應時會被氧化，稀硝酸被還原成無色的一氧化氮氣體(NO)。
現看看稀硝酸與鎂的反應：0 +5 +2 +23Mg(s) + 8HNO3(aq) −→ 3Mg(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)在這個反應中，硝酸中氮元素的氧化數從+5 減至+2。
C. 極稀硝酸在上述反應中，濃硝酸和稀硝酸沒有呈現酸的性質。
因為沒有氫氣形成。
事實上，只有極稀的硝酸才呈現酸性。
例如，當它與鎂反應時形成氫氣。
Mg(s) + 2HNO3(aq) −→ Mg(NO3)2(aq) + H2(g)15.6.2. 氧化作用和還原作用的補充資料- 既是氧化劑又是還原劑(頁185至頁186))有些物質在某個反應中是氧化劑，在另一個反應中卻是還原劑。
二氧化硫就是一個例子。
下列方程式顯示二氧化硫與氧發生反應，形成三氧化硫：+4 +6 還原劑223(g)在這個反應中，二氧化硫被氧化，因為硫的氧化數由+4 增加至+6，所以二氧化硫是還原劑。
再看另一個例子。
二氧化硫與硫化氫的反應：+4 0 氧化劑222O(l)-2在這個反應中，二氧化硫被還原成硫，所以二氧化硫是氧化劑。
所以不可以簡單地說「二氧化硫是氧化劑或還原劑」，而是要說「當二氧化硫與硫化氫發生反應時，二氧化硫是氧化劑。
」或「當二氧化硫與氫發生反應時，二氧化硫是還原劑。
」15.6.3 強弱氧化劑和還原劑(頁186)- 我們稱輕易得到電子的物質為強氧化劑。
相反，輕易失去電子的物質稱為強還原劑。
- 在活性序頂部的金屬輕易失去電子，形成離子，它們是強還原劑。
在活性序底部的金屬較不容易形成離子，它們是弱還原劑。
愈容易失去電子愈難失去電子K Ca Na Mg Al Zn Fe Pb (H) Cu Hg Ag Au強還原劑弱還原劑- 在活性序底部的金屬離子很容易接受電子，形成金屬。