高中化学人教版 (新课标)必修1第二章 化学物质及其变化综合与测试导学案

氧化还原反应
编稿：房鑫 　　　审稿：曹玉婷

【学习目标】
    1．了解化学反应的四种基本类型。

2．认识氧化还原反应的本质是电子的转移，特征是化合价升降。

3．能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目。

4．了解物质氧化性、还原性强弱的比较。

【要点梳理】

要点一、氧化还原反应

    1．定义：在反应过程中有元素的化合价升降的化学反应是氧化还原反应。

    2．实质：反应过程中有电子的得失或共用电子对的偏移。

3．特征：化合价有升降。

4．四种基本类型的反应

5．氧化还原反应与四种基本类型反应的关系

要点诠释：

 ①置换反应全部属于氧化还原反应。

    ②复分解反应全部属于非氧化还原反应。

    ③有单质参加的化合反应全部是氧化还原反应。

    ④有单质生成的分解反应全部是氧化还原反应。

⑤有单质参与的化学反应不一定是氧化还原反应，如3O2==2O3。

6．氧化还原反应概念的发展

要点二、有关氧化还原反应的基本概念（四对）

1．氧化剂与还原剂

氧化剂：得到电子（或电子对偏向、化合价降低）的物质。

还原剂：失去电子（或电子对偏离、化合价升高）的物质。氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性。

 2．氧化反应与还原反应

    氧化反应：失去电子（化合价升高）的反应。还原反应：得到电子（化合价降低）的反应。

  3．氧化产物与还原产物

    氧化产物：还原剂在反应中失去电子后被氧化形成的生成物。还原产物：氧化剂在反应中得到电子后被还原形成的生成物。

4．氧化性与还原性

氧化剂具有的得电子的性质称为氧化性；还原剂具有的失电子的性质称为还原性。

小结：氧化还原反应中各概念之间的相互关系

口诀：升（化合价升高）失（失电子）氧（被氧化，发生氧化反应）还（做还原剂，本身具有还原性），

降（化合价降低）得（得电子）还（被还原，发生还原反应）氧（做氧化剂，本身具有氧化性）。

要点诠释：

　　（1）氧化剂具有氧化性，发生还原反应，被还原成还原产物。

　　（2）还原剂具有还原性，发生氧化反应，被氧化成氧化产物。

　　（3）凡是有电子转移（包括电子得失或电子对转移），则必出现元素化合价的改变，有关联系为：

　　　　　化合价升高失去电子是还原剂被氧化

　　　　　化合价降低得到电子是氧化剂被还原

  要点三、氧化还原反应电子转移的表示方法

    1．双线桥法。

    （1）两条桥线从反应物指向生成物，且对准同种元素；

    （2）要标明“得”“失”电子，且数目要相等；

    （3）箭头不代表电子转移的方向。如：

    一般在线桥上可不标明化合价的升降，如：

    2．单线桥法。

    （1）一条桥线表示不同元素原子得失电子的情况；

    （2）不需标明“得”“失”电子，只标明电子转移的数目；

    （3）箭头表示电子转移的方向；

    （4）单线桥箭头从还原剂指向氧化剂。如：

    误区警示：表示方法的易错之处：

    ①双线桥法表示电子转移不标出箭头的方向或箭头的起点和终点不落在相同的元素上。

    ②箭头的指向不正确。

③混淆了单线桥、双线桥所需标明的内容。

要点四、氧化还原反应的一般规律

1．性质强弱的规律

    氧化剂＋还原剂 → 还原产物＋氧化产物

氧化性强弱顺序：氧化剂＞氧化产物；

还原性强弱顺序：还原剂＞还原产物。

  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。

应用：可进行氧化还原反应方程式配平和有关计算。

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”。 如：H2SO4只具有氧化性；H2S只具有还原性；SO2既具有氧化性又具有还原性，但以还原性为主；H2O2既具有氧化性又具有还原性，但以氧化性为主。

    应用：判断元素或物质的氧化性、还原性。

4．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，若加入氧化剂，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。 例如，FeBr2溶液中通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为：2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl－，2Br－+Cl2==Br2+2Cl－。

    应用：判断物质的稳定性及其反应顺序。

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。

要点五、氧化性、还原性的强弱判断方法

说明：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+,   Al－3ｅ－→Al3＋，但Na比Al活泼，失去电子的能力强，所以Na比Al的还原性强。

    1．根据反应方程式

    氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物

     氧化性：氧化剂＞氧化产物

 　　还原性：还原剂＞还原产物

2．根据金属活动性顺序表来判断

还原性                                                                   减弱

氧化性                                                                            增强

    3．根据反应条件判断

    当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，若氧化产物价态相同，可根据反应条件的不同来进行判断。

    如：H2+F2==2HF  H2+I22HI

    氧化性：F2＞I2

    比较物质的氧化性和还原性还有其他方法，随着学习的深入，我们会逐渐掌握它们，从而加深对氧化还原反应的了解。

【典型例题】

类型一、 氧化还原反应与基本反应类型之间的关系

例1．下列类型的反应，一定发生电子转移的是（    ）。

A．化合反应     B．分解反应     C．置换反应     D．复分解反应

【思路点拨】氧化还原反应的实质是电子转移，本题间接考查四大反应类型与氧化还原反应的关系。

【答案】C

【解析】A项，化合反应不一定是氧化还原反应，如NH3＋HCl===NH4Cl，该反应中无电子转移；B项，分解反应不一定是氧化还原反应，如CaCO3 CaO＋CO2↑，该反应中无电子转移；C项，置换反应一定是氧化还原反应，一定发生电子转移；D项，复分解反应都不是氧化还原反应，无电子转移。

【总结升华】判断一个反应是否属于氧化还原反应的关键是看在反应前后各元素有无化合价的变化。故化合价是分析氧化还原反应的基础。

 举一反三：

【变式1】下列反应不属于四种基本反应类型，但属于氧化还原反应的是（    ）。

    A．Fe+CuSO4==FeSO4+Cu           B．3CO+Fe2O32Fe+3CO2

    C．AgNO3+NaCl==NaNO3+AgCl↓    D．2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

【答案】B

【变式2】下列叙述中正确的是（    ）。

    A．化合反应一定是氧化还原反应，肯定有元素被氧化，同时有元素被还原

    B．有单质参加或生成的反应一定属于氧化还原反应

    C．比较难失电子的原子，获得电子的能力一定强

    D．元素由化合态变成游离态时，它可能被氧化，也可能被还原

     【答案】D

类型二、 氧化还原反应有关概念

例2． CaH2常作生氢剂，其中氢元素呈－1价， 其化学方程式为CaH2+2H2O====Ca(OH)2+ 2H2↑，其中水是（　 ）
　　A．还原剂　　　　　　　　　　　 B．氧化剂
　　C．既是还原剂又是氧化剂　　　　 D．既不是氧化剂又不是还原剂
    【思路点拨】在氧化还原反应中，氧化剂是得到（或偏向）电子的物质，所含元素的化合价降低；还原剂是失去（或偏离）电子的物质，所含元素的化合价升高。

【答案】B
　  【解析】H2O中氢元素呈+1价，有一部分经过反应变成氢气（氢元素化合价为0），化合价降低，作氧化剂。
　　【总结升华】判断一种反应物在氧化还原反应中是作氧化剂还是还原剂，要根据该反应物中元素在反应前后化合价的变化来进行判断。
举一反三：

【变式1】下列各反应中，氧化反应与还原反应在同种元素中进行的是（    ）

A．Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O

B．

C．2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑

D．2H2O2H2↑＋O2↑

【答案】A

【解析】A项，氯元素两种反应都参与；B项，氯元素参与还原反应，氧元素参与氧化反应；C项，锰元素参与还原反应，氧元素参与氧化反应；D项，氢元素参与还原反应，氧元素参与氧化反应。

【变式2】下列变化需要加入还原剂才能实现的转化是（    ）

A．H2SO4→SO2          B．Fe2＋→Fe3＋                  C．H2S→SO2         D．HCO3－→CO2

【答案】A

【解析】还原剂在氧化还原反应中失去电子，化合价升高；氧化剂在反应中得到电子，化合价降低。A中S：＋6价→＋4价；B中Fe：＋2价→＋3价；C中S：－2价→＋4价，D中各元素化合价不变，故选A。

【变式3】下列反应中，加入氧化剂才能实现的是（    ）

A．CO32－→CO2        B．Cl2→HCl             C．HCl→Cl2         D．KMnO4→MnO2

【答案】C

【解析】氧化剂具有氧化性，能使元素化合价升高。可见，只要标出相关元素的化合价，根据化合价升高，被氧化，发生氧化反应即可。

类型三、氧化还原反应中的电子转移

例3．写出符合下列条件的化学方程式（各举一例，并用单线桥法标出电子转移的方向和数目）。

    （1）一种金属单质还原一种化合物________

    （2）一种单质氧化另一种单质________

    （3）一种化合物氧化另一种化合物________

    （4）一种非金属单质还原一种氧化物________

（5）一种氧化物还原另一种氧化物________

【思路点拨】看清各小题要求后再作答，根据化合价变化用单线桥法标出电子转移的方向和数目。

【答案】

【解析】用单线桥法标出电子转移的方向和数目，箭头是由还原剂出发指向氧化剂，并对准变价元素。

【总结升华】正确标出元素的化合价是分析一切氧化还原反应的基础，分析价态变化是解决这类问题的突破口。

举一反三：

【变式1】用下列反应制取氯气：MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ H2O。该反应的氧化剂是　　　　 　，还原剂是　　　　　　　　　　　 ；在标准状况下，收集到2.24 L Cl2时,消耗氧化剂　　　　　　　　　 mol，被氧化的还原剂的质量　　　　　　　　　 g。用双线桥标出该反应的电子转移的方向和数目。

【答案】 MnO2，  HCl ；0.1  ，   7.3 。

【解析】在用“双线桥”法表示电子转移时，箭头一定要指向生成物中的元素，并且失去电子总数一定等于得到电子总数。

【变式2】在反应2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑中，若锰元素得到的电子数2×6.02×1023个，则生成氧分子的数目为 （　 ）
　　A．0.5×6.02×1023　　 B．6.02×1023　　 C．2×6.02×1023　　 D．4×6.02×1023

【答案】Ａ

【变式3】钛（Ti）被称为“生物金属”’，由TiO2制取Ti的主要反应为：

①TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO  ②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti

下列说法不正确的是（    ）。

A．反应①②都是氧化还原反应

B．反应②是置换反应

C．反应①中TiO2是氧化剂

D．反应②中每生成1 mol Ti转移4 mol电子

【答案】C

类型四、 氧化性、还原性强弱的比较

例4、已知在某温度发生如下反应：①C+CO2==2CO；②C+H2O==CO+H2；③CO+H2O==CO2+H2。由此可以判断，在该温度下，C、CO、H2的还原性强弱顺序是（    ）。

    A．CO＞C＞H2    B．C＞CO＞H2    C．C＞H2＞CO    D．CO＞H2＞C

【思路点拨】氧化还原反应中还原性的顺序是还原剂＞还原产物。

【答案】B

 【解析】根据氧化还原反应中的还原性是：还原剂＞还原产物可知，还原性强弱顺序是：①中C＞CO，②中C＞H2，③中CO＞H2，即C＞CO＞H2。

【总结升华】重点要分析化合价变化，找准氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物。

举一反三：

【变式1】根据反应式：①2Fe3++2I－==2Fe2++I2，②2Fe2++Br2==2Fe3++2Br－，可判断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－

【答案】B

【变式2】常温时，下列三个反应都能向右进行：
　　2W- + X2 == 2X- + W2 ；2Y- + W2 == 2W- + Y2 ；2X- + Z2 == 2Z- + X2 。
　　由此得出的正确结论是　 （　 ）
　　A．X-、Y- 、Z- 、W-中Z-的还原性最强
　　B．X2、Y2、Z2、W2中Z2的氧化性最弱
　　C．2Z- + Y2 == 2Y- + Z2不能向右进行
　　D．还原性X- ＞Y-
　　【答案】C