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1、化学反应及其能量变化氧化还原第1页，本讲稿共22页本章在高考中的地位本章是高中化学的重点章节，包括氧化还原反应、离子反应和能量变化三方面的内容。其中氧化还原反应和离子反应是历年高考中的必考知识，这是高中知识的重要概念，也是难点和考试热点。题型主要是选择题和填空题，在其他题型中也有部分渗透。而能量变化部分与物质运动和生命活动联系紧密，它跟物理、生物科目有较多的切人点，是今后综合考试的考点之一。第2页，本讲稿共22页氧化还原反应考点说明氧化还原反应始终贯穿整个高中的各部分知识，它是很重要也很普遍的一种反应类型。元素及化合物中的很多反应都是氧化还原反应。氧化还原反应和离子反应还对电离平衡、水解平衡、
2、原电池和电解池理论有重要指导作用。因此掌握好本章内容对整个高中化学有很重要的意义。第3页，本讲稿共22页学习目标 1.理解氧化还原反应，了解氧化剂和还原剂等概念。2.掌握重要氧化剂还原剂之间的常见反应。3.能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目；能配平反应方程式 第4页，本讲稿共22页涉及的章节涉及的章节高中化学第一册第一章第一节高中化学第一册第一章第一节 氧化还原反应氧化还原反应 高中化学第二册第一章第四节高中化学第二册第一章第四节 氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平 高中化学第三册第三单元第一节高中化学第三册第三单元第一节 重要的氧化剂和还原剂重要的氧化剂和还原剂 第5页，本讲稿共
3、22页一、氧化还原反应的重要概念一、氧化还原反应的重要概念（1）IBr+H2O=HBr+HIO（2）KOH+Cl2=KCl+KClO+H2O（3）NaH+H2O=NaOH+H2（4）CaO2+H2O=Ca(OH)2+H2O2（5）5CH3CH2OH+2KMnO4+3H2SO4 5CH3CHO+K2SO4+2MnSO4+8H2O练习：练习：1、标出化合价发生变化的元素化合价，指出属氧化还原反应的是、标出化合价发生变化的元素化合价，指出属氧化还原反应的是是非是是非第6页，本讲稿共22页概念概念 1.氧化还原反应的定义、实质、特征等）定义：有电子转移(得失或偏移)的反应，或有元素化合价升降的反应称为
4、氧化还原反应。实质：反应中有电子转移(得失或偏移)。表现特征：反应中有元素化合价升降。氧化反应：发生失电子的反应(或元素化合价升高的反应)。还原反应：发生得电子的反应(或元素化合价降低的反应)。提示：判断某一反应是否为氧化还原反应，一般用观察反应中元素的化合价是否有变化来进行。若有元素化合价的变化则为氧化还原反应；若无元素化合价的变化则为非氧化还原反应。任一化学反应，若有失电子的物质，则必定有得电子的物质。氧化反应和还原反应必定同时发生，氧化反应和还原反应均不能单独存在。想一想：如何判断想一想：如何判断个反应是否是氧化还原反应个反应是否是氧化还原反应?特别提醒：特别提醒：第7页，本讲稿共22页
5、氧化还原反应发生规律和有关概念表达式氧化还原反应发生规律和有关概念表达式氧化剂：得到电子氧化剂：得到电子(或电子对偏向或电子对偏向)或元素化合价降低的反应物。或元素化合价降低的反应物。还原剂：失去电子还原剂：失去电子(或电子对偏离或电子对偏离)或元素化合价升高的反应物。或元素化合价升高的反应物。氧化产物：物质失去电子后的生成物或元素化合价升高以后的生成物。氧化产物：物质失去电子后的生成物或元素化合价升高以后的生成物。还原产物：物质得到电子后的生成物或元素化合价降低以后的生成物。还原产物：物质得到电子后的生成物或元素化合价降低以后的生成物。第8页，本讲稿共22页小结氧化剂、还原剂、氧化产物、还原
6、产物在氧化还原反应中必定同时存在。氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物在氧化还原反应中必定同时存在。氧化剂和还原剂均指具体的反应物，还原产物、氧化产物均指具氧化剂和还原剂均指具体的反应物，还原产物、氧化产物均指具体的生成物。体的生成物。如如2KCl03 2KCl+302 KCl03既是氧化剂又是还原剂，不能说氯元素是既是氧化剂又是还原剂，不能说氯元素是氧化剂，氧元素是还原剂。氧化剂，氧元素是还原剂。氧化剂具有氧化性，本身发生还原反应即被还原，还原剂具氧化剂具有氧化性，本身发生还原反应即被还原，还原剂具有还原性，被氧化发生氧化反应。有还原性，被氧化发生氧化反应。氧化剂或还原剂可能是一种或多种物质。
7、一种物质既可以是氧化氧化剂或还原剂可能是一种或多种物质。一种物质既可以是氧化剂也可以是还原剂。剂也可以是还原剂。氧化产物或还原产物可能是一种或多种物质，一种物质既可以氧化产物或还原产物可能是一种或多种物质，一种物质既可以是氧化产物也可以是还原产物。是氧化产物也可以是还原产物。第9页，本讲稿共22页4、氧化还原反应与四大基本反应类型的关系如何、氧化还原反应与四大基本反应类型的关系如何?(1)化合反应可能是氧化还原反应，也可能不是氧化还原反应化合反应可能是氧化还原反应，也可能不是氧化还原反应(2)分解反应可能是氧化还原反应，也可能不是氧化还原反应分解反应可能是氧化还原反应，也可能不是氧化还原反应(
8、3)置换反应一定是氧化还原反应置换反应一定是氧化还原反应(4)复分解反应一定不是氧化还原反应复分解反应一定不是氧化还原反应第10页，本讲稿共22页练习：判断正误（举例说明）练习：判断正误（举例说明）练习：判断正误（举例说明）练习：判断正误（举例说明）（1 1）只生成一种物质的反应一定是化合反应）只生成一种物质的反应一定是化合反应?（）（2 2）反应物只有一种的反应一定是分解反应（）反应物只有一种的反应一定是分解反应（）（3 3）既有单质参加又有单质生成的反应不一定是置换反应，）既有单质参加又有单质生成的反应不一定是置换反应，也不一定是氧化还原反应？（也不一定是氧化还原反应？（）（4 4）生成物
9、中只有一种单质和一种化合物的反应不一定是置）生成物中只有一种单质和一种化合物的反应不一定是置换反应？（换反应？（）（5 5）生成物中有盐和水的反应不一定是复分解反应（）生成物中有盐和水的反应不一定是复分解反应（）错错错错对对对对对对第11页，本讲稿共22页（三）常见氧化剂和还原剂（三）常见氧化剂和还原剂1、常见的氧化剂：n(1)活泼非金属单质如：n(2)含有较高价态元素的化合物n(3)某些金属性较弱的正高价态的离子n(4)过氧化物如2、常见的还原剂：n (1)活泼金属单质：n (2)含有较低物质：n (3)非金属阴离子如：n(4)容易失电子的物质：n (5)低价阳离子如：F2、C12、Br2、
10、02、03等等Mn02、KMn04、HN03、浓、浓H2S04等等Cu2+、Fe3+H202、Na202K、Ns、Mg等等H2S、HI、H2S03、COS2-、I-H2、C、NH3、N2H4(肼肼)Fe2+、Cu2+、Sn2+等等第12页，本讲稿共22页 3、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。如：NH4N03H20+N20特别提醒：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：Cl2十
11、2NaOH=2NaCl+NaCl0+H20 3N02+H20=2HN03+NO 第13页，本讲稿共22页注意n歧化反应是自身氧化还原反应的特例。n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。n(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：n6HCl+KCl03KCl+3C12+3H20n2FeCl3+Fe3FeCl2n2H2S+S02=3S+2H20n(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。第14页，本讲稿共22页4、如何比较氧化性、还原性强弱比较？a根据化学方程式来判断氧化性：氧化剂氧化产物
12、还原剂还原性：还原剂还原产物氧化剂 b根据元素的金属性或非金属性相对强弱来步断 K、Ca、Na、Mg、A1、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au 单质的还原性逐渐减弱；对应阳离子氧化性逐渐增强 F、O、C1、BrI、S原子氧化性逐渐减弱；对应阴离子还原性逐渐增强。c.根据反应进行的难易程度及条件来判断 例如：2KMn04+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O Mn02+4HClMnCl2+C12+2H20前者比后者容易进行反应，所以氧化性：KMn04Mn02d.根据氧化产物的价态高低来判断 c.根据电化学反应原理来判断 原电池的电极材料中，充当负极的金属
13、还原性强于充当正极的金属电解池中在阳极还原性强的物质优先放电；在阴极，氧化性强的物质优先放电。第15页，本讲稿共22页5氧化还原反应方程式的配平(1)配平的原则配平的原则电子守恒：氧化还原反应过程中，氧化剂得电子总数目等于还原剂电子守恒：氧化还原反应过程中，氧化剂得电子总数目等于还原剂失电子总数目，即：失电子总数目，即：“电子得失数相等电子得失数相等”“化合价升降数相等化合价升降数相等”。质量守恒：反应前后各元素的原子个数相等。质量守恒：反应前后各元素的原子个数相等。电荷守恒：对于离子方程式，等式两边电荷守恒：对于离子方程式，等式两边“电荷总数相等电荷总数相等”。(2)配平的方法配平的方法一般
14、分两部分。第一部分是氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物之一般分两部分。第一部分是氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物之间的配平间的配平化合价升降相等或电子得失数相等。化合价升降相等或电子得失数相等。第二部分是用观察法配平其他物质的化学计量数。第二部分是用观察法配平其他物质的化学计量数。(3)配平的主要步骤配平的主要步骤(以C与浓HNO3的反应为例)第16页，本讲稿共22页习题讲解1.（2003天津11）在一定条件下，PbO2与Cr2+反应，产物是Cr2O72和Pb2+，则与1molCr3+反应所需PbO2的物质的量为 A.3.0mol B.1.5mol C.1.0mol D.0.75mol 解析
15、 选B.根据电子得失守恒原理，13=X2，X=1.5mol，即与1mol Cr3+，反应所需Pb02的物质的量为1.5mol。第17页，本讲稿共22页 2.(2003上海7)Cl02是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求Cl02将逐渐取代C12成为生产自来水的消毒剂。工业上C102常用NaCl03和Na2S03溶液混合并加H2S04酸化后反应制得，在以上反应中NaCl03和Na2S03的物质的量之比为 ()A.1:1 B.2:1 C.1:2 D.2:3解析解析 选选B.NaCl03和和Na2S03溶液混合产生溶液混合产生C102和和Na2S04，根据氧化还原反，根据氧化还原反应中电子守恒
16、的关系，有应中电子守恒的关系，有n(NaCl03)1=n(Na2S03)2，可求得可求得n(NaCl03)：n(Na2S03)=2 1。第18页，本讲稿共22页3.(2003苏粤7)在一定条件下，RO3n和氟气可发生如下反应：RO3n+F2+2OH=RO4+2F+H2O从而可知在RO3n中，元素R的化合价是 A.+4B.+5 C.+6 D.+7解析：选解析：选B。从电荷守恒可知，反应。从电荷守恒可知，反应RO3n+F2+2OH=RO4+2F+H2O中中n=1，从而可知在，从而可知在 RO3n元素元素R的化合价是的化合价是+5第19页，本讲稿共22页4在氯氧化法处理含CN-的废水过程中，液氯在碱
17、性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。(1)某厂废水中含KCN，其浓度为650mgL-1现用氯氧化法处理，发现如下反应(其中N均为-3价)：KCN+2KOH+Cl2=KOCN+2KCl+H2O 被氧化的元素是_。(2)投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气，请配平下列化学方程式，并标出电子转移方向和数目：KOCN+KOH+Cl2 C02+N2+KCl+_ H2O 碳碳(或或C)2432162第20页，本讲稿共22页 5.(2003上海23)实验室为监测空气中汞蒸气的含量；往往悬挂涂有CuI的滤纸，根据滤纸是否变色或颜色发生变化所用去的时
18、间来判断空气中的含汞量，其反应为：4CuIHgCu2HgI42Cu,另外，铜的氧化物有两种CuO、Cu2O（1）上述反应产物Cu2HgI4中，Cu元素显 价。（2）以上反应中的氧化剂为 ，当有1molCuI参与反应时，转移电子 mol。（3）CuI可由Cu2与I直接反应制得，请配平下列反应的离子方程式。Cu2 I CuI I3 解析解析(1)观察反应观察反应4CuI+Hg=Cu2Hgl4+2Cu知知Cu在反应中发生歧化，因此在反应中发生歧化，因此Cu2HgI4中，中，Cu元素显元素显+1价；价；(2)上述反应中上述反应中CuI既是氧化剂，又是还原剂；既是氧化剂，又是还原剂；(3)应注意的是应注意的是Cu2+与与I-相互反应后先形成相互反应后先形成CuI和和I2，I-再与再与I2相互反应形相互反应形成成I3-。第21页，本讲稿共22页第22页，本讲稿共22页