氧化还原反应

氧化还原反应

还原剂、氧化剂的快速判别：高原低氧（即化合价升高作还原剂，化合价降低作氧化剂）。

记法1：氧化还原不可分，得失电子是根本。失电子者被氧化，得电子者被还原。

失电子者还原剂，得电子者氧化剂。氧化剂还原剂，相依相存永不离。

记法2：升失氧还氧，降得还氧还。

解释：1.化合价升高，失去电子，发生氧化反应，充当还原剂，生成物具有比反应物中的氧化剂氧化性弱的氧化性。

记法3：升失被氧还，降得被还氧。

解释：1.化合价升高、失去电子、被氧化做还原剂。

记法4：

剥下伪装的外套（失去电子），真实面目被氧化的是还原剂，还原剂当然发生氧化反应，电子为负价，失去电子负负得正，化合价升高。

披上伪装的外套（得到电子），真实面目被还原的是氧化剂，氧化剂当然发生还原反应，电子为负价，得到电子正负得负，化合价降低。

记法5：

升高、失去、被氧化、氧化反应、还原剂。

降低、得到、被还原、还原反应、氧化剂。（注：升高、降低指化合价升高或降低，失去、得到指电子得失）

记法6：

失升氧化还原剂，得降还原氧化剂。

失电子，化合价升高，被氧化，是还原剂；得电子，化合价降低，被还原，是氧化剂。

记法7：

升失氧，降得还。若问剂，两相反。

记法8：

高价氧化低价还，中间价态两边转。

解释：高价化合物做氧化剂，低价化合物做还原剂，中间价态的化合物，可能做氧化剂，也可能做还原剂

记法9：氧得低，还失高。

解释：氧化剂得到电子化合价降低，还原剂失去电子化合价升高。

记法10：失升氧还。

记法11：升失氧，降得还，说价性，两相反。

记法12：失升氧，得降还；氧化剂，被还原。

氧化剂，会氧化。还原后，还原产（物）。

记法13：升失氧，降得还，剂相反。

解释：“剂”指氧化剂与还原剂。

记法14：氧化剂把别人氧化，本身还原；还原剂把别人还原，本身氧化。

记法15：高失还，低得氧

解释：化合价升高，失去电子，充当还原剂，有还原性，生成氧化产物，发生氧化反应；

化合价降低，得到电子，充当氧化剂，有氧化性，生成还原产物，发生还原反应。

记法16：化合价升高被氧化，化合价降低被还原。

记法17：升价失电还原剂，氧化反应要牢记

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得失电子的难易程度，与得失电子的数目多少无关。

（1）从元素所处的价态考虑，可初步分析物质所具备的性质，但无法分析其强弱。最高价态－－只有氧化性，如H2SO4、KMnO4等；最低价态，只有还原性，如金属单质Cl-、S2-等；中间价态－－既有氧化性又有还原性，如Fe2+、S、SO2等。

（2）可利用金属活动性顺序判断金属还原性及金属阳离子氧化性的相对强弱。

K→Au金属原子还原性逐渐减弱；K+ →Ag+，金属离子氧化性逐渐增强。（Fe3+氧化性较强）[2]

（3）可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。

应用：在适宜的条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，还能比较物质间的氧化性或还原性的强弱，也可以利用物质间氧化性或还原性的相对强弱判断反应是否能够发生。

（4）可根据氧化产物的价态高低判断。

当含变价元素的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可根据氧化产物中元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。

（5）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。

（6）根据物质的浓度大小判断。

具有氧化性（或还原性）的物质浓度越大，其氧化性（或还原性）越强，反之，其氧化性（或还原性）越弱。如氧化性：浓HNO3大于稀HNO3；MnO2能与浓盐酸反应，却不与稀盐酸反应。

氧化反应：

还原剂（反应物）→失电子或共用电子对偏离→化合价升高→被氧化→发生氧化反应→生成氧化产物

还原反应：

氧化剂（反应物）→得电子或共用电子对偏向→化合价降低→被还原→发生还原反应→生成还原产物

氧化还原反应的具体规律是：

1．守恒律：氧化还原反应中，得失电子总数相等，化合价升降总值守衡

永恒规律

当某元素为最高价时，它只能做氧化剂。

当某元素为最低价次时，它只能做还原剂。

当某元素为中间价次时，它既能做氧化剂，又能做还原剂。对于绝大多数氧化还原反应，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。也有少部分例外，如氯酸分解为氧气+氯气+高氯酸，其中生成物中的氧化产物高氯酸的氧化性高于反应物氯酸

类型

根据氧化剂跟还原剂的反应方式，氧化还原反应一般可以分成三种类型：分子间的氧化还原反应、分子内的氧化还原反应和自身氧化还原反应。

分子间的氧化还原反应

这是一种最普遍的氧化还原反应。反应中，电子的得失或电子对的偏移发生在两种不同物质的分子之间。

自身氧化还原反应

在这类反应中，电子的转移发生在同一分子里的同种价态、同种元素的原子上。这种反应又称为歧化反应。

例如：

单线桥示例

在氧化还原反应的方程式里，有的箭号不跨过等号（又称单线桥），

有的箭号跨过了等号（又称双线桥）。在许多书刊上，这两种表示方法都

有采用。箭号不跨过等号的，一般用于表示电子转移的方向和数目，它表

明了多少个电子从还原剂中某元素的原子转移给氧化剂中某元素的原，电

双线桥示例

子数前不用标出“得到”或“失去”。箭号跨过了等号的，一般用于表示发生氧

化还原的元素本身得、失电子的变化，在电子数前要标明“得到”还是“失去”。这两种方法，仅仅是表示形式不同，它们都是用于表示氧化还原反应中电子得失（或转移）情况的。

范例——氢气与氯气

氢气与氯气的化合反应，其总反应式如下：

H2+Cl2=2HCl

范例——工业炼铁

两个性质

氧化还原反应的两个性质

还原性：失电子的能力

氧化性；得电子的能力例：一物质还原性很强=失电子的能力强

一个反应中，具有还原性的物质：1．还原剂2．还原产物

一个反应中，具有氧化性的物质：1．氧化剂2．氧化产物

金属性在本质上就是还原性，而还原性不仅仅表现为金属的性质。

非金属性在本质上就是氧化性，而氧化性不仅仅表现为非金属单质的性质。

一个粒子的还原性越强，表明它的氧化性越弱；粒子的氧化性越强，表明它的还原性越弱。

即在金属活动性顺序表中，排在前面的金属还原性强，排在后面的金属离子氧化性强

如：在元素周期表中，非金属性最强的非金属元素氟，它的氧化性最强，因此氟元素无正价。反之，金属性越强的元素，它的还原性也就越强。

一切氧化还原反应之中，还原剂的还原性>还原产物的还原性

一切氧化还原反应之中，氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性

还原性的强弱只与失电子的难易程度有关，与失电子的多少无关。

金属得电子不一定变为0价例：2Fe3++Cu=2Fe2+ + Cu2+，Fe3+—Fe2+

表示方法

双线桥法

表明反应前后同一元素原子间的电子转移情况。

明确标出各发生氧化还原反应的元素化合价。

连一条线由氧化剂中化合价降低的元素指向还原产物中的相应元素，另一条线由还原剂中化合价升高的元素指向氧化产物中的相应元素。一律在线上标出升降变化，如“化合价升高”“化合价降低”，不可标为“升价”或“降价”。

一律标出“失去”或“得到”的电子数，格式为“得或失发生氧化还原反应的原子数×单位原子得失电子数"和该元素“被氧化”或“被还原”。

单线桥法

表明反应前后不同元素原子间的电子转移情况。

明确标明发生氧化还原反应的元素的化合价

连接方程式左边的氧化剂与还原剂，箭头一律由还原剂指向氧化剂

标出转移的电子的总数，这里不用像双线桥那样，仅需直接标出电子总数

配平方法

配平方法——得失电子守恒法

1．配平原理

发生氧化还原反应时，还原剂失去电子、氧化剂得到电子。因为整个过程的本质好比是还原剂把电子给了氧化剂，在这一失一得之间，电子守恒。故根据还原剂失去电子的数目和氧化剂得到电子的数目相等，结合二者化合价的改变情况，可以分别把氧化剂、还原剂的计量数计算出来，这样整个氧化还原反应就顺利配平了。

2．方法和步骤

①标出发生变化的元素的化合价，并确定氧化还原反应的配平方向。

在配平时，需要确定先写方程式那边物质的计量数。有时先写出方程式左边反应物的计量数，有时先写出方程式右边生成物的计量数。一般遵循这样的原则：

自身氧化还原反应→先配平反应物的计量数；

部分氧化还原反应→先配平生成物的计量数；

一般的氧化还原反应→既可先配平生成物的计量数，也可先配平反应物的计量数。

②列出化合价升降的变化情况。当升高或降低的元素不止一种时，需要根据不同元素的原子个数比，将化合价变化的数值进行叠加。

③根据电子守恒配平化合价变化的物质的计量数。

④根据质量守恒配平剩余物质的计量数。最终并根据质量守恒检查配平无误。

配平方法——离子/电子法

在水溶液中进行的氧化还原反应，除用化合价升降法配平外，一般常用离子/电子法配平。其配平原则是：反应过程中，氧化剂获得的电子总数等于还原剂失去的电子总数。现在结合以下实例说明其配平步骤。

在酸性介质中，KMnO4与K2SO3反应生成MnSO4和K2SO4，配平此化学方程式。

配平的具体步骤如下：

（1）根据反应写出未配平的离子方程式

MnO4+ SO3→ Mn+ SO4①

（2）写出两个半反应式，一个表示还原剂被氧化的反应，另一个表示氧化剂被还原的反应：

氧化反应SO3→ SO4

式中产物的氧原子数较反应物中的多，反应又在酸性介质中进行，所以可在上式反应物中加H2O，生成物中加H，然后进行各元素原子数及电荷数的配平，可得：

SO3+ H2O → SO4+ 2H+ 2e- ②

还原反应MnO4→Mn

式中产物中的氧原子数减少，应加足够多的氢离子（氧原子减少数的2倍），使它结合为水，配平后则得：

MnO4+ 8H+5e- → Mn+ 4H2O ③

（3）根据氧化剂和还原剂得失电子数相等的原则，在两个半反应式中各乘以适当的系数

即以②×5，③×2，然后相加得到一个配平的离子方程式。

（4）写出完全的反应方程式：

5K2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4=6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O

化合价升降法是一种适用范围较广的配平氧化还原反应方程式的方法。离子?电子法虽然仅适用于溶液中离子方程式的配平，但它避免了化合价的计算。在水溶液中进行的较复杂的氧化还原反应，一般均用离子-电子法配平。这两种配平方法可以相互补充。

配平方法——待定系数法

1．配平原理

质量守恒定律告诉我们，在发生化学反应时，反应体系的各个物质的每一种元素的原子在反应前后个数相等。通过设出未知数（如x、y、z等均大于零）把所有物质的计量数配平，再根据每一种元素的原子个数前后相等列出方程式，解方程式（组）。计量数有相同的未知数，可以通过约分约掉。

2．方法和步骤

对于氧化还原反应，先把元素化合价变化较多的物质的计量数用未知数表示出来，再利用质量守恒把其他物质的计量数也配平出来，最终每一个物质的计量数都配平出来后，根据某些元素的守恒，列方程解答。

快速配平七步法：

步骤一：分析化合价升降

步骤二:交换升降价数的系数

步骤三：过桥(双线桥)

步骤四:找到没有参加氧化还原反应的元素，并加入系数中。除(氧、氢)

步骤五：配平氢

步骤六:检查氧是否平

步骤七：完善(加反应条件、加等号、加上下箭头、约公约数)

配平方法——化合价升降法

例子：

1，写出反应物和生成物的化学式

C + HNO3→ NO2 + CO2 + H2O

2，列出元素的化合价的变化

在反应物这边在生成物这边变化量

C化合价0 +4 升高4

N化合价+5 +4 降低1

3，使化合价的升高和降低的总数相等

C + 4HNO3→ 4NO2 + CO2 + H2O

4，配平其它物质的系数

C + 4HNO3 = 4 NO2↑ + CO2↑ + 2 H2O

注意事项

1：“集合原子”应做到优先配平。

2：先拆后合的拆项配平法中，需要拆的项是那些在反应中化合价既升高又降低（既作氧化剂又作还原剂）的物质。

3：整体法配平法中，选择把哪几个化合价升降过程“捆绑”作为一个过程是关键，选择时一定要把在反应中存在固定物质的量之比的升降过程过程进行“捆绑”，不存在固定物质的量之比的升降过程就不能进行“捆绑”。如S+KNO3+C——K2S+CO2+N2

4：离子反应配平：关键在于能否充分利用“电荷守恒”

5：缺项配平：注意两点：★如果是化学反应方程式其缺项一般为：水、酸、碱。如果是离子反应方程式其缺项般为：水、H、OH。★在离子反应方程式配平其缺项时如有两种可能如（H2O、H）或（H2O、OH），还应考虑离子共存的问题如：

Cu（2+）+FeS2+囗____——Cu2S+SO4（2-）+Fe（2+）+囗____

可有两种选择：（14．5．12H2O、7．3．5．24H+）或（14．5．24OH-、7．3．5．12H2O）后一种配平由于OH与Cu不能共存所以不正确。

氧化还原反应在工农业生产、科学技术和日常生活中的意义

我们所需要的各种各样的金属，都是通过氧化还原反应从矿石中提炼而得到的。如制造活泼的有色金属要用电解或置换的方法；制造黑色金属和别的有色金属都是在高温条件下用还原的方法；制备贵重金属常用湿法还原，等等。许多重要化工产品的制造，如合成氨、

合成盐酸、接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食盐水电解制烧碱等等，主要反应也是氧化还原反应。石油化工里的催化去氢、催化加氢、链烃氧化制羧酸、环氧树脂的合成等等也都是氧化还原反应。

在农业生产中，植物的光合作用、呼吸作用是复杂的氧化还原反应。

虽然需要有细菌起作用，但就其实质来说，也是氧化还原反应。土壤里铁或锰的氧化态的变化直接影响着作物的营养，晒田和灌田主要就是为了控制土壤里的氧化还原反应的进行。

我们通常应用的干电池、蓄电池以及在空间技术上应用的高能电池都发生着氧化还原反应，否则就不可能把化学能变成电能，把电能变成化学能。

人和动物的呼吸，把葡萄糖氧化为二氧化碳和水。通过呼吸把贮藏在食物的分子内的能，转变为存在于三磷酸腺苷(ATP)的高能磷酸键的化学能，这种化学能再供给人和动物进行机械运动、维持体温、合成代谢、细胞的主动运输等所需要的能量。煤炭、石油、天然气等燃料的燃烧更是供给人们生活和生产所必需的大量的能。

由此可见，在许多领域里都涉及到氧化还原反应，我们引导学生学习和逐步掌握氧化还原反应对他们今后参加生产和生活都是有意义的。

氧化还原反应中的概念比较

涵义说明

氧化反应物质失去电子（或共用电子

对偏离）的反应

物质中元素的化合价升高

还原反应物质得到电子（或共用电子

对偏向）的反应

物质中元素的化合价降低

氧化剂还原剂得到电子或共用电子对偏向

的物质

失去电子或共用电子对偏离

的物质

1）可以是分子、原子或离

子；2）一个氧化还原反应的

氧化剂和还原剂可为两种物

质，也可以一种物质，如：

水的电解，氧化剂和还原剂

均为水

氧化性物质的电子的性质物质中元素化合价可降低时

具有氧化性

还原性物质是电子的性质物质中元素化合价可升高时

具有还原性

氧化产物还原产物还原剂被氧化后的生成物

氧化剂被还原后的生成物

1）可为分子、原子或离子；

2）氧化产物和还原产物可为

两种物质或一种物质，如：C

的燃烧，中氧化产物和还原

产物均为二氧化碳，有时氧

化产物和还原产物不止一

种，如：高锰酸钾受热分解

中还原产物是锰酸钾和二氧

化锰