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。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，失电子总数与得电子总数相等。

作用：有关氧化还原反应的计算及配平氧化还原方程式。

(2)强弱律——较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。通俗地说，强氧化性物质能制取弱氧化性物质；强还原性物质能制取弱还原性物质。

作用：主要用于比较物质间氧化性或还原性的强弱

(3)价态律——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。

注意：最高价只有氧化性，但不意味着有强氧化性，最低价只有还原性，也不意味着有强还原性，物质氧化性、还原性的强弱只与得失电子的难易有关，而与得失电子的数目无关。

(4)难易律——越易失电子的物质，失电子后所形成的物质就越难得电子，越易得电子的物质，得电子后所形成的物质就越难失去电子。

（5）优先律——一种氧化剂同时和几种原剂相遇时，优先与还原性强的还原剂发生反应；同理，一种还原剂遇多种氧化剂时，氧化性最强的氧化剂优先反应。

作用：判断物质的稳定性及反应顺序。

(6)转化律——氧化还原反应中，以元素相邻价态转化最易；同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉；同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。即高价＋低价＝中间价。同种元素高价化合物与低价化合物，当有中间价态时才有可能反应，若无中间价态，则不反应。如浓硫酸不能氧化SO2。同种元素的高价态氧化低价态时可简记为：高到高，低到低，可以归中，不能跨越。

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叫歧化反应。歧化反应化合价的特点是：某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低的价态转化。歧化反应是自身氧化还原反应的一种，常用于判断某种元素的化合价高低以及有关氧化还原反应方程式的计算。

作用：分析判断氧化还原反应中的物质变化及推测变化产物。

氧化还原反应方程式的配平及有关计算

1.氧化还原方程式的配平

(1)配平三原则：

①电子守恒，即转移电子数相等。

②质量守恒，既反应前后原子种类和数目相等。

③电荷守恒，即反应前后电荷总数相等。(主要应用于离子方程式的配平)

(2)配平要点(口诀)：

一标化合价，二看价变化；(第一步) 三求升降数，数字相交叉；(第二步)

再查其他物，配平靠观察；(第三步)

系数有分母，最后消去它。(第四步)

氧化性、还原性强弱的判断

1．氧化性是物质指得电子的性质(或能力)；还原性是物质指失电子的性质(或能力)。

2．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。（1）同一氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物还原性：还原剂>还原产物

判断一个氧化还原反应能否进行，也应遵循“由强到弱”的规律，即反应式中的物质应符合“氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物”。

（2）根据金属活动顺序：

K →Ca →Na→Mg→Al →Zn→Fe→Sn →Pb→（H）→Cu→Hg→Ag→Pt →Au 单质还原性渐弱

K+ →Ca2+→Na+ →Mg2+ →Al3+→Zn2+→Fe2+→Sn2+ →Pb2+→（H+）→Cu2+→Fe3+ →Ag+

对应阳离子氧化性渐强

例如，还原性：NaK+>Rb+>Cs+

（3）根据同周期、同主族元素性质的递变规律

同周期从左往右，单质的氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱。同主族从上往下，单质的氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强。

（4）根据非金属活动顺序：

单质的氧化性F2>Cl2>Br2>I2>S 逐渐减弱；相应简单阴离子的还原性F-

(5）根据元素的价态。

①同种元素价态越高，氧化性越强（如Fe3+>Fe2+），(但，氧化性：HClO>HClO2>HClO3>HClO4),最高价态只有氧化性；

②价态越低，还原性越强（如S2- >SO2），最低价态只有还原性；

③中间价态兼具氧化性和还原性。

（6）根据反应条件. 反应原理相似的不同反应中，反应条件要求越低，说明氧化剂的氧化性或还原剂还原性越强。

(7)依据反应剧烈程度。

如Na,Mg 、Al 分别与水反应：Na(剧烈)、Mg(加热才明显)、Al( 加热不明显)，所以还原性Na>Mg>Al

(8)依据同一还原剂与不同氧化剂反应后，还原剂中元素化合价变化越大，则对应氧化剂氧化性越强。

总的来说，比较氧化性和还原性强弱的根本依据在于得失电子能力的大小，即得失电子的难易，而绝不能以得失电子的数目多少判断。

不同的氧化剂与同一还原剂反应越易发生，则氧化性越强。

MnO HCl MnCl Cl H O

222242++↑+? 216225842242222222

450KMnO HCl KCl MnCl Cl H O

HCl O Cl H O

CaCl o C +=++↑++↑+

氧化性：KMnO4＞MnO2＞O2

S Cl S Cu S Cu Cl Cu Cl Cu ??????=+=+++2122222