1.3氧化还原反应 课件(共53张PPT)2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册+

(共53张PPT)
氧化还原反应
生活中发生氧化还原反应的现象：
苹果被氧化了
钢铁生锈
皮肤衰老
情境引入
（1）化合价原则：在化合物里，元素正负化合价的代数和为零。
（2）单质分子里，元素的化合价为零。
（3）金属元素显正价。
（4）常见元素（原子团）化合价口诀：
（5）许多元素具有可变化合价：可以根据化合物中元素化合价代数和为零推导得出。
复习回顾：元素化合价规律
初中化学反应的四大基本类型
反应类型 实例 表示式
化合反应 A+B==AB
分解反应 AB==A+B
置换反应 A+BC==B+AC
复分解反应 AB+CD==AD+CB
2Cu + O2 2CuO
△
2H2O 2H2↑ + O2 ↑
电解
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl↓
一、氧化还原反应
例：Fe2O3 + 3CO 2 F e + 3CO2
高温
1.狭义的氧化还原反应的定义（初中）
氧化反应：物质得到氧的反应。
还原反应：物质失去氧的反应。
思考：
氧化反应和还原反应是独立发生的吗？
结论：
氧化反应和还原反应是同时发生的。
狭义的氧化还原反应的定义（初中）：
有氧的得失的化学反应
标价态：
Fe2O3 + 3CO 2 F e + 3CO2
高温
2Cu + O2 2CuO
△
2CuO+H2 2Cu+H2O
2.广义的氧化还原反应的定义
有元素化合价升降的化学反应
氧化还原反应的判断标准：
是否有元素化合价的升降
特征
氧化反应：反应物所含某种或某些元素化合价升高的反应。
还原反应：反应物所含某种或某些元素化合价降低的反应。
练习：判断下列反应是否是氧化还原反应
① Zn+2HCl==H2+ZnCl2
② 2Na+Cl2 ==2NaCl
③ 2KClO3 == 2KCl+3O2↑
④ MnO2+4HCl（浓）==MnCl2+Cl2+2H2O
⑤ CaCl2+Na2CO3==CaCO3+2NaCl
⑥ NaOH+HCl==NaCl+H2O
点燃
思考：
1.氧化还原反应是否一定要有氧参与？
2.为什么氧化还原反应前后元素的化合价发生变化？其本质原因是什么呢？
+11
2 8 1
+17
7 8 2
Na
Cl
+11
2 8
Na+
+17
8 8 2
Cl-
-e-
Na+
Cl-
+ e-
氯化钠的形成
0 0 +1 -1
失去2×e-、化合价升高，被氧化
得到2×e-、化合价降低，被还原
结论：化合价升降的原因——电子得失
微观探析
﹣
H
﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
Cl
﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
HCl
﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
氯化氢的形成
0 0 +1 -1
共用电子对偏离，化合价升高，被氧化
共用电子对偏向，化合价降低，被还原
结论：
化合价升降的原因——共用电子对偏移
得失氧
化合价升降
电子转移
表观
（片面）
特征
（判断依据）
本 质
3.氧化还原反应的本质定义
有电子的转移（得失与偏移）的化学反应。
氧化反应：失电子或共用电子对偏离的反应
还原反应：得电子或共用电子对偏向的反应
科学史话
在氧化还原反应中，元素的化合价为什么会发生变化呢？
1774年，法国化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，使人们从得失氧的角度引出氧化反应、还原反应。
1852年，英国化学家弗兰克兰，初步提出化合价的概念，使人们从化合价变化的角度认识氧化、还原反应。
1897年，英国物理学家汤姆孙发现了电子，使人们把化合价的升降与原子最外层电子的得失或共用联系起来。
电子转移（电子得失或共用电子对偏移）
得氧、失氧
元素化合价升降
元素（宏观视角）
电子（微观视角）
局限性
特征
本质
氧化还原反应中的化合价变化和电子转移的关系：
化合价升高，失去电子，被氧化，发生氧化反应；
化合价降低，得到电子，被还原，发生还原反应。
升——失——氧 降——得——还
小结
得失氧的观点 化合价升降的观点 电子转移的观点
氧化反应 得到氧的反应 化合价升高的反应 失去电子的反应
还原反应 失去氧的反应 化合价降低的反应 得到电子的反应
氧化还原的关系 得氧失氧同时发生 化合价升降同时发生（且升降总数相等） 得失电子同时发生（且得失电子总数相等）
氧化还原反应 有得失氧的反应 有化合价升降的反应 有电子转移的反应
C + O2 == CO2
CaO + H2O == Ca(OH)2
2KClO3 == 2KCl + 3O2↑
Cu(OH)2 == CuO + H2O
H2+CuO == Cu + H2O
2NaOH + CuSO4 == Cu(OH)2↓+ Na2SO4
△
点燃
△
△
化合
分解
置换
复分解
有单质参加
有单质生成
有单质参加并有单质生成
氧化还原反应
置换反应
化合反应
复分解反应
分解反应
4.氧化还原反应与四种基本类型的关系：
氧化还原反应相关概念
＋2 ０ ０ +1
化合价降低
化合价升高
CuO ＋ H2 === Cu ＋ H2O
被氧化（氧化反应）
被还原（还原反应）
从电子转移的角度（本质）理解：
氧化剂：所含元素得到电子(或电子对偏向)的反应物。
表现为元素化合价降低
还原剂：所含元素失去电子(或电子对偏离)的反应物。
表现为元素化合价升高
还原产物：氧化剂中发生还原反应后得到的产物。
氧化产物：还原剂中发生氧化反应后得到的产物
氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物
失2e－
得2e－
一、氧化还原反应的基本概念
得电子，化合价降低，被还原（还原反应）
失电子，化合价升高，被氧化（氧化反应）
氧化剂 ＋ 还原剂 → 还原产物 ＋ 氧化产物
氧化性：物质得电子(电子偏向)的能力。
氧化剂、氧化产物具有氧化性，得电子能力越强，氧化性越强。
还原性：物质失电子(电子偏离)的能力。
还原剂、还原产物具有还原性，失电子能力越强，还原性越强。
思考：物质失去电子越多，还原性越强吗？物质得电子越多还原性越强吗？
物质的氧化性或还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度，与得失电子数目的多少无关。
例如：Na - e- ==Na+，Al - 3e- ==Al3+，Al失去电子的数目较多，但Na比Al的还原性比铝强。

氧化还原反应知识结构图示
氧化剂
氧化
性
还原
反应
得电
子
价降
低
被还
原
还原
产物
还原
剂
还原
性
氧化
反应
失电
子
价升
高
被氧
化
氧化
产物
具有
发生
生成
具有
发生
生成
物质
性质
反应
转移电子
变价
过程
产物
总结：
升失氧作还原剂 降得还作氧化剂
化合价升高/失电子/被氧化，发生氧化反应，得氧化产物/作还原剂，有还原性
化合价降低/得电子/被还原，发生还原反应，得还原产物/作氧化剂，有氧化性
① Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
② SO2 + 2H2S == 2H2O + 3S
③ Zn + 2HCl == ZnCl2 + H2↑
④ 2KClO3 2KCl＋3O2↑
还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物
氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物
氧化剂 还原剂 还原产物与氧化产物
还原剂与氧化剂 还原产物 氧化产物
练习：1. 指出下列氧化还原反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。
1.双线桥法：表明反应前后同一元素原子间的电子转移情况。
双线桥法的基本步骤：
失去2e-
得到2e-
+2
0
0
+2
用双线桥法表示电子转移时的注意事项：
(1)箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准同种元素。
(2)在“线桥”上标明电子“得到”或“失去”，且得失电子总数必须相等。
(3)电子转移数用a×be－形式表示，a表示发生氧化反应或还原反应的原子个数，b表示每个原子得到或失去的电子数，当a＝1或b＝1时，要省略；
二、电子转移的表示方法
2.单线桥法
表示反应前后不同元素原子间电子的转移情况。
单线桥法的基本步骤:
2e-
用单线桥法表示电子转移时的注意事项：
(1)单线桥必须画在反应物中。
(2)箭头指向得电子原子，箭尾指向失电子原子。
(3)“线桥”上只标电子转移的数目，不标“得”、“失”字样。
标出变价元素的化合价，用双线桥法标出电子转移情况，其中②③⑥同时用单线桥法标出电子转移情况。
①4P＋5O2 2P2O5
②WO3＋3H2 W＋3H2O
应用体验
③MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋2H2O＋Cl2
④Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
⑤Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2
⑥2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
===3S↓＋2H2O
三、常见的氧化剂与还原剂
氧化剂: 具有氧化性，易得电子
O2 , Cl2 、Br2 、F2 、 O3等
Na2O2，H2O2，HClO ，KClO3、MnO2 等
KMnO4 , 浓H2SO4 , HNO3 , K2Cr2O7 等
Fe3+ , MnO4-, ClO-等
1) 活泼的非金属单质：
2) 部分含最高价物质：
3) 部分中间价态物质：
4) 某些离子：
还原剂: 具有还原性，失电子
K , Na , Mg , Fe , Al等
2）某些非金属单质：
H2 , C等
3）变价元素的低价态物质：
CO ,H2S, Cu2O等
I-, S2-等
1）活泼的金属单质：
4）某些阴离子：
5）某些氧化物：
CO、SO2等
还原剂
还原剂具有还原性
“食品脱氧剂”“抗氧化剂”防氧化
ClO2
O3
KMnO4
H2O2
生活中常用ClO2、KMnO4、O3、H2O2物质能杀菌消毒，利用它们氧化性
氧化剂
氧化剂具有氧化性
四、氧化性、还原性强弱比较的方法
1.根据氧化还原反应方程式比较
氧化剂
还原剂
还原产物
氧化产物
被氧化
被还原
氧化性：氧化剂 氧化产物
还原性：还原剂 还原产物
>
>
如：2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2
氧化性：FeCl3 I2
还原性：HI FeCl2
>
>
产物之性弱于剂
2.根据元素的活动性顺序比较
如：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu
还原性：Fe>Cu
在反应中Fe是_____剂，
Cu是_____产物。
还原
还原
如：Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2
氧化性：Cl2>Br2
在反应中Cl2是_____剂，
Br2是_____产物。
氧化
氧化
MnO2＋4HCl(浓) = MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2KMnO4+16HCl(浓) = 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
△
3.根据反应进行的难易程度（反应条件）来判断
氧化性： KMnO4＞ MnO2
当不同氧化剂分别与同一还原剂反应时，如果氧化产物价态相同，可根据反应的难易来判断，反应越容易，该氧化剂氧化性就越强
4.根据元素被氧化/还原的程度来判断
某还原剂被不同氧化剂氧化时，元素化合价升得越高，说明氧化剂的氧化性越强。
2Fe + 3Cl2 2FeCl3 Fe + S FeS
氧化性：_______
Cu + 2Fe3+ == Cu2+ + 2Fe2+ 3Zn + 2Fe3+ == 3Zn2+ + 2Fe
还原性：__________
点燃
Cl2 ＞ S
Zn ＞ Cu
△
5.根据所处环境（温度、浓度、pH）来判断
同一物质在不同的条件下，其氧化性/还原性会有所不同。
（1）温度：①氧化性：浓硫酸（热）＞浓硫酸（冷）；
②还原性：浓盐酸（热）＞浓盐酸（冷）。
（2）浓度：HNO3（浓） ＞ HNO3（稀）
（3）pH：①中性环境中 不显氧化性，酸性环境中 显强氧化性；
②KMnO4（酸性）>KMnO4（中性）>KMnO4（碱性）
aoshi
1.常温下，发生下列反应：①16H＋＋10Cl－＋ ===2Mn2＋＋5Cl2↑
＋8H2O；②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－；③2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，根据上述反应，可得知相关微粒氧化性由强到弱的顺序是__________________。
>Fe3＋
小试牛刀
2.已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化性由强到弱的顺序为W2>Z2>X2>Y2，下列氧化还原反应能发生的是
A.2NaW＋Z2===2NaZ＋W2 B.2NaX＋Z2===2NaZ＋X2
C.2NaW＋Y2===2NaY＋W2 D.2NaZ＋X2===2NaX＋Z2
B
氧化还原反应的规律及其应用
-2
0
+4
+6
S
硫是个多价态的元素，我们来看下它在各个价态的氧化性和还原性
氧化性
氧化性
还原性
氧化性
还原性
还原性
＋16
2 8 6
a、处于最高价态的元素 → 只有 性；
b、处于最低价态的元素 → 只有 性；
c、处于中间价态的元素 → 性。
氧化
还原
既有氧化性又有还原
1. 价态律
高价氧，低价还，中兼
一. 氧化还原反应的基本规律
2.强弱规律
根据氧化还原反应反应原理：
(1)氧化性强弱：氧化剂>氧化产物
(2)还原性强弱：还原剂>还原产物
依据物质氧化性或还原性的强弱，也能判断一个氧化还原反应是否符合反应原理，能否自发进行。
应用：氧化性还原性强弱顺序判断，反应反向判断。
思考：已知 H2S 与浓硫酸反应的方程式如下，请画出双线桥。
H2S + H2SO4 (浓) === S↓ + SO2↑ + 2H2O
哪种画法是正确的呢？
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，高价态＋低价态―→中间价态，即“只靠拢，不交叉”“就近变价”。
如：

3.归中规律
(1)同一氧化剂与多种还原剂混合时，还原性强的先被氧化。
例如，已知还原性：I－>Fe2＋>Br－，当把氯气通入FeBr2溶液时，因为还原性：Fe2＋>Br－，所以氯气的量不足时首先氧化Fe2＋；把氯气通入FeI2溶液时，因为还原性：I－>Fe2＋，所以氯气的量不足时首先氧化I－。
(2)同一还原剂与多种氧化剂混合时，氧化性强的先被还原。
例如，在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性：Fe3＋>Cu2＋>H＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后再依次与Cu2＋、H＋反应。
应用：判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
4.先后规律
5.守恒律：包括得失电子守恒、质量守恒以及电荷守恒。
电子得失守恒：氧化剂得到的电子数=还原剂失去的电子数
=反应中转移的电子数。
质量守恒：反应物与生成物的各原子数相等。
电荷守恒：反应物所带的电荷数与生成物所带的电荷数相等。
二、氧化还原反应的计算
1.计算依据
(1)氧化剂获得电子总数等于还原剂失去电子总数，即得失电子守恒。
(2)氧化剂中元素降价总数等于还原剂中元素升价总数，即化合价升降守恒。
2.计算方法
(1)找出氧化剂、还原剂及对应的还原产物、氧化产物。
(2)标准确变价元素的化合价。
(3)找准每个氧化剂、还原剂中变价的原子个数。
(4)列出等式并计算：
N(氧化剂)×变价原子个数×|化合价变化值|＝N(还原剂)×变价原子个数×
|化合价变化值|。
1.在反应3Cl2＋8NH3 =6NH4Cl＋N2中，被氧化的NH3与未被氧化的NH3质量比为
A.3∶8 B.1∶4 C.3∶4 D.1∶3
D
2.当溶液中 离子数之比为1∶3时，正好完全发生氧化还原反应，X在还原产物中的化合价为
A.＋7 B.＋2 C.＋3 D.＋4
C
【练习】
（1）已经M2O7x- + 3S2- +14H+ ═ 2M3+ +3S↓ +7H2O，则M2O7x-中的M的化合价为 。
（2）在Fe + 4HNO3(稀） ═ Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O的反应中，被氧化的是 ， 被还原的是 ，HNO3 表现了 性，生成2分子NO转移电子数为 个。
+6
Fe
HNO3
氧化性和酸
6
1.氧化还原反应方程式配平的基本原则
(1)得失电子守恒：氧化剂和还原剂得失电子总数相等，化合价升高总数＝化合价降低总数。
(2)质量守恒：反应前后原子的种类和个数不变。
(3)电荷守恒：离子反应前后，阴、阳离子所带电荷总数相等。
三、氧化还原反应方程式的配平
2.氧化还原反应方程式配平的一般步骤
一标：正确标出反应前后价态变化元素的化合价。
二等：通过最小公倍数法，使化合价升降总数相等。
三定：确定氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物的化学计量数。
四平：根据原子守恒用观察法配平其他物质的化学计量数。
五查：检查是否符合原子守恒和得失电子守恒，若为离子反应，还要符合电荷守恒。
3.氧化还原反应方程式配平的常见类型
3
1
1
2
4
10
4
1
3
左边配：某元素化合价完全变化，先配氧化剂或还原剂的系数。
类型1
全变
两边配：某元素化合部分变，含该元素的物质先配生成物。
类型2
部分变
类型3
自变
右边配：自身的氧化还原反应(包括歧化反应)先配氧化产物和还原产物
NO2 + H2O HNO3 + NO
Mg + HNO3 Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
1KNO3+ 3FeCl2 +4HCl 1KCl + 3FeCl3+ 1 NO↑+ 2H2O
Zn+ 　H++　NO3－ Zn2++ NH4++ _________
2
2
3
2
3
5
4
11
2
8
某物质所含元素化合价同时升高或同时降低时，将这种物质当作一个整体来计算化合价变化数。
类型4
多变整体配
类型5
离子方程式的配平(可利用电荷守恒进行配平)
类型6
关于有缺项的方程式的配平(缺项一般是酸、碱或水)
类型7
关于字母型方程式的配平
Na2Sx + NaClO + NaOH Na2SO4 + NaCl + H2O
1
(3x+1)
2(x-1)
X
(3x+1)
(x-1)
4
10
4
3H2O
1
1
FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2
Cr(OH)4－ + OH－ + ClO－ CrO42－ + Cl－ + H2O
【练习】配平下列的氧化还原方程式
（1） NH3 + O2 === NO + H2O
催化剂
4
4
5
6
氧化剂：还原剂 =
5：4
（3）MnO2 + HCl（浓） MnCl2 + Cl2↑ + H2O
氧化剂：还原剂 =
1：2
（4） S + KOH = K2S + K2SO3 + H2O
氧化剂：还原剂 =
（2） Cu + HNO3（稀）= Cu(NO3)2 + NO↑ + H2O
氧化剂：还原剂 =
2：3
4
2
1
1
1
2
3
6
3
1
2
3
8
4
3
2：1