高中化學/目錄/氧化還原反應

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氧化還原反應[編輯]

高中階段的氧化還原反應的定義與初中不同。凡是有元素化合價升降的化學反應都叫做氧化還原反應,而沒有元素化合價升降的化學反應叫做非氧化還原反應。在四種基本反應類型中,複分解反應一定不是氧化還原反應,置換反應一定是氧化還原反應,有單質生成的分解反應和有單質反應的化合反應一般都是氧化還原反應,但諸如

(放電)

這類化學反應不是氧化還原反應。

氧化還原反應的實質[編輯]

氧化還原反應的實質是原子之間的重新組合。有電子轉移(得失或偏移)的反應,是氧化還原反應。氧化還原反應表現為被氧化的元素的化合價升高,其實質是該元素的原子失去(或偏離)電子的過程;還原反應表現為被還原的元素的化合價降低,其實質是該元素的原子獲得(或偏向)電子的過程。[1]

至於為什麼電子會轉移,我們將在電負性中作詳細介紹。

氧化反應與還原反應,氧化劑與還原劑,氧化產物與生成產物[編輯]

在氧化還原反應中,化合價升高的物質叫做還原劑,發生氧化反應,被氧化生成氧化產物;而化合價降低的物質叫做氧化劑,發生還原反應,被還原生成還原產物。氧化劑的氧化性大於氧化產物,還原劑的還原性大於還原產物。氧化性與還原性見後。

例如反應

()

銅元素從0價變為+2價,化合價升高,失去,被氧化;氧元素從0價變為-2價,化合價降低,得到,被還原。生成的氧化銅既是銅元素被氧化的產物又是氧元素被還原的產物,既是氧化產物又是還原產物。

常見的氧化劑與還原劑[編輯]

常見的氧化劑有:

(1)活潑的非金屬:鹵素,

(2)含高價金屬元素的離子:

(3)含高價元素的化合物:(濃),

(4)過氧化物:

常見的還原劑有:

(1)活潑的金屬:K,Ca,Na,…,Zn,Fe

(2)低價金屬離子:

(3)含低價元素的含氧化合物:

(4)某些非金屬及其離子:

氧化還原反應方程式的書寫[編輯]

單線橋法[編輯]

寫出化學反應方程式,標出變價元素的化合價。在反應物中從失去電子(或電子對偏離)的元素的正上方引出一條箭頭,指向反應物中得到電子(或電子對偏向)的元素。在箭頭上方標出得失(或偏移)電子的總量。檢查是否書寫正確。

特別提醒:當發生歧化反應時,元素從自己指向自己。

雙線橋法[編輯]

寫出化學反應的方程式,標出變價元素的化合價。用箭頭從反應物中一種變價元素指向生成物中該元素。在箭頭上方或下方寫下電子得失情況(原子數×得失電子數e-,不必計算)、化合價升降情況(不必寫出升降數量)和被氧化還是被還原。重複該步驟寫出其他元素的氧化還原情況。檢查是否書寫正確。

氧化性與還原性及其判斷[編輯]

氧化劑表現出的得(或偏向)電子的能力稱為氧化性,還原劑表現出的失(或偏離)電子的能力稱為還原性。

某一物質的氧化性越強,則其還原性越弱。即「難失易得,易失難得」。

但需要注意的是,難失並不一定易得,例如稀有氣體原子,它既不容易失去電子也不容易得到電子。

氧化性與還原性強弱的判斷[編輯]

根據化學反應方程式判斷[編輯]

氧化劑的氧化性大於氧化產物,還原劑的還原性大於還原產物。

對於多種物質,若它們能和某一物質在不同條件下生成同一氧化產物或還原產物,所需條件越苛刻、反應速率越慢的物質的氧化性或還原性越弱。

如:同樣是生成氯氣,二氧化錳在加熱條件下可與濃鹽酸反應,而高錳酸鉀在常溫便可與濃鹽酸反應,故高錳酸鉀的氧化性比二氧化錳強。

根據金屬性判斷[編輯]

金屬性越強,失電子能力越強,還原性越強;金屬性越弱,失電子能力越弱,其對應離子得電子能力越強,氧化性越強。

根據活動性判斷[編輯]

還原性逐漸減弱:K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag

氧化性逐漸增強:,,,,,,,,,(),,,,

氧化性逐漸減弱:,,,,,,,

還原性逐漸增強:,,,,,,

*的氧化性強弱視情況而定。

氧化還原反應的重要規律[編輯]

價態律[編輯]

最低價元素只表現還原性,最高價元素只表現氧化性,而中間價態既有氧化性又有還原性。

記憶口訣:「高價氧化低價還,中間價態兩邊轉」

轉化律[編輯]

同種元素不同價態之間發生氧化還原反應,價態只靠近不交叉。該規律又稱「歸中規律」。

先後律[編輯]

同一氧化劑與多種還原劑反應,還原性強的先被氧化。

同一還原劑與多種氧化劑反應,氧化性強的先被還原。

守恆律[編輯]

還原劑失(或偏離)電子總數等於氧化劑得(或偏向)電子總數。即化合價升高總數等於化合價降低總數。用公式來表示就是:

(其中是化學計量數,是每個分子/原子/離子中所含有的變價原子數,是指該元素平均每個原子得失電子數)

參考資料[編輯]

  1. 《化學·必修一》 人民教育出版社 課程教材研究所&化學課程教材研究開發中心,Page36~37



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