适用于新高考新教材备战2025届高考化学一轮总复习第1章物质及其变化第4讲氧化还原反应的概念和规律课件

第4讲氧化还原反应的概念和规律【课标指引】

1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。知道常见的氧化剂和还原剂。2.认识元素在物质中可以具有不同价态,可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化。3.能从物质类别、元素价态的角度,依据复分解反应和氧化还原反应原理,预测物质的化学性质和变化。考点一氧化还原反应的概念及相互关系考点二氧化还原反应的规律及应用目录索引

素养发展进阶考点一氧化还原反应的概念及相互关系必备知识•梳理1.氧化还原反应的本质及判断情境思考工业上利用碳与水蒸气在高温下反应制取水煤气:C+H2O(g)

CO+H2。(1)该反应________(填“是”或“不是”)氧化还原反应,你的判断依据是______________________________________。

(2)从微观角度分析,该反应的本质是________________________。

是

反应前后C、H元素的化合价发生变化

电子发生转移

2.氧化还原反应的相关概念及关系情境思考实验室中利用MnO2与浓盐酸在加热条件下制取氯气:MnO2+4HCl(浓)

MnCl2+Cl2↑+2H2O。该反应中:①MnO2是________剂,在反应中________电子被________,表现出________性。

②部分HCl是________剂,在反应中________电子被________,表现出________性。

③氧化产物是________,还原产物是________,生成1

mol

Cl2时转移电子数目为________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。

氧化

得到

还原

氧化

还原

失去

氧化

还原

Cl2MnCl22NA基于元素化合价的变化,理解氧化还原反应的概念及关系

升高

氧化

氧化

氧化

降低

还原

还原

还原

3.氧化还原反应中电子转移的表示(1)双线桥法用“双线桥法”标出实验室中加热KClO3和MnO2的混合物制取O2的反应中电子转移的方向和数目:______________________。

(2)单线桥法用“单线桥法”标出铜与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:_______________________________________。4.常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂常见的氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。例如:Cl-SO2NO或NO2Mn2+Fe2+或Fe(2)常见的还原剂常见的还原剂包括活泼的金属单质、某些非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。例如:Zn2+H+CO2Fe3+SI2(3)含中间价态元素的物质既有氧化性,又有还原性

FeFe3+SH2OO25.四种基本反应类型与氧化还原反应的关系

【应用示例】分析下列五个化学反应:其中属于“区域1”的是_____(填序号,下同),属于“区域2”的是_______,属于“区域3”(阴影部分)的是________,属于“区域4”的是________,属于“区域5”的是______。

④

②

③

①⑤

关键能力•提升考向1氧化还原反应的判断例1(2023·全国乙卷)下列应用中涉及氧化还原反应的是(

)A.使用明矾对水进行净化

B.雪天道路上撒盐融雪C.暖贴中的铁粉遇空气放热

D.荧光指示牌被照发光C解析

明矾净水是由于Al3+水解产生的Al(OH)3胶体具有吸附性,与氧化还原反应无关,A错误;雪天道路撒盐可降低雪的熔点,促进雪融化,与氧化还原反应无关,B错误;暖贴利用了原电池原理,涉及氧化还原反应,C正确;荧光指示牌利用了光的反射原理,与氧化还原反应无关,D错误。[对点训练1]

下列化学品在生活、生产中应用广泛。下列有关物质的应用与氧化还原反应无关的是(

)A.工业上用黄铁矿(FeS2)为原料生产发烟硫酸B.用Na2O2作潜水器的供氧剂C.用食醋可除去暖水瓶中的水垢D.用优质糯米为原料酿制白酒C解析

在高温下煅烧FeS2生成氧化铁和二氧化硫,发生了氧化还原反应,A不符合题意;Na2O2与CO2或H2O反应生成氧气,作供氧剂,发生氧化还原反应,B不符合题意;食醋与水垢中的CaCO3发生复分解反应生成可溶性醋酸钙,不涉及氧化还原反应,C符合题意;糯米酿酒过程中淀粉发生水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成酒精,发生氧化还原反应,D不符合题意。考向2氧化还原反应的概念及相互关系例2(2023·浙江1月选考卷)关于反应2NH2OH+4Fe3+══N2O↑+4Fe2++4H++H2O,下列说法正确的是(

)A.生成1molN2O,转移4mol电子B.H2O是还原产物C.NH2OH既是氧化剂又是还原剂D.若设计成原电池,Fe2+为负极产物A解析

NH2OH→N2O,N元素由-1价升高到+1价,故生成1

mol

N2O时转移4

mol电子,A正确;该反应中,N元素化合价升高,Fe元素化合价降低,故NH2OH是还原剂,Fe3+是氧化剂,B、C错误;原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,故设计成原电池时,Fe2+是正极还原产物,D错误。[对点训练2](2023·广东肇庆第一中学二模)三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体,它在潮湿的环境中能发生反应:3NF3+5H2O═2NO+HNO3+9HF。下列有关说法正确的是(

)A.NF3是氧化剂,H2O是还原剂B.还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1C.若生成0.2molHNO3,则转移0.2mol电子D.NF3在潮湿的空气中泄漏会产生红棕色气体D解析

分析反应前后各元素价态变化,可知NF3在反应中既是氧化剂又是还原剂,其中:NF3→HNO3是被氧化的过程,NF3为还原剂,A错误;2NF3→2NO是被还原的过程,NF3是氧化剂,所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2,B错误;生成1

mol

HNO3转移2

mol电子,所以生成0.2

mol

HNO3转移0.4

mol电子,C错误;NF3与潮湿的空气中的水反应生成NO,NO与空气中的O2反应生成红棕色的NO2,D正确。考点二氧化还原反应的规律及应用必备知识•梳理1.强弱规律及应用(1)氧化性和还原性强弱的比较①依据化学方程式判断氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)═还原产物(还原性)+氧化产物(氧化性)氧化性:氧化剂________氧化产物;

还原性:还原剂_________还原产物。

【应用示例】根据反应Fe+CuSO4═Cu+FeSO4判断,氧化性:________>________,还原性:_______>________。

>>CuSO4

FeSO4Fe

Cu②根据相同条件下产物中元素价态判断【应用示例】根据反应:Fe+S

FeS

2Fe+3Cl2

2FeCl3,推测氧化性:S__________Cl2。

③根据反应条件及反应剧烈程度判断一般来说,反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性(或还原性)越强。【应用示例】根据反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,KClO3+6HCl(浓)═KCl+3Cl2↑+3H2O,判断氧化性:MnO2_________KClO3。<<(2)强弱规律的应用同时含有几种氧化剂(或还原剂),发生氧化还原反应时,氧化性(或还原性)强的优先发生反应。【应用示例】在FeI2溶液中通入少量Cl2,由于还原性:________>________,则________优先与Cl2反应,离子方程式为________________________。

简单概括为“强者优先”I-

Fe2+I-Cl2+2I-══2Cl-+I2简单概括为“只靠近,不交叉”2.价态规律及其应用(1)“价态归中”规律模型含不同价态同种元素的物质发生氧化还原反应,该元素价态的变化遵循“高价态+低价态→中间价态”,不会出现价态“交叉”的现象。例如,不同价态含硫物质之间的转化,符合如图所示规律:【应用示例】判断含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应的可能性,推测反应的可能产物。例如,浓硫酸和SO2________(填“能”或“不能”)发生氧化还原反应;浓硫酸和H2S发生“归中反应”,推测可能生成的含硫产物:________或________。

不能

S

SO2(2)“歧化反应”规律模型同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化遵循“中间价态→高价态+低价态”,不会出现“一边倒”的现象。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮等)均可发生“歧化反应”。【应用示例】将Cl2通入NaOH溶液中制取漂白液,化学方程式为_______________________________________________。

Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O关键能力•提升考向1“强弱规律”及其应用例1已知有如下反应:①K2Cr2O7+14HCl(浓)═2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O;②Cr+2HCl(稀)═CrCl2+H2↑;③2KMnO4+16HCl(稀)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。下列说法正确的是(

)A.氧化性:K2Cr2O7>KMnO4>Cl2B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1C.向金属Cr中滴入浓硝酸无明显变化,说明两者不能发生反应D.向Cr2(SO4)3溶液中滴入酸性KMnO4溶液,发生反应:D[对点训练1]

已知Pb2O3与HNO3溶液发生反应Ⅰ:Pb2O3+2HNO3═Pb(NO3)2+PbO2↓+H2O,PbO2与酸化的MnSO4溶液发生反应Ⅱ:5PbO2+2MnSO4+3H2SO4═2HMnO4+5PbSO4+2H2O,下列说法正确的是(

)A.在反应Ⅰ中,Pb2O3只是氧化剂B.Pb2O3与盐酸反应:Pb2O3+2HCl═PbCl2+PbO2↓+H2OC.PbO与HNO3溶液反应:PbO+2HNO3═Pb(NO3)2+H2OD.由反应Ⅰ、Ⅱ可知氧化性:HNO3>PbO2>HMnO4C考向2“价态规律”及其应用例2(2023·湖南卷)油画创作通常需要用到多种无机颜料,研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄(As2S3)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应。D[对点训练2]

氮元素在自然界的某种转化示意图如图所示(a、b、c和d代表一定比例的H+和e-)。下列说法正确的是(

)A素养发展进阶进阶1练易错·避陷阱1.(2024·四川雅安模拟)关于反应NH4NO3+Zn═ZnO+N2↑+2H2O,下列说法正确的是(

)A.生成1mol的ZnO,共转移5mol电子B.NH4NO3只做氧化剂C.该反应中氧化产物只有ZnOD.每产生448mLN2,生成0.72gH2OA解析

该反应中铵根离子中N元素化合价升高,Zn元素化合价也升高,硝酸根离子中N元素化合价降低。NH4NO3既做氧化剂又做还原剂,B错误;N2既是氧化产物也是还原产物,ZnO是氧化产物,C错误;没说明是否处于标准状况,无法计算,D错误。2.工业上除去电石渣浆(含CaO)上层清液中的S2-,并制取CaSO4·2H2O的流程图如下:C进阶2练热点·提素能3.(2023·广东韶关二模)氮氧化物是大气污染物之一,如图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理,下列说法错误的是(

)DA.整个过程中Ni2+作催化剂B.过程Ⅰ中发生的化学反应为2Ni2++2NO═2Ni3++2O-+N2C.过程中涉及的反应均为氧化还原反应D.过程Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2解析

整个过程中Ni2+先参加反应后又被生成,Ni2+是催化剂,A正确;过程Ⅰ中的反应物为Ni2+、NO,产物为Ni3+、O-、N2,对应的离子方程式为2Ni2++2NO═2Ni3++2O-+N2,B正确;过程Ⅰ、Ⅱ中的化学反应均存在元素化合价的升降,即涉及的反应均为氧化还原反应,C正确;过程Ⅱ的离子方程式为2Ni3++2O-═2Ni2++O2↑,Ni元素化