氧化-還原反應 (oxidation-reduction reaction, 也作reDOx reaction)是化學反應前后,元素的氧化數有變化的一類反應。 氧化還原反應的實質是電子的得失或共用電子對的偏移。 氧化還原反應是化學反應中的三大基本反應之一(另外兩個為(路易斯)酸堿反應與自由基反應) 。
自然界中的燃燒,呼吸作用,光合作用,生產生活中的化學電池,金屬冶煉,火箭發射等等都與氧化還原反應息息相關。研究氧化還原反應,對人類的進步具有極其重要的意義。
反應中,發生氧化反應的物氧化還原質,稱為還原劑,生成氧化產物;發生還原反應的物質,稱為氧化劑,生成還原產物。氧化產物具有氧化性,但弱于氧化劑;還原產物具有還原性,但弱于還原劑。
擴展資料:
氧化還原反應規律
1、強弱律:氧化性:氧化劑>氧化產物;還原性:還原劑>還原產物。
2、價態律:元素處于最高價態,只具有氧化性;元素處于最低價態,只具有還原性;處于中間價態,既具氧化性,又具有還原性。
3、轉化律:同種元素不同價態間發生歸中反應時,元素的氧化數只接近而不交叉,最多達到同種價態 。
4、優先律:對于同一氧化劑,當存在多種還原劑時,通常先和還原性最強的還原劑反應。
5、守恒律:氧化劑得到電子的數目等于還原劑失去電子的數目。
一、概念:凡有元素化合價升降的反應。
二、特點:任何氧化還原反應中,氧化與還原同時并存缺一不可,而且得失電子總數相等。
三、有關概念關系:
(1)氧化、被氧化。同一概念。指元素(原子或離子)失電子的反應,指反應過程,均指元素而言。化合價升高。
(2)還原、被還原。同一概念。指元素(原子或離子)得電子的反應,指反應過程,均指元素而言,化合價降低。
(3)氧化性、氧化能力、氧化劑:同一概念。指得電子的物質。本身被還原,使對方被氧化指反應物。
(4)還原性、還原能力、還原劑:同一概念。指失電子的物質。本身被氧化,使對方被還原指反應物。
(5)氧化產物:還原劑失電子被氧化成的生成物。
(6)還原產物:氧化劑得電子被還原成的生成物。
四、價態與氧化劑、還原劑的關系:
(1)元素為最低價態時,只具有還原性。I-,S2-等。
(2)元素為最高價態時,只具有氧化性。Fe3+,H+,S+6等。
(3)元素處于中間價態時,既具有氧化性,又具有還原性。
五、氧化還原反應與基本反應類型關系:
(1)是化學反應的兩種不同的分類法。即氧化還原反應;非氧化還原反應。
(2)置換反應:一定是氧化還原反應。復分解反應:一定是非氧化還原反應。化合、分解反應:部份是氧化還原反應,部分是非氧化還原反應。
六、表示電子轉移的方向和數目的方法:
(1)單線橋式:
特點:明確表示氧化還原反應中電子轉移的方向和數目。而且箭頭
(2)雙線橋式:
特點:明確表示氧化或還原時元素本身得失電子變化情況。箭頭不表示電子轉移方向。而且箭頭都是由反應物指向生成物,所以在線橋上一定要注明“得”或“失”。
七、物質氧化性(還原性)相對強弱判斷:
(1)可依據若干反應條件的差異判斷:
條件越容易,反應速率越快,氧化性(還原性)越強,而不是以得失電子數多少。
例:判斷反應中氧化劑的強弱。
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
氧化能力:KMnO4>MnO2>O2
(2)可依據金屬活動順序表判斷:排位越后的金屬,其原子的還原性越弱;而金屬陽離子的氧化性越強。(但是氧化性Fe3+>Cu2+)
※(3)可依據元素在同期表的位置判斷:
同周期(適用于二、三周期):
從左到右:金屬單位的還原性依次減弱,非金屬單質的氧化性逐漸加強。
從上到下:金屬單質的還原性依次增強,非金屬單質的氧化性逐漸減弱。
(4)可依據具體反應進行判斷:
理論根據:氧化劑1+還原劑1=氧化劑2(氧化產物)+還原劑2(還原產物)。
氧化能力:氧化劑1>氧化劑2(氧化產物)。
還原能力:還原劑1>還原劑2(還原產物)。
例:判斷下列反應中氧化性強弱。
①I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4;
②2FECl2+Cl2=2FeCl3;
③2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2。
氧鋅化性:D
※(5)依據電極反應判斷:
在電解池中陰極上哪種金屬的陽離子先析出(被還原)則氧化性越強,而由這種金屬單質的還原性越弱,其金屬活潑性越弱。
※例:A、B、C是三種金屬,根據下列①②實驗確定它們還原性強弱順序:①將A與B浸在稀H2SO4中用導線連接,A上有氣體逸出,B逐漸溶解;②電解物質的量濃度相同的A、C鹽溶液時,陰極上先析出C(使用惰性電極)。
A.A>B>C;
B.B>A>C;
C.B>C>A;
D.C>A>B
選:B
(6)依據元素化合價判斷:
對同一元素而言,化合價越高,氧化性越強。如:Fe3+>Fe2+;Cu2+>Cu+,(但有例外如氧化性:HClO>HClO3>HClO4)。
參考資料:一、概念:凡有元素化合價升降的反應。二、特點:任何氧化還原反應中,氧化與還原同時并存缺一不可,而且得失電子總數相等。三、有關概念關系:(1)氧化、被氧化。同一概念。指元素(原子或離子)失電子的反應,指反應過程,均指元素而言。化合價升高。(2)還原、被還原。同一概念。指元素(原子或離子)得電子的反應,指反應過程,均指元素而言,化合價降低。(3)氧化性、氧化能力、氧化劑:同一概念。指得電子的物質。本身被還原,使對方被氧化指反應物。(4)還原性、還原能力、還原劑:同一概念。指失電子的物質。本身被氧化,使對方被還原指反應物。(5)氧化產物:還原劑失電子被氧化成的生成物。(6)還原產物:氧化劑得電子被還原成的生成物。四、價態與氧化劑、還原劑的關系:(1)元素為最低價態時,只具有還原性。I-,S2-等。(2)元素為最高價態時,只具有氧化性。Fe3+,H+,S+6等。(3)元素處于中間價態時,既具有氧化性,又具有還原性。五、氧化還原反應與基本反應類型關系:(1)是化學反應的兩種不同的分類法。即氧化還原反應;非氧化還原反應。(2)置換反應:一定是氧化還原反應。復分解反應:一定是非氧化還原反應。化合、分解反應:部份是氧化還原反應,部分是非氧化還原反應。六、表示電子轉移的方向和數目的方法:(1)單線橋式:特點:明確表示氧化還原反應中電子轉移的方向和數目。而且箭頭(2)雙線橋式:特點:明確表示氧化或還原時元素本身得失電子變化情況。箭頭不表示電子轉移方向。而且箭頭都是由反應物指向生成物,所以在線橋上一定要注明“得”或“失”。七、物質氧化性(還原性)相對強弱判斷:(1)可依據若干反應條件的差異判斷:條件越容易,反應速率越快,氧化性(還原性)越強,而不是以得失電子數多少。例:判斷反應中氧化劑的強弱。2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O氧化能力:KMnO4>MnO2>O2(2)可依據金屬活動順序表判斷:排位越后的金屬,其原子的還原性越弱;而金屬陽離子的氧化性越強。(但是氧化性Fe3+>Cu2+)※(3)可依據元素在同期表的位置判斷:同周期(適用于二、三周期):從左到右:金屬單位的還原性依次減弱,非金屬單質的氧化性逐漸加強。從上到下:金屬單質的還原性依次增強,非金屬單質的氧化性逐漸減弱。(4)可依據具體反應進行判斷:理論根據:氧化劑1+還原劑1=氧化劑2(氧化產物)+還原劑2(還原產物)。氧化能力:氧化劑1>氧化劑2(氧化產物)。還原能力:還原劑1>還原劑2(還原產物)。例:判斷下列反應中氧化性強弱。①I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4;②2FeCl2+Cl2=2FeCl3;③2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2。氧化性:D※(5)依據電極反應判斷:在電解池中陰極上哪種金屬的陽離子先析出(被還原)則氧化性越強,而由這種金屬單質的還原性越弱,其金屬活潑性越弱。※例:A、B、C是三種金屬,根據下列①②實驗確定它們還原性強弱順序:①將A與B浸在稀H2SO4中用導線連接,A上有氣體逸出,B逐漸溶解;②電解物質的量濃度相同的A、C鹽溶液時,陰極上先析出C(使用惰性電極)。A.A>B>C;B.B>A>C;C.B>C>A;D.C>A>B選:B(6)依據元素化合價判斷:對同一元素而言,化合價越高,氧化性越強。如:Fe3+>Fe2+;Cu2+>Cu+,(但有例外如氧化性:HClO>HClO3>HClO4)。
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