1、第四讲第四讲 化学工具性知识化学工具性知识4分析物质化学性质的工具分析物质化学性质的工具氧化还原反应氧化还原反应物质的化学性质 热稳定性热稳定性 各类物质具有的通性各类物质具有的通性 氧化性氧化性 还原性还原性 特性（如漂白性）特性（如漂白性）说出你学过的CO2的所有化学性质！1、与 H2O 的反应2、与 碱性氧化物（如Na2O)的反应3、与碱（如NaOH）的反应4、与碳的反应氢氧燃料电池电动自行车甲醇燃料电池电源氢气在氧气中燃烧的现象 发光 放热 有水生成 此反应为氧化还原反应氢气与氧气组成的燃料电池中的电从哪里来的？真的能产生电吗？用实验来验证用实验来验证电从哪里来的？有电流就有电有电流就
2、有电 电子的定向移动形成电流电子的定向移动形成电流 原子核外有电子原子核外有电子 当两原子相互靠近时，受原子核的电性作用，电当两原子相互靠近时，受原子核的电性作用，电子发生了定向的运动，形成了电流子发生了定向的运动，形成了电流 该反应的实质是电子的定向移动该反应的实质是电子的定向移动2H2+O2=2H2O 该反应是氧化还原反应该反应是氧化还原反应 该反应的实质是原子核外的电子发生了定该反应的实质是原子核外的电子发生了定向移动向移动 氧化还原反应的定义：把氧化还原反应的定义：把有电子转移的化学反应就叫有电子转移的化学反应就叫做氧化还原反应。做氧化还原反应。电子转移导致原子核外的电子数目改变 以反
3、应2O2 2O 为例：H原子和O原子又是经过怎样的变化形成2O的呢？其中：H H O O 点燃0 +10 -2被氧化 化合价升高 被还原 化合价降低电子转移导致电子转移导致原子核外的电子数目改变原子核外的电子数目改变导致导致元素的化合价改变元素的化合价改变氧化还原反应的特征 同一元素的化合价在反应前后发生了改变 这是判断是否为氧化还原反应的依据！元素的原子失去电子 （或偏离偏离）元素的原子得到电子 （或偏向偏向）“化合价升降化合价升降”与与“电子得失电子得失”以及以及“氧化还原反应氧化还原反应”三者之间的关系？三者之间的关系？化合价升高被氧化化合价降低被还原从微观角度（电子转移）认识氧化还原反
4、应从微观角度（电子转移）认识氧化还原反应：2 Na Cl2 2NaCl0 0 1 1化合价升高，被氧化，发生氧化反应化合价升高，被氧化，发生氧化反应化合价降低，被还原，发生还原反应化合价降低，被还原，发生还原反应 H2 Cl2 2HCl0 0 1 1化合价升高，被氧化，发生氧化反应化合价升高，被氧化，发生氧化反应化合价降低，被还原，发生还原反应化合价降低，被还原，发生还原反应失去电子失去电子电子对偏离电子对偏离得到电子得到电子电子对偏向电子对偏向氧化还原反应氧化还原反应：有化合价改变的反应有化合价改变的反应 本质上是：本质上是：有电子得失的化学反应有电子得失的化学反应氧化反应：被氧化元素化合价
5、升高，失去电子氧化反应：被氧化元素化合价升高，失去电子还原反应：被还原元素化合价降低，得到电子还原反应：被还原元素化合价降低，得到电子（或电子对偏移或电子对偏移）（或电子对偏离或电子对偏离）（或电子对偏向或电子对偏向）电子转移电子转移（电子得失或偏移）（电子得失或偏移）氧化剂和还原剂氧化剂和还原剂 氧化剂氧化剂：得到电子（或电子对偏向）的物质得到电子（或电子对偏向）的物质【所含元素化合价降低的物质【所含元素化合价降低的物质】还原剂还原剂：失去电子（或电子对偏离）的物质失去电子（或电子对偏离）的物质 【所含元素化合价升高的物质【所含元素化合价升高的物质】氧化产物和还原产物 氧化产物:还原剂失去电
6、子被氧化后的生成物还原产物:氧化剂得电子被还原后的生成物例例.指出下列反应中的氧化剂和还原剂指出下列反应中的氧化剂和还原剂,氧化产物和还氧化产物和还原产物原产物.MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2 +2H2O氧化性和还原性氧化性和还原性氧化性氧化性:氧化剂夺电子的性质（或称氧化能力）氧化剂夺电子的性质（或称氧化能力）还原性还原性:还原剂失电子的性质（或还原能力）还原剂失电子的性质（或还原能力）氧化剂具有氧化性 还原剂具有还原性练习下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（）A、在氧化还原反应中、在氧化还原反应中,失去电子的物质失去电子的物质,所含元素化合价降低所含元素化合价降低B、凡是有元素化合
7、价升降的化学反应都是氧化还原反应、凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应C、在氧化还原反应中一定所有的元素化合价都发生变化、在氧化还原反应中一定所有的元素化合价都发生变化D、氧化还原反应的本质是电子的转移（得失或偏移）、氧化还原反应的本质是电子的转移（得失或偏移）BD1.1.下列反应属于氧化还原反应的是（下列反应属于氧化还原反应的是（）A.CuO+2HCl=CuClA.CuO+2HCl=CuCl2 2 +H2O B.B.Na2CO3+2HCl=2NaCl+COCO3+2HCl=2NaCl+CO2 2 +H+H2 2O OC.2KMnOC.2KMnO4 4=K=K2 2MnOMnO4 4
8、+MnO+MnO2 2+O+O2 2 D.Ca(OH)D.Ca(OH)2 2+CO+CO2 2=CaCO=CaCO3 3 +H H2 2O O 2.2.下列变化需要加入还原剂的是（下列变化需要加入还原剂的是（）A.FeA.Fe2 2O O3 3 Fe B.C COFe B.C CO2 2C.NaCOC.NaCO3 3 COCO2 2 D.Al Al D.Al Al2 2O O3 33.分析表格，找出四种基本反应类型与氧化还原反应的关系。分析表格，找出四种基本反应类型与氧化还原反应的关系。结论结论 置换反应全部是氧化还原反应；复分解反应全部是非氧化置换反应全部是氧化还原反应；复分解反应全部是非氧
9、化还原反应；有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部还原反应；有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应。属于氧化还原反应。氧化还原反应与四种基本反应的关系交叉分类图氧化还原反应与四种基本反应的关系交叉分类图(1)：化合反应分解反应复分解反应置换反应 化化 学学 反反 应应氧化还原反应非氧化还原反应氧化还原反应与四种基本反应的关系如下图：氧化还原反应与四种基本反应的关系如下图：非氧化还原反应非氧化还原反应交叉分类图交叉分类图(2)(2)化合反应化合反应分解反应分解反应复分解反应复分解反应置换反应置换反应氧化还原反应氧化还原反应非氧化还原反应非氧化还原反应交叉分类图交叉
10、分类图(3)(3)下列反应中属于氧化还原反应的是下列反应中属于氧化还原反应的是()A CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O B.Na2O H2O 2NaOHC.2KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2D.MnO2 4HCl MnCl2 2H2O Cl2E.3Fe 2O2 Fe3O4F.CuSO45H2O CuSO4 5H2O几个概念间的关系几个概念间的关系:还原产物还原产物氧化剂氧化剂具有氧化性具有氧化性得电子得电子化合价降低化合价降低发生还原反应发生还原反应（被还原）（被还原）反应物反应物性性 质质实实 质质特征特征反应产物反应产物反反 应应还原剂还原剂具有还原性具有还原性失电
11、子失电子化合价升高化合价升高发生氧化反应发生氧化反应（被氧化）（被氧化）氧化产物氧化产物 常见的氧化剂有：活泼的非金属单质如：卤素单质（X2）、O2、S等。高价金属阳离子如：Fe3+、Cu2+等。高价或较高价含氧化合物如：MnO2、浓H2SO4、HNO3、酸化KMnO4。常见的还原剂有：活泼或较活泼的金属：如K、Na、Al、Fe等。一些非金属单质：如H2、C、Si等。较低态的化合物：CO、SO2、H2S等。得氧失氧观点得氧失氧观点化合价升降观点化合价升降观点电子转移观点电子转移观点氧化反应氧化反应还原反应还原反应氧化还原氧化还原的关系的关系氧化还原氧化还原反应反应得到氧的反应得到氧的反应失去氧
12、的反应失去氧的反应得氧失氧同时发生得氧失氧同时发生有氧得失的反应有氧得失的反应化合价升高的反应化合价升高的反应化合价降低的反应化合价降低的反应化合价升高降低化合价升高降低同时发生同时发生有化合价升降的反应有化合价升降的反应失去电子的反应失去电子的反应（或电子对偏离）（或电子对偏离）得到电子的反应得到电子的反应（或电子对偏向）（或电子对偏向）得失电子同时发得失电子同时发生（且得失电子生（且得失电子总数相等）总数相等）有电子转移的反应有电子转移的反应不完善有一定局限性不完善有一定局限性特征（表现）特征（表现）本质本质氧化还原反应中的几个名称氧化还原反应中的几个名称Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
13、氧化还原反应中的几个名称氧化还原反应中的几个名称Fe2O3+3CO2Fe+3CO2得到电子，化合价降低，被还原，发生还原反应失去电子，化合价升高，被氧化，发生氧化反应氧化还原反应中的几个名称氧化还原反应中的几个名称Fe2O3+3CO2Fe+3CO2得到电子，化合价降低，被还原，发生还原反应失去电子，化合价升高，被氧化，发生氧化反应给一个通用的名称？给一个通用的名称？氧化还原反应中的几个名称氧化还原反应中的几个名称Fe2O3+3CO2Fe+3CO2得到电子，化合价降低，被还原，发生还原反应失去电子，化合价升高，被氧化，发生氧化反应给一个通用的名称？给一个通用的名称？氧化剂氧化剂还原剂还原剂还原产
14、物还原产物氧化产物氧化产物反反应应物物氧化剂氧化剂还原剂还原剂 发生还原反应发生还原反应(被还原被还原)还原产物还原产物生生成成物物(具有氧化性具有氧化性)得电子得电子(化合价降低化合价降低)(具有还原性具有还原性)发生氧化反应发生氧化反应(被氧化被氧化)失电子失电子(化合价升高化合价升高)氧化产物氧化产物(具有还原性具有还原性)(具有氧化性具有氧化性)氧化剂氧化剂具有氧化性具有氧化性得电子得电子化合价降低化合价降低被还原被还原发生还原反应发生还原反应还原产物还原产物还原剂还原剂具有还原性具有还原性失电子失电子 化合价升高化合价升高被氧化被氧化发生氧化反应发生氧化反应氧化产物氧化产物双线桥法：
15、失 2e-Cl2 +H2O=HCl+HClO失1e-得 1e-表示原子得失电子的结果（实质是原子桥）表示原子得失电子的结果（实质是原子桥）双箭号跨过等双箭号跨过等号，从反应物指向号，从反应物指向生成物，起止为同生成物，起止为同一元素的原子。一元素的原子。注明失去或得到注明失去或得到电子的总数，得失电电子的总数，得失电子总数守恒，得或失子总数守恒，得或失两字不能省略。两字不能省略。特征特征MnO2+4 HCl=MnCl2+Cl2+2H2O得 2e-+4+2-100+1-1表示电子转移的两种方法表示电子转移的两种方法表示电子转移的两种方法单线桥法：Cl2 +H2O=HCl+HClO 表示反应物原子
16、之间的电子转移的情况表示反应物原子之间的电子转移的情况（实质是电子桥）（实质是电子桥）箭号不跨过等号，箭号不跨过等号，起点为失电子元素，终起点为失电子元素，终点为得电子元素。点为得电子元素。只标电子转移总只标电子转移总数，不标得与失数，不标得与失。特征特征2e-MnO2+4 HCl=MnCl2+Cl2+2H2O+4+2-100+1-1e-Cl Cl+H2O=HCl+HClO练习：书写下列化学方程式，并判断是否为氧化还原练习：书写下列化学方程式，并判断是否为氧化还原反应？用单、双线桥表示电子转移的方向和数目。反应？用单、双线桥表示电子转移的方向和数目。实验室用氯酸钾制氧气实验室用氯酸钾制氧气电解
17、水电解水沼气（沼气（CH4）在氧气中燃烧）在氧气中燃烧硫酸与氢氧化钡反应硫酸与氢氧化钡反应实验室制氢气实验室制氢气 在反应2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2中,_元素化合价升高,则该元素_电子,被_;_元素化合价降低,则该元素_电子,被_;_是氧化剂,发生了_反应;_是还原剂,发生了_反应.+3 -1 +2 0I失去失去氧化氧化FeFe得到得到还原还原FeClFeCl3 3还原还原氧化氧化KIKI下列说法正确的是()A、氧化剂易被氧化B、还原剂易被还原C、没有电子转移的反应,一定不是氧化还原反应D、在反应中氧化剂的得电子总数等于还原剂的失电子总数CD物质氧化性和还原性相对强弱的
18、判断方法物质氧化性和还原性相对强弱的判断方法（3）根据氧化还原反应的发生规律判断）根据氧化还原反应的发生规律判断氧化性：氧化剂氧化性：氧化剂氧化产物氧化产物还原性：还原剂还原性：还原剂还原产物还原产物根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是 H2SO3+I2+H2O 2HI+H2SO4 2FeCl+2HI2 FeCl2+2HCl+I2 3FeCl2+4HNO3 Fe(NO3)3+2FeCl3+2H2O+NOA、I-Fe2+H2SO3NOB、H2SO3I-Fe2+NOC、Fe2+I-H2SO3NOD、NOFe2+H2SO3I-根据强还原剂生成弱
19、还原剂的规律进行判断。根据强还原剂生成弱还原剂的规律进行判断。在一定条件下,氯酸钾和碘按下式反应:2KClO3+I2=2KIO3+Cl2,下列相应结论不正确的是()A 该反应既是置换反应,也是氧化还原反应B 还原性:I2Cl2C 氧化性:I2Cl2D 氧化性:KClO3KIO3C+5 0 +5 0氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物某某FeCl2溶液中有溶液中有FeI2，根据已知反应，根据已知反应 2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2 2FeCl2+Cl2=2FeCl3F2+2KI(熔融熔融)=2KF+I2中的一些有关事实，要除去其中的中的一些有关事实，要除去其中的FeI2，应选用
20、的，应选用的试剂是试剂是()A、F2 B、过量的、过量的Cl2C、FeCl3 D、FeCl2C 物质氧化性和还原性相对强弱的判断方法物质氧化性和还原性相对强弱的判断方法 根据被氧化或被还原的程度的不同进行判断根据被氧化或被还原的程度的不同进行判断Cu十十Cl2=CuCl2 2Cu+S=Cu2S Cl2可把可把Cu氧化到氧化到Cu(+2价价)，而，而S只能把只能把Cu氧化到氧化到 Cu(+1价价)，这说明氧化性，这说明氧化性Cl2S物质氧化性和还原性相对强弱的判断方法物质氧化性和还原性相对强弱的判断方法根据氧化还原反应发生反应条件的不同进行判根据氧化还原反应发生反应条件的不同进行判断断 如：如：
21、MnO2十十4HCl(浓浓)=MnCl2+C12+2H2O 2KMnO4十十16HCl(浓浓)=2MnCl2+5C12+8H2O 后者比前者容易后者比前者容易(不需要加热不需要加热)，可判断氧化性，可判断氧化性 KMn04Mn02除了是否加热，还有温度、浓度、酸碱性除了是否加热，还有温度、浓度、酸碱性等等判断氧化性和还原性强弱的误区判断氧化性和还原性强弱的误区（1）认为氧化性和还原性的强弱取决于得失电子）认为氧化性和还原性的强弱取决于得失电子的多少。其实不然，氧化性和还原性的强弱只取决的多少。其实不然，氧化性和还原性的强弱只取决于电子得失的难易程度，而与电子得失的多少无关。于电子得失的难易程度
22、，而与电子得失的多少无关。（2）认为只要元素化合价存在差异就可发生氧化）认为只要元素化合价存在差异就可发生氧化还原反应。事实上，同种元素不同价态的化合物间还原反应。事实上，同种元素不同价态的化合物间的氧化还原反应遵循以下规律：的氧化还原反应遵循以下规律：相邻价态之间不发相邻价态之间不发生氧化还原反应。生氧化还原反应。不同价态的物质间发生氧化还原反应时，该元素价不同价态的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循态的变化一定遵循“高价高价+低价低价 中间价中间价”，不，不会出现交错现象。即氧化剂被还原到的价态不能低会出现交错现象。即氧化剂被还原到的价态不能低于还原剂氧化到的价态。简言之于
23、还原剂氧化到的价态。简言之：“只靠拢，不相只靠拢，不相交交”，也即，也即“价态归中价态归中”。如：如：失去 5e-KClOHClKClClH O322633()得到 5e-失去 6e-KClOHClKClClH O322633()得到 6e-判断氧化性和还原性强弱的误区判断氧化性和还原性强弱的误区（3）认为同种元素不同价态的化合物的氧化性（还原）认为同种元素不同价态的化合物的氧化性（还原性）强弱只与元素化合价的高低有关。实际上，除此之性）强弱只与元素化合价的高低有关。实际上，除此之外还与化合物的稳定性有关。如次氯酸中氯的价态比高外还与化合物的稳定性有关。如次氯酸中氯的价态比高氯酸中氯的价态低，
24、但次氯酸不稳定，氧化性却比高氯氯酸中氯的价态低，但次氯酸不稳定，氧化性却比高氯酸强。酸强。氧化还原反应的基本规律氧化还原反应的基本规律（1）守恒律：电子得失总数相等，化合价升降）守恒律：电子得失总数相等，化合价升降总数相等（计算和配平依据）总数相等（计算和配平依据）（2）价态律）价态律 当元素处于最高价态时只具有氧化性，处于最当元素处于最高价态时只具有氧化性，处于最低价态时只具有原性，处于中间价态时既具有低价态时只具有原性，处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。如：浓氧化性又具有还原性。如：浓H2SO4的的S只具有只具有氧化性，氧化性，H2S中的中的S只具有还原性，单质只具有还原性，单质S既
25、具既具有氧化性又具有还原性。有氧化性又具有还原性。氧化还原反应的基本规律氧化还原反应的基本规律（3）强弱律）强弱律 在氧化还原反应中，强氧化剂在氧化还原反应中，强氧化剂+强还原剂强还原剂=弱氧化弱氧化剂剂(氧化产物氧化产物)+弱还原剂弱还原剂(还原产物还原产物)，即氧化剂的氧化，即氧化剂的氧化性比氧化产物强，还原剂的还原性比还原产物强。性比氧化产物强，还原剂的还原性比还原产物强。一般来说，一般来说，含有同种元素不同价态的物质，价态含有同种元素不同价态的物质，价态越高氧化性越强越高氧化性越强(氯的含氧酸除外氯的含氧酸除外)，价态越低还原性，价态越低还原性越强。如氧化性：浓越强。如氧化性：浓H2S
26、O4SO2(H2SO3)S；还原性：；还原性：H2SSSO2。在金属活动性顺序表中，从左到右单质的还原性逐在金属活动性顺序表中，从左到右单质的还原性逐渐减弱，阳离子渐减弱，阳离子(铁指铁指Fe2+)的氧化性逐渐增强。的氧化性逐渐增强。氧化还原反应的基本规律氧化还原反应的基本规律（4）先后律）先后律 同一氧化剂与含多种还原剂同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度物质的量浓度相同相同)的溶液反应时，首先被氧化的是还原性较的溶液反应时，首先被氧化的是还原性较强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂(物质的物质的量浓度相同量浓度相同)的溶液反应时，首先被还原的是氧的溶液反应
27、时，首先被还原的是氧化性较强的物质。化性较强的物质。氧化还原反应的基本规律氧化还原反应的基本规律（5）归中律）归中律 含不同价态同种元素的物质问发生氧化还原含不同价态同种元素的物质问发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价高价+低低价一中间价价一中间价”，而不会出现交错现象。，而不会出现交错现象。氧化还原反应的基本规律氧化还原反应的基本规律（6）歧化反应规律）歧化反应规律 发生在同一物质分子内、同一价态的同一元发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应，叫做歧化反应。其反素之间的氧化还原反应，叫做歧化反应。其反应规律是：所得产物中，该元
28、素一部分价态升应规律是：所得产物中，该元素一部分价态升高，一部分价态降低，即高，一部分价态降低，即“中间价中间价高价高价+低低价价”。具有多种价态的元素。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷如氯、硫、氮和磷元素等元素等)均可发生歧化反应，如：均可发生歧化反应，如：Cl2十十2NaOH=NaCl十十NaClO十十H20氧化还原反应的配平氧化还原反应的配平原则：原则：电子守恒电子守恒 电荷守恒电荷守恒 质量守恒质量守恒方法：化合价升降法方法：化合价升降法步骤：划好价，列变化，求总数，配系数步骤：划好价，列变化，求总数，配系数KMnO4+HCl MnCl2+KCl+H2O+Cl2（07北京）北京）碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应，配平化学方程式（反应，配平化学方程式（将化学计量数填于空白处将化学计量数填于空白处）KIO3 KI H2SO4 K2SO4 I2 H2O下列的反应中属于氧化还原反应，但水既不作氧化剂又不作还原剂的是（）A、SO3+H2O=H2SO4B、3NO2+H2O=2HNO3+NOC、2F2+2H2O=4HF+O2D、2Na+2H2O=2NaOH+H2B0 -2 +1 0+4 +5 +20 -2 -1 0
