氧化还原反应与化学方程式.doc

氧化还原反应 编辑 氧化-还原反应 (oxidation-reduction reaction, 也作redox reaction)是化学反应前后，元素的氧化数有变化的一类反应。[1]氧化还原反应的实质是电子的得失或共用电子对的偏移。 氧化还原反应是化学反应中的三大基本反应之一（另外两个为（路易斯）酸碱反应与自由基反应）[2]。自然界中的燃烧，呼吸作用，光合作用，生产生活中的化学电池，金属冶炼，火箭发射等等都与氧化还原反应息息相关。研究氧化还原反应，对人类的进步具有极其重要的意义。目录 1 2反应历程 3氧化-还原平衡 4判别 5类型 分子间 分子内 6 7表示方法 双线桥法 单线桥法 氧化-还原半反应式 8 燃烧 酒精测试 工业炼铁 复分解反应 9 得失电子守恒法 氧化数升降法 离子/电子法 待定系数法 10 氧化还原性的强弱判定 现实意义 11 1理论发展 18世纪末，化学家在总结许多物质与氧的反应后，发现这类反应具有一些相似特征，提出了氧化还原反应的概念：与氧化合的反应，称为氧化反应；从含氧化合物中夺取氧的反应，称为还原反应。随着化学的发展，人们发现许多反应与经典定义上的氧化还原反应有类似特征，19世纪发展化合价的概念后，化合价升高的一类反应并入氧化反应，化合价降低的一类反应并入还原反应。20世纪初，成键的电子理论被建立，于是又将失电子的半反应称为氧化反应，得电子的反应称为还原反应。[2] 1948年，在价键理论和电负性的基础上，氧化数的概念被提出，1970年IUPAC对氧化数作出严格定义[1]，氧化还原反应也得到了正式的定义：化学反应前后，元素的氧化数有变化的一类反应称作氧化还原反应。 注： 氧化数又可以叫做氧化态，本词条使用前者。 氧化数即高中所说的化合价，这两者仅是叫法不同，部分表示方法有差别，其他并无区别，本词条中视为可以混用。 2反应历程 ??氧化还原反应的实例——钠与氯气的反应[3] 氧化还原反应前后，元素的氧化数发生变化。根据氧化数的升高或降低，可以将氧化还原反应拆分成两个半反应：氧化数升高的半反应，称为氧化反应； 氧化数降低的反应，称为还原反应。[2]氧化反应与还原反应是相互依存的，不能独立存在，它们共同组成氧化还原反应。 反应中，发生氧化反应的物质，称为还原剂，生成氧化产物；发生还原反应的物质，称为氧化剂，生成还原产物。氧化产物具有氧化性，但弱于氧化剂；还原产物具有还原性，但弱于还原剂。用通式表示即为： ??氧化还原反应[4] 氧化还原反应的发生条件，从热力学角度来说，是反应的自由能小于零；从电化学角度来说，是对应原电池的电动势大于零。[5] 3氧化-还原平衡 任何一个化学反应都是可逆的，因此氧化还原反应存在着氧化-还原平衡[6]。设氧化还原反应的通式为： 其中氧化剂为Ox，还原剂为Red，氧化产物为Redz+，还原产物为Oxz-，电子转移或偏移数为z，则氧化还原反应的化学平衡常数为 ，K可以由实验测得，亦可由公式 算得。 4判别 ??氧化还原反应的实例——置换反应[7] 一个化学反应，是否属于氧化还原反应，可以根据反应是否有氧化数的升降，或者是否有电子得失与转移判断。如果这两者有冲突，则以前者为准，例如反应 ，虽然反应有电子对偏移，但由于IUPAC规定中，单质氧化数为0[1]，所以这个反应并不是氧化还原反应。 有机化学中氧化还原反应的判定通常以碳的氧化数是否发生变化为依据[8]：碳的氧化数上升，则此反应为氧化反应；碳的氧化数下降，则此反应为还原反应。由于在绝大多数有机物中，氢总呈现正价态，氧总呈现负价态，因此一般又将有机物得氢失氧的反应称为还原反应，得氧失氢的反应称为氧化反应。 5类型 根据作为氧化剂的元素和作为还原剂的元素的来源，氧化还原反应可以分成两种类型：分子间氧化还原反应、分子内氧化还原反应。 分子间 在这类氧化还原反应中，氧化数的升高与降低发生在两种不同的物质中。 例如： 分子内 在这类氧化还原反应中，氧化数的升高与降低发生于同一物质中，通常称作自氧化还原反应。[8] 例如： 自氧化还原反应中，若同种元素部分氧化数升高，部分氧化数降低，则这种反应称为歧化反应。[8] 例如： 歧化反应的逆反应称为逆歧化反应，又称作归中反应。[8] 6规律 氧化还原反应中，存在以下一般规律：[9] 强弱律：氧化性：氧化剂氧化产物；还原性：还原剂还原产物。 价态律：元素处于最高价态，只具有氧化性；元素处于最低价态，只具有还原性；处于中间价态，既具氧化性，又具有还原性。 转化律：同种元素不同价态间发生归中反应时，元素的氧化数只接近而不交叉，最多达到同种价态 。 优先律：对于同一氧化剂，当存在多种还原剂时，通常先和还原性最强的还原剂反应。 守恒律：氧化剂得到电子的数目等于还原